Гидроабразивная резка - это метод бестемпературной резки материалов струей воды под большим давлением с включением абразивных добавок. Благодаря малому диаметру форсунки и высокому давлению получается тонкий рез с малой потерей материала.

Известно множество преимуществ данной технологии перед другими современными методами резки материалов.

Какие методы существуют сегодня?

Гильотинная резка металла

  • Гильотинная резка металла
История станка гильотинной резки восходит к 1789 году, когда французкий доктор Гильотен предложил Законодательному собранию Франции новый "гуманный" инструмент для казни заключенных. В то время она состояла из двух деревянных столбов высотой около пяти метров с подвешенным между ними большим скошенным лезвием. Принцип конструкции за 3 столетия практически не изменился, казни теперь проводят менее гуманными методами, зато металл режут по прежнему гильотиной. Это наиболее дешевый и популярный метод резки, даже скорее рубки листового металла. Гильотина позволяет получить идеально ровный край, без зазубрин, заусенцев и лишних кромок. При этом кривизна среза равна нулю, поскольку отрезание производится лезвием по всей ширине листа заготовки одновременно.

Сегодня существует несколько видов гильотин для рубки металла: ручные, гидравлические, пневматические и электромеханические. Теперь в гильотину встроена микроэлектроника для большей точности рубки металла.

Очевидные недостатки метода:

  1. Ограниченность по типу металла и толщине разрезаемого листа (для гидравлических машин максимум 6 мм).
  2. Невысокая точность получаемых полос, которая во многом зависит от квалификации оператора.
  3. Резка является по сути рубкой - нет возможности изменить изгиб реза.

В общем и целом это способ для рубки металла на заготовки.

Ленточно-пильная резка металла

  • Ленточно-пильная резка металла
Ленточно-пильный станок - самый популярный объект на выставках по металлобработке. Постоянная разработка новых типов станков ленточно-пильной резки металла обусловлена высоким спросом на данную продукцию у производителей. Популярность такой технологии обусловлена относительно невысокой стоимостью оборудования, простотой в обслуживании и приемлемой производительностью. Принцип резки прост: ленточная пила, натянутая на шкивах, врезается в металл и преодалевает расстояние по линии реза со средней скоростью превышающей 100 мм/мин. Сегодня все модели лентночно-пильных станков оснащены электроникой и широким спектром дополнительного оборудования, которое позволяет легко приспособить станок к технологической линии производства.

При резке металла на станке ЛПС происходит точное разделение листа металла по заданным в чертеже критериям, а место распила зачастую не нуждается в дополнительной обработке. Однако, при производстве высокоточных сложных инженерных изделий или изделий, которым нужна гладкая поверхность реза, данный станок использоваться не может. С другой стороны, ЛПС станок неприхотлив к виду обрабатываемого материала. Он режет многие материалы. Ширина реза при использовании ЛПС составляет 1,5 мм.

Основным условием при работе на ленточно-пильных автоматах является верный выбор шага зубьев режущего полотна. Для того, чтобы подобрать верный шаг полотна, который соответствует сечению распиливаемого профиля, существуют специальные расчетные таблицы. Столь же значимы скорость подачи материала и скорость резки. В общем, все логично.

Основные преимущества метода ЛПС:

  1. Возможность резки под углом;
  2. Точный распил по заданным параметрам

Недостатки метода ЛПС:

  1. Невозможно получить фигурный рез;
  2. Размеры заготовок ограничены возможностями станка;
  3. Износ режущих деталей станка.

Газокислородная резка

  • Газокислородная резка
Газокислородная резка металлов является популярным видом резки за счет высокой производительности. Из уже перечисленных методов резки этот тип обработки металлов основывается на другом, новом принципе воздействия на металл, который заключается в его горении. Перед работой с газокислородной резкой обязателен предварительный подогрев места резки до температуры воспламенения. Это достигается за счет пламени резака без подвода кислорода, который по сути и "режет" металл. В зависимости от толщины и состояния поверхности металла, время начального подогрева весьма коротко - от 5 до 40 секунд. Когда металл достаточно нагреется, подают кислород. После того, как струя кислорода прожгет всю толщину металла, начинают равномерное перемещение резака по линии реза. Кислород выполняет двойную функцию - режет подогретый металл и одновременно удаляет образующиеся оксиды. Срез сопла должен все время находиться на одном и том же заранее подобранном опытным путем расстоянии от поверхности детали. Максимальная толщина газокислородной резки металла составляет 200 мм.

Принцип метода газокислородной резки

Существует ряд ограничений метода. Газокислородной резкй можно порезать металлы, температура горения которых ниже температуры сопла. Так, температура горения алюминия 900°С, а плавления – 660°С, следовательно, гореть он будет только в жидком состоянии, и получить стабильную форму реза просто невозможно. К тому же, алюминий при горении образует оксиды с температурой плавления 2 050°С Такие оксиды будут очень прочными и трудноудаляемыми. Более того, алюминий имеет очень высокую теплопроводность, поэтому потребуется большая концентрация мощности и большой расход газа. Точно так же с помощью газокислородной резки не получится разрезать высоколегированные, высокоуглеродистые и хромоникелевые стали.

При работе с аппаратами газокислородной резки, как и при работе с любым автоматическим режущим инструментом, важно подобрать верную скорость перемещения сопла и расход воздуха и горючего газа. От этого зависит качество реза, его края и поверхность кромок на входной стороне. Также, от скорости резки зависит ширина реза. Низкая скорость влечет за собой значительные потери металла. Наиболее простой способ определить скорость резания по характеру выброса искр и шлака: они должны выбрасываться с обратной стороны заготовки под небольшим углом от вертикальной оси.

Основные преимущества метода газокислородной резки металла:

  1. Относительно высокая производительность.

Недостатки метода газокислородной резки:

  1. Большая ширина реза;
  2. Вдоль реза остаются наплывы, грат и окислы;
  3. Плохое качество реза;
  4. Невозможность прохода по криволинейным контурам малых радиусов;
  5. Искажение геометрии металла из-за неравномерного нагрева;
  6. Большие дополнительные затраты на снятие напряжений после неравномерного нагрева;
  7. Производство повышенной опасности

Плазменная резка

  • Плазменная резка
Большую часть обширного списка недостатков газокислородной резки можно исключить при использовании плазмы. История появления первых плазмотронов сокрыта военной тайной, но известно, что они появились в середине XX столетия. В это время происходило расширение производства тугоплавких металлов и стали появляться новые материалы, устойчивые к высоким температурам. Стоимость плазмотронов изначально была огромна и широкое распространение плазменная обработка материалов получила только в конце XX века. В России плазменная резка стала широко распространенным явлением в начале этого века.

Получаемые плазмотронными приборами температуры в среднем 10 000 - 30 000°С. До 150 00 °С. Это недостижимые при сжигании химического топлива температуры и, соответственно, несравненно большая производительность.

Плазменная резка металла является по сути его плавлением сжатой электрической дугой и последующим удалением расплавленного металла высокоскоростным плазменным потоком, обладающим температурой 15 000 – 20 000°С.

Ограничения метода связаны с толщиной металла. Так, для алюминия и сплавов на его основе это 120 мм; меди - 80 мм; легированные и углеродистые стали должны быть толщиной всего до 50 мм; чугун можно по-больше - до 90 мм.

Основные преимущества метода плазменной резки металла:

  1. Очень высокая производительность;
  2. Не требуется заправка газовых баллонов, их доставка и обслуживания;
  3. Не требуются присадки для резки ценных металлов;
  4. Приборы для плазменной резки легки и компактны.

Недостатки метода плазменной резки:

  1. Как и в предыдущих способах - остается факт термического воздействия;
  2. Кромка приобретает большую твердость, а последующая обработка требует дополнительных затрат;
  3. Частичная потеря материала;
  4. Ограничение по изгибу реза;
  5. Ограничения по толщине металлов;
  6. Невозможно разрезать материал с высоким сопротивлением току.

Лазерная резка

  • Лазерная резка
Лазерная резка является одним из передовых методов резки металлов. Для этого применяют установки на основе твердотельных, волоконных и CO2-лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Сфокусированный лазерный луч создает область высокой концентрации энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств.

Основные преимущества метода лазерной резки металла:

  1. Высокая производительность в отношении металлов до 6 мм;
  2. Ровный край реза, прекрасное качество поверхности;
  3. Самая маленькая ширина реза, которая может достигать всего 0,1 мм;
  4. Отсутствие динамических или статических напряжений;

Недостатки метода лазерной резки металла:

  1. Низкое КПД лазера (до 15%);
  2. Только для тонких листов металла (до 12 мм);
  3. Термическое воздействие, остается след;
  4. Чаще требуется дополнительная механообработка;
  5. Ряд металлов (алюминий, титан и высоколегированные стали) обладают сильными отражательными свойствами, а значит плохо поддаются лазерной резке.

Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка – это самая инновационная и прогрессивная технология резки металла. Сила струи воды, выходящей из сопла под огромным давлением, действительно поражает воображение: она способна резать до 300 мм (!) стали.

В основе системы водоструйной резки – насос сверхвысокого давления. Воду пропускают через через рубиновое, сапфировое или алмазное сопло шириной всего 0,1 мм, в результате вода ускоряется до скорости ТРИ МАХА (!) (трехкратная скорость звука) и образуется тонкая сфокусированная струя (на подобии лазера), которая может обрабатывать практически все типы существующих в природе материалов!

Гидроабразивная резка является частным случаем водоструйной резки, когда в дополнение к воде в струю подаются мельчайшие частицы абразива (гранатовый песок). Без абразива режут мягкие материалы - пищевые продукты, бумагу и тому подобные.

Скорость резки материалов на станке гидроабразивной резки весьма высока. Более подробно посмотреть на зависимость скорость:толщина материала вы можете посмотреть в прайсе, но надо учитывать, что скорость резки влияет на качество реза. Поэтому, если для Вас не критичен край, а разрезать надо толстенный блок (например, 290 мм), - то есть у Вас есть все показания для ускоренной и именно гидроабразивной резки, - то скорость можно увеличить. При резке стекла скорость может составлять до 11 000 мм/мин.

  • Метод гидроабразивной резки
При резке мягких материалов используется чистая струя воды, а за счет перемешивания в качестве абразива гранатового песка можно производить резку материалов любой твердости.

За рубежом проводились эксперименты по сравнению эффективности метода гидроабразивной резки с традиционными технологиями. В качестве «сильнейшего конкурента» был выбран лазер. Обе установки резали пакеты из металлических пластин толщиной 0,3 мм каждая. В результате испытаний было установлено, что при толщине разрушаемого пакета пластин менее 6 мм более эффективным по энергоемкости и скорости оказался метод лазерной резки, а при толщине пакета свыше 6 мм абсолютно лидирует метод гидроабразивной резки.

Преимущества технологии водоструйной резки

  1. отсутствие нагрева разрезаемых заготовок
    • Примечание: за счет абразива при гидроабразивной резке происходит незначительный нагрев от трения до 60 °C
  2. Резы поразительно высокого качества, не требующие последующей дорогостоящей обработки;
  3. Низкие потери материала (при резке металла толщиной всего 50 мм ширина реза при использовании гидроабразивной установки составляет 2 мм, а газокислородной – 20 мм. Это дает экономию 15 кг металла на 1 метр реза).

Недостатки водоструйной резки

  1. намокание детали;
  2. быстрый износ деталей из-за высокого давления