Lors des opérations usuelles de découpe par jet d’eau sous haute pression, on introduit dans le jet un abrasif de manière à renforcer l’action de coupe. Sous peu, toutefois, les industriels utilisateurs de cette technologie pourront découper les tôles métalliques, les plaques en composite et tous autres matériaux sans utiliser d’abrasif ou, tout au moins, avec un volume d’abrasif considérablement moindre qu’habituellement.

L’un des principaux constructeur de machines et d’installations de découpe hydrodynamique, FLOW INTERNATIONAL, a expérimenté la possibilité de pratiquer des découpes sous des pressions nettement plus élevées que celles aujourd’hui courantes dans l’industrie. Le matériau abrasif est un consommable très coûteux qui représente quelque soixante à soixante-cinq pour cent du total des coûts d’utilisation du procédé de découpe par jet abrasif. Des tests récemment effectués indiquent qu’en augmentant la pression de coupe du jet d’eau, il est possible de réduire de manière considérable le volume d’abrasif utilisé et, dans certains cas, d’éliminer complètement le besoin d’abrasif, ce qui accroît la compétitivité du procédé.

Les pression utilisées pour la découpe au jet d’eau s’est accrue des 2 400 bar classiques au début des années 1970 à 4 100 bar aujourd’hui. Flow International à lancé commercialement une machine pouvant fonctionner à une pression entre 6 000 et 6 900 bar. Evidemment, les canalisations, les raccords, les joints, les cylindres, les réservoirs de pression et tous les autres composants d’un tel équipement ont dû être étudiés pour résister à ce niveau de pression.

Les tests illustrés sur la figure 3 dans les laboratoires de Flow International montrent l’effet sur des feuillards d’aluminium et de laiton découpés sans abrasif avec une pression du jet régulièrement accrue. La première passe effectuée à 2 760 bar sur une feuille d’aluminium d’une épaisseur de 0,6 mm a tout juste permis de tracer une ligne dans le feuillard. Le résultat n’est guère différent lorsque la pression passe à 4 135 bar. Un passage à travers le feuillard a lieu à 4 825 bar et une découpe continue ne survient réellement pas avant un test effectué à 5 850 bar. On doit préciser que tous les essais ont été réalisés avec une vitesse de déplacement de 9 m/mn. Les résultats sont très semblables dans du laiton. On a une découpe intermittente avec une pression de 4 825  bar et une découpe continue ne survient pas avant d’atteindre 5 850 bar. Là, toutes les passes ont été effectuées à une vitesse de 2 m/mn. Si l’on peut éliminer le recours à un abrasif dans certains matériaux comme les feuillards d’étain, les fines tôles métalliques et les matériaux composites, on est en mesure de réduire considérablement les coûts. Mais, même là où il n’est pas possible d’éliminer complètement l’abrasif, sa consommation peut être considérablement réduite, conduisant, là encore, à de substantielles économies.

Les feuillards d’aluminium et de laiton n’ont pas été choisis comme matériaux de tests par accident. On se sert du laser pour découper les feuillards métalliques mais ils ne peuvent couper l’aluminium ou le laiton aussi efficacement que les autres métaux. La découpe hydrodynamique avec très peu ou pas du tout d’abrasif apporte aux transformateurs de ces métaux une alternative viable et nettement plus économique que le laser et tous autres procédés de découpe.

La possibilité de faire appel au jet d’eau avec très peu ou pas d’abrasif a aussi pour effet d’élargir la flexibilité du procédé. Par exemple, la découpe au jet d’eau sans abrasif laisse, en général, une bavure mais en ajoutant une petite dose d’abrasif on obtient une découpe parfaitement propre. Dans ce cas, l’utilisateur peut, si la découpe des pièces au jet d’eau est ébavurée au cours d’une autre opération ultérieure, procéder sans abrasif pour faire des économies. Par contre, s’il n’y a pas d’autre opération pour enlever les bavures, l’utilisateur ajoute un peu d’abrasif. En fait, il choisit la solution la mieux appropriée selon le cas qui se présente.

Il est probable, explique-t-on chez Flow, que le procédé va intéresser au premier chef des secteurs où la découpe au jet d’eau n’était pas compétitive. On peut citer, ainsi, la découpe de très faibles rainures où l’on sera plus précis et plus compétitif que le laser. En tous cas, les secteurs appelés à utiliser le procédé sont bien ceux de l’électronique ou de l’aérospatiale où l’on a besoin d’une grande propreté avec une absence rigoureuse de quelconques résidus abrasifs.

Une machine de découpe exploitant ce procédé sous pression 6 000 bar a été mise en démonstration à la dernière exposition de Chicago. Travaillant de trente à  quarante pour cent plus vite que les machines de plus faibles pressions actuelles, elle était équipée de moteurs linéaires sur ses axes X et Y (fig. 2). Afin de tirer avantage de la plus grande vitesse de découpe, la tôle était déplacée de gauche à droite sous la buse de découpe qui, elle, se déplaçait d’avant en arrière.