Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка металла что это такое?!

Практически ни одно предприятие металлопроката и машиностроения не может обойтись без оборудования для разрезания листового металла. Часто к качеству реза предъявляются высокие требования, что не дает возможности использовать традиционное оборудование: гильотины и плазменную резку.

Гидроабразивная резка металла водой применяется еще с 60-х годов прошлого века. Впервые раскрой металла гидроабразивным методом официально стала использовать авиастроительная компания США. Позже компания официально заявила о том, что данный метод является оптимальным для резки металла и других высокопрочных материалов.

С тех пор гидроабразивный способ обработки получил широкое распространение. Ограничивается ли водно-абразивная резка только металлопрокатом или имеет более широкую сферу применения? Какие преимущества и недостатки у раскроя металла по гидроабразивной технологии?

гидроабразивная резка металла Что это такое.

Главным отличием, которое имеет гидроабразивная обработка металла, от остальных способов обработки листового металла является то, что на поверхность материала не оказывается механическое воздействие. Отсутствие трения, нагревания инструментов влияет на качество реза и возможные сферы применения.

Больше всего распространена водно-абразивная резка металла струей воды, но оборудование также применяют для разрезания следующих материалов:

  1. Мрамор, гранит, камень и другие горные породы.
  2. Стекло, керамика.
  3. Стали и металлы, включая: титан, нержавейку.
  4. Железобетон.
  5. Пластик, текстолитовые, эбонитовые и паронитовые плиты, резину.

При этом при разрезании удается достичь минимального расхода строительных материалов, комплектующих, и т. д. На предприятиях с повышенной пожаро и взрывоопасностью, гидроабразивные станки являются единственным возможным оборудованием соответствующим требованиям для проведения работ.

Гидроабразивная резка металла Принцип работы

Применение станков водно-абразивной резки не ограничиваются только возможностью раскроя металлопроката, все же основная доля оборудования продолжает применяться непосредственно в этой сфере производства. Работа гидроабразивной резки основана на технологии подачи воды с определенным содержанием абразивного вещества под давлением, на поверхность материала. Что происходит во время резки?

 

  • Вода подается из специального резервуара под давлением в смеситель.
  • Одновременно в смеситель направляется абразивная смесь, обычно состоящая из мелких частиц песка.
  • После смешивания с абразивом, вода подается на сопло для резки металла гидроабразивной струей воды.
  • Тонкая струйка направляется на поверхность обрабатываемого материала и разрезает его.

Такой принцип работы позволяет существенно увеличить скорость обработки металла и качество его реза. Единственный расходный материал, который потребуется заменять, это сам абразивный порошок. Понадобится время от времени добавлять абразивный порошок в специальные резервуары.

Скорость гидроабразивной резки металла может сравниться с той, которая есть у плазменных автоматических станков. Но качество проведения работ может сравниться только с разрезанием с помощью лазера.

 

Гидроабразивная резка металла

Еще в древнем мире заметили удивительное свойство воды под давлением изменять форму природных материалов, на которые она воздействовала. Камни становились гладкими, а постоянное падение с высоты небольшого количества воды оставляло глубокие выемки в самых твердых горных породах.

Этот же принцип используется в промышленных целях. Для этого просто необходимо в несколько раз увеличить давление воды при резке металла, а также проконтролировать направленность получаемой струи воды. Делается это следующим образом:

  • Насос высокого давления для гидроабразивной резки аккумулирует воду, и подает ее на поверхность материала. От мощности насоса зависит толщина, и плотность разрезаемой стали. К насосу высокого давления вода подается специальными шлангами, соединенными с центральной системой водоснабжения.
  • Регулятор мощности. Скорость реза ГАР металла, толщина разрезаемого материала обеспечивается точными регулировками и составом направляемой смеси. Для прочных и вязких металлов используют трехфазный наполнитель, для материалов с более податливой структурой будет достаточно двухфазной жидкости (состоит из абразива и воды). Также регулируется не только состав наполнителя, но и давление воды для резки металла. Чтобы достичь минимальных показателей, необходимо, чтобы струя подавалась со скоростью 1200 метров в секунду, с давлением не менее 4700 кг на каждый см.
  • Сопла резки — могут меняться в зависимости от толщины обрабатываемого материала, его плотности, а также от состава жидкости используемой во время разрезания. Так как струя выходит из сопла под высоким давлением, сопла изначально изготавливают из высокопрочной стали. Время от времени будет требоваться замена сопел.
  • Смеситель — это оборудование гидроабразивной обработки стали является одним из важнейших деталей станка. Именно смесительный узел отвечает за качество получаемой смеси, равномерность пропорций от которых зависит толщина реза и отсутствие сколов на поверхности.
  • Автоматика — непременным условием и особенностью резки металла является конусность кромки, возникающая вследствие инерционности струи воды. Конусность прямо пропорциональная скорости разрезания. Чтобы уменьшить этот негативный эффект используется компенсация конусности при резке (Flow Dynamic Waterjet и подобные технологии). Принцип компенсации конусности заключается в том, что автоматика самостоятельно определяет качество и плотность материала и дает указание режущей головке на смену угла сопла.
  • Система водоподготовки для оборудования гидроабразивной резки металла водой. Чтобы продлить сроки эксплуатации и обеспечить необходимые условия для точной и качественной обработки материала необходимо, чтобы жидкость была чистой. Для этого из воды посредством фильтрации убирают все неоднородные частицы.

