Corte por Jato de Água: Uma História Comprovada de Inovação e Precisão

A tecnologia de corte por jato de água é um dos métodos mais comuns cujas aplicações encontra em muitas estruturas diferentes - desde tampos de cozinha em mármore de alta qualidade até ferramentas e processos industriais.

Se olhar para o equipamento que torna o corte por jato de água possível, parece muito sofisticado e high-end. No entanto, a história por trás do processo é mais antiga do que poderia pensar.

Aqui está uma visão mais profunda sobre as origens da tecnologia de corte por jato de água e a sua evolução desde então:

Quem Inventou o Corte por Jato de Água?

Foi Norman Franz quem é creditado com a primeira patente para uma máquina de corte por jato de água. Era professor na Universidade da Colúmbia Britânica. O seu processo usava água a uma pressão de 10.000 psi.

A história do corte por jato de água tem raiz em meados do século XIX, com a aplicação mais antiga sendo a remoção de depósitos de argila e cascalho. O uso de jatos de água para mineração é denominado mineração por erosão hidráulica.

Há casos onde o corte por jato de água foi usado mesmo nos anos 1850 na Rússia e Nova Zelândia, para escavação de minas de carvão.

Formas modificadas de corte por jato de água também foram usadas para mineração de ouro, para limpar veios de ouro de impurezas de terra e pedra. A pressão de água para estas aplicações era de apenas cerca de 800 psi. De facto, a corrida ao ouro americana deu um grande impulso ao uso de tecnologia de jato de água para mineração.

Engenheiros americanos e russos otimizaram o processo para limpeza de fundições também, nos anos 1930. No entanto, a pressão da água para estas aplicações ainda não era muito alta, cerca de 1500 psi.

Quando Foram Inventados os Jatos de Água?

Existem diferentes tipos de cortadores por jato de água. Estas máquinas foram pioneiras em diferentes momentos da história. Aqui está uma linha do tempo para a invenção de diferentes cortadores por jato de água:

Quando foi Desenvolvido o Corte por Jato de Água Puro?

A história do jato de água existe desde os anos 1850 para fins de mineração. No entanto, aplicação prática de corte por jato de água ocorreu nos anos 1930 por empresas de papel para cortar resmas grossas de papel.

A aplicação inicial registada de jato de água foi em 1933 quando uma empresa de papel no Wisconsin usou o processo para cortar resmas de papel em movimento horizontal.

Quando foi Desenvolvida a Maquinação por Jato de Água Abrasivo?

A tecnologia de jato de água abrasivo foi desenvolvida principalmente por um engenheiro egípcio-americano chamado Mohamed Hashish. Estes cortadores por jato de água abrasivo eram comercialmente muito viáveis e encontraram aplicações rapidamente.

Embora o corte por jato de água abrasivo existisse antes de Mohamed Hashish, a aplicação desta tecnologia era limitada apenas a jateamento húmido. Com o desenvolvimento de Mohamed Hashish, tornou-se possível estender estas aplicações para cortes de precisão.

Quando foi Desenvolvida a Maquinação por Jato Líquido?

John Parsons improvisou e desenvolveu métodos de maquinação por jato líquido nos anos 1950. Estas máquinas realizavam maquinação usando pressão de 6900 bar. Foram aplicadas para corte de equipamentos aeroespaciais e plásticos.

Quando foi Introduzido o Primeiro Cortador por Jato de Água Comercial?

Cortadores por jato de água tornaram-se disponíveis no mercado comercial nos anos 1970, introduzidos pela Bendix Corporation.

Linha do Tempo dos Desenvolvimentos do Corte por Jato de Água

Aqui está uma breve história do desenvolvimento da tecnologia de corte por jato de água:

1930-1940

• Sistemas de corte por jato de água de baixa pressão foram aplicados para corte e processamento em empresa de patentes de papel. A tecnologia de usar jato de água para cortar papel foi desenvolvida por Leslie Tirrell e Elmo Smith.
• Enquanto a tecnologia de jato de água usada para mineração tinha jatos muito largos, os novos cortadores por jato de água nos anos 1930 viram o desenvolvimento de feixes estreitos de jato de água.
• O maior problema nesta época envolvia encontrar uma bomba de alta pressão fiável que pudesse criar pressões de água suficientes.

