Sofi-spb.ru

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

Водная резка металла

Гидроабразивная резка

Как говорится в пословице — вода камень точит. Если конечно она капает медленно, то процесс этот может занимать тысячелетия, но если поток воды значительно усилить, то, автоматически, происходит ускорение. Если же подавать воду под огромным давлением, то вода будет проходить сквозь материалы, как раскаленный нож — сквозь масло.

Разработано две принципиальные технологии использования воды для раскроя материалов. Водная резка и водно-абразивная или гидроабразивная резка.

Эти две технологии очень близки с той лишь разницей, что при водной резке подается только вода, а при гидроабразивной резке к воде подмешивается абразив.

Для того, чтобы вода могла резать, она должна подаваться со сверхвысоким давлением. Таковым считается давление примерно 4700 кг на квадратный сантиметр (4000 атмосфер) или более. Вода выходит через сопло диаметром 0,5 — 1,5 мм со скоростью примерно 900 — 1200 метров в секунду. Это в три раза превышает скорость звука. Усмирить такую мощность под силу только самой воде. Струя воды гасится при помощи наполненной ванны с водой глубиной в одни метр, без которой она прорезала бы все на своем пути.

Сама по себе вода легко разрезает мягкие материалы, такие как резина, пластмасса, поролон и так далее. Но когда речь идет о раскрое твердых материалов — сталь, титан, керамика, — в поток воды подмешивается абразив (как правило, гранатовый песок диаметром 0,4 мм).

Появление и внедрение гидроабразивной резки

Впервые идея возникла в Советском союзе 1935 году один российский инженер получил авторское свидетельство на новый способ резки твердых материалов — струей воды. Идея заключалась в том, чтобы создать такую силу воздействия воды на материал, чтобы она превосходила силу соединения между молекулами самого материала. Для этого требовалось давление в несколько тысяч атмосфер.

Американцы же утверждают, что именно они изобрели принцип водной резки. Правда, это не так, ибо американский «папа» этой технологии начал исследования только в 50-х годах прошлого столетия. Норман Франц, лесной инженер, искал новые методы разделки толстых деревьев на доски. Ему удалось добиться струй, выходящих под очень высоким давлением, способных резать дерево и другие материалы, но эти струи были краткосрочными.

Францу было трудно поддерживать высокое давление. По иронии судьбы сегодня водная резка мало используется для резки дерева. В 1979 году сотрудник американской корпорации Flow по имени Мохамед со странной фамилией Гашиш придумал добавлять в водный поток абразивный материал, что позволило резать практически любой материал.

В 1980 году гидроабразивная струя использовалась впервые для резки стали, стекла и бетона. В 1983 году была продана первая гидроабразивная система для резки автомобильного стекла.

Первыми технологию гидроабразивной резки широко применили авиационная и космическая промышленность, которые стали пользоваться ею для резки очень прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, титан и композитных материалов, вроде углеволокна, используемых в авиации. С тех пор гидроабразивная струя используется для резки камня, керамики, в создании авиационных двигателей, в строительстве и в других областях.
Применение водоструйного метода для резки материалов

Компания WOMA использует метод абразивной резки струей воды высокого давления с 1974 года.

В 1974 году армированная бетонная стена фундамента была вырезана в центре по обработке данных посредством комбинирования струи воды и силикатного песка без вызывания вибрации – беспрецедентный случай в мире для того времени.

Основанная на современных разработках в области технологий сверхвысокого давления струя воды может быть использована в качестве режущего инструмента, например, в добывающей промышленности, в строительстве, в сфере технического обслуживания, в химической промышленности и при резке. С помощью абразивной резки можно разрушать следующие материалы: сталь, бетон, армированный бетон и керамику.

Основная идея абразивной водоструйной технологии высокого давления заключается в присоединении к струе воды мелких твердых частиц, которые и называются абразивом.

Как создается высокое давление при водной или гидроабразивной резке?
Можно использовать два типа насосов — прямой (Direct drive) и так называемые intensifier based (насосы с усилителем). Насосы прямого нагнетания давления работают по тому же принципу, что и насосы, создающие низкое давление, которые используются для чистки поверхностей (пример, реклама аппаратов Керхер?), только давление создается значительно более высокое. Однако intensifier based насосы создают давление на 10 — 25% большее и используются в большинстве систем гидрорезки и гидроабразивной резки.

Принцип «усиливающего» насоса заключается в том, что создается давление на поршень, который выталкивает воду из большой камеры через маленькое отверстие. За счет этого достаточно оказывать сравнительно небольшое усилие на поршень.

Однако сколь мощной ни была бы струя, сама по себе вода не может разрезать любой материал, либо у нее на этот процесс уйдет слишком много времени. Режущая способность абразивной струи в сотни, если не в тысячи раз выше, чем просто воды.

Внутри каждой системы гидроабразивной резки содержится система водной резки.
Струя воды, вылетающая со скоростью 1200 метров в секунду, разгоняет абразив. От размера песчинок зависит скорость резки и гладкость среза. Смешивающие трубы (mixing tube) бывают разных размеров, их срок «жизни» также различается. Их длина составляет примерно 7,6 см, внешний диаметр — 6 мм. Внутренний диаметр составляет от 0,5 мм до 1,5 мм. Самый распространенный диаметр — 1 мм.

