0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое гидроабразивная резка металла?

Виды и описание гидроабразивной резки металла

Почти ни одно предприятие машиностроения и металлопроката не обходится без оборудования для резки листового металла. Зачастую к качеству реза предъявлены повышенные требования, это не позволяет применять традиционное оборудование: плазменную резку и гильотины. Резка металла водой используется еще с 70-х годов прошлого столетия. Впервые раскрой материала гидроабразивным способом официально начала применять авиастроительная компания в Америке. Через время компания заявила о том, что этот способ является оптимальным для порезки металла и иных высокопрочных материалов. С тех пор резка водой получила широкое распространение.

  • Сфера использования
  • Принцип работы
  • Оборудование для гидрорезки
  • Возможности гидравлического процесса
  • Применение станков с ЧПУ
  • Ручная резка гидроабразивным способом
    • Основное достоинство
    • Недостатки гидроабразивной порезки

Сфера использования

Основным отличием, которое имеет гидрорезка металла от других методов обработки является то, что не оказывается механическое действие на поверхность материала. Отсутствие нагревания и трения инструментов влияет на возможные сферы использования и качество реза.

Оборудование используют для резки таких материалов, как:

  • керамика, стекло;
  • камень, гранит, мрамор;
  • резина, паронитовые, эбонитовые и текстолитовые плиты, пластик;
  • железобетон;
  • металлы, в том числе: сталь, титан.

Принцип работы

Использование станков водно-абразивной порезки не ограничивается лишь возможностями раскроя металлопроката, но все-таки основная часть оборудования продолжает использоваться только в этой сфере. В основе работы гидрорезки находится технология подачи воды под давлением с некоторым содержанием абразивного вещества на поверхность материала. Что во время порезки происходит:

  1. Жидкость из специального резервуара подается в смеситель под давлением.
  2. В смеситель одновременно направляется абразивный состав, состоящий, как правило, из мелких частиц песка.
  3. Вода, после смешивания с абразивом, подается на сопло для порезки металла гидроабразивной струей.
  4. Тонкая струя направляется на поверхность материала и режет его.

Этот принцип работы дает возможность значительно повысить скорость и качество обработки металла.

Оборудование для гидрорезки

Еще в древние времена люди заметили уникальное свойство воды под давлением менять форму материалов, на которые она действует. Поверхность камней становилась гладкой, а постоянное падение с высоты воды оставляло выемки в твердых горных породах.

Такой же принцип применяется в промышленных целях. Для чего просто нужно увеличить в несколько раз давление воды, а также контролировать направленность струи. Делается это так:

  1. Насос высокого давления аккумулирует воду, и подает жидкость на поверхность материала. От производительности насоса зависит плотность, и толщина разрезаемой стали. К насосу вода подается шлангами, которые соединены с системой магистрального водоснабжения.
  2. Регулятор мощности. Толщина разрезаемого материала, скорость реза ГАР обеспечивается составом направляемой смеси и точными регулировками. Для вязких и прочных материалов применяют трехфазный наполнитель, для металлов с более податливой структурой хватает двухфазной жидкости (вода и абразив). Регулируется также не только состав жидкости, но и давление воды. Чтобы добиться минимальных показателей, нужен выход струи со скоростью 1200 м/сек, с давлением не меньше 4600 кг/см.
  3. Сопла резки — могут изменяться с учетом толщины и плотности обрабатываемого металла, а также состава жидкости применяемой при разрезании. Поскольку струя из сопла выходит под большим давлением, изначально сопла делаются из высокопрочной стали.
  4. Смеситель — это оборудование является одним из главных элементов станка. Именно смеситель отвечает за качество смеси, от равномерности пропорций зависит отсутствие сколов и толщина реза.
  5. Автоматика — обязательным условием является конусность кромки, которая появляется в результате инерционности водной струи. Конусность зависит от скорости разрезания. Чтобы снизить этот негативный эффект применяется компенсация конусности (технология Flow Dynamic Waterjet). Принцип компенсации состоит в том, что автоматика сама определяет плотность и качество материала и подает указание режущей головке на изменение угла сопла.

Возможности гидравлического процесса

Одним из основных достоинств гидроабразивного способа порезки является отсутствие нагревания и сколов поверхности, которые присущи при традиционном разрезании предметов.

За счет усовершенствования станков и современных технологий удалось расширить их сферу использования и функциональные возможности:

  1. Возможность произвести нестандартную порезку материала. При этом изменение угла реза не влияет на качество порезки. Точность реза металла под углом дает возможность использовать готовые заготовки без последующей обработки.
  2. Станки для порезки металла узконаправленной струей можно применять в металлопрокате. Так наибольшая толщина металла при резке составляет 200 мм для среднеуглеродистой стали, 120 мм для высокопрочных сплавов.
  3. Есть станки, которые могут работать без участия человека в полностью автономном режиме. При этом необходимо, чтобы была установлена определенная программа, регламентирующая работу станка. При помощи программного управления можно вырезать даже очень сложные детали.
  4. Сегодня широкое распространение имеет гидроабразивная порезка труб. С помощью специальных станков удается получить идеально ровную отрезанную окружность.
  5. Искусство — точная фигурная резка дает возможность применять станки во время изготовления декоративных элементов, предметов украшения и т. д. Точность выполнения фигур и качество реза зависит во многом не от опыта рабочего, а от качества программного обеспечения и используемого оборудования. Там, где требуется, чтобы отклонения были не больше 0,5%, применяются станки с ЧПУ.

Применение станков с ЧПУ

Возможности использования станков с ЧПУ для гидроабразивной порезки меди, алюминия, нержавеющей стали, других видов цветных и черных металлов различной прочности, позволили значительно расширить и увеличить сферы использования оборудования.

За счет станков с ЧПУ обеспечивается изготовление точных деталей без отклонения от требуемых размеров, что почти невозможно добиться традиционными методами резки. Принцип работы сводится к следующему:

  1. Задается программное обеспечение, при этом для каждого материала существует свое ПО, которое автоматически подбирает давление струи, состав режущей смеси и другие параметры. Программа дает возможность предусмотреть фигурную порезку материала.
  2. Дополнительная обработка, как правило, после обработки материала при помощи станка не требуется. Но во время неправильного выбора состава режущей струи отмечается некоторая шероховатость поверхности. Шероховатость реза исключается повторной обработкой.
  3. Кроме разрезания материала, станок с ЧПУ позволяет делать отверстия требуемого диаметра. Некоторые модели станков имеют дополнительное оборудование для выполнения узконаправленных операций.

Ручная резка гидроабразивным способом

Определенные станки управляются с помощью непосредственно оператора. В этом оборудовании угол наклона и все остальные параметры нужно выставлять вручную, это не очень удобно и не может комфортно обеспечить работу. Но при этом, установка гидроабразивной резки (УГР) металла без ЧПУ имеет определенные достоинства, к ним относятся:

  1. Оставлены без изменений общие функциональные возможности. Разрезание материала под углом, ровный рез, раскрой материала и вырезание простых фигур можно выполнять и на обычном станке. Гидроабразивную порезку меди, алюминия, стекла, стали и иных материалов можно выполнять и на этом оборудовании.
  2. Нет необходимости в профильном образовании. Ручное оборудование для порезки имеет минимальное количество функций и простое управление. Это дает возможность производить все требуемые операции во время обработки простых деталей.
  3. Меньшая стоимость оборудования, в отличие от станков с ЧПУ, эта установка обойдется примерно в два раза дешевле.

Использование ручного оборудования ограничено только его малой функциональностью. Применение устройства в художественной резке, вырезание сложных геометрических фигур и там, где необходим качественный конечный результат и высокая точность потребует приобретения станка с ЧПУ.

Основное достоинство

Есть несколько основных достоинств, которые можно отметить во время применения гидроабразивной резки:

  1. Функциональные возможности — преимущества гидроабразивной порезки металла сложно полностью перечислить, но одним из основных является то, что при помощи ГАР станка вырезать можно самые сложные элементы заготовок. Появляется также возможность создания сложного профиля с любыми требуемыми контурами, формами и радиусом.
  2. Отсутствие нагревания обрабатываемой поверхности. Во время обработки детали все тепло, которое выделяется, удаляется моментально под действием воды. Из-за отсутствия режущих металлических элементов получаемое тепло от трения очень низкое. Небольшое тепловыделение обеспечивает точный рез металлов, которые поддаются деформированию под действием повышенной температуры.
  3. Технологичность процесса реза — оборудование является абсолютно универсальным, при необходимости применяется для сверления. Есть возможность проведения работ вне зависимости от атмосферных и иных условий. Ручные станки можно применять для порезки материала даже под водой на глубине более сотни метров. Причем от одного насоса одновременно можно запитать несколько установок.
  4. Отсутствие дополнительных работ — после получения требуемой детали нет необходимости в дальнейшем обрабатывании и шлифовании места реза. Шероховатость почти невидна невооруженным глазом.
  5. Безопасность — оборудование может устанавливаться даже на производстве с высокой взрывоопасностью во время производства легковоспламеняющихся материалов. Отсутствие вероятности появления искры, нагревания поверхности и иные параметры делают использование водно-абразивных установок максимально безопасными и удобными.
  6. Экономичность, в отличие от плазменной обработки материала. Скорость порезки может доходить до 35 тыс. мм/мин. Причем это никак не повлияет на качество реза. Если учитывать что во время разрезания теряется не более 1 мм металла, а также точность и абсолютное соответствие готовому изделию по заданным размерам, то вполне очевидна высокая рентабельность этого оборудования.
  7. Универсальность установки — одни станок одновременно позволяет обрабатывать пластик, сталь, ткань, резину и т. д. При этом во время необходимости можно резать многослойные заготовки, которые состоят из нескольких материалов.
  8. Возможность порезки толстостенных материалов. Обрабатывать можно металлические листы до 200 мм, а также армированные бетонные блоки толщиной до 100 мм.

Самым функциональным является оборудование с ЧПУ, однако, нехватка квалифицированных рабочих объясняет, почему ручная резка гидроабразивом имеет больший спрос.

Недостатки гидроабразивной порезки

Основные недостатки в себя включают такие факторы:

  1. Одинаковая скорость порезки как для тонких материалов, так и для толстостенных. Это значительно влияет на рентабельность станка. Вопрос решается при помощи укладывания листов слоями для одновременной резки сразу нескольких деталей.
  2. Появление конусности — тем более это заметно во время обработки толстостенного металла и иных тугоплавких материалов. Вследствие этого торец детали обрезается не ровно, а в форме воронки. Конусность, как правило, устраняется при помощи дополнительной установки автоматики.

В остальном же применение гидроабразивной резки экономически выгодно, практично и удобно. Станки для резки при помощи воды с абразивом позволяют решить важные проблемы, которые связаны с некачественной обработкой заготовок, а также снизить время, требуемое для изготовления.