1940-1950

• A pressão da água nos cortadores por jato de água foi aumentada e o método de corte foi aplicado aos setores automotivo e de aviação.

1950-1960

• Em 1956, Carl Johnson, a trabalhar para Durox International no Luxemburgo, inovou a tecnologia para que pudesse ser aplicada no corte de formas de plástico macio.
• Em 1958, um engenheiro de aviação desenvolveu cortadores por jato de água que podiam fornecer pressão de 100.000 PSI (6900 bar). Estes cortadores foram aplicados para corte de materiais aeroespaciais e plásticos. Esta tecnologia utilizava jatos líquidos hipersónicos que podiam perfurar ligas também, incluindo aço inoxidável.
• Embora a água de alta pressão fosse eficaz no corte de materiais duros, também envolvia o problema de deslaminação de materiais. Portanto, mais modificações no processo eram necessárias.
• Norman Franz testa corridas iniciais de uma máquina de jato de água abrasivo. Nas suas experiências, jato de água abrasivo foi usado para cortar madeira.

1960-1970

• Corte por jato de água começou a ser aplicado para cortar pedra, metal e polietileno. A pressão destes cortadores era mais baixa (cerca de 4000 bar).
• Em 1962, um engenheiro da Union Carbide chamado Philip Rice experimentou o uso de cortadores por jato de água pulsantes que funcionavam a pressão de cerca de 50.000 psi.

1970-1980

• Corporação Bendix lançou sistema comercial de corte por jato de água disponível no mercado. O grande sucesso destes cortadores foi os orifícios de cristal de coríndon desenvolvidos pela Bendix. Estes orifícios podiam suportar pressões de água muito altas.
• Mohamed Hashish cria conceito durável de bocal de jato de água abrasivo que suporta o processo de corte por jato de água abrasivo. Revolucionou a indústria e torna o corte por jato de água abrasivo disponível para grande variedade de materiais.

1980-1990

• Boride Corp desenvolve bocais de corte por jato de água abrasivo de material carbeto de tungsténio cerâmico.
• Ingersoll-Rand tornou-se um dos principais fornecedores de cortadores por jato de água abrasivo.

1990-2000

• Omax introduz sistema de controlo de movimento para cortadores por jato de água que podiam mover o jato de água.

2000-2010

• Desenvolvimento de corte por jato de água zero-conicidade que melhora a precisão do processo.
• Desenvolvimento de jato de água multi-eixos que podia criar incisões complexas na peça.

2010-presente

• Corte por jato de água incorpora facilidade de seis eixos, capacitando estas máquinas a criar formas ainda mais sofisticadas.
• Fornecimento de toneladas de software diferentes compatíveis com cortadores por jato de água. Este software vem com perfis pré-carregados para formas de corte comuns.

Tecnologias de Corte por Jato de Água do Futuro

Uma das tendências mais recentes no corte por jato de água é o desenvolvimento de cortadores por jato de água menores. Cortadores menores garantem que fabricadores possam incorporar corte por jato de água na sua oficina existente sem pensar demasiado em requisitos de espaço.

Desenvolvimento de cortadores por jato de água menores também fornece a opção de fabricantes de pequena escala oferecerem a tecnologia em vez de lojas especializadas.

A velocidade do corte por jato de água é também um dos fatores a ser melhorado. Isto pode ser feito aumentando a pressão da água e usando software mais eficiente junto com alto poder de computação.

Outra área em que a tecnologia está a melhorar é em ultrapassar os limites da bomba de água de ultra-alta pressão usada no processo. Estas bombas de ultra-alta pressão quebrarão as fronteiras da tecnologia, tornando-a utilizável para materiais ainda mais espessos.

Notas Finais

Embora o corte por jato de água já exista há mais de um século, o processo ainda está em constante evolução. Cada indústria usa corte por jato de água diretamente ou usa produtos feitos por este método.

Se olharmos para as tendências futuras, não será surpreendente encontrar cortadores por jato de água na linha de montagem da maioria dos fabricantes. A aplicação do processo a quase todos os materiais contribui para a alta procura destas máquinas.