Гидроабразивная резка, полезная информация | Джаз Стоун

Гидроабразивная резка, полезная информация

21.12.2015

Особенности различных методов резки

В настоящее время существует множество методов резки различных материалов, начиная от чисто механических, и заканчивая криогенной и лазерной резкой. Технологии резания постоянно совершенствуются. Сегодня наиболее часто применяется плазменная, лазерная и гидроабразивная технология резки, каждая из которых имеет как свои достоинства, так и недостатки.

  Расходные материалы Форма резки (мм)
Мин.расстояние между двумя резами (мм)
Рекомендуемый материал для резки
Вода с абразивом вода абразив 1.5 любой твердый материал
Лазер СО2 электроэнергия газ 1.2 углеродистая сталь нержавеющая сталь титан и цветные металлы
Кислородная резка газ для нагрева газ для резки 10 углеродистая сталь
Плазма/газ  (кислород) электроэнергия газ 5 нелегированная  и слабо легированная сталь
Плазма/газ  (нейтральный или раскисляющий) электроэнергия газ 10 нержавеющая сталь и цветные металлы
Плазма вода электроэнергия газ вода 10 все черные и цветные металлы
Рубка инструмент от 1.5 до 2.5  
Штамповка штамп, матрица      

Преимущества и недостатки различных методов резки

Метод резки
Преимущества Недостатки
Гидроабразивная резка (резка водой с абразивом) не нагревается поверхность разрезаемого материала, не выделяется тепло, отсутствует зона термического воздействия, нет выбросов газа и токсичных испарений, различные конфигурации при резке, возможность одновременной резки несколькими резаками, отсутствие прожиганий и окалины при резке металла высокая стоимость установки, быстрый износ рабочих деталей установки, высокий уровень шума при работе, трудности с очисткой сточных вод
Лазер высокой мощности СО2 высокая скорость резки тонколистового материала,
незначительная зона термического воздействия,
отсутствие деформации материала, возможность получения различных форм при резке, экономия материала благодаря малой ширине разреза
толщина резки < 20 мм, высокая стоимость установки, а также обслуживания и ремонта, некоторые материалы не могут быть разрезаны лазером как по причине явления отражения (к примеру — медь), так и из-за прозрачности материала (стекло)
Кислородная резка низкая стоимость оборудования и незначительные расходы при обслуживании, широкая гамма толщины резки (до 300 мм и более), различные положения резки резка только углеродистых сталей, значительная зона термического воздействия, качество резки зависит от состояния поверхности материала, низкая скорость резки толщин < 30 мм, широкий разрез
Плазма/газ позволяет резать любые металлы и их сплавы, в т.ч. углеродистую, нержавеющую и высоколегированную стали, чугун, медь, латунь, бронзу, алюминий, титан, а также биметаллы; позволяет делать резку сложных геометрических конфигураций, без существенной тепловой деформации разрезаемого материала максимальная толщина разрезаемого металла значительно меньше, чем при кислородной резке; резка только токопроводящего материала; высокий уровень шума и необходимость защиты от УФ-излучения
Рубка, сверление отсутствие зоны термического воздействия, высокая скорость резки и производительность для перфорированного материала, низкая себестоимость производимых работ высокая стоимость инструмента, невозможность изготовления сложных форм, возможны деформации и механические повреждения, неровный срез, высокий уровень шума
Электроэрозия высокая точность резки (5µм); возможность резки толстолистового материала (до 400 мм), а также пакетной резки листов малой толщины; возможность резки гофрированных материалов низкая скорость резки

Расходные материалы

  • Вода, абразив, воздух, электричество.

В качестве абразивного материала рекомендуется использовать натуральный гранат, обладающий исключительными прочностными характеристиками.
Размер зерна абразива: 200-600 микрон. Расход абразива ~ 300-350г/мин.

  • Фокусирующая трубка и сопло режущей головки.

Фокусирующая трубка и сопло – элементы режущей головки, являющиеся расходными материалами. Время службы сопла ~ 50ч, трубки ~ 100ч. После замены фокусирующей трубки ширина реза по мере ее износа увеличивается и обычно составляет 1-1,5мм. Это обстоятельство может быть скомпенсировано программно и не влияет на точность резки.

  • Быстроизнашивающиеся части.

Элементы режущей головки, за исключением фокусирующей трубки и сопла, а также уплотнения и прокладки системы высокого давления относятся к быстроизнашивающимся частям оборудования. Их износ зависит от интенсивности работы машины.

Виды оборудования гидроабразивной резки

Станки гидроабразивной резки (см. наш каталог оборудования) встречаются в разных отраслях производства. При этом встречаются разные виды резки. Основное различие придает система координат в которой перемежается режущая головка.

Резка в системе одной координаты

В этом виде резки получается достигать самой высокой скорости роботы системы. Такой вид резки называется продольным, и часто встречается в одномерных машинах гидрорезки. Основными преимуществами такой гидроабразивной резки являются эффективность, надежность и время работы. В системах одной координаты применяется минимальный диаметр режущей головки, при этом данный вид резки предусматривает использование не только одной головки но и нескольких сразу. Зачастую такой вид гидроабразивной резки применяется в обработке бумаги, замороженного товара.

Резка в системе двух координат

В таком виде резка материала происходит сразу в двух координатах. Как именно должна двигаться головка, контролирует программа, которая заранее загружена в память станка гидроабразивной резки. Системы двух координат более популярны чем системы одной координаты. При этом такие сложные машины могут быть разных размеров, как меньше метра так и больше нескольких метров. Зачастую такой тип установок гидроабразивной резки применяется при обработке продукции из разных материалов.

Резка в системе трёх координат

Данный вид резки считается самым сложным, но при этом он является самых универсальным. Существует два типа станков гидроабразивной резки которые способны обрабатывать материал в системе трёх координат. Первый состоит из режущего станка, в котором к осям X и Y добавляется ось вращения (Z). Второй тип — это роботизированная резка. В руке робота установлена режущая головка, которая позволяет обрабатывать материалы различной формы и размеров. Самыми важными свойствами резки в системе трёх координат является время и скорость резки.

Выбор станка гидроабразивной резки

Затраты на функционирование станка гидроабразивной резки и его обслуживание

Перед приобретением оборудования гидроабразивной резки следует просчитать все расходы, связанные с его эксплуатацией и содержанием (учесть потребляемую мощность, расходные материалы, амортизацию, сервисное обслуживание и накладные расходы), провести экономическое обоснование по использованию оборудования в своих производственных целях, и принять окончательное решение по приобретению.

Размеры рабочего поля для резки листовых материалов

Выбор станка с рабочим полем под большие листы – это не совсем правильный подход по решению вопроса покупки данного вида оборудования. Так как является довольно дорогим. Значительно лучше будет предварительно разрезать лист на несколько частей, с их последующей резкой, на установке гидроабразивной резки с меньшим размером рабочего поля.

Материала для резки

Мощность насоса, это один из тех параметров, которыми нужно руководствоваться при подборе оборудования гидроабразивной резки под материалы, которые будут использоваться, и под его толщину.
С целью эффективной обработке материалов начиная с 20 миллиметров (и больше) в толщину, необходимо пользоваться насосами, которые обеспечивают мощность каждой режущей головки не менее 30 кВт. Меньшая мощность при таких параметрах последствует значительному подорожанию процесса.

Навыки и мастерство оператора

Что должен знать оператор оборудования гидроабразивной резки? Достаточно ли только операторов или нужны еще дополнительные специалисты? Современные программы, которые установлены на гидроабразивное оборудование, достаточно легкие в понимании и в использовании. В результате, справиться с обслуживанием такого станка может оператору, который обладает базовыми знаниями в компьютерных системах.

Сервисное обслуживание

Гарантийное техобслуживание станка и его последующее сопровождение, как правило, осуществляется поставщиком оборудования, который также обеспечивает обучение оператора основным навыкам работы на станке. В последующем текущее техническое обслуживание станка, осуществляется самим оператором.

История гидроабразивной резки

Предыстория технологии

Первые попытки применения струи воды в качестве обрабатывающего инструмента были предприняты еще в середине XIX века. В то время струя из брандспойта применялась для вымывания породы на золотых приисках в Калифорнии. В конце этого же столетия в Южной Африке появились шахты, оснащенные системами водопроводов, служивших для разрушения породы.

Дальнейшим развитием этого метода стало изобретение выпускника Днепропетровского горного института Владимира Мучника, который в 1935 году предложил эффективный способ разрушения угольных пластов струей воды. Через год после этого события был построен первый угольный гидромонитор, а в 1939 году началось промышленное применение этой технологии.

Путь к промышленному применению

Но все это — предыстория. Началом же истории гидрорезки принято считать выдачу в 1947 году советскому инженеру авторского свидетельства на новый метод резки материалов при помощи высокоскоростной водной струи. В то время это была лишь идея, не имеющая под собой достаточной для реализации технологической базы. Это дает американцам основания для того, чтобы приписывать первенство в этой области своему соотечественнику лесному инженеру Норману Францу, который в пятидесятых годах предпринял попытку резать водой древесину.

Для разгона водной струи до скоростей, при которых она способна разрушать межмолекулярные связи твердых веществ, Норман Франц использовал метод гидроудара. Рабочее давление в его установке создавалось тяжелым грузом, падающим в узкой емкости на поверхность воды. Вода при этом выбрасывалась из узкого сопла, образуя струю, которая легко резала древесину и другие материалы. Эти опыты, положившие практическое начало водной резке, однако не стали самостоятельным проектом из-за импульсного действия водного «резака».

Те давления, которые удавалось создавать и поддерживать непрерывно, позволяли резать картон, бумагу, пластик и другие подобные материалы. В конце шестидесятых годов прошлого века гидрорезка использовалась в авиастроении для обработки оптоволоконных материалов, сотовых и ламинатных композитов.

Водяная струя, имеющая скорость, почти вчетверо превышающую скорость звука, не создает в материале термических нагрузок, не вызывает его деформацию, не создает вибрации и сильного шума. Некоторые материалы, особенно тонкие, очень трудно достаточно точно и аккуратно разрезать традиционными, механическими способами. В этом и заключается основная привлекательность гидрорезки. Кроме того, высокоскоростная струя воды оставляет на краях реза очень мало влаги. Рез остается практически сухим! Такая, поистине «волшебная» технология не могла не занимать умы инженеров и оставаться без применения.

Следующий толчок развитию водоструйной резки дал сотрудник американской компании Flow Industries Мохаммед Хашиш, который нынче является ее главой. Он предложил добавлять в режущую струю абразив, в качестве которого был использован мелкий гранатовый песок. В результате режущая способность струи возросла в несколько раз. Это изобретение и стало основой гидроабразивной резки в ее современном виде.

Вода, несущая с собой абразивный песок, стала легко резать практически любые материалы, включая твердые сплавы, керамогранит и стекло. Водоабразивная струя толщиной в десятые доли миллиметра буквально вымывает встречающееся на ее пути вещество, оставляя идеально ровные края, не имеющие сколов, наплывов и других дефектов. Шероховатость плоскости реза в основном определяется размером абразивных частиц.

Гидроабразивная резка одинаково легко производится по прямой или по контуру любой сложности, при этом нет опасности деформации или хрупкого разрушения материала. Из стекла, например, можно вырезать произвольную фигуру, тонкий лист металла текстолита или пластика будет разрезан без деформаций и трещин. Струя воды с песком по сути представляет собой идеальный инструмент, который не оказывает паразитных воздействий на материал и никогда не нуждается в заточке.

В 1980 году был изготовлен первый прототип станка для гидроабразивной резки, а в 1983 году начато серийное производство станков гидроабразивной резки промышленного назначения.

Эти станки изначально были предназначены для тех операций, которые трудно или невозможно производить традиционными методами. Учитывая потенциальные возможности гидроабразивной резки, станки оснащались самыми совершенными системами, способными реализовать эти возможности.

Совершенству нет предела!

Современный станок гидроабразивной резки — это сложный комплекс систем и устройств, необходимых для получения конечного результата, — точного и чистого реза на любом материале. Важнейшие из них:

  • насосная станция с системой подготовки воды;
  • система отделения и очистки (регенерации) абразива;
  • система позиционирования и перемещения режущей головки;
  • система локации поверхности заготовки;
  • система управления уровнем воды в ванне;
  • система управления.

Компьютеризированная система управления станком обеспечивает точное повторение операций при производстве серийной продукции и быструю перенастройку станка на другое изделие. Система позиционирования режущей головки совместно с системой локации заготовки позволяет в любой позиции удерживать оптимальное расстояние до точки реза. Регулируемый уровень воды в ванне позволяет поглощать не только режущую струю, но и пыль, и шум от нее.

Дальнейшее развитие технологии гидроабразивной резки идет в направлении увеличения скорости струи, повышения ресурса направляющего сопла и совершенствования системы управления резанием.



Наши работы

НОВОГОДНИЕ ЦЕНЫ НА МРАМОР ИЗ ИСПАНИИ