Технология резки металла водой

Гидроабразивная резка металла – это технология резки, которая сейчас преобладает в металлургической, металлопрокатной и машиностроительной отраслях. Резка металла водой пришла на смену плазменной и классической резке на отрезных станках.

Гидроабразивная резка металла

Впервые этот метод был разработан и применен в авиастроении, для резки самолетного алюминия. Американская компания, которая изобрела этот метод, после проведения работ и анализа, предоставила статистические данные о том, насколько эффективно применять гидроабразивную резку в промышленности.

Сегодня на больших машиностроительных заводах не обходятся без гидроабразивной резки: она позволяет добиться максимальной точности в производстве деталей из стали и тугоплавких материалов.

Преимущества метода

Нужно учитывать, что станок такого типа стоит дороже, чем более простые аналоги. Но изначальная стоимость компенсируется ценой расходных материалов, крепежных элементов и дополнительных узлов. Еще один плюс работы с гидравликой – даже при долгой работе не появляется дымовая завеса, пыль не летит во все стороны. К тому же не нужно следить за тем, насколько режущий инструмент острый, периодически заменять его и покупать дополнительное оборудование для заточки.

Резка металла водой

Одновременно с этим гидроабразивный способ резки металла позволяет поддерживать высокую скорость производства за счет быстрой скорости обработки металлических заготовок. Скорость резки не изменяется даже при обработке толстостенных заготовок. При этом гидроабразивный станок позволяет обрабатывать не только металл, но и стекло, резину, пластик и иные многослойные заготовки.

Принципиальное устройство станков

Учитывая тот факт, что гидроабразивные станки универсальны в применении, они имеют весьма специфическое устройство, которое позволяет им резать не только металлы.

Гидроабразивна резка камня

Технология основывается на подаче воды под высоким давлением через форсунку к заготовке под определенным углом. В жидкость входит абразивный материал, который является вспомогательным компонентом резки. Чаще всего используется песок, измельченный до микрочастиц. Перед подачей вода и песчинки смешиваются в специальном предварительном резервуаре. Тщательно смешанная смесь подается к форсунке станка.

Водяной резак по металлу

В зависимости от заданной программы сформированная струя подается на заготовку. Сопло форсунки размещено на подвижной головке, которая может поворачиваться и наклонятся в произвольном порядке. Скорость резки водой можно сравнить лишь с плазморезом, а вот точность и качество сравнимы лишь с длительной лазерной резкой.

Современная сфера применения

Тенденции технического роста не обошли стороной и гидравлический абразивный станок для резки. Современное оборудование такого типа позволяет:

  • Вырезать практически любые формы из различных материалов. Во время рабочего процесса из-за резки под разным углом никак не изменяется линия среза, за счет чего удается добиться высокого качества при работе с каждым материалом. На выходе из станка заготовки не нуждаются в финишной обработке, и уже готовы к дальнейшим манипуляциям. Резка металла водой
  • Гидроабразивный станок позволяет получать заготовки любой требующейся геометрической формы. При этом своими руками мастеру требуется лишь задать программу, а оборудование с ЧПУ самостоятельно вырежет необходимую заготовку. Специально разработанное программное обеспечение просто и понятно для любого мастера, и позволяет задать практически любые параметры касательно резки. Резка водой металла более 20 см
  • Оборудование, что применяется в масштабных металлопрокатных производствах, может осуществлять резку металла большой толщины. К примеру, обработка заготовки из углеродистой стали может проводиться с толщиной до 20 см. Если производство ориентировано на обработку титана, то максимальная толщина составляет 1.5-2 см. Высокопрочные сплавы стали могут иметь толщину до 1.5 см.
  • Современные мастера нашли применение гидравлической резке и в сфере искусства. С помощью станка получается вырезать из различных материалов цельные предметы декора, украшения и разнообразные вспомогательные предметы. Естественно, производство таких изделий требует высокой точности и производится на станках с ЧПУ.

Эксплуатация станков с ЧПУ

Прогресс в плане гидроабразивной резки металла развивался бурно, и станки такого типа решили оборудовать ЧПУ. Числовое программное управление позволило добиться большей точности в резке и значительно ускорить процесс. В сравнении с работой мастера своими руками, управляемый электроникой станок может вырезать более сложные формы и проводить резку под различными углам.

Оборудование ЧПУ

Станки с ЧПУ используются для изготовления заготовок из различных сталей, алюминия, меди, бронзы и других широко распространенных металлов.

Преимущества гидроабразивных станков с ЧПУ выражается в таких моментах:

  • Такой станок работает строго в соответствии с заданной программой. При этом изготовление серийных деталей может проводится по индивидуальному программному обеспечению. Гидроабразивный станок для резки металла
  • На станках с ручным управлением давление струи может быть выбрано неправильно, что приведет к браку заготовки. Оборудование с компьютерным управлением такую погрешность исключает: ЧПУ контролирует качестве среза и в автоматическом режиме выбирает правильный режим.
  • С помощью программного обеспечения оператор может сделать отверстия в определенных местах заданного диаметра.
  • После обработки заготовки на гидроабразивном станке деталь получается полностью готовой: ее не требуется шлифовать, обтачивать или проводить какую-либо еще дополнительную обработку.

Оборудование с ручным управлением

Существует ряд гидроабразивных станков, которые не комплектуются ЧПУ и в них мастеру приходиться своими руками устанавливать параметры резки. Здесь значительно хуже комфорт работы, понижается точность и качеств обработки. Многие факторы зависят от того, насколько профессионален оператор станка. Но, как и везде, есть свои положительные моменты, которые мы увидим в этом списке:

Станок гидроабразивной резки

  • Классические ручные станки намного дешевле, чем оборудование с программным компьютерным управлением.
  • Разобравшись в кнопках и рычагах даже человек без специализированного образования сможет справиться с работой на этом станке.
  • На таком оборудовании возможно получать большинство простых деталей и заготовок с несложными геометрическими формами.
  • Даже на ручном станке возможно получать качественный срез под разными углами, разрезать материал так, как того требует технология.

Расходные материалы и самостоятельная постройка станка

Чтобы гидроабразивный станок полноценно работал, требуется лишь вовремя проводить замену абразивных материалов и изношенных элементов, которые со временем теряют свой ресурс. Показатель расхода абразива зависит от толщины разрезаемого материала: бывает и так, что станок расходует около 300 г микрочастиц песка в одну минуту.

В плане построения такого станка самостоятельно есть одна проблема, решить которую практически невозможно – низкое качество самостоятельно изготавливаемых деталей. Дело в том, что построение гидроабразивного станка требует массу уникальных деталей и частей, которые придется заказывать у токаря и как-то создавать своими руками. Как правило, срок службы таких деталей не превысит нескольких дней, учитывая то давление, с которым приходится иметь дело.

Полноценный станок гидроабразивной резки с ЧПУ

В итоге, придется покупать оригинальные запчасти, узлы в сборе, в то время как другие части будут оставаться самодельными или взятыми из аналогов. В плане затрат денег – вы потратите практически столько же, сколько бы стоил новый полноценный гидроабразивный станок, плюс к этому еще и сил потратите массу.

Новая промышленная установка для гидроабразивной резки стоит от 3 млн. рублей, а б/у можно приобрести значительно дешевле.

Видео: Гидроабразивная резка металла

Преимущества гидроабразивной резки металла

Что такое гидроабразивная технология резки металла, ее преимущества и недостатки? На что способно оборудование и какие расходники применяют — об этом далее.

Применение технологии разрушения породы для выемки полезных ископаемых под действием струи воды известно с 30 годов прошлого столетия, а вот промышленное использование струи воды под высоким давлением для резки различных материалов начали только в 80 годах того же века. Сегодня гидроабразивная резка металла является наиболее востребованным видом применения данной технологии в промышленном производстве.

Что такое гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка представляет собой процесс абразивного воздействия струи гидравлической жидкости с добавлением особо твердых частиц на обрабатываемый материал для его раскроя по заданным размерам. С механической точки зрения — это процесс отрыва и уноса материала абразивными частицами, которые подаются на большой скорости в струе воды под высоким давлением. По физическим свойствам тонкий поток смеси воды и абразива на большой скорости является идеальным режущим инструментом.

Технология применения потока воды и абразива для разрезания практически любых материалов обеспечивается подбором необходимых условий и параметров, таких как:

  • давление струи,
  • расход воды,
  • количество абразива в струе,
  • размеры абразивных частиц.

Технологические возможности гидроабразивной резки ограничиваются только лишь толщиной обрабатываемой заготовки и физическими свойствами вещества, из которого она сделана. На что она способна хорошо показано на данном видео.

Область применения

Областью промышленного использования этих особенностей стала абразивная резка различного металла водой под давлением, в основном таких как:

  • нержавеющая сталь,
  • инструментальные сплавы,
  • титан,
  • латунь,
  • алюминий.

Также с ее помощью изготавливают художественные изделия из натурального и искусственного камня и применяют при обработке:

  • гранита,
  • мрамора,
  • стекла,
  • керамической плитки.

Незаменимой гидрорезка является для:

  • изоляционных,
  • огнеупорных,
  • многослойных,
  • и других композиционных материалов с особыми свойствами.

Преимущества и недостатки

  • механическая,
  • плазменная,
  • гидроабразивная,
  • лазерная.

Все они значительно отличаются друг от друга качественными характеристиками, при этом каждая имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Основными преимуществами гидроабразивного метода обработки является:

  • способность работать с любыми материалами,
  • отсутствие термического воздействия на заготовку,
  • исключение выделения пыли, дыма и ядовитых паров,
  • возможность использовать для материалов со взрывоопасными и пожароопасными свойствами.

Но при неоспоримых достоинствах есть существенные недостатки:

  • высокая стоимость замены быстроизнашиваемых деталей оборудования;
  • более существенные энергозатраты, в сравнении с другими методами резки,
  • требует постоянной настройки и наладки оборудования для соответствия заявленным характеристикам.

Промышленное применение

  • гидроабразивная резка нержавеющей стали позволяет учитывать особенности, которые возникают при обработке заготовок из сплавов металлов, таких как прочность, обусловленная легирующими добавками и высокая вязкость при механических или температурных воздействиях, приводящая к деформации готовых изделий;
  • гидроабразивная резка титана дает возможность не достигать критической температуры в 600 °С, при которой титан способен гореть на открытом воздухе и химически соединяться с другими веществами;
  • гидроабразивная резка алюминия сводит потери материала заковки к минимуму, несмотря на то, что металл является сравнительно непрочным и имеет низкую температуру плавления всего в 440 °С.
Читать еще:  Как выбрать пену в баллоне для утепления стен дома

Такая обработка позволяет с должной эффективностью применять водяной резак по металлу, обеспечивая будущему изделию хорошие показатели качества:

  • незначительная ширина шва — всего 0,7-1,4 мм,
  • точность позиционирования до 0.1 мм,
  • при толщине заготовки даже в 300 мм,
  • получать безупречный край среза, не требующий дополнительной обработки.