 

Помимо основных узлов оборудования, выбирая аппарат для резки металла водой, необходимо обратить внимание на наличие дополнительных опций для работы на станке. Расширенная функциональность устройства позволяет при необходимости выполнить фигурную резку.

 

Гидроабразивная резка металла Возможности

Уникальный способ обработки материала с помощью узконаправленной струи воды под давлением нашел свое место во многих сферах производства и искусства. Одним из основных преимуществ гидроабразивного метода резки является полное отсутствие сколов, и нагревания поверхности, присутствующие при обычном разрезании предметов.

Благодаря современным технологиям и усовершенствованию станков удалось расширить их функциональные возможности и сферу применения.

  • Возможность выполнить нестандартную резку материала. Причем изменение наклона реза не влияет на качество разрезания. Точность резки металла под углом позволяет использовать полученные заготовки без дальнейшей обработки.
  • Существуют станки, которые в состоянии работать в полностью автономном режиме без участия человека. При этом требуется, чтобы была выставлена определенная программа, которая и регламентирует работу оборудования. С помощью программного управления появилась возможность вырезания даже самых сложных деталей.
  • Станки резки металла узконаправленной струей воды с абразивом можно использовать в металлопрокате. Так максимальная толщина металла при резке гидроабразивным оборудованием составляет 20 см для среднеуглеродистой стали, 15-17 мм для титана, 12 мм для особых высокопрочных сплавов. Минимальный коэффициент приходится на долю меди и составляет всего 4-5 мм.
  • Искусство — точная фигурная гидроабразивная резка металла позволяет использовать станки при производстве предметов украшения, декоративных элементов и много другого. Качество реза и точность выполнения фигур во многом зависит не от опыта рабочего, а от качества используемого оборудования и программного обеспечения. Там где необходимо чтобы отклонения составляли не более 0,5%, используются станки с ЧПУ.

В последнее время широкое распространение получила гидроабразивная резка труб. Благодаря специальным станкам для резки труб удается получить идеально ровно отрезанную окружность без отклонений.

 

Гидроабразивные станки с ЧПУ

Возможности использования программируемых станков с ЧПУ для гидроабразивной резки нержавеющей стали, алюминия, меди, других типов черных и цветных металлов разной прочности, позволили существенно увеличить и расширить сферы применения оборудования.

Благодаря станкам с ЧПУ обеспечивается производство точных деталей с минимальным отклонением от заданных размеров, что практически невозможно достичь традиционными способами резки. Принцип работы гидроабразивного оборудования с ЧПУ сводится к следующему:

  • Устанавливается программное обеспечение для гидроабразивной резки на станках с ЧПУ. Для каждого материала есть свое ПО, автоматически подбирающее состав режущей смеси, давление струи и другие необходимые параметры. Программа позволяет предусмотреть фигурную резку материала.
  • Дополнительна обработка — обычно после обработки материала с помощью станка, таковая не требуется. Но при неправильном подборе состава режущей струи может наблюдаться небольшая шероховатость поверхности после ГАР. Шероховатость реза практически исключается при использовании станков с программным обеспечением. Станок с ЧПУ анализирует качество реза и автоматически корректирует выбранный режим.
  • Помимо разрезания материала, станок для гидроабразивной резки металла с ЧПУ позволяет высверливать отверстия необходимого диаметра. Некоторые гидроабразивные станки с числовым программным управлением содержат дополнительное оборудование для проведения определенных операций.
  • После обработки заготовки получается полностью готовая деталь, не требующая дополнительных работ по шлифовке или доработке места резки.

Гидроабразивная резка металла своими руками

Некоторые станки управляются непосредственно оператором. В таком оборудовании угол наклона и все остальные корректировки необходимо выставлять вручную, что не совсем удобно и не может обеспечить комфортную работу. С другой стороны, УГР установка гидроабразивной резки листового металла без ЧПУ имеет свои преимущества, к которым относится:

  • Меньшая стоимость — по сравнению с ЧПУ станками, такая установка обойдется приблизительно в 1,5 раза дешевле.
  • Отсутствует необходимость в профильном образовании. Ручное гидроабразивное оборудование для резки железа имеет простое управление и минимальное количество функций. Это позволяет проводить все необходимые операции при обработке деталей простых геометрических форм.
  • Общие функциональные возможности оставлены без изменений. Ровный рез, а также разрезание материала под углом, вырезание простых геометрических фигур и раскрой материала можно делать и на обычном оборудовании. Гидроабразивная резка алюминия, меди, стали, стекла и других материалов возможно и на таком оборудовании.

