Waterjet to ogólna nazwa technologii przecinania różnych materiałów z wykorzystaniem wody pod wysokim ciśnieniem. Tak naprawdę to samo słowo waterjet można przetłumaczyć jako strumień wody i dotyczy przecinania samą wodą. Bardziej poprawną nazwą technologii (odnoszącą się do przecinania twardszych materiałów) jest abrasive water jet (AWJ) która odnosi się także do przecinania wodą ale z dodatkiem ścierniwa (przecinanie samą wodą jest ograniczone do niektórych rodzajów materiałów). W Polsce używa się określenia obróbka wodno-ścierna lub hydro-ścierna jako tłumaczenie pojęcia "abrasive water jet (AWJ)".

DIAJET czyli Direct Injection Abrasive JET - nzawa użytkowa metody bezpośredniego wytwarzania zawiesinowej strugi wodno-ściernej (abrasive water suspension jet AWSJ) polegającej na wymieszaniu w zbiorniku ciśnieniowym wody z dozowanym do określonej koncentracji ścierniwem i dostarczeniu tej mieszaniny jednym elastycznym przewodem do głowicy roboczej wyposażonej w (wykonaną najczęściej z węglików spiekanych)dyszę formującą strugę tnącą. Istotną zaletą tej metody wytwarzania strugi wodno-ściernej, w odniesieniu do metody pośredniego wytwarzania strugi AWJ (w której woda pod wysokim ciśnieniem i ścierniwo są oddzielnie doprowadzane do głowicy roboczej) jest znacznie bardziej efektywny sposób przyśpieszania ziaren ściernych w wytwarzanej strudze. Dzięki temu możliwe jest stosowanie ciśnienia roboczego o wartości ok. 70 MPa, które wystarcza do nadania strudze zawiesinowej prędkości ponad 300 m/s, czyniąc z niej efektywne narzędzie tnące. Metoda AWSJ została opracowana na przełomie 1985/1986r. i opatentowana (nr patentu: WO 87/02290) przez brytyjski zespół naukowców (Heron Roger A., Saunders David H., Fairhurst Robert) reprezentujących The British Hydromechanics Research Association (BHRA).

Generalnie rzecz biorąc jest to technologia bezpieczna, oczywiście przy zachowaniu podstawowych zasad BHP. Woda pod wysokim ciśnieniem może spowodować obrażenia, ale aby dostać się w strefę bezpośredniego zagrożenia należy się naprawdę o to postarać. Struga wody wypływa z dyszy bardzo wąskim strumieniem, dysza skierowana jest w dół, w stronę "wanny" nad którą zamocowany jest ruszt, także niemożliwe jest dostanie się operatora czy też innej osoby w strefę niebezpieczną. Oczywiście w momencie kiedy ktoś wpadnie na pomysł aby palcem sprawdzić czy aby na pewno woda pod wysokim ciśnieniem wypływa z dyszy to nie poczuje kiedy go starci. Przy tak dużych ciśnieniach nie jest konieczne podanie ścierniwa aby struga zrobiła krzywdę człowiekowi. Jeżeli chodzi o samą instalację wysokociśnieniową to woda ze względu na swoją małą ściśliwość nie stanowi zagrożenia. W momencie kiedy nastąpi rozszczelnienie instalacji, ciśnienie wody bardzo szybko spada i nie jest niebezpieczne.

Szybkość przecinania zależy od wielu czynników. Przede wszystkim zależy to do rodzaju i grubości przecinanego materiału. Materiały bardziej miękkie obrabiają się lepiej od bardzo twardych. Grubość przecinanego materiału oraz kształt wycinanego z niego detalu może spowodować, że proces cięcia będzie trwać kilka godzin.

Tak naprawdę nie ma wyznaczonej górnej granicy grubości przecinanych materiałów tą technologią. Wartość ta zależy od konkretnej maszyny. Duże znaczenie ma zainstalowane oprogramowanie i jego możliwości. Powyżej grubości 100 mm kontrolowanie strugi tak aby ciąć z zadowalającą jakością jest dość trudne i dla niektórych maszyn grubość ok. 100-120 mm może stanowić granicę. Wysokiej klasy centra obróbkowe z zainstalowanymi głowicami dynamicznymi tną z dobrą jakością materiały nawet do grubości 300 mm.

Wysokość ciśnienia stosowanego w tej technologii musi zagwarantować odpowiednią jakość i wydajność. Najczęściej spotkać tu można ciśnienia powyżej 2000 bar. Na dzień dzisiejszy standardem są ciśnienia rzędu 3500 do 4000 bar ale dostępne są także maszyny obsługujące ciśnienie 6000 bar.

Granat (garnet) - jest to minerał, zaliczany do gromady krzemianów, wykorzystywany jako ścierniwo w technologii abrasive water jet. Dodawany do wody przy wysokim ciśnieniu w celu wytworzenia mieszniny wodno-ściernej o bardzo dużej energi i zdolności skrawnej. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa granatus = granat, owoc granatu, co wskazuje na podobieństwo kamieni do ziaren owocu granatu. Barwa - najczęściej odcienie barwy pomarańczowoczerwonej, czerwonej i fioletowo-czerwonej. Twardość: 7,5 - 8 w skali Mohsa.

Po lewej: ziarno granatu; po prawej: granat (rozmiar 80) używany w procesie przecinania AWJ

Wydatek ścierniwa kształtuje się zwykle w zakresie od 300 do 500 g/min. W zależności od rozwiązań konstrukcyjnych wydatek może być stały lub regulowany. Parametr ten w znacznym stopniu decyduje o jakości przecinania oraz wydajności procesu.

Ilość zużywanej wody w procesie przecinania uzależniony jest od kilku parametrów (wydatek pompy, rozmiar dysz itd.). W zależności maszyny będzie to wielkość około 4-6 l/min dla typowych rozwiązań. Woda użyta w procesie technologicznym może być użyta ponownie, po oczyszczeniu przy pomocy specjalnej instalacji.

Wzdłużna geometria otworu dyszy formującej ma istotny wpływ na strukturę i kształt wytwarzanej strugi tnącej a tym samym na wydajność i jakość procesu przecinania. Dysza formująca strugę wodno-ścierną jest najszybciej zużywającym się elementem wysokociśnieniowej instalacji tnącej. Zużywanie się dyszy podczas procesu przecinania ma charakter ciągły i skutkuje sukcesywnym zwiększaniem się średnicy otworu formującego w funkcji czasu eksploatacji. Zużywanie się dyszy jest wynikiem burzliwego procesu mieszania strugi wodnej wypływającej z dyszy wodnej i ścierniwa doprowadzonego do komory mieszającej oraz przyśpieszenia ziaren ściernych w wyniku oddziaływania strugi wodnej do prędkości kilkuset metrów na sekundę osiąganej na wylocie z dyszy. Intensywność procesu zużywania się dyszy zależy od ciśnienia strugi, różnicy twardości dyszy i ziaren ściernych, wydatku ścierniwa. Dla przykładowych parametrów: ciśnienie 380 MPa; ścierniwo granat #80; wydatek ścierniwa 0,45 kg/min; średnica dyszy wodnej 0,3 mm; średnica dyszy mieszającej 1 mm; długość dyszy mieszającej 75 mm czas eksploatacji "nowoczesnej" dyszy wykonanej z kompozytu węglików wynosi ok. 80 godzin dla przecinania jakościowego oraz 140 godzin dla przecinania rozdzielającego.

Natężenie hałasu podczas procesu przecinania związane jest z pracą strugi wodno-ściernej i jej oddziaływaniem na materiał. W większości przypadków maszyny obróbkowe mają możliwość szybkiego podniesienia poziomu wody tak aby przecinanie odbywało się "pod wodą", co w znacznym stopniu ogranicza powstający hałas. Poziom jego natężenia kształtuje się ok. 70-80 dB dla cięcia pod wodą oraz 100-120 dB dla cięcia bez zanurzenia.

Materiał w trakcie procesu przecinania nagrzewa się ale w bardzo niewielkim stopniu. Brak wpływu strefy ciepła HAZ (Heat-Affected Zone) na wycinany element powoduje, że nie trzeba się martwić o odkształcenia termiczne, nadtopienia krawędzi itp. Temperatura w strefie obróbki może wynieść maksymalnie 50^oC (przy przebijaniu). Cały proces przecinania odbywa się najczęściej pod wodą także ciepło odprowadzane jest ze strefy na bieżąco.