Возможность начинать и вести раскрой в любом направлении позволяет минимизировать общие потери материала при раскрое заготовок металла.

Устройство оборудования гидроабразивной резки

Но по принципу устройства любой станок для резки металла водой имеет:

  • корпус в виде ванны для воды, которая служит ловушкой для гидроабразивной струи, поглощая ее энергию,
  • систему отстойников и фильтров, необходимых для очистки воды, а также для осаждения отработавших абразивных частиц,
  • координатный стол с сервомоторами для перемещения режущей головки,
  • блок насоса высокого давления с трубопроводами,
  • пульт управления оператора на базе промышленного компьютера.

Современные станки с ЧПУ и приводами для перемещения режущей головки позволяют осуществлять обработку материала по технологии 2D, 2,5D и 3D, то есть с высокой точностью осуществлять художественную резку в нескольких плоскостях и обрабатывать кромку под любым углом. Возможности выполнения 3D деталей с помощью гидроабразивной резки хорошо показаны на видео.

Режущий инструмент

Размеры диаметра сопла и смесительной камеры определяют исходя из производительности рабочей насосной станции и материала абразивных частиц. В основном для абразива применяют гранатовый песок, который еще называется альмандином. Он обладает кристаллическим строением с крайней жесткостью и тяжелой плотностью в 4,1 — 4,3 г/см, что позволяет обеспечивать высокую абразивную способность. Он хорошо распространен в природе, так наибольшие его залежи находятся на юго-востоке Индии и Австралии.

Расходные материалы

Так, время наработки фокусирующей трубки изготовленной из кристалла сапфира не превышает 60 часов. Такая же трубка, с наивысшим качеством выполненная из алмазного сырья работает гораздо дольше, но при этом стоит в 20 раз дороже. Сопла из искусственного керамокарбида прослужат до 120 часов, что примерно на 20% дольше, чем такие же детали, выполненные из других материалов.

Среднее время наработки расходных деталей и узлов приведено в таблице:

Эти цифры соответствуют работе гидроабразивного станка со средним давлением в 400 MPa. При применении давления режущей струи в 600 МРа скорость обработки увеличивается на 20-30 %, а износ основных расходных материалов происходит в два раза быстрее.

Своими руками

Применение гидроабразивного оборудования для резки в домашней мастерской вполне возможно. К примеру: в реализации авторских работ для художественной или декоративной обработки небольших и некрупных заготовок. А вот изготовить своими руками такой станок можно разве, что для резки дерева, пластмассы, ламината или других не очень прочных материалов.

При этом надо учитывать, что стоимость оборудования плюс периодическая замена расходных материалов и постоянная потребность в абразиве, делают прямые затраты на один рабочий час гидроабразивной резки минимум 1400 рублей. Но это отдельная тема и если у вас есть свой опыт в использовании гидроабразивного резака в домашних условиях, поделитесь им с остальными в блоке комментариев.

Технология гидроабразивной резки металла

[Гидроабразивная резка металла] – технология, без которой не обходится машиностроительная и металлопрокатная отрасль.

Иногда достичь необходимого качества среза невозможно даже посредством плазменной резки, в связи с чем применяется оборудование для резки посредством гидроабразивной струи.

Впервые гидроабразивная резка металла была использована американской авиастроительной компанией, которая впоследствии представила данные о том, что такая технология является лучшим вариантом для обработки стали и прочих тугоплавких металлов.

С того времени водно-абразивный метод не перестает пользоваться спросом в разных производственных сферах. Сегодня станки, предназначение которых — обработка стали, труб и пр. гидроабразивной струей, очень популярны.

Преимущества метода резки металла гидроабразивной струей

Оборудование, используемое для резки металла посредством гидроабразива, незаменимо в работе с толстостенными заготовками. Только эти станки способны обеспечить высокое качество линии реза стали во время прокладки труб.

После протачивания рабочего участка 200-мм металлического листа на поверхности линии реза стали нет ни окалин, ни заусениц.

Идеальное качество среза в сочетании со щадящим температурным режимом — это еще не все достоинства, которыми наделена водно-абразивная технология.

Высокая стоимость установок компенсируется экономией на крепежных элементах и узлах, которые не нужны даже при работе с тонкостенными заготовками.

Отсутствие дымовой завесы и пыли, а также других неприятных факторов – еще одно из многих достоинств гидроабразивной резки.

Помимо этого, нет надобности проводить замену изношенного режущего инструмента и контролировать остроту резака, так как, по сути, он отсутствует.

Вместо него функцию режущего инструмента выполняет струя воды в сочетании с абразивными компонентами.

Процесс начальной и финишной гидроабразивной обработки среза выполняется в один этап.

При этом скорость рабочего процесса проходит без замедлений, показатель скорости резки не понижается, даже если приходится обрабатывать толстостенные элементы, как, например, во время прокладки труб.

Универсальные характеристики станков для резки металла позволяют на одной установке проводить одновременную обработку разных материалов — это может быть пластик, стекло, резина или многослойное изделие.

Гидроабразивные установки для резки металла отличаются безопасностью эксплуатации, поэтому могут эксплуатироваться на заводах с вероятным риском взрывоопасности.

Принцип действия и применение гидроабразивных станков

Станки для обработки металла гидроабразивом универсальны в применении, ведь их возможности не заканчиваются на раскрое металлопроката. Принцип действия водно-абразивных установок можно посмотреть на видео.

Основывается технология на специально разработанной системе подачи воды под высоким давлением на обрабатываемую поверхность.

Вспомогательным компонентом жидкости является абразив, который добавляется в воду. Обычно в качестве абразивной добавки используют микрочастицы песка.

Вода и песчинки одновременно подаются в смеситель из отдельных резервуаров, где тщательно перемешиваются. В результате полученная взвесь под давлением попадает в сопло установки.

Затем рабочий водно-абразивный инструмент, в виде интенсивной с определенными параметрами струи, направляется на заготовку и разрезает ее.

В данном случае скорость гидроабразивной резки можно сравнить разве что со скоростью работы плазмореза, а вот качество выполненного таким методом среза может соответствовать только качеству разрезания лазером.

Стремительное развитие современных технологий позволило усовершенствовать станки путем расширения их эксплуатационных возможностей. Благодаря чему их сфера использования возросла.

На сегодняшний день водно-абразивное оборудование дает возможность:

  • Проводить нестандартное разрезание любого материала, при этом меняющийся наклон реза не сказывается отрицательно на качестве. Рабочий процесс, выполняемый под любым углом наклона, дает возможность на выходе получить полностью готовые заготовки и не подвергать их финишной обработке;
  • Вырезать детали самых сложных геометрических форм с помощью числового программного обеспечения. В данном случае обработка проходит полностью в автоматическом режиме и не требует человеческого участия. Оборудование управляется специально заданной компьютерной программой. Гидроабразивная резка (например, обработка труб) позволяет выполнить нужную окружность без допустимых погрешностей;
  • Станки для обработки металла (труб) гидроабразивом, используемые в металлопрокате, дают возможность проводить разрезание максимальной толщины разного металла, как показано в видео. Так, обработка заготовки из среднеуглеродистой стали может выполняться с использованием материала максимальной толщины – 200 мм. Максимальная толщина титанового материала может составлять 15-17 мм; высокопрочные сплавы могут иметь толщину 12 мм. А вот толщина медной заготовки достигает лишь 5 мм;
  • Гидроабразивная технология нашла свое применение также и в сфере искусства. Оборудование позволяет производить разнообразные предметы дизайна и украшения, чаще всего обработка фигур происходит с применением ЧПУ.

Особенности эксплуатации установок с ЧПУ

Гидроабразивное оборудование с компьютерным программным управлением — одна из возможностей расширить сферу использования станков, повысить эффективность работ и при этом увеличить производительность.

Больше подробностей можно почерпнуть из ниже предложенной информации и видео сюжета.

Станки с ЧПУ применяются для производства заготовок из стали, алюминиевых, медных и прочего типа металлов.

Строгая точность резки, которую обеспечивает водно-абразивное оборудование с ЧПУ, практически не имеет отклонений от поставленных задач.

Гидроабразивные установки с программным управлением, дают следующие преимущества:

  • Станки, оборудованные ЧПУ, функционируют в соответствии с заданной программой. При этом обработка каждой заготовки выполняется по индивидуальному программному обеспечению. С его помощью автоматом подбирается давление струи, состав рабочей режущей взвеси и прочие параметры;
  • Если на станках без ЧПУ подбор режущей струи может быть выбран неправильно, то в данной ситуации этот момент исключается. Оборудование самостоятельно контролирует качество среза, затем автоматически корректирует используемый режим;
  • Обработка металлов с помощью программного обеспечения также предусматривает возможность проделывания отверстий нужного диаметра;
  • Как можно судить по видео материалу, по завершению гидроабразивного процесса из заготовки выходит полностью готовая деталь, которую нет необходимости подвергать шлифовке или дополнительной обработке, в местах среза.

Ручные станки для водно-абразивной резки металла

Определенная категория гидроабразивных станков находится под управления оператора, так как не имеет ЧПУ. В данном случае угол наклона и прочие параметры оператору приходится выставлять своими руками.

Так как часть работы все же приходится делать своими руками, показатель удобства и комфорта использования такого оборудования далек от идеала.

Но в этом есть и свои плюсы, заключающиеся в нескольких простых факторах, которые в некотором смысле могут стать решающими при выборе оборудования:

  • Оборудование без программного обеспечения в несколько раз дешевле станков с ЧПУ;
  • Обработка на ручной гидроабразивной установке доступна для человека без специального образования;
  • Ручные установки отличаются простой управления и небольшим набором функций, с настройкой которых можно справиться своими руками;
  • При этом оборудование обеспечено всеми необходимыми техническими свойствами, которые позволяют получить заготовки с простыми геометрическими формами;
  • Ровный качественный рез, возможность проводить срез под углом, раскрой материала и получение простых фигур со строгими геометрическими формами – все эти функции могут быть применены на любых материалах, включая сталь, стекло и медь. В качестве примера можно провести работу для прокладки труб.

Рассмотреть процесс настройки своими руками ручного станка и его действия можно в видео в разделе.

Подробно о расходных материалах для гидроабразивных станков

Все, что требуется для восстановления полноценной работы гидроабразивных установок для резки металла — это регулярно проводить обновление расходных материалов и изношенных элементов, ведь станки со временем выходят из строя.

Расход абразива, даже на станках с программным обеспечением, иногда превышает 300 г в 1 минуту, так как при работе с материалом, имеющим максимальную толщину, показатель возрастает.

В качестве абразива применяют микрочастицы природного гранатового песка, который способен обеспечить резку тягучих и тугоплавких заготовок. Величина микропесчинки может составлять до 600 микрон.

Помимо абразива, гидроабразивная технология не обходится без воды, которая предварительно подготавливается и проходит фильтры.

Если использовать жидкость без специальной системы подготовки, то качество среза значительно снизится.

Из деталей гидроабразивного оборудования чаще всего подлежат замене: система подачи абразивной взвеси, сопло и направляющие трубки.

А также уплотнительные элементы насосной станции, без которых не будет нужного давления в системе.

Дополнить вышеизложенную информацию позволит тематическое видео в нашей статье.

Гидроабразивная резка

Технология гидроабразивной резки материалов

Столь широко распространённые процессы плазменно-дугового разделения материалов имеют свои ограничения. Например, электрическая дуга весьма нестабильна: при работе с металлами повышенной электропроводности (меди, латуни) операция во многих случаях характеризуется оплавлением боковых краёв. Наличие газов – побочных продуктов плазменной резки – вынуждает проводить дополнительные мероприятия по экологической защите участка такой резки. Плазменный раскрой материалов – диэлектриков (стекла, камня и т.д.) вообще невозможен. В подобных ситуациях нет альтернативы процессам гидрорезки. Наибольшую популярность среди такой группы методов получила гидроабразивная резка.

Сущность способа и варианты его практической реализации

Разъединение материалов при гидравлической резке происходит вследствие воздействия на поверхность раздела узконаправленного потока жидкости — воды — высокого давления. При этом для интенсификации процесса в технологическую зону может одновременно подаваться мелкодисперсная абразивная среда (чаще всего с этой целью применяют различные виды песка). Соединяясь, эти два потока образуют чрезвычайно жёсткую струю, давление в которой (благодаря повышенной скорости движения) локально превышает предел прочности разрезаемого материала. Если перемещать инструментальную головку, в которой происходят все вышеописанные механические процессы, по определённой траектории, то можно с требуемым качеством и точностью получать весьма сложные конфигурации контура.

Гидроабразивная резка металла с применением воды обычно производится при следующих рабочих характеристиках:

  1. Давление — 2000…5000 ат (меньшие значения – для более мягких преимущественно тонколистовых материалов).
  2. Скорость водного потока – до 1000…1200 м/с.
  3. Расход абразива – до 50 г/с
  4. Средний размер абразивной частицы в плане – 100…600 мкм (с увеличением этого параметра точность разъединения материалов снижается).
  5. Расход воды – до 4 л/мин.
  6. Гидроабразивная обработка осуществляется в следующей последовательности. Разрезаемый материал укладывается в ванну, заполненную водой, и фиксируется по трём координатам относительно инструментальной головки. Это может выполняться своими руками на неавтоматизированной установке, а на оборудовании с ЧПУ – при помощи предварительно набранной программы разъединения материала.

Далее инструментальная головка погружается в ванну, после чего включается интенсивная подача воды соответственных значений скорости и давления. Жидкость, проходя через сопло резака, смешивается там с тангенциально подаваемым потоком абразива. Обе струи смешиваются, и через отверстие в нижнем торце сопла направляются на поверхность разъединяемого материала. Вручную или программно происходит сближение сопла, в результате чего результирующее давление струи резко увеличивается, производя размерное разрушение краёв.

Частицы материала увлекаются в образовавшийся зазор, после чего, теряя свою скорость, попадают на дно ванны, откуда откачиваются специальным насосом, предусмотренным конструкцией рабочей установки. В процессе откачки происходит отделение фракций абразива от воды, с последующей его фильтрацией и сушкой. Ввиду достаточной ёмкости баков для воды гидроабразивная резка может производиться непрерывно, и с увеличенными скоростями струи.

Пример резки металла на установке ГАР

Ванна оборудования, в которой производится гидроабразивная обработка, выполняет две функции:

  • Снижает уровень шума при разрезании (до 78…80 дБ против 130…140 дБ в случае обработки вне водяной среды);
  • Гасит энергию и скорость струи воды.

Технологические возможности способа

Рассматриваемая технология наиболее эффективна в следующих случаях:

  1. Для материалов-диэлектриков, а также токопроводящих изделий, изготовленных из цветных металлов и сплавов на основе меди. Это объясняется тем, что параметры электропроводности медных сплавов не позволяют применять для резки электрическую дугу или лазер.
  2. При необходимости разъединения деталей весьма большой толщины – до 250…300 мм: в этом случае при плазменно-дуговой резке всегда происходит оплавление края.
  3. Для обеспечения должной точности поверхности раздела: при правильном подборе режима шероховатость кромки находится в пределах Ra 0,5…Ra 1,25, что заметно превышает возможности любого другого высокоэнергетического метода.
  4. При недопустимости коробления готового изделия, что неизбежно при любом из вариантов технологии термической резки.

Гидроабразивная резка металла имеет свои ограничения, поэтому технология разрабатывается с учётом следующих возможностей, в частности, по толщине:

  • Для цветных металлов и сплавов, а также нержавеющей стали – не более 120…150 мм;
  • Для углепластиков, композитных материалов – не более 150…200 мм;
  • Для искусственного и природного камня (мрамора, гранита, базальта и т.п.) – не более 270…300 мм.

При разработке технологии следует учитывать, что токопроводящие материалы относительно небольшой толщины (до 5…10 мм) струя, вырабатываемая рабочей установкой, режет плохо: сказывается заметная энергоёмкость, при производительности, сравнимой с плазменно-дуговой или лазерной обработкой. Однако это не означает, что рассматриваемая технология неприменима для разделения тонких пластин или листов: в этом случае абразивный поток отключается, и отделение выполняется непосредственно водяной струёй. В результате поверхность не нагревается, что исключает окалинообразование, высокотемпературное оплавление лини раздела и прочие недостатки, характерные для всех технологий термического разделения материалов.

Оборудование гидроабразивной резки

Станок гидроабразивной резки – сложное и энергоёмкое оборудование, содержащее следующие узлы:

  1. Инструментальную головку, оснащаемую функцией поворота резака под определённым углом, что позволяет обрабатывать с заданной скоростью поверхности сложной конфигурации.
  2. Насосную установку для прокачки воды с системой её фильтрации.
  3. Компрессорную станцию подачи абразивных фракций под давлением.
  4. Рабочий стол с устройством трёхкоординатного позиционирования (для небольшого оборудования эту работу выполняет своими руками оператор установки).
  5. Ванну с водой, которая конструктивно связана со станиной оборудования.
  6. Рабочие ёмкости для воды и абразива.
  7. Управляющее устройство ЧПУ, или пульт для ручного позиционирования заготовки своими руками.

Пример продукции, которую изготавливают на оборудовании ГАР

Наибольшей популярностью пользуются аппараты гидроабразивной резки итальянской фирмы WaterJet Cоrp. Inc., которая выпускает оборудование консольного и портального типов. Первое предназначено для резки относительно небольшой по размерам продукции, второе, отличающееся повышенными точностью и жёсткостью, подходит для обрабатываемых изделий большей толщины.

WaterJet Cоrp. Inc производит не только сами силовые установки, но и насосное оборудование к ним. Ходовой портал аппаратов фирмы оснащается автоматизированным позиционированием, и позволяет одновременно выполнять разделение материалов, разных не только по своему химическому составу, но и по толщине – качество, невозможное в принципе для оборудования термической резки.

Массовая резка деталей на станке ГАР

Гидроабразивная резка во многих случаях считается единственным способом получения пространственных деталей. Например, только рассмотренной технологией возможно производить разделение практически без нагрева заготовки (максимальное повышение температуры кромки составляет 600 °С, а при обработке в водяном баке – и того меньше). Подобным оборудованием можно выполнить разделение толстолистового стекла, керамики, твёрдых сплавов – материалов, которые весьма чувствительны к повышенным температурам. Хорошее качество конечного результата исключает потребность в последующих переходах, а весьма малая толщина струи – до 0,8 мм – минимизирует потери материала. Высокие давления, создаваемые в зоне разъединения, не вызывают появление остаточных напряжений в заготовке, и способствуют последующему повышению её эксплуатационной долговечности.

В чем заключается принцип действия и технология резки металла водой?

Давайте рассмотрим технологию резки металла водой и принцип ее действия. Во время различных работ (как в промышленности, так и в быту) часто приходится разрезать металлические конструкции. Для этой цели применяется механическая, лазерная, кислородная, плазменная резки. То есть, для разрезания металлов используется в основном механическое воздействие или высокая температура.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Например, при механической резке происходит деформация металла, а при газокислородной или плазменной – к его окислению.

  1. Преимущества и недостатки гидроабразивной резки
  2. Оборудование
  3. Технология
  4. Принцип действия установки для гидроабразивной резки
  5. Техника безопасности

Преимущества и недостатки гидроабразивной резки

В современной промышленности активно используется новый вид резки металла с помощью воды. Такая резка называется водно-абразивной или гидроабразивной. Впервые этот метод был использован в авиастроительной промышленности.

У данной технологии отсутствуют недостатки, которые присущи разрезанию металла механическим воздействием или высокой температурой. Впервые такая технология была применена в 70-х годах прошлого века. В промышленности ее активно стали использовать в конце XX века.

Разрезание металла посредством воздействия воды и абразива имеет ряд преимуществ.

  1. Обрабатываемое изделие не нагревается и не деформируется.
  2. Высококачественный рез, поэтому нет необходимости в последующей обработке изделия.
  3. Потери металла – минимальны.
  4. Обрабатывать детали можно любого размера и в любом режиме – ручном или автоматическом (без участия человека).

Применяя водно-абразивную резку, можно получить детали различной формы – нужно только задать определенные параметры с помощью числового программного управления. Этот фактор позволяет активно применять данный метод для получения различных предметов, предназначенных для украшения интерьера, зданий и т. п.

Есть у водно-абразивной резки и недостатки. Во-первых, для металлов, подверженных коррозии, могут быть негативные последствия. И, во-вторых, этот вид резки требует больших финансовых затрат. Весь механизм нужно постоянно осматривать. Оборудование часто выходит из строя и требуют ремонта или замены.

Оборудование

Станок для гидроабразивной резки состоит из:

  • насоса высокого давления;
  • инструментальной головки;
  • рабочего стола;
  • системы перемещения, оснащенную ременным приводом или устройства управления с ЧПУ;
  • рабочей ванны (из нержавеющей стали);
  • емкости для подаваемой воды;
  • бака для абразивного материала;
  • компрессора для подачи абразивного материала;
  • датчика, предназначенного для контроля абразива;
  • смесительной камеры;
  • выносного пульта с маховиком, предназначенного для упрощения процедуры управления;
  • устройства, предназначенного для удаления останков обрабатываемого материала;
  • устройства, предназначенного для подачи обрабатываемых деталей.
Читать еще:  Виды подоконников

Технология

Режущим инструментом при гидроабразивной резке является струя воды совместно с абразивным материалом. Струя воды подается на высокой скорости под большим давлением – от 2000 до 5000 атмосфер. В некоторых устройствах давление может достигать 6000 атмосфер.

Вода проходит через сопло, толщина которого составляет 0,1 мм. Скорость воды при этом увеличивается, и может достигать значения 1200 м/с и даже выше. Поток воды фокусируется, он может разрезать почти все металлы. Расход воды составляет до 4 л/мин.

После сопла вода попадает в смеситель. Сюда же подаются частицы абразивного материала. В этом месте происходит смешивание воды и абразивного материала. Абразив подается тангенциально. На заготовку попадает смесь воды и абразива. Под воздействием сфокусированного скоростного потока происходит отрыв частиц обрабатываемого материала из реза.

Принцип действия установки для гидроабразивной резки

Во время процесса резки важно придерживаться определенных параметров и соблюдать правила пользования станком. Здесь важно, какое давление воды используется, какой расход, скорость струи, количество подаваемого абразивного материала.

На схеме цифрами показаны:

  • 1 – подача воды;
  • 2 – сопло;
  • 3 – абразивный материал;
  • 4 – смесительное устройство;
  • 5 – кожух;
  • 6 – струя воды и абразива;
  • 7 – обрабатываемый материал.

Процесс гидроабразивной резки металла включает в себя 4 этапа:

  1. Заготовка помещается в ванну с водой и закрепляется. На неавтоматизированном устройстве это нужно делать своими руками, на станке с ЧПУ – с помощью программы.
  2. В ванну помещается инструментальная головка, в которую подаются вода и абразив. При этом устанавливаются необходимые рабочие параметры (давление воды, расход и т. д.).
  3. Инструментальная головка направляется на обрабатываемый материал.
  4. Струя воды и абразива разрезает заготовку.
  5. Абразивный материал после резки фильтруется и сушится.

Перечисленные этапы при работе устройства постоянно повторяются. Металл разрезается из-за удара частиц абразива. Вода, при этом выступает в качестве носителя режущих частиц (то есть, абразива). В качестве абразива используются:

  • кварцевый песок;
  • карбид кремния;
  • гранатовый абразив;
  • электрокорунд;
  • оливин.

Активно данный вид резки применяется для обработки заготовок из легированной стали. Это обусловлено тем, что струя воды и абразива не нарушает состав такой стали. Кроме металлов, можно обрабатывать стекло, камень (природный и искусственный), бетон и железобетон. Но, для каждого материала есть свои пределы по толщине:

  1. Цветные металлы, сплавы и нержавеющая сталь – максимум 150 мм.
  2. Композитные материалы, углепластики – максимум 200 мм.
  3. Природный и искусственный камень – максимум 300 мм.

Видео: резка металла водой.

Техника безопасности

Процесс гидроабразивной резки не представляет особой опасности. Расстояние от трубки, из которой выходит струя, до обрабатываемой поверхности – всего 2,5 мм. Это исключает воздействие струи на руку. При превышении давления воды выше допустимого открывается сбросной клапан, который снижает давление до рабочего. Тем не менее при работе на станках следует соблюдать определенные меры безопасности.

  • Ни в коем случае не допускайте воздействия струи на тело. Такая струя способна разрезать металл толщиной 150 мм, что уж говорить про руку. Во время работы руки держите на максимально возможном расстоянии от зоны резки. Перед включением станка убедитесь в отсутствии посторонних предметов на пути резки.
  • Защищайте глаза и органы слуха. Обязательно используйте защитные очки и беруши (или наушники).
  • Не кладите руки на рабочий стол.

Лидерами в производстве аппаратов для гидроабразивной резки являются американские компании Jet Edge, Flow, OMAX, итальянские WaterJet Corp Inc. и Caretta Technology, голландская Resato, чешская PTV, шведская Waterjet Sweden, финская ALICO, швейцарская Bystronic.

Что такое гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка – это один из способов обработки металла, который заключается в использовании струи воды в качестве режущего инструмента. Чаще всего, для достижения точных результатов, вода смешивается с абразивными материалами.

Технология активно используется в промышленных масштабах с конца прошлого века. Среди ее основных достоинств – универсальность, экологичность, отсутствие термического воздействия во время реза, возможность резки пакетом из нескольких слоев листового материала.

Технология гидроабразивной резки материалов

Суть метода сводится к эрозионному воздействию воды на металл. Обязательным условием для выполнения резки является подача струи под высоким давлением. При этом не оказывается термического воздействия, из-за чего срез получается ровным и гладким. Физически такая технология тоже объясняется достаточно просто – под действием скоростного потока происходит отрыв частиц материала из реза.

Абразивные материалы используются для того, чтобы повысить жесткость потока воды. Мелкодисперсная абразивная струя чаще всего представляет собой смесь гранатового песка.

Обработка материалов происходит достаточно быстро: металл укладывается в специальную емкость (ванну), заполненную водой, затем обязательно фиксируется для предотвращения скольжения. Следующий этап – это интенсивная подача воды. Жидкость проходит через водяное сопло режущей головы, смешивается с абразивом и направляется на поверхность материала через абразивно сопло

Технология выигрывает у большинства альтернативных способов резки. Например, применение электрической дуги считается нестабильным, так как не позволяет работать с медью и латунью. Плазменный раскрой также подходит не для всех материалов, поэтому не применяется для диэлектриков. При использовании газов на предприятии требуются особые меры по экологической защите участка. Лазерная резки не способна резать толстые материалы свыше 30 см. В результате допустимой остается лишь гидрорезка.

Устройство станков водно-абразивной резки

Для выполнения процедуры применяется специализированное оборудование. Принцип работы станков заключается в том, что вода в них сжимается при помощи специального насоса, а затем подается через сопло с маленьким диаметром в смесительную камеру. В ней происходит соединение жидкости с абразивными фракциями. Далее готовая смесь подается через сопло чуть большего диаметра на поверхность материала.

Оборудование включает в себя следующие элементы:

Режущая головка. Этот узел отвечает за качество реза. Иногда головка оснащена специальной функций поворота, благодаря чему можно обрабатывать поверхность под углом, а также компенсировать конусность реза.

Насосная установка. Осуществляет прокачку воды через систему фильтрации.

Система подачи абразивного материала. Подает абразивные фракции под давлением.

Рабочий стол с прибором трехкоординатного позиционирования.

Рабочие емкости и ванна для воды. Конструктивно ванна связана с основанием станка, то есть неподвижно закреплена.

Управляющее устройство ЧПУ. Дополнительно может комплектоваться ручным пультом, позволяющий выполнять ручное позиционирование заготовки.

Также в станке обычно есть специальное устройство для удаления остатков материала, датчики для контроля давления и уровня абразива.

Преимущества гидрорезки для обработки металла

Активное использование гидроабразивной металлообработки связано со следующими преимуществами методики:

Нет больших потерь материала.

Отсутствует деформация и термическая закалка в зонереза, так как не используются высокие температуры.

Способ подходит для широкого перечня материалов, может применяться для толстых и тонких листов.

Получаемый рез очень ровный и качественный. Лучшего качества, чем при использовании электрической дуги, плазменной или лазерной резки.

Нет угрозы пожара или взрыва, так как во время процесса не выделяется тепло.

Во время резки не выделяются вредные примеси, нет угрозы для окружающей среды.

Можно применять для резки мягких материалов, таких как резина, каучука, кожа, ткани и картона без подачи абразива.

Абразивная резка металла с использованием воды отлично подходит для работы с легированной сталью. Под действием струи жидкости в металле сохраняются примеси, отвечающие за свойства материала.

Методика может применяться для материалов толщиной более 300 мм и больше. Резка может производиться даже по сложному контуру – с точностью до 0,025-0,1 мм. В том числе, способ отлично зарекомендовал себя в обработке объемных изделий.

Оборудование для гидроабразивной резки

Станки для подобной процедуры сегодня выпускаются по всему миру. Востребованными можно назвать модели испанского бренда TCI Cutting. Производитель предлагает установки портального и консольного типа. Станки TCI Cutting оснащены автоматическим позиционированием, поэтому являются практичными с точки зрения эксплуатационных характеристик.

Довольно популярными можно назвать производителей Flow, OMAX/MAXIEM, Tecnocut. Помимо самих установок для резки, компании выпускают насосные приборы и другие комплектующие. Оборудование этих фирм отличается качеством, простотой эксплуатации и ремонтопригодностью. Такие станки имеют длительный срок службы – более 20 лет, характеризуются бесперебойностью работы и высокой надежностью.

Давайте в деталях разберемся, какими техническими характеристиками обладает станок и как работает гидроабразивная резка. Обычно оборудование имеет следующие рабочие параметры:

  • Давление – около от 3000 до 6500 бар (возможны и меньшие показатели, но они применяются для тонколистовых материалов).
  • Размеры абразивных частиц – до 600 мкм (большие показатели ухудшат качество среза).
  • Скорость струи – до 1200 м/с.
  • Средний расход воды – 3,8 л/мин.

Где используется водоструйная резка

Методика нашла активное применение на предприятиях различной направленности. Гидроабразивная резка используется при работе с черными и цветными металлами, легированными сталями, композиционными материалами и т.д.

Основные возможности метода:

Получение точного реза. Гидроабразивный способ используется и тогда, когда не допустимо коробление края (например, при производстве машинных деталей). Шероховатость кромки составляет менее Ra 1,25, а это в разы меньше, чем у других популярных методов.

Разрезание деталей большой толщины. С помощью такой резки можно разрезать элементы до 250-300 мм. Сделать это другими способами затруднительно, так как может произойти оплавление среза. Благодаря малому диаметру струи, потери материала минимальны, а высокое давление позволяет избежать остаточных явлений в зоне разделения.

Обработка материалов-диэлектриков. Методика подходит для изделий из цветных металлов и сплавов на медной основе. Параметры электропроводности материалов не позволяют применять лазер, поэтому резка водой и песком является единственным подходящим решением.

Надеемся, что вы разобрались в вопросе, что такое гидроабразивная резка. Как видите, технология получила широкое распространение и применяется для большого количества промышленных процессов. Методика действительно универсальна, поэтому подойдет для обработки практически любых изделий, в том числе, и из металлов.

Если у вас остались вопросы, то можете позвонить нам или оставить заявку на сайте. Наш специалист подробнее расскажет о технологии и особенностях ее применения.

