Sculpturi in piatra cu CNC

“Apa nu curge, apa sculpteaza”

… si trebuie sa credem aceste cuvinte, din moment ce ele au fost rostite de marele Gian Lorenzo Bernini, ilustru arhitect si sculptor Italian al sec. XVll !

Intuia oare creatorul Barocului in sculptura ca intr-o zi omul va modela piatra cu o dexteritate iesita din comun, chiar si fara s-o atinga cu mainile sale ?

La aceasta intrebare nu avem un rapuns insa constatarea lui Bernini este astazi mai adevarata ca oricand si jeturile de apa sunt folosite pe scara larga pentru executia dantelariei din piatra de orice fel.  

“Picătura găureşte piatra nu prin forţă, ci prin tenacitate…”

Ca sa intelegem bine forta apei trebuie s-o luam inca inaintea lui Bernini, in sec XVl,  cand Giordano Bruno arata clar ca piatra insasi nu rezista asocierii intre puterea apei si staruinta acesteia.

De atunci omenirea a asteptat 400 de ani pana la inventarea unor masini care sa sculpteze piatra. Astazi le avem, ca o combinatie intre soft-uri sofisticate si “waterjet machines”. Toate aceste masini, care executa de la operatii de debitare simple pana la adevarate sculpturi in piatra, folosesc drept “cutit” un jet de apa la o presiune extrema sau un jet de apa amestecat cu o substanta abraziva.  

Pe la mijlocul sec al XlX-lea jetul de apa era folosit in minerit iar ca element de taiere industriala abia in jurul anului 1930, si atunci pentru materiale moi (hartie, plastic). La sfarsitul anilor 50 apare primul sistem de taiere a materialelor dure, acesta folosea un jet de apa la o presiune inalta. Perfectionari succesive au dus la crearea unei duze cu dimensiune de 0.051 mm, care functiona la presiuni de 480 MPa, iar in anul 1987 este brevetat un sistem industrial de taiere “waterjet”.

Functionarea sistemelor actuale se bazeaza pe 2 metode: taierea cu suspensie de apa abraziva si controlul cu jet de apa.

Taierea cu suspensie de apa are 2 componente: apa si abraziv. Aceasta combinatie permite taieri profunde si rapide, mai performante prin comparatie cu sistemele traditionale. Controlul taierii a devenit necesar in momentul intrarii in etapa folosirii taierii cu jet in industrie, acolo unde fiabilitate si precizia sistemelor era esentiala. S-a trecut astfel de la pantografele mecanice la sisteme CNC elementare, bazate pe masina de frezat NC din 1952 (John Parsons) care rula codul G. Abia la inceputul anilor 1990 s-au dezvoltat sistemele de pozitionare a duzei, tot atunci PC-uri comune au controlat viteza in fiecare punct al traseului.

Soft-ul conceput pentru comanda masinii (OMAX) a fost licentiat de compania Flow International, astfel masinile de taiat cu jet de apa au devenit unelte de precizie cu un mare aport in lucrul cu piatra naturala, dar si cu alte materiale ca: metalele, pielea, cauciucul, textilele, ceramica, materialele compozite, alimentele, hartia. De notat ca toate acestea sunt mai moi decat cele incadrate intre 7.5 si 8 pe scala Mohs (ex: sticla calita si diamantul nu pot fi taiate) Performantele actuale ale masinilor de taiat cu jet de apa permit taieri de metale cu grosimea de pana la 15 cm si de alte materiale cu grosimi de pana la 46 cm.  

Cum sculpteaza apa

Pentru performante de care insusi Bernini ar fi mandru sistemul raspunde la urmatoarele cerinte:

1.      Produce un curent de apa de mare viteza la presiune uriasa (210-620 MPa), eventual cu particule abrazive, acesta este produs de o pompa de inalta presiune

2.       Poate prelucra materiale de la cele moi si sensibile la temperatura, pana la cele foarte dure, fara sa produca daune   

3.       Are duze din materiale extrem de rezistente (ex: carbura de tungsten) 

4.      Produce taieri cu conicitate de sub un grad.

5.      Are o distanta a duzei fata de piesa de prelucrat de 3.2 mm.

Viteza diferita produce taieri de calitati diferite.

Dar pentru ca sculptura se realizeaza pe mai multe axe, Ingersoll-Rand Waterjet Systems a realizat un sistem de taiere pe 5 axe. Acest sistem este condus prin computer (conducere numerica prin computer - CNC) si foloseste 2 aplicatii soft, una pentru a realiza desene (CAD) si alta pentru a le traduce in instructiuni G-code sau M-code, pentru masina (CAM). In esenta configuratia unei structuri CNC cuprinde: un controler, unul sau mai multe motoare ax, servomotoare sau motoare pas cu pas, servoamplificatoare, convertizor de frecventa, pompe de vid, sisteme de prindere, masa de lucru si diverse accesorii.

Randarea – visul de pe ecran

De la vis la realitate legatura o fac randarile. Aceste fotografii care permit vizualizarea imaginatiei noastre sunt elemente esentiale intr-o activitate ca design-ul de interior, unde specialistii jongleaza cu dimensiuni, culori, texturi, lumini, in incercarea de a multumi cele mai pretentioase dorinte. Folosind soft-uri sofisticate randarea in timp real desluseste unghiuri care altfel ar ramane acunse, dezvaluie transparente greu de banuit, imbina culori dupa dorinta, ascute si dilata volume. Dinamica, proclamata ca element definitoriu, permite clientilor sa-si formalizeze visul, chiar sub ochii lor.

Inspirat de succes si imboldit de tehnologie,  viitorul  “picteaza” si “sculpteaza” dupa principii noi, revigorand clar-obscurul lui Caravaggio, tusele lui Monet si barocul lui Bernini!