Při řezání vodním paprskem abrazivem se používají speciální materiály, které pomáhají zvyšovat řeznou sílu a umožňují efektivní dělení tvrdších materiálů, jako jsou kovy, keramika, kámen nebo kompozity. Nejčastěji se jako abrazivum využívá granátový písek, ale existují i další alternativy, které se liší svou tvrdostí, zrnitostí a účinností.
Granátový písek - Garnet
Granátový písek je nejčastěji používané abrazivo pro řezání vodním paprskem, a to díky své vysoké tvrdosti, odolnosti, nízké prašnosti a schopnosti tvořit ostré hrany při drcení. Granát patří do skupiny silikátových minerálů a přirozeně se vyskytuje ve více variantách, z nichž nejčastěji využívané jsou almandin a andradit. Tyto druhy mají ideální rovnováhu mezi tvrdostí (Mohsova stupnice 6,5–7,5), hustotou a lomovými vlastnostmi, což umožňuje efektivní a přesné řezání s minimálním opotřebením trysek.
Granátový písek se získává buď těžbou z přírodních ložisek, nebo jako vedlejší produkt při zpracování hornin. Po vytěžení se materiál drtí, prosévá a třídí podle velikosti zrn. Nejčastěji se používají frakce 60–120 mesh, kde hrubší granule (60–80 mesh) umožňují rychlejší řezání silnějších materiálů, zatímco jemnější (100–120 mesh) poskytují čistší řezy s menším množstvím otřepů.
Granát má několik klíčových vlastností, které ho činí ideálním abrazivem:
- Ostré hrany – při lámání tvoří ostré hrany, které zajišťují efektivní řezný výkon.
- Vysoká hustota (cca 4,0 g/cm³) – zvyšuje řeznou sílu oproti lehčím abrazivům.
- Nízká prašnost – na rozdíl od jiných materiálů (např. křemičitého písku) nevytváří tolik jemného prachu, což zlepšuje pracovní prostředí a bezpečnost.
- Ekologická šetrnost – neobsahuje toxické látky a některé druhy granátu lze recyklovat pro opakované použití.
Granátový písek se používá především pro řezání kovů, kamenů, skla a kompozitních materiálů. Kromě řezání vodním paprskem se také využívá v pískování, broušení a filtračních systémech. Díky své univerzálnosti a dostupnosti zůstává granát nejpoužívanějším abrazivem v průmyslu vodního řezání.
Olivín
Olivín je přírodní minerál, který se někdy používá jako levnější alternativa k granátu. Má nižší tvrdost (Mohs 6–7), což vede k rychlejšímu opotřebení a menší životnosti řezných trysek. Hodí se hlavně pro měkčí materiály, jako je plast nebo dřevo.
Oxid hlinitý
Oxid hlinitý je velmi tvrdý abrazivní materiál (Mohs 9), který se využívá pro extrémně tvrdé materiály, jako jsou titan, keramika nebo některé kompozity. Má ale nevýhodu v tom, že výrazně opotřebovává trysky a je dražší než granát.
Křemičitý písek
Křemičitý písek se používal v minulosti, ale kvůli zdravotním rizikům (vdechování jemných částic křemíku může způsobovat silikózu) se dnes běžně nepoužívá.
Plastové a organické abrazivo
Pro některé speciální aplikace, například řezání měkkých materiálů, se mohou používat i plastové nebo organické abrazivní částice. Tyto materiály jsou šetrnější k povrchu a umožňují jemnější opracování bez hlubokého průřezu.
Výběr správného abraziva závisí na požadované přesnosti, rychlosti řezání, typu materiálu a ekonomických faktorech. Granátový písek zůstává nejuniverzálnější volbou díky své rovnováze mezi výkonem, cenou a životností nástrojů.
Celkově lze říci, že výběr správného abraziva a jeho efektivní využití má významný dopad na náklady i kvalitu řezání.