Řezání vodním paprskem vnáší nový rozměr do stavebnictví

Ve stavebnictví si dnes získává stále větší oblibu technologie řezání vodním paprskem. Je to technologie pro dělení materialu, kterou prvně představila americká firma FLOW v 50. letech 20. století. Tehdy se experimentovalo s využitím síly vodního paprsku při řezání dřeva. Později, v 70. letech byla tato technologie zdokonalena a při řezání se začalo do vodního paprsku přidávat abrazivo.

Princip je stejný jako v případě vodní eroze

Řezání vodním paprskem lze tedy rozdělit do dvou kategorií, a to řezání čistým vodním paprskem a řezání vodním paprskem s přidáním abraziva. Rozdíl je v tom, že u řezání čistým vodním paprskem dochází k samotnému řezání pouze působením vodního paprsku o vysoké rychlosti

U řezání vodním paprskem s přidáním abraziva dochází k tomu, že proud vody o veliké rychlosti strhává jednotlivá zrna abraziva a řezání už neprovádí voda, ale samotné abrazivo.

Jako abrazivo se používá buď granát nebo korund, což jsou přírodní, absolutně inertní materiály, které nezatěžují přírodní prostředí. Při řezání tím pádem nevznikají žádné zplodiny, které by zatěžovaly jak pracovní, tak ani přírodní prostředí. Volba abraziva závisí na vlastnostech řezaného materiálu. Řezání probíhá nejčastěji na CNC řízených stolech. Pracovní tlak vody se pohybuje v rozmezí od 2000 do 6200 barů. Jeho zdrojem jsou vysokotlaká čerpadla, která se liší příkonem a průtokem vody.

Samotný vodní paprsek vzniká v řezací hlavě, opatřené vodní tryskou o průměru cca 0,1 mm. pokud řezání probíhá s využitím abraziva, pokračuje vodní paprsek do směšovací komůrky, kde je přidáváno abrazivo a následně je tento vodní paprsek s abrazivem usměrňován tryskou o průměru cca 1 mm k řezanému materialu.

Pohyb řezací hlavy řídí počítač a rychlost řezání se pohybuje od milimetru až po metry za sekundu.

Přesnost řezání závisí na mnoha faktorech, ale lze hovořit o přesnosti řezání od 0,1 mm.

Řezání s využitím abraziva zvládne keramiku, kámen i ocel

Řezání čistým vodním paprskem se hodí pro nepříliš tvrdé a odolné stavební materiály, jako jsou například těsnící či izolační hmoty nebo různé pěnové materiály.

Řezání vodním paprskem s přidáním abraziva umožňuje řezat i velmi tvrdé materiály, jako je kámen, ocel, keramika nebo sklo.Použité abrazivo je možno recyklovat pro další použití pro řezání vodním paprskem, případně otryskávání apod. Jedná se o absolutně inertní materiál, který lze použít pro různé stavební výplně apod. V současné době také probíhají zkoušky s přidáváním tohoto abraziva např. do betonu, asfaltových směsí atd.

Vodní paprsek řeže keramiku

Vodní paprsek řeže žulový blok

Studený řez zabraňuje tepelnému ovlivnění materiálu

Velkou výhodou řezání vysokotlakým vodním paprskem je fakt, že celý řezný proces probíhá bez tepelného ovlivnění řezaného materiálu; jde o takzvaný studený řez. Obráběný díl nevykazuje fyzikální, chemické ani mechanické změny a je následně snadno obrobitelný. Při využití této technologie navíc nevznikají v řezaném materiálu žádné mikrotrhliny, neboť silové působení paprsku je minimální (nedochází ani k nadměrnému prořezu material, často lze využít i společné řezy). Nesporným benefitem je dále fakt, že tato metoda je šetrná vůči životnímu prostředí, během procesu nedochází ke vzniku žádných ekologicky nežádoucích zplodin. Spotřeba vody při řezání je malá, záleží v podstatě na tlaku a velikosti použité řezací trysky. Odpadní voda se pomocí sedimentace vyčistí. Abrazivní materiály jsou netoxické a po recyklaci se dají znovu použít, případně bez problémů uložit na skládku odpadních materiálů.

Po 20 letech zkušeností s vodním paprskem Petr Kallus z ostravské firmy TALPA-RPF říká: ,,Vodní paprsek není limitován rovným řezem.”

Mezi materiály dělené, nebo řezané vodním paprskem běžně patří guma, plasty, pěnové materiály, překližka, podlahové krytiny, tepelně izolační hmoty, sklo, sklolaminát, mramor, žula, pískovec, dlažba a rovněž celá řada kovových materiálů.

Právě v oblasti stavebnictví nachází tato technologie stále větší uplatnění hlavně při řezání různých dlažeb, obkladů, kamene a podobně. Vodní paprsek totiž není limitován pouze rovným řezem, ale dokáže vytvořit jakýkoliv řez, což například u keramiky, obkladů, pískovce či mramoru představuje velký přínos pro architekty i stavaře samotné.

Řezání abrazivním vodním paprskem je tedy velmi dobře použitelné pro vytváření zajímavých obkladů, netradičně komponovaných dlažeb, případně i mozaiky, ornamentů nebo loga podniků a firem - vše podle přání zákazníka.

3D technika se využívá hlavně pro řezání keramiky

Poslední novinkou je takzvané 3D řezání, což v praxi znamená vytváření prostorových objektů (narozdíl od rovinného 2D řezání). V tomto případě se už vlastně ani nejedná o klasické řezání, ale spíše o jakési obrábění vodním paprskem.

Ve stavebnictví je 3D řezání využíváno především pro řezání zkosených hran u obkladů tak, aby bylo možno vytvořit čisté hrany bez nutnosti použít např. plastové nebo hliníkové lišty.

Detail hrany nařezané keramiky

Jediný problem představuje tvrzené sklo

Vodní paprsek dokáže řezat i skleněné tabule či lepené bezpečnostní sklo, Jediným problémem je řezání tvrzeného skla, které tímto způsobem řezat nelze. Při průstřelu vodním paprskem totiž dochází k jeho roztříštění (jde v podstatě o stejný efekt, jako když odlétající kamínek rozbije přední sklo automobilu).

Pokud bychom na závěr shrnuli výhody a nevýhody této technologie, došli bychom k následnému přehledu:

Výhody:

• řezání vodním paprskem probíhá bez dotyku nástroje a materiálu
• nedochází k tepelnému namáhání materiálu a ke vzniku vnitřního pnutí
• řezy je možné provádět v těsné blízkosti hran a minimalizovat tak odpad
• nedochází ke vzniku mikrotrhlin v okolí řezu
• řezání vodním paprskem nezpůsobuje vznik polétavého prachu z děleného materiálu
• vodním paprskem lze řezat i materiály měkké a lepivé, nebo drolící se a křehké
• je také možné provádět kvalitní řezy vrstvených materiálů s různými fyzikálně-   chemickými vlastnostmi
• nedochází k chemickému ovlivnění řezaného materiálu
• nevznikají žádné škodlivé plyny ani výpary
• výsledkem je kvalitní řez bez otřepů
• řezná hrana často nevyžaduje žádné další opracování
• je dosahována vysoká přesnost řezu
• díky využití společných řezů dochází k výrazné úspoře materiálu i při řezání materialu větší tloušťky
• nedochází k porušení povrchové úpravy materiálu (leštění, broušení... )

Nevýhody:

• nevyhnutelný kontakt řezaného materiálu s vodou
• některé, zejména kovové materiály je nutné po řezání vhodně ošetřit
• delší vysoušení u nasákavých materiálů
• možnost změny barvy či znečištění některých materiálů

Z uvedeného výčtu je zřejmé, že technologie řezání vodním paprskem znamená pro stavebnictví jednoznačný přínos, což obecně platí o každé technologii, která šetří náklady, čas a životní prostředí.

Komentář: Ing. Petr Kallus, TALPA-RPF, ředitel divize řezání vodním paprskem

www.rezeme-vodou.cz