Гидрекс — гидроабразивная резка металла водой

Дата публикации:

Дата изменения: 30.10.2024

Гидроабразивная резка - преимущества и недостатки технологии

Наша компания использует технологию гидроабразивной резки для раскроя заготовок и получения готовых изделий из разных материалов. Если вы заказываете эту услугу, вам стоит познакомиться с ее преимуществами и недостатками. Через 15 минут вы будете знать, как работает эта технология, в чем ее плюсы/минусы, насколько она лучше или хуже других способов резки. Надеемся, что эта информация поможет вам принять решение при выборе услуг нашей компании.

Что такое гидроабразивная обработка?

Резка водой, как технология добычи горных пород, появилась в начале прошлого века. Кинетическая энергия тонкой струи разрезала осадочные породы любого типа. До 70-х годов водяную резку пытались использовать при обработке традиционных конструкционных материалов, но безуспешно, поскольку энергии потока не хватало для преодоления сопротивления камня или металла.

Успех пришел только к создателям аппарата, вводившего в струю воды порцию абразива. Соединив кинетическую энергию потока под давлением с режущими свойствами абразивов, конструкторы аппараты получили технологию гидроабразивной обработки, которая справлялась с практически любыми конструкционными материалами.

Окончательное становление технологии абразивно-водяной резки пришлось на 90-е годы, когда завершились эксперименты с подбором абразивов и жидкостей, совместимых с металлом, камнем, текстилем, пластиком. С этого момента аппарат гидроабразивного резания заняли свое место в цехах обработки.

Особенности технологии гидроабразивной обработки

Принцип работы гидроабразивной обработки заключается в превращении потока воды в режущий инструмент. Для этого поток подают в зону резания под давлением от 3000 бар (на выходе из сопла давление может быть в два раза больше). Для резки плотных материалов кроме высокого давления потока необходимы частички абразивов. Они попадают в сопло из бункера и смешиваются с водой в специальной камере. Пройдя сквозь заготовку, частички абразива оказываются в поддоне, очищаются от стружки и используются повторно.

Лучшей жидкостью для гидроабразивной обработки считается чистая, пресная вода. В зависимости от условий обработки в воду могут добавить антикоррозийную присадку, поверхностно-активные вещества, водорастворимую смазку. Защита от коррозии пригодится обрабатываемому материалу, ПАВ меняют характеристики потока, повышая качество резки, смазка помогает увеличить срок работы оборудования. Пресную воду можно использовать многократно, после очистки, что сказывается на себестоимости обработки.

Разновидности абразивных материалов

Смешивая воду с абразивными порошками, станок увеличивает кинетическую энергию потока и его режущие свойства. Причем разные абразивы позволяют резать различные материалы:

Гранатовый песок справляется с любыми металлами, камнем, стеклом, керамикой, работая как универсальный абразив;
Оливин подойдет цветным металлам, строительной керамике, композитным продуктами;
Оксид алюминия (корунд) может резать твердые сплавы, стекло с такой же эффективностью, как песок граната;
Карбид кремния ― еще один универсальный абразив, но исключающий многократное использование из-за хрупкости зерна;
Куприт ― абразив из отходов плавки меди, пригодный для резания материалов со средней твердостью.

Тип абразива выбирает технолог, отталкиваясь от вязкости, поверхностной твердости, прочности обрабатываемого материала. Важным критерием подбора абразива можно назвать повторное использование этого материала.

Виды гидроабразивного резания

Классификацию разновидностей абразивно-водяной обработки металлов, камня и прочих конструкционных материалов обычно строят от степеней подвижности режущей головки (сопла). По этому принципу определяю следующие виды гидроабразивного резания:

Обработку вдоль одной координатной оси ― головка движется вперед или назад, очерчивая прямую линию. Одномерные станки гарантируют высокую точность реза, не требуя долгого обучения оператора. Одномерная (продольная) резка предполагает использование режущей головки с несколькими соплами, что ускоряет процесс обработки. Одномерные станки используют преимущественно в отрезных операциях.
Резание в системе двух координат ― головка движется по сложной, криволинейной траектории. У режущей головки двухмерного станка одно сопло, траекторией которого управляет блок ЧПУ. Ручная резка на таком станке нецелесообразна. Двухмерные агрегаты используют для получения плоских заготовок или деталей.
Резка по трем координатам ― головка движется по криволинейной траектории, с учетом перепада высот. Траекторией управляет блок ЧПУ, причем скорость резания будет не самой высокой. Трехмерные станки используют для производства 3D заготовок (деталей). Работой такого станка управляет роботизированная система, регулирующая давление и положение водяной струи, наполненной абразивами.

При выборе вида гидроабразивной резки в первую очередь обращают внимание на форму обрабатываемой заготовки, а также на предполагаемую траекторию резания. Оборудование подбирают под тип обрабатываемого материала, поскольку для металлов нужна одна мощность режущей головки, а для композитов ― совершенно другие показатели. При подборе оборудования также учитывают площадь рабочего стола. Только правильно выбранный станок позволяет реализовать выгоды конкретного вида абразивно-водного резания.

Преимущества гидроабразивной обработки

Относительно низкая температура в зоне резания ― обрабатываемый материал нагревается до 60-90 °C, что расширяет сферу применения этой технологии.
Нулевое выгорание в зоне резания, что очень важно для легированных сплавов, теряющих свою вязкость и прочность под действием высоких температур. Эта технология более безопасна для конструкционных материалов.
Чистый рез, без наплывов, окалины на гранях (торцах), а также прочих дефектов. Кроме чистоты следует отметить высокое качество реза ― шероховатость образованной кромки не превышает Ra 1,6. Это дает экономию на финишной обработке.
Полная безопасность технологии ― процесс не угрожает пожарной безопасности цеха/рабочего места, а также гарантирует взрывобезопасность, в отличие от классической абразивной обработки. Эта технология полностью исключает выделение вредных газов (паров металла), что повышает уровень безопасности труда.
Возможность резания в трех плоскостях, тогда как обычная абразивная обработка обрабатывает преимущественно плоские детали. Технология позволяет быстро получать детали или заготовки сложной формы.
Минимальные отходы ― диаметр сопла режущей головки измеряется в десятых долях миллиметра, а калибр абразивного зерна не превышает 0,3 мм. Сокращая отходы, предприятие экономит на расходе материала и утилизации.
Универсальность ― технология совместима с любыми металлами или сплавами, строительной керамикой, натуральным или искусственным камнем, композитными материалами, стеклом, картоном/бумагой, пластиком, тканями. Такая обработка используется даже там, куда нет хода обычным абразивам, из-за перегрева зоны резания.
Большой разброс по глубине резания ― от десятых долей до сотен миллиметров. Режущая головка справится с фольгой и толстыми плитами брони. Меняя скорость потока и тип абразива, оператор станка способен разрезать плиту толщиной около 0,5 метра, хотя обычно глубина реза не превышает 10-20 сантиметров.
Высокая эффективность при работе с листовыми материалами ― подобные заготовки можно складывать в пакеты, что ускоряет процесс обработки без угрозы качеству реза.

Недостатки метода

Минусы гидроабразивной обработки связаны с сутью этой технологии, поэтому избавиться от них нельзя, но возможно обойти или компенсировать. Низкую скорость при резке листовых заготовок можно компенсировать сборкой листов в многослойный пакет ― обработка заготовки толщиной 0,1 или 100 мм выполняется с одинаковой скоростью.

Ограниченный ресурс сопла можно обойти, используя водорастворимую смазку и отфильтрованную воду, а также щадящие сорта абразивного зерна. Высокую стоимость абразивных материалов легко компенсировать повторным использованием, что допускает и гранатовый песок, и корунды. Коррозия металла ― явление постоянное, поэтому бороться с ним просто бесполезно.

Дорогую стоимость оборудования и расходных материалов легко обойти, заказывая раскрой заготовок или обработку деталей у подрядчиков. Наша компания выполняет гидроабразивную обработку деталей любой сложности за комфортную цену. Вам нужно передать нам чертеж и материалы ― станок и программа будут нашей проблемой. Вы получите готовые изделия без вложения в дорогое оборудование.

Области применения гидроабразивного резания

Станки для гидроабразивного резания справятся со следующими материалами:

Черными металлами ― чугуном и конструкционными сортами стали;
Легированными сплавами ― струя воды с абразивом легко справляется даже со сталью из высоколегированной группы;
Цветными металлами ― от мягкой меди до прочного титана;
Композитными материалами ― от металлопластика до материалов на основе углеродного волокна;
Строительной и облицовочной керамикой ― водой можно резать кафель и кирпичи;
Все виды горных пород ― от осадочных до магматических, без ограничений по твердости и хрупкости;
Бетоны, железобетоны, искусственные камни ― обрабатываются быстрее натурального камня;
Пористые материалы (поролон и прочее) ― в этом случае возможна максимальная глубина реза;
Все сорта пластика, включая оргстекло;
Все виды стекла без исключения, включая триплекс.

Наша компания режет такими станками плоские и объемные фигуры, используя все преимущества гидроабразивной обработки. Кроме этой технологии мы можем предложить клиентам другие технологии резки. Способ раскроя плоских деталей и производства фигурных изделий выбирает наш технолог или заказчик услуги. Чтобы сделать выбор, вам нужно обратить внимание на отличия технологий резания, а также оценить уникальные наборы преимуществ и недостатков.

Гидроабразивная обработка в сравнении с другими технологиями

При сравнении технологий обработки конструкционных материалов резанием принято использовать следующие критерии оценки:

Совместимость технологии с обрабатываемыми материалами ― предполагает способность обработать тот или иной сорт сплава, горной породу, пластика и так далее;
Толщина резки ― измеряется в миллиметрах и зависит от технологии и режущего инструмента.
Точность и аккуратность реза ― предполагает отсутствие заусенцев, сколов на торцевой части и гранях;
Зона термического воздействия ― измеряется в квадратных миллиметрах, причем под эту площадь попадают только участки, изменившие свои свойства под действием температуры;
Скорость резки ― измеряется в сантиметрах в минуту или метрах в секунду.

Кроме гидроабразивной обработки наша компания готова предложить клиентам плоттерную и фрезерную резку. Давайте сравним возможности этих способов обработки конструкционных материалов резанием.

Гидроабразивное резание по сравнению с плоттерной технологией

Плоттер режет плоские заготовки вдоль одной или двух осей. Трехмерную деталь с помощью плоттера не вырежешь. Режущий инструмент ― нож, иногда роликового типа. Совместимость с материалами очень низкая ― в основном обрабатываются пленочные покрытия из пластика, бумаги, но возможна резка тонколистового проката (фольги). В этом случае абразивная обработка выглядит более достойно. Толщина резки редко превышает один миллиметр, но точность остается на высоте ― рез лишен наплывов и заусенец. Абразивная резка гарантирует превосходство по глубине на несколько порядков. Термическое воздействие отсутствует, поскольку суть технологии резания в этом случае ― холодная деформация. Скорость резки ― выше чем у гидроабразивного оборудования, что можно назвать сильной стороной плоттера.

Сравнение гидроабразивной и фрезерной технологии

Механическая обработка заготовок на фрезерном станке предполагает перемещение инструмента в трех плоскостях, поэтому по сложности формы деталей она не уступает гидроабразивному резанию. Фрезеровкой можно получить 3D изделия из металла, камня, пористых стройматериалов, пластика. Некоторые затруднения взывают хрупкие материалы, например, стекло. Меняя фрезы, оператор станка охватывает такой же объем совместимых с фрезерованием материалов, что и в случае водно-абразивной обработки. Толщина резания в этом случае измеряется в сантиметрах ― по этому показателю фрезерный агрегат уступает гидроабразивному станку. Точно реза фрезой ничуть не хуже, чем качество обработки кромки струей воды с абразивами. При выборе правильных режимов резания вы не увидите ни сколов, ни заусенцев. Зона термического воздействия в этом случае ограничивается только площадью контакта режущей кромки фрезы и обрабатываемой заготовки. Перегрев легко устраняется охлаждающей жидкостью. Скорость резания зависит от глубины, подачи на зуб, вязкости и прочности обрабатываемого материала. Она сравнима с показателя гидроабразивных агрегатов. Сильная сторона фрезерного станка ― сложность формы обработанной детали.

Какую технологию выбрать для вашего заказа

Все зависит от исходных данных ― объема тиража, типа обрабатываемого материала, сложности заказанной детали (заготовки). Например, буквы из самоклеящейся пленки лучше резать плоттером, который гарантирует аккуратное и быстрое изготовление такого заказа. Те же буквы из металла можно вырезать на фрезерном станке, причем вы можете получить барельеф (рельеф надписи будет возвышаться над металлической плоскостью). Гидроабразивное резание стоит заказывать, когда вам понадобится большой тираж заготовок или деталей одного типа. Складывая листы пластика или металла в многослойный пакет, вы сможете получить несколько сотен тех же букв за одну операцию.

Обычно технологию резки подсказывает наш менеджер, с которым можно посоветоваться по поводу преимуществ и цены каждого способа обработки. Звоните по телефону +7(495) 784-05-65 с 9 до 18-00 по будним дням или отправляйте заявку на нашу электронную почту info@texnorezka.ru в любое время.

Дата создания: 30.09.2024 20:52:50

ДРУГИЕ СТАТЬИ