 

Применение ручных установок ограничено их малой функциональностью. Сложные геометрические фигуры, использование станка в художественной резке и там, где требуется высокая точность, и качественный конечный результат, потребуется приобрести оборудование с ЧПУ.

 

Гидроабразиваня резка металла расходные материалы

Во время резки материала с помощью абразивных частиц появляется постоянная потребность в замене расходного материала и быстроизнашивающихся деталей оборудования. А именно:

 

  • Абразив для резки металла на гидроабразивном станке. Даже в наиболее экономных установках с ЧПУ расход абразивного порошка составляет около 300-350 гр. в мин. При этом толщина обрабатываемого материала может несколько увеличить коэффициент расхода. Для работы используется мелкий песок, изготовленный из натурального материала граната. Гранатовый песок обладает высокими прочностными характеристиками и используется даже для резки тугоплавких и тягучих материалов. При этом размер абразивных песчинок должен составлять не более 600 микрон.
  • Вода — кроме абразивного порошка, для резки потребуется использование воды прошедшей процедуру подготовки и фильтрации. Жидкость с примесями существенно влияет на качество реза, поэтому использование систем водоподготовки является не только желаемым, но и обязательным требованием.

Кроме этих двух основных расходных материалов, для обработки материалов также понадобится электричество, достаточное количество воздуха и регулярная замена изнашивающихся деталей.

  • Система подачи абразивной смеси чаще всего нуждается в замене. Установка нового сопла потребуется через каждые 50 часов работы, направляющей трубки 100 ч. Интересно, что по мере изнашивания этих деталей, абразивный гранатовый песок для гидроабразивной резки будет расширять диаметр этих узлов и в результате увеличит толщину реза с 1 до 1,5 мм. Что существенно, особенно если речь идет о дорогостоящих материалах.
  • Прокладки и уплотнения насосной станции. Эти комплектующие также считаются расходными деталями, которые изнашиваются довольно быстро и требуют постоянной замены. От уплотнителей зависит поддержание давления в системе. И первым признаком, на который необходимо обращать внимание является – падение рабочего давления при тех же производственных параметрах.

 

Можно встретить предложения приобрести абразивный материал по низкой цене, выполненный не из граната, а из других осадочных пород. Использование некачественного абразива существенно снижает производительность и увеличивает износ деталей станка.

Преимущества гидроабразивной резки

Существует восемь основных преимуществ, которые можно выделить при использовании ГАР. А именно:

  1. Отсутствие нагревания поверхности. В процессе обработки заготовки все выделяемое тепло моментально удаляется под воздействием воды. Из-за отсутствия металлических режущих элементов, получаемое от трения тепло незначительно. Минимальное тепловыделение обеспечивает точный рез материалов, поддающихся деформированию под воздействием высокой температуры.
  2. Функциональные возможности — достоинства гидроабразивной резки металла сложно перечислить, но одним из самых важных является то, что с помощью ГАР станка можно вырезать самые сложные формы заготовок. Также появляется возможность изготовления сложного профиля с любым необходимым радиусом, формами и контурами.
  3. Отсутствие дополнительных работ — после вырезания необходимой детали нет необходимости в последующем шлифовании и обрабатывании места реза. Небольшая шероховатость практически незаметна невооруженным глазом.
  4. Технологичность процесса реза — станок является полностью универсальным, при необходимости можно использовать для сверления. Существует возможность выполнения операции независимо от атмосферных и других условий. Ручные установки могут быть использованы для разрезания материала даже под водой или на глубине до нескольких сот метров. При этом от одного насоса высокого давления можно одновременно запитать 2-3 установки.
  5. Экономичность по сравнению с плазменной обработкой материала — плюсы водно-абразивной резки очевидны. Скорость разрезания может достигать 30000 мм/ мин. Причем это не влияет на качество реза. Если учесть что при разрезании теряется всего 0,5-1 мм материала, а также точность и полное соответствие готовой продукции задаваемым размерам, становится очевидным высокая рентабельность установки ГАР.
  6. Безопасность — станки могут устанавливаться даже на производстве с повышенной взрывоопасностью, при изготовлении легковоспламеняющихся материалов. Отсутствие нагревания поверхности, вероятности возникновения искры и другие характеристики делают применение водно-абразивных станков максимально удобным и безопасным.
  7. Возможность разрезания толстостенных материалов. Можно обрабатывать стальные листы до 3 см, а также бетонные армированные блоки с толщиной до 10 см.
  8. Универсальность станков — одна установка позволяет одновременно обрабатывать сталь, пластик, резину, ткань и т. д. причем при необходимости можно разрезать многослойные заготовки, состоящие из нескольких материалов.

 

Наиболее функциональными считаются станки с ЧПУ, но недостаток квалифицированного персонала объясняет, почему ручная резка с ГАР пользуется более высоким спросом.

Гидроабразивная резка металла

Так же Вы можете заказать у нас следующие услуги,

Рейтинг@Mail.ru