Таким образом, расходные материалы, необходимые для водно-абразивной резки — это вода, абразив, сопло и труба для смешивания.

Основные преимущества гидроабразивной резки заключаются в том, что такой метод позволяет разрезать любой материал, избегая нежелательного термического и механического воздействия, вредных испарений. Этот метод экологически чист, пожаробезопасен, дешевле большинства других методов. Благодаря своим достоинствам методы водной и гидроабразивной резки становятся самыми популярными в мире.

Применение гидроабразивной резки

Технология водно-абразивной резки распространяется в большинстве стран самыми высокими темпами благодаря богатым возможностям и легкости управления. Производители осознают, что станки для водно-абразивной резки способны разрезать практически любой материал. Машинные цехи всех размеров осознают большую эффективность и продуктивность использования ВАР.

Главное достоинство гидроабразивной резки заключается в том, что этот метод позволяет разрезать любой материал толщиной до 25 см, избегая нежелательного термического и механического воздействия, вредных испарений, а изделия получаются аккуратными. Этот метод экологически чист, пожаробезопасен.

Технология гидроабразивной резки позволяет делать очень узкий разрез, что позволяет лучше использовать материал, так как разрезанные части можно точнее подогнать. Программное обеспечение для управления такими станками, как правило, довольно легко понять и зачастую требуется лишь несколько часов, чтобы научиться работать.

Водная резка хороша для разрезания мягких материалов и, как правило, используется (в США) для разрезания рулонов… салфеток и подгузников. Вам может показаться странным, но во время этого процесса на поверхности салфеток остается меньше воды, чем в результате прикосновения рукой или дыхания на нее.
Преимущества абразивного водоструйного метода резки материалов:

Резка возможна в любых положениях.
Небольшие размеры насадок.
Могут быть вырезаны любые формы.
Процесс резки регулируется и контролируется в течение всего действия.
Низкие реактивные силы, что позволяет механизировать/автоматизировать процесс.
Отсутствие значительного шума.
Отсутствие вибрации.
Отсутствие образований пыли, пара, газа и шлака.
Отсутствие термического и механического воздействия на отрезаемые или разрушаемые края.
Большая глубина резания за одну операцию.
Возможно разрезание сложных (смешанных) материалов одним режущим действием.
Возможно применение под водой.

Существует несколько основных способов резки и раскроя материала: лазерная, плазменная, механическая и гидроабразивная резка.

Гидроабразивную резку обычно сравнивают с лазерным или плазменным методом резки материалов, например, таких как металл. Но, в каждом методе есть свои достоинства и недостатки.

Лазерным методом металл можно разрезать намного быстрее, но гидроабразивная резка имеет холодный характер резки, а так же отсутствует термическое и механическое влияние на зону резки материала.

Резка металла водой: область применения

Водно-абразивная резка металла – это самая современная и прогрессивная технология обработки. Сердце системы водоструйного резания — насос высокого давления. На сегодня уже разработаны экспериментальные станки с давлением воды 6000 атмосфер.

Проходя сквозь сопло (материалом может выступать: рубин, сапфир или алмаз) толщиной 0,1 мм, вода набирает скорость в три раза большей скорости звука и образует тонкий сфокусированный поток, который может резать практически все металлы.

При гидроабразивной резке металла, толщина металла может быть до 300 мм.

Главным преимуществом технологии резания водной струйного является отсутствие нагревания изделий, то есть термическое воздействие на материал — отсутствует, что исключает напряжение и изгиб обрабатываемой детали. В итоге появляются резы очень отличного качества, что делает не нужным последующую дорогостоящую обработку.

Некоторые металлы нельзя резать лазером из-за их отражения, а при плазменной резке – нельзя использовать токопроводящий материал. Тут и понадобится гидроабразивная резка, которая является прогрессивным способом резки. Но она предполагает намокание изделия, что может плохо отразится для металле, подверженному коррозии.

Принцип гидроабразивной резки металла имеет самое главное преимущество — тонкая, как нить, струйка, позволяет создавать значительно меньшие потери металла по сравнению с обычной резкой.

Большим недостатком гидроабразивной резки металла является очень высокие затраты на резку: 1 час работы выйдет в 1500 руб. К тому же все детали очень скоро вырабатывают свой ресурс из-за большого давления. Так же недостатком является то что все детали требуют ежедневного осмотра и даже ремонта ремонта. В общем, если есть решение купить станок гидроабразивной резки, то такая резка металла водой своими руками, приводит к постоянным высоким затратам.

  1. Процесс гидроабразивной резки
  2. Какое давление воды нужно для резки металла
  3. Недостатки технологии

Процесс гидроабразивной резки

Собственно процесс гидроабразивной резки состоит из четырех фаз.

  • Фаза № 1. Образования изогнутой фронтальной поверхности резания. Сфокусированный гидроабразивный струя прорезает в заготовке узкую щель – струя постепенно вводится в заготовку и с постоянной скоростью резания движется по ней.
  • Фаза № 2. Начало образования ступеньки (обрыва). Угол между струей и поверхностью резания постепенно увеличивается.
  • Фаза № 3. Завершение образования ступеньки (обрыва), смещение ее вниз. Снятие слоя материала происходит лишь на небольшом отрезке фронтальной поверхности резания.
  • Фаза № 4. Восстановление исходного состояния. Ступенька довольно быстро «вдавливается» в заготовку. По мере смещения ступеньки вниз снова образуется ровная поверхность резания – начальное состояние резки восстанавливается.

Описанный выше процесс имеет циклический характер.

В процессе резки гидроабразивной струей вода выполняет лишь функцию носителя. Резки обусловлено съемом (скалыванием) определенного количества слоев материала, которое вызвано ударами твердых частиц абразива. Наличие абразива в струе увеличивает его технологические возможности, позволяет резать металл.

Наиболее распространенными абразивами являются кварцевый песок, гранатовый абразив, оливин, карбид кремния и электрокорунд. Широкое применение указанных выше абразивных материалов объясняется их относительной дешевизной, твердостью и высокими режущими свойствами. Например, гранатовый абразив является твердым и тяжелым; благодаря этому он является фактически устойчивым в течение всего цикла использования. Это дает возможность получать высокое качество среза с определенной глубиной шероховатости, в зависимости от размера зерна и скорости резки. На основе высокой вязкости такой абразив неоднократно может быть использован повторно. Отечественные предприятия в основном используют кварцевый песок.

Как и при любом виде обработки материалов, наиболее благоприятные условия для освоения процесса гидроабразивной резки могут быть достигнуты за счет выбора его оптимальных технологических параметров: давления рабочей жидкости, формы и диаметра отверстия водяного и абразивного сопел, количества абразива, подаваемого расстоянии от сопла к разрезающей поверхности, скорости подачи, качества поверхности резки. Анализ этих параметров требует детального изучения и имеет существенное значение при исследовании данной технологии.

Какое давление воды нужно для резки металла

Вода, нагнетаемая насосом должна иметь давление порядка 1 500–6 000 атмосфер. Выходя через узкое сопло с околозуковой или сверхзвуковой скоростью (до 900–1200м/c и больше), водная струя направляется в смесительную камеру, где происходит смешивание с частицами абразива. Образованная струя выходит из смесительной трубки с диаметром внутри 0,5–1,5 мм и режет метал. Для гашения остаточного давления струи применяется слой воды толщиной 75–100 см.

Недостатки технологии

К недостаткам данной технологии относят:

  • конструктивные трудности, проявляющиеся при создании высокого давления жидкости;
  • незначительную стойкость водяного и абразивного сопел – быстрое стирание (ресурс отечественных сопел составляет 50 час., иностранных – 500-1000 час.);
  • сложность изготовления сопла;
  • образования косины до 1,5 по высоте заготовки.

  • а – при высокой скорости резания;
  • б – при очень низкой скорости резки — верхние кромки реза имеют незначительное закругление

При износе абразивного сопла или увеличении скорости резки ширина щели увеличивается – профиль щели имеет слабо выраженную V-образную форму. При очень маленькой скорости резки профиль щели имеет А-образную форму – турбулентность вызывает эрозию материала. Случай считается положительным, если нужны закругленные верхние кромки.

  • а – при расстоянии между соплом и заготовкой 2-4 мм;
  • б – при расстоянии между соплом и заготовкой больше 4 мм

Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка является одним из самых перспективных методов обработки различных материалов. Она – прекрасная альтернатива другим способам раскроя. Главное ее достоинство – низкая температура в области реза. Это позволяет применять ее для обработки хрупких материалов.

Принцип этой технологии заключается в воздействии на обрабатываемый материал струёй воды с находящимися в ней абразивными веществами. Скорость жидкости достигает — 15 м/сек. При этом площадь воздействия на обрабатываемую поверхность всего 0,2 ― 0,4 мм. Этого достаточно, чтобы при столкновении двух сред произошла резка высокой точности. Вода постоянно отводит тепло, и температура обрабатываемого материала остаётся в пределах 80 градусов.

Читать еще:  Фигурная резка металла

Преимущества этой технологии резки

  • процесс происходит при температурах, исключающих изменение структуры обрабатываемой заготовки;
  • в качестве рабочей жидкости можно использовать обычную воду либо с небольшой долей содержания абразивных частиц;
  • заготовка не подвергается механическому воздействию со стороны и деформации не происходит;
  • резка ведётся на высоких скоростях;
  • экономичный раскрой;
  • возможность выреза деталей сложной формы;
  • высокая автоматизация гидроабразивной обработки.
  • резка профильных заготовок в промышленных масштабах нецелесообразна.

Услуги предприятия «МеталлПроцесс» по гидроабразивной резке в Москве

Компания предоставляет услуги в области резки:

  • чёрных и цветных металлов;
  • нержавейки;
  • титана;
  • меди;
  • алюминия и его сплавов;
  • композитных и твёрдых природных материалов, в том числе стеклотекстолита и резины.