Резка металла гидроабразивным методом

Раскрой металла – один важнейших технологических процессов в промышленности и производстве. Может выполняться различными методами, один из них гидроабразивная резка металла.

Что такое резка гидроабразивом?

Гидроабразивная резка — технология обработки металла с применением водного состава, состоящего из воды и абразива. Водный состав выполняет функцию режущего инструмента.

Данный метод используется уже почти 50 лет. А разработала его одна компания из США, описала технологию, а также рекомендовала его для выполнения резания металлов, гранита и прочего.

Особенности технологии состоят в том, что в место реза подается водно-абразивная смесь под высоким давлением.

  • В аппарат, оснащенный смесителем, из резервуара подается абразив (песок) и вода.
  • Микширование, с последующей подачи смеси в сопло станка.
  • Узкий диаметр сопла формирует тонкую струю водно-абразивной смеси, направляя ее в место, где будет выполняться резка.

Скорость резки водно-абразивной смесью можно сравнить с плазменной, а её качество только с лазерной технологией.

Где применяется

Сначала применения технологии, гидроабразивная резка применялась для раскроя металла в листах, но в данное время она востребована для обработки других материалов:

  • мрамор, гранит, другие натуральные камни, отличающиеся повышенной твердостью;
  • нержавеющие, углеродистые стали, титан;
  • плитка из керамики, стекло в листах;
  • конструкции из железобетона;
  • полимеры, каучук.

Практически на любом современном производстве, где есть необходимость раскроя, есть станки для резки гидроабразивным методом.

Такой распространённый метод обработки, как пескоструй, работает на основе абразивного реза, но только выполняет шлифовку обрабатываемой поверхности.

Водно-абразивная резка металлов особенно важна на предприятиях, где есть угроза взрывоопасности, пожароопасности.

Гидроабразивная обработка дает возможность получить безупречную точность раскроя, а вредные факторы при проведении работ отсутствуют. Это негативное влияние на здоровье рабочих задымленностью или повышенным содержанием пыли.

Какое нужно оборудование?

Основное требование, которому должно отвечать оборудование для гидроабразивной резки – наличие давления, подающего воду, и формирующее струю и ее направленность.

В комплект оборудования (станка) входит:

  1. Насос для гидроабразивной резки, создающий высокое давление. Его действие заключается в аккумуляции жидкости с абразивным составляющим, и подачей ее на обрабатываемую поверхность. Мощность насоса определяет производительность.
  2. Мощностной регулятор. Станки, работающие на подаче гидроабразивной смеси, и оснащенные регулятором мощности, производят рез разными водно-абразивными составами под давлением. Разность составов позволяет производить обработку материалов разной толщины и структуры. Для сверхтвердых деталей, применяют смеси из трех компонентов, а для вязки –двухкомпонентные.
  3. Вариативность сопла. Возможность замены сопла расширяет возможности оборудования с учетом состава, толщины, плотности.
  4. Применение смесителей – важный фактор в функциональности станка. Он обеспечивает равномерность, однородность состава, что в результате дает качество реза, скорость вне зависимости от толщины.
  5. Автоматическая коррекция. Инерционность струи состава – причина появления конусной кромки на обрабатываемой поверхности. Наличие системы автоматической коррекции учитывает плотность материала и позволяет минимизировать данный эффект при помощи изменения соплового угла наклона.
  6. Водоподготовка. Какая-либо вода не годится для создания смеси. Некачественная вода – серьезное препятствие для качества. Чтобы исключить данное явление станки оборудуются системой водоочистки.

Данные элементы оборудования – основные для качественной работы станков. Но кроме них аппараты для водно-абразивной резки могут иметь дополнительные элементы, расширяющие возможности станка:

  • фигурный рез;
  • рез вне зависимости от угла;
  • автоматический рез (ЧПУ) без участия пользователя;
  • обрабатывать металл различной толщины: для стали до 2 см, для титана – 1,7 см, сверхпрочные сплавы – 1,2 см, сплавы на основе меди;
  • резать трубы;
  • кран-балки с тельфером, которые могут оснащаться захватами на вакууме или механике, подъемники на пневматике или гидравлике.

Станки ЧПУ для водно-абразивной резки

Числовое программное управление на станках, выполняющих рез водно-абразивной смесью, позволяет эффективно реализовывать самые сложные задачи для обработки. Оборудование высокоточное, позволяет раскраивать материал со сложными конфигурациями и свести к минимуму его расход.

Этапы технологического процесса с применением ЧПУ-станков

Перед тем, как запустить деталь в обработку, разрабатывается конкретное программное обеспечение, контролирующее процесс и параметры реза: рабочую смесь, ее состав, давление, пр.

ЧПУ-станок контролирует качество разреза, режим выполнения работы. То есть, весь процесс автоматизирован, от начала, до конца.

В опциональных возможностях станка, работающего автоматически (ЧПУ), это выполнять отверстия и другие технологические операции.

Ручной метод

Гидроабразивная резка своими руками – станки, контролируемые пользователем. Также работы могут корректироваться, внося по мере выполнения. Выполнять водно-абразивный рез самостоятельно таким методом несколько неудобно, в сравнении с ЧПУ, но у этого метода есть и преимущества.

  1. Оператор, обслуживающий процесс, может не иметь профильной подготовки, потому что каждая операция проста, не требует специальных знаний.
  2. На ручных станках можно выполнять качественную обработку деталей, которые имеют простые формы по геометрии.
  3. Цена на ручной станок в полтора раза ниже, чем на числовой станок.

Нужно учитывать, что сложные формы недоступны для ручных станков.

Нюансы ручной резки

Для получения эффективности резки вручную, нужно подавать заготовку и следить за их перемещением самостоятельно. Также нужно уделять внимание на регулировку охладительной системы. Поэтому оператор должен нажимать технологические кнопки, менять параметры, которые были заданы ранее: изменение позиционирования по координатам или другие изменения. При обработке вручную могут быть полуавтоматические системы, которые при внесении ошибочных данных, блокируют их и возвращают к прежним настройкам.

Плюсы ручной резки:

  • четкость раскройной линии;
  • поддержка реза металлов вне зависимости от их твердости;
  • рез других материалов, в том числе и каучука.

Ручная водно-абразивная резка позволяет решить производственное задание для подготовки исходного материала для работ по монтажу. Тем более, нужно учитывать, что некоторые строительные материалы не могут обрабатываться другой технологией. Это сэндвич-панели, ячеистые стройматериалы, сотовые листы. А для повышения производительности обработки таких материалов, изготовители используют пакетный рез, который значительно экономит время.

Расходные материалы

Основные расходные материалы для водно-абразивного реза – вода и песок:

  • песок сверхтвердый гранатовый с размером фракции не больше 600 мк (микрон);
  • очищенная вода от посторонних включений.

Еще нужны электроэнергия, сжатый воздух, а также своевременная замена вышедших из строя или по изношенности деталей.

К таким деталям относятся:

  • Системные элементы, которые подают смесь абразива и воды: сопло, трубопроводы подачи и пр. Так, если своевременно не поменять сопло, то отверстие в нем расширится, что приводит к увеличению диаметра, а это в свою очередь снижает точность.
  • Уплотните насоса, контролирующие давление подаваемой водно-абразивной смеси.

Плюсы

  • Деталь, подвергаемая резке, не нагревается, поэтому различные её деформации исключаются. Это в свою очередь обеспечивает высокое качество уже готового продукта или изделия.
  • Наличие функциональных опций в оборудовании, чтобы выполнять работы вне зависимости от их сложности.
  • Отсутствие дополнительных работ в доработке обрабатываемых изделий.
  • Возможность проводить резы для любых материалов, а также выполнять в них отверстия.
  • Оперативность в проведении работ, экономическая целесообразность.
  • Безопасность метода позволяет его применение на производствах с повышенными требованиями по пожарной безопасности.
  • Рез деталей с большой толщиной, а также труб.
  • Отсутствие пыли, дыма, других малоприятных проявлений.

Минусы

  1. При резе абразивным составом всегда появляется конусная кромка. Особенно это видно на деталях, отличающихся большой толщиной. Поэтому нужно применять специальные автоматические устройства, которые будут корректировать наклонный угол сопла при проведении реза, чтобы исключить появление кромки.
  2. Водно-абразивные станки могут обрабатывать детали, как с небольшой толщиной, так и толстостенные. Но скорость всего одна. А это понижает рентабельность производства. Но выход в данном случае есть – складывание тонкостенных изделий в пачку, с последующим одновременным резом всех вместе.

Такие недостатки не могут отрицательно сказаться на самом методе, целесообразность которого подтверждена высокой точностью в обработки сложных деталей с минимально затраченным временем.

Используемая литература и источники:

  • Актуальные проблемы физики лазерной резки металлов / А.М. Оришич. — М.: Сибирское отделение РАН, 2012.
  • Шлифование металлов / В.В. Лоскутов. — Москва
  • Теория газоструйного пылеосаждения над зоной продувки в кислородном конвертере / А.А. Кожухов, Э.Э. Меркер. — М.: ТНТ, 2011.
  • Статья на Википедии

Резка водой металла (гидроабразивная резка) под давлением: технология и принципы работы

Гидроабразивная резка – это технология обработки металла, которая проводится с использованием воды и смеси абразива в роли рабочего инструмента. Причем жидкость подается под огромным давлением и с большой скоростью.

Сущность технологии

Заготовка из металлического листа кладется на рабочую поверхность. Она раскраивается по нужному формату. Места кроя подвергаются воздействию воды с добавлением абразивных частиц. Эти вещества взаимодействуют c поверхностью, разрушая ее. При этом необходимо поддерживать определенное давление, напор, который обеспечивает нужную скорость подачи жидкости и твердых частичек. Задача оборудования по этой технологии – отделить часть от целого. Мощность аппарата велика, но способности ограничиваются плотностью сплава и его толщиной.

Принцип работы гидроабразивной резки металла

Во время раскроя металлопроката происходят следующие процессы:

  • Двигатель приводит в движение насос, который создает водяную струю – она подается в смеситель из резервуара.
  • С другой стороны, одновременно с этим происходит подача абразива нужного количество и диаметра частиц.
  • Два элемента смешиваются до относительно однородной жидкости.
  • Смесь с высоким напором направляется на сопло, которое управляет наклоном и скоростью процесса.
  • Материал соприкасается с поверхностью заготовки, разрезая ее.

При этом происходит охлаждение металла.

Область применения

Распространенность метода объясняется большими возможностями аппарата. Его можно использовать фактически для любых природных и синтетических материалов. Не распространяется это только на алмаз и каленое стекло. Особенность (а вместе с тем и востребованность) – можно проводить обработку таких вещества, которые нельзя нагревать – они теряют, меняют свои физико-химические свойств или подвержены легкому воспламенению. А резка струёй воды происходит без изменения температурного режима. Таким образом, значительно расширяется спектр возможных работ. Чаще всего металлообработке подвергают:

  • нержавейку;
  • инструментальную сталь;
  • алюминий;
  • титан;
  • латунь.

Также разрезают указанным методом гранит, мрамор и прочие натуральные и искусственные камни. Применение станка возможно только в условиях цеха, налаженного производства. Видео покажет, где его применяют:

Читать еще:  Котел не включается или не разжигается

Оборудование для гидрорезки

Называют «непыльным». Действительно, стружки фактически нет, вернее, они сразу вымывается водой, получается очень ровный и чистый срез, который, в большинстве случаев, даже не требует шлифовки. Технологический процесс построен на природном явлении водоемов – эрозии, то есть способности размывать берега, при этом обтачивая камни, корни деревьев. Суть остается прежней, но чтобы многократно ускорить воздействие, в жидкость добавляют абразив.

Такая смесь выпускается струей очень высокого напора. Давление доходит до 6 тысяч атмосфер, при этом развивается скорость, которая в три раза превышает распространение звуковой волны в воздухе, – 800-1000 метров в секунду. Две основные задачи оборудования:

  • отрыв и вымывание частиц материала заготовки;
  • моментальное охлаждение и очищение.

Устройство станка, который режет водой

Классический аппарат имеет множество узлов:

  • корпус – обычно состоит из металла, как наиболее износостойкого и долговечного материала, благодаря нему, он достаточно массивный;
  • емкость для воды – крупная, обычно не меньше двух кубических литров, но может быть больше;
  • мощный насос – он выполняет важную функцию, нагнетает высокое давление и направляет жидкость из резервуара в место объединения двух компонентов;
  • прочные шланги – соединяют все узлы;
  • отсек для хранения и подачи абразивных частиц;
  • смеситель;
  • инструмент – он регулирует мощность струи, ее ширину, направление;
  • плоскость, на которой расположена заготовка и будет происходить работа;
  • блок управления.

Большинство станков оснащены ЧПУ, инженер только руководит процессом с помощью пульта, но не занимается резкой вручную. Это удобно – нет негативного воздействия на обслуживающего машину человека и при этом достигается отличная точность. Еще одно достоинство ЧПУ – возможность использования программ для автоматизированного проектирования, на которых можно создавать проект в формате, совместимым с блоком управления.

Особенности устройства основных узлов

Уникальность установки заключается во многих отличиях, начиная с рабочего стола. Вместо привычной плоскости здесь представлена ванна с неглубокими бортами. Она оснащена ребрами для захвата и фиксации заготовки, они быстро снимаются и накладываются. Также емкость быстро набирается жидкостью, а затем сливается. Постоянное нахождение металла в водной среде позволяет избавить производство от шума и пыли. Емкость, которая содержит абразивные частицы, легко вынимается, имеет функцию пополнения даже в ходе работы, а также оснащена датчиками, контролирующими количество смеси.

Очень важна система перемещения инструмента. Она поставлена на ремни, которые двигают резак по линейным плоскостям. используются именно ремешки, а не цепи, так как они более невосприимчивы к влаге, а также у нечаянному попаданию абразива. Дополнительное преимущество – их легко менять при износе. Подробнее об устройства посмотрим на видео:

Возможности водной резки металла

Многие способы применяются только для прямой распиловки, в то время как гидрорезка позволяет:

  • делать фигурный разрез;
  • не обрабатывать края;
  • обрабатывать листы (металлозаготовки) толщиной до 120 – 200 мм, в зависимости от типа стали;
  • подключить к автоматическому пульту управления трудный проект и фактически не участвовать в процессе, только контролировать;
  • разрезать окружности, трубы.

Сейчас активно пользуются технологией в различных сферах:

  • автомобилестроение и машиностроение в целом;
  • изготовление заготовок, деталей из материалов, которые не поддаются штамповке;
  • резка водой железа, утеплителей, стекловолокна, изоляторов, мрамора и прочих материалов;
  • художественная обработка.

Управление

Для эффективной работы станка необходим труд нескольких инженеров и операционистов. Проектировщик обязан создать проект в специальной компьютерной среде. Затем файл помещается в память устройства. Машина сама распределяет функции на остальные узлы. Сотрудник отвечает за достаточное количество расходных материалов, за запуск программы, контроль за выполнением и своевременное оповещение о поломке. Специалист по оборудованию обязан проводить техническое обследование (профилактическое), а также устранять неполадки.

Гидроабразивные станки с ЧПУ

Числовое программное управление позволяет осуществлять наиболее трудные детали с погрешностью в половину миллиметра. Производственный процес полность автоматизирован, он не требует постоянных команд, ему необходимо только однажды задать программу (выбрать из списка или ввести в память) и поставить запуск. Такое оборудование дорогостоящее, но более эффективное. Нет человеческого фактора, то есть минимизирован риск ошибок.

Как режут металл водой вручную

Менее популярные на производстве, зато теоретически возможны для изготовления в домашних условиях. Задача оператора – выбор угла резки, давления, напора и ширины струи. Работать с ним труднее, но, однажды научившись, специалист сможет делать очень эффективные простые формы. Точность остается высокой, но при этом набор функций относительно небольшой. Еще одно достоинство – цена значительно ниже, чем у оборудования с ЧПУ.

Расходные материалы

Основное сырье – это вода (чистая, прошедшая многоступенчатую фильтрацию, чтобы там не находилось примесей, которые могут вступить в реакцию с заготовкой) и абразивные частицы. Расход достаточно большой, при этом чем толще металл, тем больше расходников используется в секунду. Самое недорогой абразив – мелкий песок. Песчинки размером около 650 микрон эффективно справляются даже с тугоплавкими, высокопрочными сплавами. При этом имеют доступную стоимость. Также регулярно требуется проводить замену запчастей – трубок и шлангов, уплотнителей. Реже – мотора, резервуаров, сопел.

Какое давление нужно для резки металла водой под давлением

Минимальный напор – 1500 атмосфер, максимальный – 6000. Показатель настраивается в зависимости от плотности стали, от необходимой скорости работы. Делать это можно вручную или довериться умному блоку управления.

Преимущества гидроабразивной установки

Сейчас это один из наиболее эффективных и востребованных методов, благодаря своим достоинствам:

  • вода быстро нормализует температуру, это самый «холодный» способ металлообработки, что позволяет работать даже с веществами, чьи физические и химические свойства меняются от жара;
  • малые потери материала – стружки фактически нет, срез ровный и узкий;
  • хорошо для тонких листов, но можно и с более плотными – до 3 см;
  • нет необходимости финальной шлифовки, края очень ровные;
  • самая большая точность – 0,5 мм;
  • можно вырезать любые трудные детали;
  • есть возможность резать «пакетом», то есть в несколько слоев сразу, если заготовки достаточно тонкие;
  • очень высокая чистота работы – нет пыли, шума, газов;
  • пожарная безопасность полная;
  • отсутствие острого режущего инструмента, то есть его не нужно менять, точить.

Недостатки гидроабразивной установки

Есть и некоторые сложности, связанные со станком:

  • необходимо часто пополнять уровень абразива, которое имеет достаточно высокую стоимость;
  • при резке тонколистового металла скорость остается невысокой;
  • при воздействии воды и кислорода заготовка автоматически приобретает склонность к коррозии, то есть если не нанести слой защитного покрытия, то может вскоре появиться ржавчина.

Цена гидрорезки

Стоимость такого оборудования, а также его обслуживания, достаточно высока. Именно по этой причине метод используют в основном на крупных производствах – там все затраты компенсируются высококачественным итоговым продуктом. Ценник складывается из:

  • мощного насоса;
  • дорогостоящей системы ЧПУ;
  • сопла из искусственного алмаза.

В статье мы рассказали, как водой разрезать металл. В качестве завершения покажем несколько видео:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Технология гидроабразивной резки

Резка металла пропан-кислородным пламенем является дешевым и простым способом обработки и создания металлических элементов из листов стали различной толщины. Но это не всегда применимо. Если материал плохо плавится от температуры факела горелки, или не поддается горению вообще, а также в случае слишком толстых изделий, то используется гидроабразивная резка металла. В чем суть и преимущества данного метода? Какое применяется оборудование, и что входит в основные параметры настройки?

За счет чего выполняется резка

В специальных аппаратах давление воды нагнетается до показателей в несколько тысяч атмосфер. Затем, жидкость подается через ультра тонкое сопло, благодаря чему ударная сила струи возрастает. Таким тонким потоком можно разделять дерево, кожу, пластик. Называется это гидрорезка.

В сочетании с этой технологией, используется более длинное сопло, имеющее внутри смесительную камеру и дополнительный подвод для подачи абразивного материала. Жидкость под давлением здесь играет второстепенную роль, являясь переносчиком твердых частиц. Последние, врезаясь на высокой скорости в основной материал, пронизывают его насквозь, рассекая элементы изделия под углом, заданным соплом. Это называется гидроабразивная резка. Количество и масса абразива зависит от толщины и вида обрабатываемого материала, и настраивается индивидуально для каждой работы.

Преимущества метода

Разрезание материалов при помощи струи воды и твердофазных частиц имеет несколько преимуществ:

  • возможность разделывать любые виды твердой материи (включая: сталь, бетон, титан, брусчатку, мрамор, стекло, дерево, керамику);
  • тонкость реза;
  • способность вырезать произвольные формы на изделии (круги, трапеции, ромбы, арки и т. д.);
  • отсутствие деформаций, которые возникают при работе с пропан-кислородным пламенем;
  • высокое качество реза (ровные края без наплывов, нет сильной ребристости на боковых сторонах изделия);
  • возможность проводить работы на материалах, чувствительных к высоким температурам (ламинат и др.);
  • экологическая чистота всех происходящих действий, не вредящая здоровью рабочего и окружающей среде;
  • отсутствие пожарной опасности.

Применяемое оборудование

Для осуществления гидроабразивной резки, как можно рассмотреть на видео, используется аппарат и рабочее основание, рассчитанное на расположение изделия и прием отработанной жидкости. В состав оборудование входит насос, который нагнетает высокое давление, от 1000 до 5000 атмосфер.

По коммуникациям вода переходит в режущую головку. Внутри последней находится сквозное отверстие, диаметром 0,08 до 0,5 мм. При прохождении жидкости под таким давлением через узкий канал ее скорость возрастает до 1000 м/с. На выходе из этого отверстия расположена смесительная камера, куда по другой трубке подается абразив. Это могут быть частицы кремния, гранатовый песок, или элементы синтезированного синтетического корунда. Смесь выходит из камеры через расширенное сопло 0,5 — 1,5 мм. Благодаря высокой твердости и скорости, эта струя способна разделять любые материалы, толщиной до 300 мм.

