ICEJET is a project supported by the European Commission LIFE+ programme carried out in Spain and Slovenia since 2010 until 2012.
Depuis 2010, Tecnalia R&I, l’Université de Ljubljana, Iamcut et Ad-Hoc Sustainable Development, travaillent sur des systèmes pour transformer la technologie de coupe de l’eau et d’abrasif en une technologie de coupe à jet d’eau et de glace, de sorte qu’à l’avenir, l’utilisation d’abrasifs minéraux puisse être supprimée. L’utilisation de l’abrasif implique une augmentation du coût du procédé, c’est la cause de la plupart des déchets produits et en plus ces particules dans de nombreux cas sont encastrées dans la partie usinée, de sorte que dans de nombreux cas, il est nécessaire d’utiliser un jet libre de particules abrasives. Cependant, les particules de glace ont une dureté plus faible et donc une efficacité de coupe inférieure à celle des abrasifs minéraux, bien que leur efficacité soit supérieure à celle d’un jet d’eau pur.
Au cours du projet ICEJET, deux technologies différentes pour la création du jet avec des particules de glace ont été développées en parallèle. Dans l’une d’elles, les particules de glace sont générées dans un réservoir indépendant de la tête de coupe et ensuite injectées dans le jet d’eau haute pression. Dans l’autre, les particules de glace sont générées in situ par l’injection d’azote liquide directement dans la tête de coupe, ce qui permet de geler ou de transformer le jet d’eau.
Technologie 1
Dans ce cas, les efforts se sont concentrés sur la production des particules de glace, car il est nécessaire d’assurer une quantité suffisante et une taille suffisante des particules, et dans son transport vers la tête de coupe.
Les particules sont générées dans un réservoir spécialement conçu à cet effet par pulvérisation d’eau avec quatre buses qui sont pourvues d’eau et d’air dans un environnement à une température inférieure à -100oC grâce à l’injection dans la cuve à azote liquide. Les températures n’ont pas besoin de subir de grandes variations et les débits d’eau et d’air injectés dans les buses doivent être réglés pour obtenir la taille et la quantité appropriées de particules de glace.
Le système de convoyage est constitué d’une pièce de forme conique qui s’insère dans la sortie du réservoir de génération de particules et les entraîne à travers un tube isolé de l’extérieur vers la tête de coupe. C’est l’un des points critiques de la technologie puisque l’air circulant dans ce tube, qui s’élève de la tête de coupe en raison de l’effet venturi créé par le jet, est chaud, ce qui provoque une différence de températures et les particules s’effondrent à l’entrée de la tête de coupe. Ceci est résolu en reconstituant l’azote à l’intérieur du réservoir à travers le tube de transport.
Technologie 2
Pour le développement de cette technologie, les exigences étaient très différentes. L’un des principaux objectifs de cette technologie a été la conception d’une tête de coupe pour le gel de l’eau après son passage à travers le saphir, ainsi que le développement d’un système de refroidissement de l’eau sous pression avant qu’il n’atteigne la tête de coupe et enfin, un autre des objectifs a été la création d’un système de recyclage de l’eau déjà utilisée.
En raison du type de procédé utilisé, dans lequel il est nécessaire d’injecter de l’azote liquide directement dans la tête, il a été nécessaire de concevoir une nouvelle tête qui permettrait cette flexibilité que les têtes conventionnelles ne fournissent pas. Par conséquent, une chambre de mélange (partie interne de la tête dans laquelle l’injection abrasive est normalement effectuée) a été conçue qui permet de libérer du gaz azoté (provenant de l’évaporation de l’azote liquide injecté), sinon le jet pourrait être modifié si le gaz reste à l’intérieur.
D’autre part et également en raison du type de procédé, il est nécessaire de refroidir l’eau à haute pression avant qu’elle n’atteigne la tête de coupe de sorte qu’il n’y ait pas de grande différence de température entre le jet et l’azote liquide lors de l’injection de la même. Un système de refroidissement eau par glyc a été développé pour le tuyau à haute pression qui permet de refroidir l’eau à -15°C.
Avec cette technologie, un système de recyclage de l’eau a été développé consistant en la sédimentation des particules présentes dans l’eau déjà utilisée qui permet de réaliser que dans l’eau déjà recyclée, il n’y a pas de particules qui dépassent 100μm.
La technologie Ice Jet est axée sur le marché entre WJ et AWJ, et les applications où un processus de fabrication propre (par exemple, la médecine, l’industrie alimentaire…) est crucial.