Работы в Москве предприятие ведёт на современных установках гидроабразивной резки MODULA SOLID и гидроабразивного раскроя Waterjet с рабочим давлением абразивной жидкости 6200 атмосфер. Технические возможности станков позволяют обрабатывать листовые заготовки размером 3000 Х 6000 и толщиной до 500 мм различной твёрдости.

Цены на гидрорезку металла

Черные металлы и сплавы

Толщина в ммЦена, руб./м
Чёрная стальНержавеющая сталь
269,5069,90
380,2080,80
594,8095,60
8179,30180,60
10242,90244,70

Цветные металлы и сплавы

Толщина в ммЦена, руб./м
АлюминийМедьТитан
224,8055,9069,90
327,5062,6080,80
530,7071,1095,60
858,0091,00180,60
1078,60134,50244,70

Композитные материалы

Стоимость услуг по резке резины, стеклотектолита и друких композитных материалов индивидуальна в каждом конкретном случае.

Как заказать гидроабразивную резку

Для получения консультации и оформления заказа можно обратиться к специалистам. Сделать это можно по телефонам
+7 (495) 601-94-03
+7 (495) 601-92-59
или отправить заявку через форму на сайте.

Правильность выбора в качестве партнёра компании «МеталлПроцесс» очевидна, это:

  • прекрасная производственная база;
  • наличие собственного материла;
  • возможность транспортировки изделий;
  • оптимизация заказа — специалисты предприятия помогут в выборе материала, предложат оптимальный раскрой листа;
  • минимальная пороговая стоимость заказа составляет 5000 рублей;
  • приём заявок ведётся в любом графическом формате.

Ценовая политика компании выстроена на индивидуальном подходе к заказчику. И главное ― во главе всего стоит персонал высочайшей квалификации, способный принять самое непосредственное участие в чётком выполнении заказа.

Гидрорезка металла

ООО «ИНТЕРГРАН» оказывает услуги по фигурной резке металла разных марок. Работы выполняются на специализированном оборудовании иностранного производства. Накопленный опыт позволяет нам выполнять заказы любой сложности. Заявки обрабатываются максимально оперативно, возможен наличный и безналичный расчёт.

Сегодня для художественной резки листового металла используют три технологии:

  • плазменную;
  • лазерную;
  • гидроабразивную.

Резка металла водой обладает оптимальным сочетанием ценовой доступности и высокого качества обработки. Она универсальна и подходит:

  • для алюминия;
  • титана;
  • латуни;
  • меди;
  • нержавеющей стали, легированных и инструментальных сплавов и пр.

Художественная резка металла выполняется следующим образом:

  • вода смешивается с частицами абразива, который поступает в сопло из специального контейнера;
  • струя подаётся на заготовку под высоким давлением;
  • выполняется отделение детали;
  • система управления обеспечивает перемещение режущей головки в нужном направлении и под требуемым наклоном;
  • датчики контроля диагностируют весь процесс, что позволяет строго соблюдать заданные параметры.

В чём достоинства гидрорезки металла?

С помощью этого метода создают сложные фигурные детали из стали разной толщины. Потери материала при этом минимальны, так как он расходуется очень рационально. Как результат, существенно облегчается и ускоряется изготовление сложных металлоконструкций.

Гидроабразивная резка металла имеет и другие плюсы:

  • высокая точность и отличное качество полученного среза;
  • максимальная производительность;
  • экологичность и безопасность;
  • отсутствует перегрев в зоне реза (исключается оплавление кромок, пригорание, деформация, нарушение структуры металла, появление остаточных напряжений);
  • есть возможность пакетной обработки нескольких листов одновременно (экономически выгодно при серийном производстве).

Если остались вопросы, звоните. Консультации предоставляются бесплатно, осуществляется всесторонняя поддержка клиента на всех этапах сотрудничества.

Гидроабразивная резка

Технология гидроабразивной резки Flow

Высокоточная обработка любых современных материалов без нагрева и трещин.

История возникновения | Специфика

Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР) существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями в 50-е года прошлого столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в СССР и США. Первопроходцем в использовании струи под высоким давлением для резки твердых материалов стал сотрудник, а ныне глава американской корпорации Flow International Corporation, Мохамед Хашиш. В 1979 году в ходе экспериментальных работ он предложил добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему ее режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году Flow перешла к серийном производству оборудования и комплектующих для ГАР.

Процесс резания происходит в результате эрозийного воздействия на материал струи воды с твердыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьезную конкуренцию таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также механообработка.

Высокое давление водяной струи создается насосом – основным рабочим узлом ГАР-станка. В настоящий момент существует 2 основных типа насосов высокого давления – насосы плунжерного типа («мультипликаторы») и насосы прямого действия («direct drive»). Выбор конкретного типа насоса зависит от производственных задач Заказчика, при этом следует подчеркнуть, что во многом функциональные возможности обеих насосных систем пересекаются.

Отдельно следует отметить насосы Flow HyperJet® 6500 bar , которые обеспечивают прирост в скорости резки до 50%. Скомпримированная до заданного давления (100 – 6500 бар) вода поступает по специальному патрубку, выполненному из высокопрочного сплава, в режущую головку , где при помощи дюзы формируется водяная струя заданного диаметра. Далее струя проходит через смесительную камеру, где происходит добавление абразивного песка (граната), и поступает в смешивающую трубку (сопло), которая направляет гидроабразивную струю на поверхность обрабатываемого материала. При этом скорость струи превышает скорость звука более чем в 3 раза.

