Diseño y simulación de una cortadora de materiales del tipo waterjet para uso industrial

Resumen

El corte por chorro de agua abrasivo (AWJ) es una tecnología moderna que tiene la capacidad de cortar cualquier tipo de material sin producir zonas afectadas térmicamente (ZAT) ya que no se genera ningún aporte de calor durante el mismo. Este proyecto muestra y estudia, por medio de la dinámica de fluidos computacional (CFD), el comportamiento del agua y las partículas del abrasivo utilizadas para este tipo de cortes en el diseño de la máquina, con el fin de demostrar la factibilidad del diseño propuesto. Este análisis usa el modelo turbulencia k-ε, ya que, ante otros modelos, éste se acopla mejor al fenómeno a evaluar y genera un menor consumo de recursos computacionales; así mismo, se realiza la configuración de un fluido mezcla y la creación de una partícula sólida de arrastre y de impacto. Para el diseño de la waterjet se examinaron múltiples piezas comerciales y artículos relacionados con la temática, con el fin de seleccionar las medidas y materiales adecuados, apoyándose en piezas estandarizadas de fácil obtención con proveedores y empresas fabricantes nacionales en su mayoría, con el fin de crear una máquina que responda a las necesidades de las pequeñas y medianas industrias del país. En el presente estudio se demuestra la viabilidad del diseño de la máquina de corte sustentado con diferentes tipos de cálculos hidráulicos específicos para este tipo de máquinas hidráulicas, alcanzando velocidades del fluido optimas que logren acelerar la partícula lo suficiente según previas investigaciones y un óptimo comportamiento de trabajo durante las simulaciones realizadas bajo una prueba de diferentes variables utilizando las características del material más cercanas al abrasivo utilizado en este tipo de cortes, el granate.