Гидроабразивная резка материалов

Струя водыТехнология гидроабразивной резки становится все более популярной ввиду своей универсальности и простоты. «Вода камень точит» — эта поговорка как нельзя лучше характеризует принцип действия гидроабразивной резки. Струя воды, вырывающаяся из сопла под давлением в 4000-6000 атмосфер и с ультразвуковой скоростью, способна резать как толстолистовой металл и камень, так и тонкие, хрупкие материалы — стекло, кожу, бумагу.

Там, где использование других способов резки — газовой, лазерной, плазменной невозможно, гидроабразивная резка легко справляется с поставленными технологическими задачами. При этом получается высокая точность детали — до 0,025 мм, и чистая поверхность реза — Ra1,6, сравнимая с чистовой токарной обработкой. Современные установки гидроабразивной резки позволяют производить 3D-резку за счет поворота режущей головки.

Гидроабразивная резка бывает нескольких типов:

  • 1. Резка чистой водой. При таком способе используется только чистая струя воды под давлением. Применение резки ограничивается неспособностью обрабатывать материалы со склонностью к образованию трещин и мягких материалов.
  • 2. Резка с добавлением абразива. В качестве абразива используется мелкий гранатовый песок фракцией от 0,02 до 0,4 мм. Высокая твердость — по шкале Мооса 8 единиц (максимальная у алмаза — 10 единиц), и износостойкость песка обеспечивают хорошие абразивно-режущие свойства этого материала. В то же время, использование песка при резке приводит к быстрому износу внутренних частей оборудования. Применение более тонкой фракции позволяет увеличить чистоту поверхности, но снижает скорость резки. Цена гранатового песка, поставляемого из Индии, Австралии и Южной Африки, довольно высока — около 600 долларов за тонну абразива. Это составляет в среднем 2/3 расходов от эксплуатационных затрат на резку.
  • 3. Резка с помощью абразивной водной суспензии из высокомолекулярных полимеров. Этот относительно новый и перспективный метод резки был разработан в американской компании Berkeley Chemical Research. Под воздействием высокого давления и сверхзвуковой скорости агрегатированные полимерные молекулы приобретают высокую прочность и режущую способность. При этом внутренний износ оборудования гораздо меньше, чем в предыдущем случае. Стоимость этого абразива также гораздо ниже.

Металлообработка, объявления о покупке и продажи металлообрабатывающих станков и оборудования

Главным элементом гидроабразивных установок является насос высокого давления. В зависимости от вида и толщины разрезаемого материала подбирается мощность насоса. К примеру, для разрезки стали толщиной 13мм требуется насос мощностью порядка 40кВт.

станок гидроабразивной резки

Для гидроабразивной обработки используется обычная водопроводная вода, которая проходит процедуру умягчения, снижения содержания солей. Струя
детальводы, проходящая через трубки Вентури, подсасывает абразив и выходит через сопло малого диаметра. При прохождении через сопло энергия давления преобразуется в кинетическую энергию струи диаметром от 0,1 до 1,5 мм. Для повышения давления могут применяться отдельные гидравлические усилители. Чем тверже материал, тем больше должно быть давление среды.

Абразивный порошок подается через бункер-дозатор. После резки струя попадает в емкость-улавливатель, в которой рассеивается кинетическая энергия потока.
Движение режущей головки управляется через ПК-контроллер с системой ЧПУ. К портальной траверсе могут крепиться одна или несколько режущих головок. Траверса обеспечивает движение головки в двух плоскостях. Рабочий стол, на который укладывается разрезаемый материал, имеет сотовую конструкцию. Длина стола может варьироваться в пределах от 1 до 18 м.

Рабочий стол, на который укладывается разрезаемый материал

Технология гидроабразивной резки

Преимущества по сравнению с другими способами резки:

  • 1. Непревзойденная универсальность: резка металла (черного и цветного), камня, пластмассы, композитов, печатных плат, древесины, стекла, керамики, резины, сэндвич-конструкций, бетона и других материалов. Толщина материала может достигать 300 мм.
  • 2. Отсутствие зон термического влияния. Гидроабразивная резка является «холодным» процессом, что особенно важно для резки материалов, чувствительных к повышенной температуре и нержавеющих сталей. В этом случае гидроабразивная резка является просто незаменимой по сравнению с плазменной и лазерной резкой.
  • 3. Отсутствие зон механического напряжения, низкие силы резания позволяют производить резку хрупких материалов.
  • 4. Тонкая струя производит высокоточную резку.
  • 5. Возможность резки тонкого материала в пакете для повышения производительности.
  • 6. Высокий коэффициент использования материала при резке.
  • 7. Отсутствие заусенцев.
  • 8. Возможность быстрого переключения между режимами гидрорезки и гидроабразивной резки.
  • 9. Простота обслуживания.
  • 10. Взрыво-, пожаробезопасность технологии.
  • 11. Экологичность и отсутствие загрязнения воздуха производственных помещений.

Недостатки этой технологии состоят в следующем:

  • 1. Пониженная скорость резки тонких материалов.
  • 2. Износ внутренних элементов станка и сопла под воздействием абразива.
  • 3. Дороговизна абразивного материала.
  • 4. «Конусность» реза при обработке толстолистовых материалов ввиду рассеивания струи.

Дальнейшее развитие технологии гидроабразивной резки намечается по следующим направлениям: использование криогенной режущей жидкости; поиск новых применений гидроабразивной резки, например, для полировки материалов; поиск более дешевых расходных материалов для резки с целью снижения себестоимости обработки.

Таблица №1 Скорость гидроабразивной резки

Скорость гидроабразивной резки

Корпорация Daimler-Chrysler , штат Мичиган, США, проводит исследования по возможности применения диоксида кремния и дробленых частиц стекла в качестве альтернативы гранатовому песку.

 

Доска объявлений, продать, купить металлоизделия:

Еще записи из рубрики: Резка металлов

 
 
 

Здесь вы можете написать отзыв

 

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля