Vizes vágásA vízsugaras vágás 1972 óta ismert ipari eljárás, a technológiát azóta tökéletesítik. Lényege, hogy nagy energiájú, néhány ezer bar (!) nyomású vízsugarat állítanak elő; sok esetben a vízhez adalékanyagokat, úgynevezett abrazív port kevernek. Ezekkel a smirglihez hasonló hatást érnek el, de a vízsugár fúvókáján a hangsebesség háromszorosával kitörő porszemek más anyagleválasztási mechanizmusokat is elindítanak. Így jóformán mindent el lehet vágni, olyan anyagokat is amelyeket a hagyományos módszerekkel nem. A vágás minősége jelentősen eltér a mechanikai, vagy lézeres megmunkálásokétól.
A vizes vágást a lézeressel összehasonlítva, alapvető különbségekre derül fény. A lézer ugyanis megolvasztja az anyagot, miközben a hőhatás a munkadarab szerkezeti strukturáját egy kéregszerű felületen megváltoztatja; a víz viszont elkoptatja a megmunkálandó anyagot, vagyis tulajdonképpen gyors eróziót hajt végre – hőfejlesztés nélkül. Így a vízzel olyan anyagokat is lehet vágni, amelyeket a hagyományos módszerekkel nem. A sok esetben fellépő melegedés miatt ráadásul a lézernyaláb képtelen gyúlékony anyagokkal, például magnéziummal dolgozni; ennek vágására csak a vizet érdemes használni. A vízsugárban adalékként lévő finom eloszlású, kemény abrazív anyag felülete éles és ez az, ami a megmunkálandó anyagnak ütközve le-leválaszt abból egy finom réteget. Mivel a vágás egy lyukszerű résben zajlik, ott a vágási felület nem egyenletes: a lekopott anyagtörmelék, a víz, és az abrazív szemcsék keveredése ugyanis durvább felületet eredményez a rés mélyebb részein. A Bay-Logi berendezésében a kilépő vízsugár átmérője 0,8 milliméter, amely 4 ezer bar nyomással távozik a vágófejben elhelyezett zafír fúvókán keresztül. A nyílás előtti keverőkamrában vezetik be az abrazív szemcséket, itt a nagy sebességű vízsugár által létrehozott vákuum szippantja be a segédanyagot. A por, a levegő és a víz ezután egy második, keményfém fúvókán is áthalad, ekkor sebessége 90-100 méter/másodpercre gyorsul fel, és így már a legkeményebb anyagokat is átvágja: a titánt, a különböző saválló vagy hőálló acélokat vagy üvegeket.
Hogy a víz romboló ereje nem ismer határokat, sokan tudják, ám ezzel leginkább azok vannak tisztában, akik a legkeményebb anyagok vágására használják ezt az ősi elemet. A nagy erejű vízsugár ebbéli használata ma már világszerte elterjedt – alkalmazása évente mintegy 20 százalékkal növekszik.
A Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Alapítvány miskolci Logisztikai és Gyártástechnikai Intézete (Bay-Logi) 1996-ban vásárolta a vízsugaras vágóberendezését. Azóta – azonkívül, hogy ipari és lakossági szolgáltatásokat végeznek vele – az intézet szakemberei a technológia lehetőségeit kutatják és keresik új alkalmazásait. Csizmadia László, a Gyártórendszerek Osztály vezetője elmondta: a vizsgálatok egy része a berendezés továbbfejlesztését célozza. Jelenleg ugyanis függőleges irányban haladó vízzel vágnak, a dönthető vízsugárral azonban a különböző ipari megmunkálásokhoz, például fémek esetében a hegesztéshez lehet előkészíteni vágott felszínt. Így ugyanis nem szükséges még egyszer ferdévé alakítani a merőlegesen átmetszett felületet.
Az intézet munkatársai azon is dolgoznak, hogy a berendezés felhasználási körét szélesítsék: azzal ne csak vágjanak, hanem bizonyos felületeket megmunkáljanak, vagy háromdimenziós testeket formázzanak. Ilyen marás-jellegű megmunkálásokat egyelőre ipari méretekben sehol sem alkalmaznak, a technológia annyira gyermekcipőben jár. “Korlátozott térbeli vágásra ugyan már alkalmas a vízsugár, például karosszéria-elemeken tetőablak kialakítására – magyarázza Csizmadia László – ám, arra még nem volt példa, hogy mondjuk egy kehely külső felületét meg lehessen vele formázni”. A Bay-Logi mérnökei ebben az irányban értek el jelentős áttörést: a németországi Bajor Lézercentrummal együttműködésben a térbeli alakításra vonatkozó technológiát a napokban szabdalmaztatják.
Anyagmegmunkálás 
A felületkialakítási előkísérletek során a megmunkálás alatt folyamatosan változtatják a vízsugár anyagleválasztó képességét. A próbatestekbe különböző energiájú sugarakkal marnak bele, mérik a bevágás mélységét és megvizsgálják a vágási felületet. Ezekből kiderül, hogy a vízsugár belépésének helyén a kialakított felület még viszonylag finom, később viszont – a segédanyag és a törmelék felhalmozódása miatt – már durvább felszín formálódik.
A kutatóintézet nem elégszik meg az elért eredményekkel; a szentendrei Lasram Lézer Kft.-vel és a Budapesti Műszaki és Közgazdaságtudományi Egyetem Atomfizikai Tanszékével együttműködésben a vízsugár és a lézer egyesítéséből hoztak létre vágóberendezést. A lézer szerepe itt valójában nem a roncsolásban van; alkalmazásával eddig elérhetetlen pontosságú méréseket lehetne végrehajtani. A vízben lévő fénynyaláb abban segít, hogy a vágás menete közben is folyamatosan vizsgálják azt a pontot, ahol a vízsugár éppen tart a vágott anyagban. Az érintésmentes méréstechnológia tökéletesítésére a három partnerből álló konzorcium a Széchenyi-terv keretében 180 millió forintos támogatásra pályázik.
A gumiporMagyarországon évente 45-50 ezer tonna gumiabroncs válik feleslegessé. Ennek jó részét elégetik, ami nem éppen környezetbarát megoldás. Egy hazai találmány talán segít a gumi és a hozzá hasonló, nem regenerálható elasztikus anyagokból keletkező hulladék eltüntetésében. Ennek segítségével a gumiabroncsból például újra gumiabroncs készülhet.
Ahhoz, hogy a gumiból gumit, vagy más fröccsönthető anyagot lehessen gyártani, megfelelő finomságú porrá kell őrölni: ez pedig nem milliméteres, hanem annál jóval kisebb szemcséket jelent. A 2000-ben alakult kazincbarcikai Regum Kft. új technológiája ilyen méretű őrlemény előállítására képes.
A szokásos porításos eljárások során a gumiabroncsokat vagy egyszerűen ledarálják, vagy mélyhűtik, és mínusz 140 fokon, vagy annál is alacsonyabb hőmérsékleten, amikor már törékennyé válnak, apró darabokra őrlik. Az így kapott por azonban nem tökéletes minőségű: a mélyhűtéssel sérülhet a gumi anyagszerkezete. Ráadásul a port alkotó szemcsék felülete síkokból, síkidomokból áll, ezek az apró soklapú testek pedig nem alkalmasak arra, hogy beépüljenek egy friss alapanyagba. A Regum Kft. találmánya lehetővé teszi, hogy a gumit olyan érdes felülettel rendelkező szemcsékké lehessen alakítani, amelyek könnyen új szilárd anyaggá állnak össze. A cég fejlesztői vízsugárral állítják elő a speciális gumiport. Mivel a porszemek felülete meglehetősen nagy, és szabálytalan testekkel határolt, ezért azok tökéletesen beépülnek az új nyersanyagokba. Kaucsukkal és megfelelő adalékanyagokkal keverve rendkívüli tulajdonságú gumit lehet belőlük előállítani, amelynek ideális nanoszerkezetét éppen a vízsugárral aprított szemcsék eredményezik.
Mivel egy új anyag bevezetésében óriási a kockázat, a borsodi gumiport egyelőre csupán mezőgazdasági gumiabroncsok gyártásában tesztelik. Azt, hogy végül is az anyag mire lesz jó, a Bay-Logi kutatói is vizsgálják. Kísérletképpen a különböző vízsugaras megmunkálási technológiákkal létrehozott eltérő szerkezetű porokat tesztelik. Az intézet ugyanakkor más, a gumi és egyéb elasztikus anyagok újrahasznosításával foglalkozó cégeknek is felajánlotta: vízsugaras vágóberendezésével segít a hulladék eltüntetésében.
Balikó Lászlótól, a Regum Kft. ügyvezetőjétől megtudtuk: a cég Kazincbarcikán 150 millió forintos beruházással kísérleti gumiabroncs-újrahasznosító és gumipor-gyártó üzem telepítésébe kezdett. Ez induláskor 600 tonna éves feldolgozó kapacitással dolgozna, amelyet év végére 1000 tonnásra bővítenének. Az új gumiport egyébként a BorsodChem már jelenleg is teszteli: a Regum anyagát más összetevőkkel fele-fele arányban keverve fröccsöntésre alkalmas műanyagot állítottak elő belőle.