Сопло имеет защитный кожух снаружи, сохраняющий целостность конструкции. Внутренние частицы передвигаются в смесительной камере по спирали. Такая траектория не позволяет им повредить стенки самого оборудования.

На рабочем основании располагается обрабатываемое изделие. При необходимости его края фиксируются во избежание смещения. Пронизывающая струя воды сохраняет свою силу и после прохождения толщины материала, поэтому для ее гашения используется емкость с жидкостью, располагающаяся под изделием. Толщина воды в емкости может быть до 800 мм.

Сопла, взаимодействующие со струей, должны быть особо прочными, поэтому их производят из сапфира или алмаза. Последние могут служить до 2000 часов эксплуатации, но это зависит от твердости используемого абразива.

Настраиваемые параметры

Чтобы производить гидроабразивную резку металлов, необходимо правильно подобрать параметры и режимы ведения работ. На процесс влияют следующие факторы:

  • скорость резки;
  • нагнетаемое насосами давление;
  • толщина и структура обрабатываемого материала;
  • концентрация абразивных частиц в смеси;
  • тип твердых веществ;
  • размер истирающих твердофазных элементов;
  • диаметр сопла и трубки.

Оптимальным соотношением параметров между отверстием в сопле головки и подающей трубки для входа в смесительную камеру достигается экономное расходование твердотельных частиц. Данные указаны в таблице.

Расход частиц, г/минДиаметр отверстия головки, ммДиаметр подающей трубки (внутренний), мм
260-3600.250.76
500-6500.361.02
800-11000.461.27

Виды абразива

В зависимости от разрезаемого материала подбирается и состав твердофазных элементов, наиболее подходящий под истирание основного полотна на высокой скорости. Гранатовый песок, состоящий из корунда, оксида железа и кварцевого песка, является оптимальным при разделывании высоколегированных сталей, а также их сплавов с титаном.

Мелкие фракции силикатного шлака служат для быстрой резки пластика, углеродного волокна, и стекла с армированными вставками. Электрокорунд хорошо подходит для работы с: алюминием, титаном, железобетоном, углеродистыми сталями и гранитом. В резке этих материалов активно применяют и гранулы кремния. Кварцевый песок используется преимущественно для разрезания стекла.

Скорость резки

Чтобы края разрезаемого материала имели ровные линии и минимальную ребристость, важно правильно устанавливать скорость гидроабразивной резки, которая заключается во времени ведения головки аппарата над поверхностью. Этот параметр задается исходя из видов и структуры изделия, его толщины, и применяемого абразива. Главным визуальным показателем будет прорезанная кромка с углом в 90 градусов с каждой стороны. Это означает абсолютно ровный рез.

Если же ширина на верхней части поверхности больше, чем на нижней, то разрез примет форму конуса. Это послужит сигналом для снижения скорости, иначе придется затратить больше времени на последующую обработку изделия. При работе с толстыми материалами (от 30 мм), появляется сферообразная форма реза, имеющая тонкий вход и выход, и расширяющуюся среднюю часть. Это происходит за счет увеличенного времени преодоления толстой стенки, вследствие чего абразив успевает выбить больше внутреннего материала. Здесь ничего сделать уже нельзя.

Зависимость скорости реза от толщины стенки приводится в таблице. Условное давление установлено в 4000 атмосфер, а диаметр сопла 0,25. Значение скорости приведено в м/ч.

МатериалТолщина изделия, 5 мм10 мм20 мм50 мм100 мм
Стекло272.75148.667.919.67.25
Нержавейка52.628.5513.023.831.45
Углепластик247.1134.661.7517.76.5
Титан68.4537.116.974.981.85
Алюминий142.177.335.310.13.7
Мрамор295.1160.773.421.257.7
Гранит251.3137.262.75186.5

Несмотря на хорошие показатели, гидроабразивная резка все же отстает от плазменной и лазерной. Этот метод отличается и многочисленными расходами по заменам комплектующих (сопла и трубки истираются, уплотнители под высокое давление изнашиваются), а также затратен по воде, электроэнергии и твердым веществам. При работе аппаратом стоит громкий шум. Но благодаря взаимодействию с любыми материалами и небольшому нагреву поверхности (около 70 градусов) гидроабразивная резка и дальше широко используется на предприятиях.

Технология гидроабразивной резки: плюсы и минусы

При изготовлении различных деталей или элементов металлических конструкций на производстве многие специалисты рекомендуют использовать услуги гидроабразивной резки. Этот метод имеет целый ряд достоинств, которые отражаются как на качестве изготовления, так и на себестоимости.

Наша компания выполняет резку как металлических сплавов, так и других материалов. При этом размеры заготовки могут составлять 2х3 метра, а ее толщина — несколько десятков миллиметров. Все работы выполняются на современном оборудовании и по отработанному технологическому процессу.

Важно! Мы используем станки для резки с программным управлением. Это позволяет добиться высокой точности изготовления изделий.

Что такое гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка включает следующие этапы:

  • определяется необходимое количество деталей и их видов;
  • специальная программа производит расчет их расположения на заготовке и указывает количество необходимого материала;
  • подбирается заготовка в соответствии с пожеланиями заказчика и техническими особенностями конкретной детали;
  • шаблон из программы переносят на материал, при этом детали располагаются так, чтобы отходов после резки было минимальное количество;
  • заготовку закрепляют в станке, где на линии резов подается вода и абразивный материал (рубиновый, гранатовый песок), под большим давлением, через сопло малого диаметра;
  • посредством такого воздействия производится разрушение поверхности в строго заданном месте, что позволяет производить резку.

Важно! Наши специалисты могут самостоятельно распределить все детали на заготовке, полностью избавляя вас от расчетов. Вам достаточно только указать параметры изделия и необходимое их количество. Все остальное мы берем на себя.

Когда необходима гидроабразивная резка

Данный способ изготовления деталей из металла подходит практически для любых отраслей. Резка выполняется довольно быстро, ее качество просто поражает. Однако использование оборудования для гидроабразивной резки металла оправдано в трех случаях:

  1. если необходимо исключить воздействие на деталь высоких температуру или физического давления, способного вызвать напряженность металла;
  2. если нужно сократить расходы при массовом производстве;
  3. если необходимо сократить сроки производства.

Достоинства гидроабразивной резки

Предлагая своим клиентам воспользоваться услугой такого типа резки, мы сразу указываем на выгоды и достоинства, которые можно получить:

  • ровные резы без сколов, наплавления или надломов, что практически полностью сводит последующую обработку к минимуму;
  • материал не меняет своих физических или механических свойств, что случается при нагреве или интенсивном физическом воздействии;
  • высокая точность обработки дает возможность экономить материал, располагая все элементы на заготовке близко друг к другу;
  • возможность вести раскрой по криволинейной направляющей;
  • высокая производительность сокращает время на изготовление большого количества элементов, что очень важно в масштабах производства;
  • возможность получать кромки разной шероховатости.

Сегодня гидроабразивная резка является одной из самых перспективных, а для некоторых изделий она практически незаменима. Именно поэтому клиенты нашей компании, заказавшие такую услугу один раз, сразу оценивают ее достоинства и пользуются ею постоянно.

Важно! Серьезную выгоду данного метода обработки можно ощутить только при изготовлении большой партии деталей. Однако даже небольшое количество изделий такая методика поможет изготовить без лишних затрат времени и средств.

Недостатки

Есть у гидроабразивной резки и определенные недостатки. В большинстве случаев они технического плана и создают неудобства только владельцам оборудования:

  • Быстрый износ прокладок форсунки, что часто сказывается на себестоимости конечной продукции. Решается использованием альтернативных вкладок из керамики или систем собственного производства.
  • Низкая скорость реза при толщине более 30 мм. Это относится только к обработке металла, поскольку на другие материалы это не распространяется.
  • На производствах, где необходимо получать изделия больших размеров, такие станки используются редко. У нас же вы можете рассчитывать на размеры заготовки с габаритами 2х3 метра. Наличие такого вместительного стола позволит решить практически любую задачу по резке.
  • Большая стоимость абразива также сказывается на цене детали. С этим недостатком приходится мириться.

Заказывая данную услугу в нашей компании, все эти недостатки не будут вас касаться. Наши расценки являются самыми оптимальными в регионе, а качество производства известно по всей стране.

Важно! Все недостатки данного метода резки никак не отражаются на качестве изделия. Они только формируют стоимость проведения работ, которую можно компенсировать объемом производства и компактностью размещения деталей на заготовке.

Лучшие специалисты и современное оборудование

Некоторые компании, имевшие опыт подобной резки, говорят о невысокой скорости изготовления деталей и рентабельности производства, конусности реза и низком его качестве. Однако подобные дефекты имеют место только на старом оборудовании или при использовании некомпетентного персонала.

В нашей компании все работы производят только на современной технике. Мы применяем системы микропроцессорного управления и используем точные настройки скорости струи.

Специалисты нашей компании постоянно проходят курсы повышения квалификации и имеют богатый опыт работы с изделиями любой сложности. Именно поэтому мы уверены в качестве предоставляемых услуг и гарантируем его высокий уровень.

Важно! Иногда длительное время обработки металла толщиной свыше 30 мм не считается недостатком. Это позволяет получать детали необходимого размера, не прибегая к методам, способным повлиять на их физико–механические свойства. Такая скорость считается нормальной для конкретного технического процесса.

Ценовая политика

Стоимость данной услуги нельзя определить одним тарифом. Она формируется с учетом нескольких факторов:

  • уровня шероховатости кромки;
  • объема производства;
  • сроков выполнения.

Особо выгодно применять такую резку при серийном производстве или большой партии. При этом для постоянных клиентов у нас предусмотрены специальные скидки, особенно если речь идет об изготовлении одного типа изделий с определенной периодичностью.

Важно! Наши специалисты всегда готовы помочь вам сэкономить, регулируя плотность изделий на заготовке или используя их оптимальное расположение. Сотрудники компании понимают, что одним из главных преимуществ гидроабразивной резки является ее относительно небольшая цена, и дают возможность максимально использовать это достоинство.

Наши преимущества

Помимо высокого качества и культуры производства, мы предлагаем вам воспользоваться другими преимуществами компании:

  • бесплатная доставка готовой продукции;
  • самые выгодные цены в регионе;
  • индивидуальный подход к каждому конкретному заданию;
  • лояльная политика взаиморасчетов.

Наша компания постоянно работает над совершенствованием своих технических процессов и повышением уровня персонала. Поэтому обращаясь к нам, вы заказываете услугу у специалистов, которые работают по самым современным методикам и с использованием новейшего оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector