Ve srovnání s jinými obráběcími technologiemi je tento pulzující vodní paprsek ideální pro porušování materiálů a odstraňování povrchových vrstev, nánosů, nástřiků a povlaků působením čisté vody bez chemických přísad. Umožňuje také několikanásobné snížení pracovního tlaku vody při zachování dezintegračních schopností srovnatelných s běžně užívanými kontinuálními vodními paprsky.

Vysokorychlostní vodní paprsky jsou v současnosti poměrně rozšířenou nekonvenční technologií ceněnou především pro své unikátní vlastnosti v porovnání s jinými obráběcími technologiemi. Jejich výhody jsou jednoznačné – kvalitní a rychlý „studený“ řez, úzká řezná spára a ohleduplnost k životnímu prostředí. I když je vodní paprsek ve spoustě variant využíván především při řezání a obrábění téměř jakéhokoliv známého materiálu, v poslední době začíná postupně pronikat i do jiných odvětví průmyslu, kde plní nové funkce. Vysoké finanční nároky na pořízení potřebných zařízení a jejich provoz však většímu rozšíření technologie vodních paprsků brání.

Vědecký tým pod vedením Josefa Foldyny z Ústavu geoniky AV ČR se tématu intenzivně věnuje již od roku 1996. Aplikační potenciál pulzujících vodních paprsků byl prokázán mnohými badateli, avšak teprve využití ultrazvukového generátoru pulzů a tím vytvoření bezprecedentního vysokofrekvenčního namáhání porušovaného materiálu otevřelo vědcům dokořán dveře k dalším, doposud nepoznaným možnostem využití pulzujících paprsků.

Mimochodem to byl jeden z vědeckých výsledků přihlášených do druhého ročníku soutěže Transfera Technology Day, jejímž cílem je propojit českou vědu s byznysovou komunitou.

Pokrok nezastavíš

Pulzující vodní paprsek představuje významný pokrok ve snižování energetických nároků při porušování materiálů vodními paprsky. A to především proto, že umožňuje několikanásobné snížení pracovního tlaku vody při zachování dezintegračních schopností srovnatelných s běžně užívanými kontinuálními vodními paprsky.

Podstatou lepší efektivity pulzujícího vodního paprsku je cyklické zatěžování porušovaného materiálu dopadem shluků vody, které vznikají přeměnou vysokofrekvenčních tlakových pulzací ve vysokotlakém systému po průchodu vodního proudu tryskou. Tímto způsobem vytvořené shluky mají při dopadu na povrch materiálu enormní destrukční schopnosti. Kromě zvýšení účinnosti procesu dezintegrace lze očekávat také snížení nákladů na pořízení a provoz technologie.

Princip pulzace stejně jako zařízení k jeho provádění či konkrétní aplikace jsou chráněny několika mezinárodními patenty, jejichž vlastníkem je Ústav geoniky AV ČR. Produktový list výsledku najdete v Databázi Portálu transferu AV ČR. Nabídka výsledků výzkumu z pracovišť je zde samozřejmě široká.

Komerční využití

Pulzující vodní paprsek najde uplatnění při odstraňování povrchových vrstev při sanacích betonových konstrukcí, úpravě povrchových vlastností materiálů (změna drsnosti, napjatosti v povrchové vrstvě a další), ale využitelný je i v medicínských aplikacích k řezání a porušování tkání.

Jeho výhodou je zvýšení účinnosti procesu dezintegrace materiálů v porovnání se standardními systémy vodních paprsků, snížení pracovního tlaku vody při dosažení stejných dezintegračních schopností, a vzhledem k možnému využití nízkotlakých a tím levnějších čerpadel i snížení pořizovacích a provozních nákladů potřebných zařízení.

Další výzkum a vývoj této technologie tak i nadále pokračuje. Cílem je ji přizpůsobit různým konkrétním požadavkům a aplikacím a vzhledem k širokým možnostem využití technologie to jsou potřeby zájemců, které dál posouvají práci na vysokorychlostním vodním čerpadle.

Aktuálně je vědecký tým v úzkém kontaktu s několika subjekty, kteří mají zájem o případné využití našeho zařízení pro komerční účely. Jedná se i s případnými investory a ve hře je také založení start-upu. Pro případné zájemce o licenci či spolupráci nabízejí původci možnost testování funkčního zařízení na vlastních vzorcích.

Zdroj: Akademie věd ČR 

Tento článek vyšel v rámci seriálu Věda do praxe vznikajícího ve spolupráci s Centrem transferu technologií AV ČR a spolkem Transfera.cz, který je partnerem rubriky Transfer a spolupráce portálu Vědavýzkum.cz. Transfera.cz je jednotná funkční platforma hájící zájmy transferové komunity v ČR s cílem pracovat na posílení činností v oblasti transferu technologií a jejich rozvoji.

Transfer technologií je zjednodušeně přenos myšlenky, poznatku či vynálezu do praxe. Jde o dlouhou cestu, během které je nutné zajistit dostatečné financování, právní ochranu i správné komerční nasměrování původního nápadu. Bez profesionálního transferu technologií se komerčního úspěchu prakticky žádný vynález nedočká. I tak v praxi v Česku uspěje přibližně každý desátý projekt. Ročně zajišťuje transfer technologií české vědě prostředky v řádech miliard korun.

CETTAV (Centrum transferu technologií AV ČR) je specializované oddělení Střediska společných činností AV ČR. Poskytuje konzultace a služby všem pracovištím AV ČR v oblasti uplatňování výsledků výzkumu v praxi. Pomáhá vědeckým týmům s konkrétními případy komercializace výsledků, analýzou potenciálu praktického uplatnění, strategií ochrany duševního vlastnictví i smluvním zajištěním spoluprací s aplikačním sektorem. CETTAV vytvořil a stará se o obsah Portálu transferu AV ČR.