Рэзка вадой металу (гідраабразіўныя рэзка): тэхналогія і прынцыпы працы

Сучасная цывілізацыя не мысліць сябе без паўсюднага выкарыстання сталі. Жалеза, якое ўсяго 400-500 гадоў таму назад шанавалася ці ледзь не на вагу золата, сёння тонамі можа бяздарна іржавець на звалках. Сталь выплаўлялі мільёнамі тон, выкарыстоўваючы абсалютна ўсюды. Асноўнай праблемай часцяком з'яўляецца яе апрацоўка, так як многія гатункі гэтага матэрыялу дастаткова цвёрдыя, а сучасныя тэхналагічныя нормы вельмі жорсткія і не дапускаюць ірваных і грубых «ліній адрэзу». Каб павысіць якасць гатовых вырабаў, навукоўцамі была вынайдзенай рэзка вадой металу.

Калі яе сталі прымяняць на практыцы?

Як ні дзіўна, але гэтая тэхналогія даволі-такі шырока выкарыстоўвалася яшчэ ў 60-х гадах мінулага стагоддзя. Упершыню яна ўжывалася ў досыць спецыфічных галінах, накшталт авіябудавання і касмічнай прамысловасці. Але неўзабаве кампаніі пачалі думаць пра тое, што рэзка вадой металу - цудоўная навіна, якое можа даць найшырэйшыя магчымасці для ўсёй прамысловасці пры яе больш шырокім укараненні ў вытворчасць.

З тых часоў гэты метад апрацоўкі металаў становіцца ўсё больш і больш папулярным. Ці можа выкарыстоўвацца рэзка вадой металу толькі для ліставога пракату, ці ж ёй падуладныя і іншыя металаканструкцыі? Якія ў гэтага метаду існуюць добрыя якасці і недахопы? Пра ўсё гэта мы паспрабуем распавесці ў рамках дадзенага артыкула.

вобласці прымянення

Асноўным перавагай такога спосабу рэзкі з'яўляецца тая акалічнасць, што на паверхню матэрыялу практычна не аказваецца значнага механічнага ўздзеяння. Цалкам адсутнічае трэнне, механізмы не награваюцца. Гэта аказвае вельмі станоўчы ўплыў на якасць зрэзу і ўсёй гатовай дэталі.

апрацоўваныя матэрыялы

Па-першае, адразу хочацца адзначыць, што вобласць прымянення метаду не абмяжоўваецца аднымі толькі металамі і іх сплавамі. Ён выкарыстоўваецца і для такіх матэрыялаў, як:

• Граніт, прыродны камень, іншыя мінералы.
• Кераміка і шкло.
• Усе металы, уключаючы нават тытан і яго сплавы.
• Жалезабетон і бетон.
• Усе віды пластыка і іншых сінтэтычных матэрыялаў.

Што яшчэ лепш, пры гэтым атрымоўваецца дасягнуць вельмі малога расходу як самога сыравіны, так і камплектуючых. Больш за тое, пры працы з небяспечнымі матэрыяламі менавіта рэзка вадой металу з'яўляецца адзіна дапушчальным метадам, бо пры гэтым няма іскраў, няма адукацыі шкоднай пылу, цалкам адсутнічае магчымасць самаадвольнага ўзгарання адходаў вытворчасці.

Як гэта працуе на практыцы?

Як мы і гаварылі, металапракат - не адзіная сфера прымянення метаду, але ўсё ж 70% работ ідзе менавіта ў гэтай галіне. Сама тэхналогія заснаваная на падачы вады з мелкодисперсионным абразіўным матэрыялам пад ціскам на паверхню матэрыялу. Так што канкрэтна адбываецца падчас рэзкі? Вось асноўныя тэхналагічныя працэсы:

• Вада пад велізарным ціскам падаецца ў асабліва трывалы рэзервуар.
• У той жа момант туды «запраўляюць» абразіў, звычайна прадстаўлены драбнюткай фракцыяй пяску.
• Пасля гэтага атрыманая сумесь падаецца ў сопла.
• Струменьчык накіроўваецца на неабходную вобласць і пачынае рэзаць матэрыял.

Якасць і хуткасць разрэзкі пры такім падыходзе ўзрастаюць шматкроць. Час ад часу толькі патрабуецца дадаваць абразіў. Працэс гэты цалкам аўтаматызаваны, ніякага ўмяшання абслуговага персаналу звычайна не патрабуецца.

Варта ўлічыць, што гідраабразіўнай рэзкі дазваляе дасягнуць такой хуткасці, якая звычайна дасягальная толькі пры плазменнай апрацоўцы матэрыялаў. Але! Якасць зрэзу пры гэтым такое, што яго можна паўтарыць, толькі выкарыстоўваючы лазер. Кошт гэтых відаў работ, і складанасць выкарыстоўванага пры гэтым абсталявання складана супаставіць, так як гэта зусім розныя «вагавыя катэгорыі».

Якое для гэтага выкарыстоўваецца абсталяванне?

Яшчэ ў часы Старажытнага Егіпта людзі заўважылі, што вада здольная кардынальна змяняць ўласцівасці тых матэрыялаў, якія падвяргаліся яе ўздзеяння на працягу досыць доўгага часу. Нават цвёрдыя камяні абкатваюць да стану гладкіх галякоў, а на паверхні граніту і мармуру параўнальна хутка з'яўляліся бачныя паглыбленні.

Пасля той жа прынцып ўзяла на ўзбраенне сучасная прамысловасць. Вядома, са старажытных часоў істотна змяніўся парадак выкарыстання магчымасцяў «аксіду вадароду»: па-першае, патрабуецца забяспечыць прымальнае ціск вады, па-другое - таўшчыню і кірунак яе бруі. Дасягаецца гэта наступным чынам:

• Спецыяльны помпа вельмі высокага ціску не толькі акумулюе некаторы запас вадкасці, але і падае яе да апрацоўчай матэрыялу. Менавіта ад магутнасці гэтага механізму залежаць таўшчыня і шчыльнасць сталі, якая можа быць разрэзана. Да самога помпы вада падаецца з звычайнай сістэмы водазабеспячэння, прычым (для прадухілення перапынкаў) пажадана ажыццяўляць яе адразу з некалькіх крыніц.
• За таўшчыню бруі адказвае адмысловы рэгулятар магутнасці. Хуткасць разразання і таўшчыня апрацоўванага матэрыялу залежаць не толькі ад яго налад, але і ад характарыстык выкарыстоўванага абразіўнага матэрыялу. Каб «раскрыжоўваць» нешта больш глейкі, даводзіцца выкарыстоўваць трохфазны напаўняльнік, для простай ж сталі дастаткова толькі вады і напаўняльніка, у ролі якога, як мы ўжо неаднаразова паказвалі, можа быць выкарыстаны самы звычайны пясок. Зразумела, што можна рэгуляваць не толькі склад сумесі ... Якімі яшчэ параметрамі характарызуецца рэзка металу вадой? Ціск і хуткасць вадкасці. Майце на ўвазе, што мінімальна прымальны хуткасць вады павінна дасягаць 1200 м / с пры ціску каля 4,7 т / см!

Іншае абсталяванне

Вельмі важныя сопла. Іх дыяметр, а таксама выкарыстоўваюцца матэрыялы напрамую залежаць як ад абразіва, так і ад хуткасці бруі. Ціск вады пры апрацоўцы металаў настолькі высока, што для гэтага могуць быць выкарыстаны толькі высокатрывалыя сплавы. Сопла патрабуецца змяняць, частата гэтага залежыць ад шматлікіх фактараў. Адной з найважнейшых складнікаў любога станка для «вадзяной» рэзкі з'яўляецца змяшальнік. Менавіта ад яго залежыць гамагеннасць атрыманай сумесі, а таксама якасць зрэзаў, наяўнасць або адсутнасць сколаў на беражках апрацаваных дэталяў.

Заўважым, што гідраабразіўнай рэзкі немагчымая без выкарыстання высокадакладнай аўтаматыкі. Асаблівасцю гэтага спосабу апрацоўкі металу з'яўляецца конусность абзы, абумоўленая ўласцівасцямі вады пры гэтак спецыфічных умовах яе прымянення. Чым вышэй хуткасць, тым больш гэты паказчык. Але! Пры павышэнні конусность прама прапарцыйна зніжаецца выніковае якасць апрацоўкі матэрыялу. Каб знізіць гэтак негатыўны эфект, можа быць выкарыстана запатэнтаваная тэхналогія Flow Dynamic Waterjet і падобныя ёй спосабы кіравання якасцю прадукцыі.

У чым заключаецца прынцып працы «разумных» тэхналогій? Усе параўнальна проста: аўтаматыка сама вызначае тып, глейкасць і шчыльнасць апрацоўванага матэрыялу, а затым самастойна змяняе кут нахілу і дыяметр сопла. Толькі пасля гэтага пачынаецца пастаянна карэктуюцца рэзка металу пяском з вадой.

падрыхтоўчыя аперацыі

Нарэшце, не менш важная сістэма папярэдняй падрыхтоўкі вадкасці для наступнага выкарыстання апошняй у сістэме рэзкі металу. Каб максімальна падоўжыць тэрміны эксплуатацыі абсталявання, а таксама для забеспячэння максімальнага якасці апрацоўкі, жыццёва важная літаральна крышталёвая чысціня вады. Дасягаецца гэта шляхам фільтрацыі праз «высокадакладныя» фільтры, з дапамогай якіх з вадкасці прыбіраюць усё адносна буйныя прымешкі з вялікай малекулярнай масай.

Важна разумець, што розныя вытворцы прапануюць розны гідраабразіўныя абсталяванне, магчымасці абсталявання якога дадатковымі функцыямі прама залежыць ад кошту станкоў. Так, пашыраны функцыянал дазволіць пры неабходнасці выконваць нават складаную фігурную рэзанне, не кажучы ўжо пра больш простых аперацыях.

Функцыянальныя магчымасці рэзкі вадой

У многіх сферах мастацтва рэзка металу вадой, кошт якой значна ніжэй лазернай апрацоўкі (ад 15 рублёў за метр) таксама знайшла вельмі шырокае прымяненне. Справа ў тым, што адным з пераваг гэтага метаду з'яўляецца поўная адсутнасць сколаў, а таксама награвання паверхні, з-за чаго якое атрымліваецца малюнак або профіль выходзяць у дакладнасці такімі, якімі іх хацеў бачыць дызайнер або мастак. Вось асноўныя магчымасці, якія прапануе гэты метад апрацоўкі матэрыялаў:

• Нестандартная рэзка металу. Важна тое, што пры любым нахіле сопла зрэз атрымліваецца вельмі якасным. Дакладнасць такая, што гатовыя дэталі пасля іх вырабу можна выкарыстоўваць практычна без падрыхтоўкі.
• Сучасныя станкі могуць працаваць пры мінімальным ўмяшанні чалавека, ці ж зусім не патрабаваць прысутнасці абслугоўваючага персаналу. Пры дапамозе гэтага ж абсталявання можна выразаць дэталі самай складанай канфігурацыі, прычым рабіць гэта ў самыя кароткія тэрміны, але з захаваннем максімальна магчымага якасці.
• Асабліва распаўсюджаная апрацоўка металапракату. Так, станок для рэзкі металу вадой можа зрэзаць да 20 сантыметраў рэалагічнае сталі. Для тытана паказчыкі сціплей - у межах 15-17 мм. Асоба трывалыя сплавы - каля 12 мм. Мінімальны каэфіцыент прыпадае на долю медзі і складае ўсяго 4-5 мм.
• Дэкаратыўныя элементы і ўпрыгажэнні пры выкарыстанні гэтага метаду атрымліваюцца не толькі вельмі якаснымі, але і таннымі. Акрамя таго, канфігурацыя гатовых вырабаў залежаць не ад вопыту работніка і не ад «цвёрдасці рукі», а выключна ад налад. Калі адхіленне пры рэзанні не можа перавышаць 0,5%, выкарыстоўваюць апарат для рэзкі металу вадой з ЧПУ.

У апошнія гады так усё часцей рэжуць трубы. Для гэтага ўжываюць спецыяльныя станкі, пры дапамозе якіх зрэз трубы атрымліваецца першапачаткова адпаліраваны і вельмі гладкім. Такім чынам, гідраабразіўнай рэзкі, паслугі па якой прапаноўваюцца ў любым буйным горадзе, становіцца ўсё больш распаўсюджаным і папулярным метадам апрацоўкі самых розных матэрыялаў.

Гідраабразіўныя станкі з ЧПУ

Асабліва пашырыць сферу прымянення дадзенага метаду дапамаглі станкі з ЧПУ, якія дазваляюць апрацоўваць самыя розныя матэрыялы, гнутка наладжваючы якасць працы, максімальную і мінімальную таўшчыню рэзкі, а таксама іншыя параметры.

Адхіленні ад зададзеных параметраў атрымліваюцца мінімальнымі, чаго практычна нерэальна дасягнуць стандартнымі спосабамі рэзкі. Прынцып працы такога класа абсталявання зводзіцца да наступных дзеянняў:

• Спярша усталёўваецца адпаведнае праграмнае забеспячэнне, якое можа быць розным для кожнага тыпу матэрыялу. Праграма аўтаматычна падбярэ склад сумесі, выгляд абразіва і патрабаваны аб'ём вады, ціск і іншыя параметры. За фігурную рэзанне матэрыялаў адказваюць адмысловыя праграмы.
• Як правіла, дадатковая апрацоўка гатовай дэталі ўжо не патрабуецца. Калі параметры рэзкі былі падабраныя няправільна або недакладна, можа назірацца некаторая шурпатасць гатовага вырабы. Але! Калі выкарыстоўваецца станок з ЧПУ, які можа самастойна падбіраць параметры рэзкі, такога практычна не здараецца. У гэтым выпадку абсталяванне аўтаматычна выбірае неабходны рэжым, арыентуючыся на таўшчыню, глейкасць і шчыльнасць металу.
• Акрамя рэзкі, такія станкі дазваляюць высвідроўваюцца адтуліны рознага дыяметра і канфігурацыі. Пры гэтым мы словы паўтараем ўжо апісанае вышэй: калі ад абсталявання патрабуецца нешта асаблівае, неабходна выбіраць тыя яго мадэлі, у якіх ёсць адпаведныя дадатковыя функцыі.
• Часам гэтыя станкі могуць выкарыстоўвацца не толькі для рэзкі, але і для паліроўкі гатовых вырабаў і дэталяў, якія былі зробленыя на іншым абсталяванні.

ручная рэзка

У некаторых выпадках станкамі можа кіраваць кваліфікаваны аператар. У гэтым рэжыме ўсе налады прыходзіцца выстаўляць у ручным рэжыме, што не заўсёды асабліва зручна. Але маюць ручныя спосабы рэзкі металу і нямала пераваг, да ліку якіх адносяцца наступнае:

• Кошт такой працы абыходзіцца прыкладна ў паўтара разы танней.
• Профільная адукацыя аператара пры гэтым, як ні дзіўна, не мае асаблівага значэння. Справа ў тым, што ручное кіраванне такімі станкамі даволі проста, і не мае вялікай колькасці складаных функцый. Гэта абсталяванне выкарыстоўваецца ў тых выпадках, калі неабходна выразаць дэталі, якія маюць простую геаметрычную форму.
• Функцыянальнасць станкоў пры гэтым застаецца на ранейшым узроўні. Роўны зрэз, просверливание адтулін і іншыя простыя аперацыі - усё гэта можна рабіць і пры ручным кіраванні. Акрамя таго, ёсць магчымасць апрацоўкі не толькі металапракату, але і іншых матэрыялаў.

Спадзяемся, што вы зразумелі, як адбываецца рэзка металу вадой. Дадзены метад надзвычай распаўсюджаны ў сучаснай прамысловасці, з яго дапамогай можна вырабляць дэталі практычна любой формы і канфігурацыі.