Шероховатость и точность кромки реза зависит прежде всего от скорости резки, точнее от скорости перемещения режущей головки над поверхностью материала при которой достигается сквозной пропил. По мере увеличения этой скорости шероховатость становится более грубой, увеличивается угол конуса, в нижней части сечения материала появляется борозда. Опыт показывает, что скоростной диапазон 10% – 60% обеспечивает получение чистового реза с хорошим качеством поверхности кромки. Скорость подачи 80% – 100% используют в основном для разделительного реза.

Преимущества технологии ГАР

К числу наиболее весомых преимуществ технологии ГАР относится высокая точность и универсальность применения: любые металлы и сплавы, камень, стекло, пластики, композитные материалы и многое другое. Отсутствие теплового и механического (деформирующего) воздействия – еще один козырь ГАР, благодаря которому исходные физико-механические свойства обрабатываемого материала остаются без изменений. Процесс гидроабразивной резки экологически чист и абсолютно пожаробезопасен, поскольку отсутствуют горение и вредные испарения. Для некоторых видов материалов – керамика, композиты, многослойные и сотовые конструкции — не существуют технологии обработки альтернативной ГАР.

Сферы применения

Гидроабразивная струя по своим свойствам представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр струи может составлять 0,2 – 1,5 мм (в зависимости от типа используемых дюз и смешивающих трубок), благодаря чему отход обрабатываемого материала минимален, рез можно начинать в любой точке по контуру любой сложности. Впечатляющим является и диапазон обрабатываемых толщин (0,1 мм – 300 мм и выше), что делает станок гидроабразивной резки подчас жизненно необходимым инструментом в таких сферах, как транспортное машиностроение, инструментальное производство, авиационно-космическая промышленность, станкостроение и камнеобработка.

Гидроабразивная резка металла

Компания ГК «Прочная Сталь» предлагает клиентам услугу обработки твёрдых поверхностей резанием при помощи, направленной под высоким давлением струи, в состав которой входят вода и абразивный материал. При гидроабразивной резке происходит процесс, называемый водной эрозией.

Информацию о стоимости, сроках выполнения услуги узнавайте по номеру: +7 (495) 481-38-41.

Толщина, ммЦена, руб/м
267
379
593
8177
10241
12310
16460
18541
20627
25856
301104
401666
502300
603005
703795
804643
905592

Оставить заявку

Технология резки с помощью абразива

Высокоскоростная струя смеси, в состав которой входят вода и абразив, воздействует под давлением на рабочее поле. При этом потоком твердофазных частиц полости реза ею уносятся отрываемые от основного материала мелкие остатки.

Эффективное воздействие двухфазной или трёхфазной струи обеспечивается за счёт ряда факторов:

  • оптимальное давление;
  • правильно подобранный расход воды;
  • фракция абразива.

Один из компонентов системы (вода) сжимается насосом НВД до 4600 бар. Струя образуется при прохождении через сопло диаметром 0,2-0,35 мм, и попадает в камеру смешивания с абразивом. Второе сопло для двухкомпонентной смеси имеет диаметр 0,6-1,2 мм. Скорость истечения струи гидроабразивной смеси из сопла на рабочее поле составляет до 1200 м/с.

С помощью двухкомпонентных установок можно резать сталь, чугун; твёрдые сплавы, камень, композитные материалы, текстолит, стеклопластик, железобетон. Небольшой диаметр струи позволяет получить линию реза с хорошо очерченными углами и невысоким полем допуска.

Для повышения производительности автоматы оснащаются системой загрузки/выгрузки материалов, регулятором мощности, измерителем плотности.

Услуги гидроабразивной резки металла

  • Благодаря нулевому термическому воздействию на обрабатываемый материал температура рабочего поля повышается всего до 60-90 °С.
  • Легирующие элементы сталей и сплавов не выгорают, не образуется пригорающая кромка на месте обработки.
  • Резку тонколистовых металлических профилей можно производить пакетным методом, благодаря снижению холостого хода режущей головки.
  • Максимальный уровень шероховатости полученной после разрезания кромки составляет Ra 1,6.
  • Процесс характеризуется полной экологической чистотой, так как отсутствуют выделения вредных газов.
  • Автоматы резки обеспечивают стабильный контроль размеров заготовки, минимальное время изменения угла поворота сопла в случае изменении плотности материала.

Звоните, чтобы узнать о выполнении своего заказа по номеру: +7 (495) 481-38-41.

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.

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.

Резка металла

Гидроабразивная резка металлов – это один из наиболее прогрессивных способов обработки черных и цветных металлов, высоколегированных сталей, различных сплавов, включая титановые. Относительно небольшая температура в процессе раскроя, в сравнении с лазерным и плазменным методами, сделала эту технологию незаменимой в разных отраслях промышленности. Гидрорезка обеспечивает высокую производительность и точность фрагментации, а также минимальные потери обрабатываемого материала и практически полностью исключает брак. Резка металла водой позволяет придавать нужную форму листовому металлопрокату, трубам и прочим объёмным заготовкам. Мы оказываем подобные услуги в Москве.

Особенности резки металла водой

Данный способ обработки металлических изделий дает возможность работать как со сверхпрочными сплавами, так и с наиболее хрупкими материалами. Он щадяще воздействует на заготовку, не вызывая нарушения ее целостности. Водоструйный способ фрагментации считается бесконтактным. Его главная особенность заключается в том, что температура в месте реза не поднимается выше 50-80 градусов, тем самым не вызывая термических деформаций и прочих повреждений кромки (как при других методах раскроя – газовом, лазерном, гильотинной рубке и т.д.).

Технология гидроабразивной резки металла

Фрагментация гидроабразивом предполагает использование узкоспециализированного оборудования. Направленный поток жидкости со сверхзвуковой скоростью под высоким давлением воздействует на обрабатываемую деталь, выступая одновременно режущим инструментом и охладителем. За счет этого кромка распила получается идеально ровной, строго соответствуя заданным параметрам.

В процессе работы режущие фрезы изнашиваются не так быстро, как при других видах обработки, поэтому расценки на резку заготовок из металла относительно невысокие. Для операций по раскрою используется как обычная вода, так и смесь жидкости с частицами абразива. Первый вариант подходит для распила мягких материалов, второй – для более жестких.

Преимущества гидроабразивной резки металла

Фрагментация металла при помощи водоструйных аппаратов имеет некоторые отличия от других, технически устаревших методов стального кроя:

Работа со всеми видами металлических заготовок – латунью, алюминием, титаном и т.д.

Нет термического воздействия на линию разреза, что позволяет резать материал даже с полимерным покрытием без повреждения.

Стоимость гидроабразивной резки металла – цена за метр реза одна из самых доступных, если сравнивать с аналогами.

Есть возможность обрабатывать детали любого формата – круглые, квадратные, разные по размеру, толщине и т.д.

Скорость выполнения операций – резка металла производится по строго заданному алгоритму, в автоматическом непрерывном режиме.

Оборудование гидроабразивной резки DARDI

Установка гидроабразивной резки консольного типа DARDI серии DWJ13/15/20-FB

Используется для гидроабразивной резки листовых материалов. Облегченная конструкция и более высокая скорость позиционирования резки в сравнении с портальными. Высокое качество и надежность механизмов. Точность заданных параметров резки осуществляется за счет системы ЧПУ. Данная система контролирует все необходимые параметры резки и безопасность работы. Станок оборудован системой самодиагностики, что повышает срок службы консоли.

Станок гидроабразивной резки портального типа DARDI серии DWJ30-BB

Предназначен для раскроя листовых материалов большого размера. Высокоточная гидроабразивная резка. Эргономичный человеко-машинный интерфейс. Программное обеспечение позволяет решать множество задач: от увеличения продуктивности работы до расчета сроков и стоимости работы.

Опцион на комплектацию станков DARDI

Комплектация в опционе Заказчика

Оказание услуг по гидроабразивной резке

О гидроабразивной резке

Вид резки, который осуществляется при помощи струи воды под высоким давлением либо струи воды с абразивным материалом. Достоинства гидроабразивной резки заключаются прежде всего в том, что можно обрабатывать практически любой материал, даже самый твердый и прочный, а также в сокращении потерь материала, высокой экологичности метода и высоком качества реза (определяется по степени шероховатости).

Данный способ резки возник сравнительно недавно, но быстро завоевал популярность и применяется в самых разных отраслях промышленности благодаря свой универсальности. Он оптимален для работы с дорогостоящими титановыми сплавами, а для керамики, например, и вовсе является единственно возможным способом резки. При этом не только сам метод, но и непосредственно оборудование, станки гидроабразивной резки можно использовать для обработки совершенно разных материалов: от листового металла и бетона до стекла и ламинированного пластика.
Установка для гидроабразивной резки оснащена режущей головкой (одной или несколькими), через которую под высоким давлением выходит вода. Функцию фокусировки водяной струи выполняет специальный золотник с отверстием, сделанный из высокопрочного драгоценного камня – чаще всего это алмаз либо сапфир, самые твердые вещества в мире. Выйдя из отверстия, вода поступает в смесительную камеру, где к ней добавляется абразив – например, гранатовый песок. Затем абразивная смесь направляется по специальной трубке на деталь. Станки гидрорезки могут работать также на чистой воде, без абразива.

Оборудование для гидроабразивной резки последних поколений разрабатывается с использованием передовых технологий в данной сфере, что существенно повышает эффективность установок и позволяет выполнять обработку материалов с высокой степенью точности, качественно и быстро.

Гидроабразивная резка камня —«Вода камень точит». Эта мудрая пословица нашла свое эффективное применение в современном мире. При помощи водяной струи под высоким давлением в наши дни решаются самые сложные задачи по резке камня, как натурального, так и искусственного. Камень это олицетворение надежности, прочности, долговечности. При его универсальности, камень может применяться в любых интерьерах, отлично сочетаясь с различными стилями при оформлении помещений.

Любой камень достаточно трудный материал для обработки, резка камня представляет собой сложный технологический процесс. Для прямого реза обычно используют механические инструменты, такие как болгарка и ленточная пила, а также фрезерные станки. При этом край слэба (изделия из камня) необходимо дополнительно обрабатывать после резки, так как кромка (особенно при резке керамогранита) будет иметь сколы и микотрещины. Для резки камня по изогнутой линии применяют станки гидроабразивной резки. Качество реза при этом получается очень высоким, и дополнительная обработка кромки изделия не требуется.

Линия реза при использовании гидроабразивного оборудования может быть любой сложности, что позволяет воплощать в жизнь самые разнообразные художественные идеи дизайнеров и архитекторов. Данная особенность используется при создании красочных декоративных и мозаичных панно, витиеватых орнаментов, состоящих из произвольного количества элементов, нарезанных и собранных воедино.

Получение тончайших элементов изделий из камня, стало возможным благодаря тому, что усилия при резке камня с помощью установки гидроабразивной резки достаточно невелики. Это позволяет использовать в качестве исходного материала даже агломерат.

Широкий спектр открываемых возможностей при гидроабразивной резке камня обусловливает ее широчайшую область применения и позволяет изо дня в день усиливать свои позиции среди компаний, занимающихся как строительством, так и производством декорированных изделий из камня.

Поставляемые нашей компанией станки гидроабразивной резки позволяют нашим клиентам в полной мере удовлетворять всем требованиям, предъявляемым заказчиками к качеству изделий из различных видов камня (гранита, мрамора, керамогранита и других).

Гидроабразивная резка стекла — одним из важных вопросов является раскрой и обработка сложных материалов без изменения структуры в месте реза. Главное место среди таких труднообрабатываемых материалов занимает стекло, обработка которого – это процесс сложный и творческий. Разные резаки и пилы могут просто расколоть стеклянную пластину в случае сложной линии разреза. Чтобы исключить такой сценарий используют оборудование гидроабразивной резки.

Для гидроабразивной резки и ее установки не существует линии, по которой нельзя было бы выполнить разрез стекла. Эта особенность является наибольшей ценностью при художественных работах со стеклом и выполнении сложных элементов мозаики, панно и витражи, а также художественно-декоративного оформления интерьеров. Это значительно ускоряется серийное производство изделий из такого элегантного и изящного материала, как стекло.

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:

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.

Резка водой металла: описание технологии и рекомендации

Ежегодно металлургическими предприятиями мира выплавляются сотни тысяч тонн стали. Повышенные требования к качеству среза привели к появлению новых технологий обработки. Особенно если учитывать, что многие сплавы являются достаточно твердыми. Наиболее передовые технологии — это лазерная и резка водой металла (гидроабразивная). Суть последней мы и рассмотрим детально в данной статье.

Первые испытания

Еще в 30-х годах 20-го столетия американские и советские ученые озадачились данным вопросом. Толчком стало то, что необходимо было добиться высокой точности и скорости проведения работ. Первые разработки начали проводиться в 50-х годах 20-го столетия инженерами США и СССР. В 1979 году стали использовать песок, который добавлялся в струю с водой, так и появилось понятие «гидроабразивная». Ключевые требования — высокое давление и скорость подачи воды на обрабатываемую поверхность.

Уже в 1983 году было развернуто серийное производство оборудования для гидроабразивной резки (ГАР). По сути, даже сегодня это один из самых идеальных инструментов для резки, так как не имеет износа и есть возможность регулирования диаметра струи. Таким методом можно работать с толщиной листа до 300 мм. Это привело к тому, что резка водой металла стала активно применяться в авиастроении, машиностроении, камнеобработке и производстве бронетехники и космической промышленности.

Принцип работы и описание технологии

В основе лежит принцип эрозионной обработки. Заключается он в том, что на обрабатываемый металл подается струя воды под высоким давлением с абразивными частицами. В результате этого происходит отрыв частиц обрабатываемого металла. Различные параметры, такие как скорость и глубина, регулируются с помощью диаметра струи и размера, а также расхода абразива.

Основной компонент системы — насос высокого давления (4 000 бар). Он сжимает воду и подает на специальное водяное сопло, за которым находится смесительная камера. Там происходит смешивание гранатового песка и воды. Дальше смесь поступает в алмазное или же твердосплавное сопло, которое имеет диаметр до 1,2 мм. Из него со скоростью более 1 000 м/с гидроабразив попадает непосредственно на обрабатываемый металл. Так и происходит резка металла водой, а сейчас идем дальше.

Об особенностях ГАР

Высокие режущие свойства удается получить благодаря наличию высокопрочного абразива. При этом стабильный поток обеспечивается только в том случае, если частицы гранатового песка не превышают 30 % от сечения струи. Вода же по большей части выполняет исключительно транспортную функцию. Размер абразива зависит и от требований, выдвигаемых к качеству реза. Чем они ниже, тем более крупные частицы допустимо использовать.

Когда выполняется резка водой металла, то крайне важно подобрать оптимальную твердость абразива. Показатель зависит от обрабатываемого материала. Чем он более твердый, тем жестче применяют песок. Рекомендуют не использовать абразив твердостью менее 6,5 по шкале Мооса. В это же время стоит обратить внимание и на износ сопла. Чем жестче песок, тем быстрее оно подвергается износу. Поэтому на данном этапе крайне важно провести теоретические расчеты и только потом приступать к работам.

Резка металла струей воды: преимущества

Ключевое достоинство такого метода заключается в том, что он позволяет добиться высокого качества реза, то есть получить необходимую шероховатость после обработки. Помимо этого, стоит выделить следующие преимущества:

  • исключена вероятность возникновения пожара или взрыва во время проведения обработки;
  • экологическая чистота процесса (не образуются газы во время резки);
  • не выгорают легированные добавки в обрабатываемом металле;
  • возможность обработки металла толщиной до 30 см;
  • низкая температура в зоне резки (90 градусов по Цельсию);
  • высокая эффективность за счет отсутствия холостого хода режущей головки.

Как вы видите, резка металла водой под давлением имеет ряд преимуществ перед другими методами. Это экологично, безопасно и эффективно. Современные станки позволяют даже обработку сразу нескольких листов за один ход, если это позволяет толщина. В целом же ГАР с каждым годом развивается все больше, поэтому и характеристики значительно улучшаются.

Вкратце о недостатках

Но идеальной данная система быть не может. Поэтому тут есть некоторые минусы. Во-первых, из-за высокой скорости подачи воды с абразивом и нешуточного давления процесс является довольно шумным, вблизи находится желательно только в берушах. Во-вторых, малая скорость обработки тонколистовой стали. Но это если сравнивать с лазерными и плазменными технологиями. Кроме того, головка для резания изнашивается достаточно быстро. Это, в свою очередь, приводит к высоким эксплуатационным затратам. Поэтому любой станок для резки металла водой необходимо регулярно обслуживать и менять вышедшие из строя или износившиеся механизмы. В противном случае эффективность работы и качество среза будут постепенно падать.

Оборудование в промышленности

Современные станки для профессионального использования позволяют обрабатывать нержавеющую сталь толщиной до 20 сантиметров. При этом не важны прочностные показатели и группа металлов. Небольшой диаметр струи (1 мм) позволяет получать рез с очень высоким допуском. Если используется промышленный станок, то появляется возможность обработки камня и других твердых пород, таких как мрамор и др.

В настоящее время это один из наиболее эффективных и популярных методов резки стекла. ГАР работает как с тонким хрусталем, так и с пуленепробиваемым стеклом с точностью до микрона. Сегодня станки ГАР применяются для изготовления прокладок, обработки пеноматериалов, таких как резина и пластик. Но чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо использовать современные электронные системы и различные сканеры.

Об особенностях конструкции

Для достижения необходимого результата в промышленности используют станки исключительно с ЧПУ. Поэтому процессом практически полностью управляет электроника. В состав профессионального станка входят различные системы. К примеру, управление оптимальным зазором. Такая система обеспечивает лучшее расстояние между режущей головкой и обрабатываемым металлом для наибольшей точности в месте среза. Используется и датчик сканирования материала. Он нужен для того, чтобы просканировать металл на наличие неровностей. Показания передаются на ЧПУ, в результате чего изменяется зазор.

Для автоматизации процесса в систему внедряют датчик контроля подачи абразива. Он регулирует количество гранатового песка. Кроме того, такая система останавливает работу в случае попадания в насос высокого давления сторонних элементов (мешковина, крупная фракция). Все это должно работать как одно целое, и только при таком раскладе можно добиться оптимальных результатов. Современный промышленный станок стоит больших денег, поэтому требует регулярного обслуживания. Если его не выполнять, то он может полностью выйти из строя.

Резка металла водой своими руками

Вполне логично, что для единичного использования промышленное оборудование с ЧПУ никто закупать не будет. В этом случае очень выручают так называемые ручные станки. Они не имеют программного управления, поэтому все параметры резки задает оператор. Собственно, качество среза полностью зависит от квалификации специалиста. При должном подходе можно добиться не худшего результата, нежели на профессиональном оборудовании. Ручные станки все же имеют свои преимущества. Они заключаются в низкой стоимости оборудования и возможности изготовить заготовку нужной геометрической формы под определённым углом своими силами. Но для этого желательно полностью разобраться с управлением, и тогда резка водой металла будет вполне простым занятием.

Подведём итоги

В настоящее время самый популярный метод обработки — резка металла водой. Давление в этом случае очень высокое, о чем не нужно забывать. Несоблюдение техники безопасности может привести к печальным последствиям. Обратите внимание еще и на то, что самостоятельно изготовить подобное оборудование не представляется возможным. Обусловлено это тем, что детали должны быть очень высокого качества.

Ручной станок для домашнего использования наиболее оптимален. Он стоит не таких больших денег, как промышленный, но в это же время имеет гибкую настройку и позволяет владельцу сделать весьма качественный срез. Вполне возможно, что в скором времени резка металла под водой усовершенствуется и даже тут появится возможность применения такого принципа, как ГАР.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector