Резка металла водой под давлением какое давление?

Технология гидроабразивной резки

Разработано две принципиальных технологии использования воды для раскроя материалов. Водная резка и водно-абразивная или гидроабразивная резка. Эти две технологии очень близки с той лишь разницей, что при водной резке подается только вода, а при гидроабразивной резке к воде подмешивается абразив.

Метод гидроабразивной резки металлов и материалов существует уже 20 лет. Суть метода гидроабразивной резки заключается в том, что песчинки (гранатовый песок с частицами размером около 0.4 мм), разогнанные до огромной скорости струей воды, сжатой первым основным компонентом системы, насосом — мультипликатором, до давления более 4000 ат, отрывают фрагменты обрабатываемого материала. Затем разрушающая сила такого луча гасится водой, находящейся в ванной, расположенной на пути движения струи. Благодаря энергии, которой обладает такая струя, появляется возможность резать материалы большой толщины.

В комплект оборудования для гидроабразивной резки обычно входят фильтр и промежуточный резервуар для воды, насос высокого давления (100-400 МПа), блок режущей головки (смеситель-сопло), устройство для подачи абразива, гибкий шланг длиной до 100 м от насоса до блока режущей головки, рассчитанный на высокое давление, механизм перемещения головки и устройство, управляющее (программирующее) процессом резки.

Для создания давления используются специальные насосы, которые должны быть способны поддерживать высокое давление в рабочем режиме, но и работать при этом надежно. Без сомнения, насос — это один из главных составляющих любой гидроабразивной системы.

Существует два типа насосов сверхвысокого давления.

Насосы прямого действия

Принцип работы насосов прямого действия заключается в том, что три поршня, приводимые в действие электродвигателем, поочередно выталкивают из цилиндров воду. Такие насосы популярны благодаря простоте своей конструкции. Они способны создавать рабочее давление около 3800 атмосфер, что на 10% — 25% ниже, чем насосы бустерного типа. В то же время, их преимущество заключается в том, что они позволяют постепенно повышать давление, а это иногда требуется, например, при врезании в хрупкие материалы. В промышленности используется большое число таких насосов, хотя в большинстве случаев применяются бустерные насосы.

Насосы плунжерного типа

В отличие от насосов прямого действия, в насосах плунжерного типа (их также называют бустерными насосами) поршень приводится в действие не механически, а за счет давления масла. В камеру, в которой находится основание плунжера, подается масло с первичным давлением, составляющим около 207 атмосфер. Сам плунжер выталкивает воду из другой камеры, и, поскольку площадь его рабочей поверхности приблизительно в 20 раз меньше площади поверхности основания, создается давление в 20 раз выше. Фактически основание, приводимое в движение маслом то с одной, то с другой стороны движется попеременно то в одну, то в другую сторону, в результате чего плунжер выталкивает воду то из одной, то из другой камеры высокого давления. Пока вода выходит из одного цилиндра высокого давления, цилиндр на противоположной стороне заполняется водой, которая через большое отверстие заполняется водой под низким давлением.

Насосы бустерного типа позволяют поддерживать рабочее давление на уровне 4150 бар (приблизительно столько же атмосфер). Чем больше давление, тем с большей скоростью можно резать.

Режущая головка

Режущая струя выходит с очень высокой скоростью из наконечника. Для резки водой и с использованием абразива применяются разные наконечники. Как правило, они делаются из сапфира, рубина или алмаза. От того, какой наконечник используется, зависит его долговечность и дороговизна. Сапфирный наконечник может прослужить от 50 до 100 часов. Используется в большинстве случаев. В то же время при подмешивании абразива срок службы сапфирного наконечника сокращается вдвое. Рубиновый наконечник также служит 50-100 часов и применяется только при использовании абразива. Он непригоден для водной резки. Срок службы алмазного наконечника составляет 800 — 2000 часов, его можно использовать как для водной, так и абразивной резки. Недостаток же такого наконечника заключается в его дороговизне — он может быть в 10-20 раз дороже других. Стоимость сапфирных наконечников колеблется в пределах от 15 до 30 долларов.

Непрерывное расширение номенклатуры конструкционных металлических, неметаллических и композитных материалов в промышленности и строительстве обуславливает необходимость создания принципиально новых технологий разделительной резки и обработки таких материалов. Сегодня к таким технологиям по праву может быть отнесен процесс резки высокоскоростной струей воды под большим давлением (гидрорезка и гидроабразивная резка).

Гидроабразивная резка является интересной технологической альтернативой традиционным методам разделительной резки — газокислородной (автогенной), плазменно-дуговой и лазерной резки. Гидроабразивная резка струей воды высокого давления с добавкой мелкого абразивного порошка имеет ряд принципиальных отличий, которые обеспечивают высокую универсальность процесса и значительно расширяют области ее рационального применения: материал, прилегающий к зоне реза, не подвергается перегреву выше 100 °С и структурным изменениям, не возникают термические деформации заготовок; одним и тем же оборудованием могут быть разрезаны или обработаны любые материалы с высокой прочностью и отличными физико-химическими свойствами (стали, сплавы цветных металлов, керамика, стекло, мрамор, железобетон и др.), что определяет универсальность процесса; процесс отличается высокой экологической чистотой (исключая шумовое воздействие), полной пожаро- и взрывобезопасностью.

При гидроабразивной резке вода служит в первую очередь для транспортировки абразивных частиц, которые являются своеобразным режущим средством. Водяная суспензия с абразивом подается из специальной емкости в смесительную камеру режущей головки и затем вместе с напорной струей через сопло к месту резки. Основным элементом сопла, формирующего высокоскоростную водоабразивную струю заданного диаметра, является вставка из высокопрочного материала (керамика, сверхтвердые сплавы).

Ниже приведены значения производительности резки различных материалов в см2/мин для процесса гидроабразивной резки при давлении режущей струи 200-300 МПа, расходе воды 4,4 л/мин и абразива 0,3-0,7 кг/мин (скорость реза зависит от толщины обрабатываемого материала): Алюминий. 20-50, Свинец. 80-120, Медь. 15-30, Титан. 10-25, Стекло. 100-200, Оргстекло. 120-300, Армированная пластмасса. 120-300, Керамика. 100-200, Природный гранит. 50-150

Физическая суть механизма гидроабразивной резки состоит в отрыве и уносе из полости реза частиц основного (разрезаемого) материала скоростным потоком ударяющихся и скользящих по поверхности реза твердофазных частиц. Устойчивость истечения и эффективность воздействия двухфазной струи обеспечиваются оптимальным размером частиц, равным 10-30% диаметра режущей струи. В качестве абразива обычно используют порошки твердосплавных сплавов, карбидов, окислов. Выбор абразива зависит от вида и твердости разрезаемого материала. Так, для высоколегированных сталей и сплавов титана применяют особо твердые частицы граната, для стекла — соответствующие фракции обычного песка, для пластмасс, армированных стекло- или углеродными волокнами, — частицы силикатного шлака. Благодаря особенностям процесса гидроабразивной резки обеспечивается очень малая ширина реза и незначительное количество материала, идущего в отходы, а также высокое качество поверхности реза, приближающееся к качеству грубого фрезерования.

Номенклатура материалов, для резки и обработки которых применима современная технология гидроабразивной резки, почти не ограничена. Эффективность гидроабразивной резки различных классов легированных сталей и сплавов значительно выше в сравнении с процессами лазерной и плазменной резки и практически сопоставима с газокислородной резкой низкоуглеродистых конструкционных сталей. Гидроабразивная струя успешно режет стали с упрочняющими покрытиями; при резке мягких металлов и композитов иногда требуется последующая очистка поверхности реза от застрявших частиц абразива.

Кроме резки, применение высоконапорных гидроабразивных струй в отдельных случаях целесообразно для снятия фасок на крупных машиностроительных деталях, для подготовки кромок под сварку и удаления дефектных участков швов под их последующую заварку. Прогрессивная технология гидроабразивной резки имеет несомненную перспективу применения в современном заготовительном и металлообрабатывающем производствах. Учитывая определенную сложность оборудования для гидроабразивной резки и условий его эксплуатации, данная технология в настоящее время получает растущее применение в основном, в таких отраслях, как авиастроение, судостроение, специальное машиностроение и производство листового стекла. Одновременно на базе данной технологии создают специализированные предприятия — своеобразные «центрорезы». Так, в конце 1999 г. в Ризе (Германия) открыт центр гидроабразивной резки, который обеспечивает выполнение заказов близлежащих предприятий на резку и вырезку заготовок из самых различных материалов. Центр оснащен двумя двухкоординатными установками ABB1-R для гидроабразивной резки фирмы «Natezjet System AB». Установки имеют рабочий стол размером 3×4 м и обеспечены компьютерным управлением профильной резки. Без абразива (водоструйная резка) производят резку таких мягких материалов, как пластмассовая пленка, кожа и текстильные ткани. С присадкой абразивов вырезают заготовки из твердых и хрупких материалов типа высоколегированных сталей, алюминия, керамики и стекла.

Добавлено: 13.06.2021 21:10:25

Еще статьи в рубрике Производители современного оборудования и инструмента, рассказывают о своей продукции в статьях и полезных советах:

  • Области применения гидрорезки

Технология водно-абразивной резки распространяется в большинстве стран самыми высокими темпами благодаря богатым возможностям и легкости управления. Производители осознают, что станки для .

Гидроабразивная резка –что это такое

В СССР в 1947 году один российский инженер получил авторское свидетельство на новый способ резки твердых материалов — струей воды. Идея .

Алмазный инструмент

Алмазные инструменты имеют, в качестве режущего покрытия сегменты, которые содержат синтетические алмазы в металлической связке. Выглядывающие из связки грани алмазы режут .

    Инструменты для разборки и ремонта каменной кладки

    Каменную кладку разбивают, если здание (сооружение) сносят, реконструируют или ремонтируют каменные конструкции. Чтобы разобрать кладку, в ней пробивают сквозные и несквозные .

    Паяльники – общий обзор

    Паяльник — инструмент, предназначеный для соединения, как правило, металлических деталей посредством пайки, то есть операции соединения деталей с помощью специального сплава .

    Листогибы – инструменты для резки и сгибания материалов

    Листогибы предназначены для выполнения работ по резке, изгибу и формовке листовых металлов для производства различных видов профилей, доборных элементов кровли, наружной .

    Гидроабразивная резка

    Технология гидроабразивной резки Flow

    Высокоточная обработка любых современных материалов без нагрева и трещин.

    История возникновения | Специфика

    Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР) существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями в 50-е года прошлого столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в СССР и США. Первопроходцем в использовании струи под высоким давлением для резки твердых материалов стал сотрудник, а ныне глава американской корпорации Flow International Corporation, Мохамед Хашиш. В 1979 году в ходе экспериментальных работ он предложил добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему ее режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году Flow перешла к серийном производству оборудования и комплектующих для ГАР.

    Процесс резания происходит в результате эрозийного воздействия на материал струи воды с твердыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьезную конкуренцию таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также механообработка.

    Высокое давление водяной струи создается насосом – основным рабочим узлом ГАР-станка. В настоящий момент существует 2 основных типа насосов высокого давления – насосы плунжерного типа («мультипликаторы») и насосы прямого действия («direct drive»). Выбор конкретного типа насоса зависит от производственных задач Заказчика, при этом следует подчеркнуть, что во многом функциональные возможности обеих насосных систем пересекаются.

    Отдельно следует отметить насосы Flow HyperJet® 6500 bar , которые обеспечивают прирост в скорости резки до 50%. Скомпримированная до заданного давления (100 – 6500 бар) вода поступает по специальному патрубку, выполненному из высокопрочного сплава, в режущую головку , где при помощи дюзы формируется водяная струя заданного диаметра. Далее струя проходит через смесительную камеру, где происходит добавление абразивного песка (граната), и поступает в смешивающую трубку (сопло), которая направляет гидроабразивную струю на поверхность обрабатываемого материала. При этом скорость струи превышает скорость звука более чем в 3 раза.

    Шероховатость и точность кромки реза зависит прежде всего от скорости резки, точнее от скорости перемещения режущей головки над поверхностью материала при которой достигается сквозной пропил. По мере увеличения этой скорости шероховатость становится более грубой, увеличивается угол конуса, в нижней части сечения материала появляется борозда. Опыт показывает, что скоростной диапазон 10% – 60% обеспечивает получение чистового реза с хорошим качеством поверхности кромки. Скорость подачи 80% – 100% используют в основном для разделительного реза.

    Преимущества технологии ГАР

    К числу наиболее весомых преимуществ технологии ГАР относится высокая точность и универсальность применения: любые металлы и сплавы, камень, стекло, пластики, композитные материалы и многое другое. Отсутствие теплового и механического (деформирующего) воздействия – еще один козырь ГАР, благодаря которому исходные физико-механические свойства обрабатываемого материала остаются без изменений. Процесс гидроабразивной резки экологически чист и абсолютно пожаробезопасен, поскольку отсутствуют горение и вредные испарения. Для некоторых видов материалов – керамика, композиты, многослойные и сотовые конструкции — не существуют технологии обработки альтернативной ГАР.

    Сферы применения

    Гидроабразивная струя по своим свойствам представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр струи может составлять 0,2 – 1,5 мм (в зависимости от типа используемых дюз и смешивающих трубок), благодаря чему отход обрабатываемого материала минимален, рез можно начинать в любой точке по контуру любой сложности. Впечатляющим является и диапазон обрабатываемых толщин (0,1 мм – 300 мм и выше), что делает станок гидроабразивной резки подчас жизненно необходимым инструментом в таких сферах, как транспортное машиностроение, инструментальное производство, авиационно-космическая промышленность, станкостроение и камнеобработка.

    Техническая документация, статьи.

    Гидроабразивная резка металла

    В производстве различных изделий может использоваться листовой металл или какие-то другие материалы твердого характера. В технологическом процессе производства различных изделий начальным этапом является резка. Разрезать металл можно различными способами. Однако, наиболее точными из всех существующих является резка с помощью лазера, электроискровым способом и гидроабразивный метод.

    Резка металла с применением электроискрового способа сопряжена со множеством ограничений по применению, хотя при резке металлов достигается очень высокая точность. Использование резки с помощью лазера обусловливает возникновение температурной деформации краев разрезаемой поверхности. Кроме того, имеются определенные ограничения, касательно толщины реза.

    Что касается гидроабразивной резки, то при ней металл не подвергается нагреву и температурная деформация ему не страшна. Помимо этого, совершенно безразлично то, какой электропроводностью обладает металл, подвергаемый резке.

    В далекие времена люди стали замечать, что вода под давлением способна придавать предметам различную форму, отличную от исходной. Падая с высоты на камни, она делает их гладкими, а в предметах от воздействия падающей воды остаются углубления. Этот принцип и был взят на вооружение в промышленности при гидроабразивной резке металла. Надо просто значительно увеличить давление воды и контролировать ее направление. Схематично этот процесс выглядит следующим образом:

    — с помощью насоса вода аккумулируется и подается на металл. Чем толще и прочнее будет металл, тем мощнее насос потребуется. Централизованная система водоснабжения соединяется с насосом посредством шланга;

    — мощность необходимо регулировать. Регулируется не только давление, но и состав, подаваемой на металл смеси. Все зависит от того, какой толщины будет металл, который необходимо будет разрезать. Если металл прочный и вязкий, то используется наполнитель трехфазного характера. Если структура металла отличается большей податливостью, то достаточно будет использования двухфазного наполнителя (состоит из абразива и воды). Скорость подачи струи на металл и ее давление очень высокие;

    — размер просвета сопла может изменяться. Это зависит от толщины металла. Немаловажным является и то, какой по характеру состав струи. Поскольку имеет место высокое давление, сопло изготавливается из высокопрочной стали;

    — смеситель. Этот элемент является неотъемлемой и одной из самых важных частей любого станка подобного плана. От него зависит то, какого качества будет получаемая смесь, и в каких пропорциях составляющие ее компоненты будут смешиваться. Ведь от этого зависит толщина реза и возможность появления при резке сколов;

    — автоматика. Возникновение конусности при резке является непременным условием. Зависимость между скоростью процесса и ее образованием прямо пропорциональная. В современных станках этот отрицательный момент может компенсироваться. Автоматика сама распознает, какую степень прочности и твердости имеет металл и подает команду, благодаря которой изменяется угол наклона сопла;

    — водоподготовка. Для того, чтобы станок служил дольше, вода должна отличаться чистотой. Для этой цели и используется предварительная водоподготовка. Вода прежде очищается, доводится до нормируемых показателей, а после этого уже подается в станок.

    Возможности данного способа резки

    Современные технологии позволяют расширить область применения станков подобного плана.

    1.С помощью таких станков можно проводить резку металла нестандартного характера. Благодаря изменению наклона резки можно получать такие детали, для которых дальнейшая обработка не требуется.

    2. Имеются такие станки, которые способны работать в автономном режиме. Участия человека при их работе совершенно не требуется. Для этого станку задается определенная программа, с помощью которой и осуществляется вся дальнейшая работа станка. Это позволяет получить детали самой высокой точности.

    3. Узконаправленная струя воды в смеси с абразивом при резке металла может использоваться при изготовлении металлопроката. При этом максимальная толщина при резке разных металлов различная.

    4. С помощью таких станков можно осуществить фигурную резку металла. Это позволяет получить изделия для декоративного оформления интерьеров, украшений различного характера. Здесь уже на первый план выступает не то, каким опытом и уровнем профессиональной подготовки обладает работник, а то, каким по качеству будет применяемое оборудование и его программа.

    Станки с ЧПУ

    Они позволили значительно расширить возможности таких станков:

    — на такой станок проводится установка программного обеспечения, причем для каждого металла оно свое. Автоматика сама, без участия работника, подбирает необходимые параметры для резки металла. Выбираются определенные параметры резки. Предусмотрена и фигурная резка;

    — готовая деталь, полученная на таком станке, не нуждается в дальнейшей обработке. Однако, если неправильно осуществить подбор струи, то на поверхности деталей могут возникнуть некоторые шероховатости. Программа сама в автоматическом режиме откорректирует этот недостаток;

    — такие станки снабжаются дополнительным оборудованием, что позволяет проводить на них и другие операции, кроме резки. Можно, например, просверлить отверстие необходимого диаметра.

    Ручная резка гидроабразивным способом

    Такие станки лишены автоматики, и все параметры резки приходится выставлять вручную. Конечно, это удобным никак назвать нельзя, но, несмотря на это, имеются и определенные преимущества.

    1.Такие станки по сравнению с оборудованием, на котором установлено ЧПУ, стоят наполовину дешевле.

    2. Не надо получать профильное образование. Такие устройства являются простыми в управлении и обладают минимальным набором функциональных способностей. Это обусловливает проведение операций по изготовлению деталей простой геометрии.

    Расходные материалы

    Струя для резки состоит:

    — абразив. Его роль играет песок натурального граната. Он имеет самые высокие характеристики прочности. Даже у самых экономных устройств с ЧПУ расход абразива при резке очень большой. Причем, чем толще металл, который надо разрезать, тем больше расход абразива;

    — вода. Она должна быть чистой, поскольку качество воды влияет на то, какого качества будет резка. Вода перед использованием ее в станках проходит предварительную водоподготовку.

    Положительные моменты данного способа

    1.Резка не сопровождается нагревом металла. Ведь образующееся тепло компенсируется водой.

    2. Такие станки являются многофункциональными. На них можно выполнить детали, имеющие весьма сложные формы. Можно изготовить и сложный профиль.

    3. После получения детали она не нуждается в дальнейшей обработке.

    4. Резка металла на подобных станках отличается высокой технологичностью. С помощью ручных устройств резать металл можно под водой.

    5. Отличаются они значительной экономичностью в сравнении с другими способами резки.

    6. Такие станки отличаются безопасностью. Их можно устанавливать и во взрывоопасных цехах, поскольку нагревания не происходит.

    7. Можно резать металлы даже большой величины.

    8. Они характеризуются универсальностью. Используя дополнительное оборудование, на них, кроме резки, можно проводить и другие операции.

    Их немного, но они все же есть:

    — возможное появление конусности;

    — одинаковая скорость при резке толстых и тонких металлов. Это, скорее всего, относится к вопросам рентабельности производства.

    Резка водой металла (гидроабразивная резка) под давлением: технология и принципы работы

    Гидроабразивная резка – это технология обработки металла, которая проводится с использованием воды и смеси абразива в роли рабочего инструмента. Причем жидкость подается под огромным давлением и с большой скоростью.

    Сущность технологии

    Заготовка из металлического листа кладется на рабочую поверхность. Она раскраивается по нужному формату. Места кроя подвергаются водному воздействию с добавлением абразивных частиц. Эти вещества взаимодействуют c поверхностью, разрушая ее. При этом необходимо поддерживать определенное давление, напор, который обеспечивает необходимую скорость подачи жидкости и твердых частичек. Задача оборудования по этой технологии – отделить часть от целого. Мощность аппарата велика, но способности ограничиваются плотностью сплава и его толщиной.

    Принцип работы гидроабразивной резки металла

    Во время раскроя металлопроката происходят следующие процессы:

    • Двигатель приводит в движение насос, который создает водяную струю – она подается в смеситель из резервуара.
    • С другой стороны, одновременно с этим подается абразив нужного количества и диаметра частиц.
    • Два элемента смешиваются до относительно однородной жидкости.
    • Смесь с высоким напором направляется на сопло, которое управляет наклоном и скоростью.
    • Материал соприкасается с поверхностью заготовки, разрезая ее.

    При этом происходит охлаждение.

    Область применения

    Распространенность метода объясняется большими возможностями аппарата. Его можно использовать фактически для любых природных и синтетических материалов. Не распространяется это только на алмаз и каленое стекло. Особенность (а вместе с тем и востребованность) – можно проводить обработку таких вещества, которые нельзя нагревать – они теряют, меняют свои физико-химические свойства или подвержены легкому воспламенению. А резка струёй воды происходит без изменения температурного режима. Таким образом, значительно расширяется спектр возможных работ. Чаще всего металлообработке подвергают:

    • нержавейку;
    • инструментальную сталь;
    • алюминий;
    • титан;
    • латунь.

    Также разрезают указанным методом гранит, мрамор и прочие натуральные и искусственные камни. Применение станка возможно только в условиях цеха, налаженного производства. Видео покажет, где его применяют:

    Оборудование для гидрорезки

    Называют «непыльным». Действительно, стружки фактически нет, вернее, она сразу вымывается, получается очень ровный и чистый срез, который, в большинстве случаев, даже не требует шлифовки. Технологический процесс построен на природном явлении водоемов – эрозии, то есть способности размывать берега, при этом обтачивая камни, корни деревьев. Суть остается прежней, но чтобы многократно ускорить воздействие, в жидкость добавляют абразив.

    Такая смесь выпускается струей очень высокого напора. Давление доходит до 6 тысяч атмосфер, при этом развивается скорость, которая в три раза превышает распространение звуковой волны в воздухе, – 800—1000 метров в секунду. Две основные задачи оборудования:

    • отрыв и вымывание частиц материала заготовки;
    • моментальное охлаждение и очищение.

    Устройство станка, который режет водой

    Классический аппарат имеет множество узлов:

    • корпус – обычно состоит из металла, как наиболее износостойкого и долговечного материала, благодаря нему, он достаточно массивный;
    • емкость – крупная, обычно не меньше двух кубических литров, но может быть больше;
    • мощный насос – он выполняет важную функцию, нагнетает высокое давление и направляет жидкость из резервуара в место объединения двух компонентов;
    • прочные шланги – соединяют все узлы;
    • отсек для хранения и подачи абразивных частиц;
    • смеситель;
    • инструмент – он регулирует мощность струи, ее ширину, направление;
    • плоскость, на которой расположена заготовка и будет происходить работа;
    • блок управления.

    Большинство станков оснащены ЧПУ, инженер только руководит процессом с помощью пульта, но не занимается резкой вручную. Это удобно – нет негативного воздействия на обслуживающего машину человека и при этом достигается отличная точность. Еще одно достоинство ЧПУ – возможность использования программ для автоматизированного проектирования, на которых можно создавать проект в формате, совместимым с блоком управления.

    Особенности устройства основных узлов

    Уникальность установки заключается во многих отличиях начиная с рабочего стола. Вместо привычной плоскости здесь представлена ванна с неглубокими бортами. Она оснащена ребрами для захвата и фиксации заготовки, они быстро снимаются и накладываются. Также емкость быстро набирается жидкостью, а затем сливается. Постоянное нахождение металла в водной среде позволяет избавить производство от шума и пыли. Емкость, которая содержит абразивные частицы, легко вынимается, имеет функцию пополнения даже в ходе работы, а также оснащена датчиками, контролирующими количество смеси.

    Очень важна система перемещения инструмента. Она поставлена на ремни, которые двигают резак по линейным плоскостям. Используются именно ремешки, а не цепи, так как они более невосприимчивы к влаге, а также к нечаянному попаданию абразива. Дополнительное преимущество – их легко менять при износе. Подробнее об устройства посмотрим на видео:

    Возможности водной резки металла

    Многие способы применяются только для прямой распиловки, в то время как гидрорезка позволяет:

    • делать фигурный разрез;
    • не обрабатывать края;
    • обрабатывать листы (металлозаготовки) толщиной до 120 – 200 мм, в зависимости от типа стали;
    • подключить к автоматическому пульту управления трудный проект и фактически не участвовать в процессе, только контролировать;
    • разрезать окружности, трубы.

    Сейчас активно пользуются технологией в различных сферах:

    • автомобилестроение и машиностроение в целом;
    • изготовление заготовок, деталей, которые не поддаются штамповке;
    • резка водой железа, утеплителей, стекловолокна, изоляторов, мрамора;
    • художественная обработка.

    Управление

    Для эффективной работы станка необходим труд нескольких инженеров и операционистов. Проектировщик обязан создать проект в специальной компьютерной среде. Затем файл помещается в память устройства. Машина сама распределяет функции на остальные узлы. Сотрудник отвечает за достаточное количество расходных материалов, за запуск программы, контроль за выполнением и своевременное оповещение о поломке. Специалист по оборудованию обязан проводить техническое обследование (профилактическое), а также устранять неполадки.

    Гидроабразивные станки с ЧПУ

    Числовое программное управление позволяет осуществлять наиболее трудные детали с погрешностью в половину миллиметра. Производственный процесс полностью автоматизирован, он не требует постоянных команд, ему необходимо только однажды задать программу (выбрать из списка или ввести в память) и поставить запуск. Такое оборудование дорогостоящее, но более эффективное. Нет человеческого фактора, то есть минимизирован риск ошибок.

    Как режут металл водой вручную

    Менее популярные на производстве, зато теоретически возможны для изготовления в домашних условиях. Задача оператора – выбор угла резки, давления, напора и ширины струи. Работать с ним труднее, но, однажды научившись, специалист сможет делать очень продуктивно простые формы. Точность остается высокой, но при этом набор функций относительно небольшой. Еще одно достоинство – цена значительно ниже, чем у оборудования с ЧПУ.

    Расходные материалы

    Основное сырье – это чистая, прошедшая многоступенчатую фильтрацию, чтобы там не находилось примесей, которые могут вступить в реакцию с заготовкой, вода и абразивные частицы. Расход достаточно большой, при этом чем толще сплав, тем больше расходников используется в секунду. Самое недорогой абразив – мелкий песок. Песчинки размером около 650 микрон эффективно справляются даже с тугоплавкими, высокопрочными сплавами. При этом имеют доступную стоимость. Также регулярно требуется проводить замену запчастей – трубок и шлангов, уплотнителей. Реже – мотора, резервуаров, сопел.

    Какое давление нужно для резки металла водой под давлением

    Минимальный напор – 1500 атмосфер, максимальный – 6000. Показатель настраивается в зависимости от плотности стали, от необходимой скорости работы. Делать это можно вручную или довериться умному блоку управления.

    Преимущества гидроабразивной установки

    Сейчас это один из наиболее эффективных и востребованных методов, благодаря своим достоинствам:

    • это самый «холодный» способ металлообработки, что позволяет работать даже с веществами, чьи физические и химические свойства меняются от жара;
    • малые потери материала – стружки фактически нет, срез ровный и узкий;
    • хорошо для тонких листов, но можно и с более плотными – до 3 см;
    • нет необходимости финальной шлифовки, края очень ровные;
    • самая большая точность – 0,5 мм;
    • можно вырезать любые трудные детали;
    • есть возможность резать «пакетом», то есть в несколько слоев сразу, если заготовки достаточно тонкие;
    • очень высокая чистота работы – нет пыли, шума, газов;
    • пожарная безопасность полная;
    • отсутствие острого режущего инструмента, то есть его не нужно менять, точить.

    Недостатки гидроабразивной установки

    Есть и некоторые сложности, связанные со станком:

    • необходимо часто пополнять уровень абразива, а это достаточно дорого;
    • при резке водяной струей тонколистового металла скорость остается невысокой;
    • при водном и кислородном воздействии заготовка автоматически приобретает склонность к коррозии, то есть если не нанести слой защитного покрытия, то может вскоре появиться ржавчина.

    Цена гидрорезки

    Стоимость такого оборудования, а также его обслуживания, высока. Именно по этой причине метод используют в основном на крупных производствах – там все затраты компенсируются высококачественным итоговым продуктом. Ценник складывается:

    • из мощного насоса;
    • дорогостоящей системы ЧПУ;
    • сопла из искусственного алмаза.

    В статье мы рассказали, как водой разрезать металл. В качестве завершения покажем несколько видео:

    Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

    Гидроабразивная резка

    Гидроабразивная резка

    Оборудование

    Оборудование для гидроабразивной резки используется как для создания новых форм деталей и изделий, так и для изменения существующих форм в них. Гидроабразивную резку используют в качестве дополнения к другим процессам резки, таких как лазерная резка металла и плазменная резка металла.

    Услугу гидроабразивной резки и продукцию гидроабразивной резки чаще всего заказывают предприятия автомобильной, авиакосмической, производственной, лесозаготовительной, коммуникационной, металлургической и пищевой промышленности, а также художники и дизайнеры.

    Используя гидроабразивную резку, производители могут изготавливать бесчисленное количество разнообразных деталей и изделий. Примеры продуктов, которые они чаще всего производят с использованием гидроабразивной резки, включают фиксирующее оборудование (болты, шестерни и т. д.), Автомобильные детали, электронные компоненты, продукты для крупных сборочных линий и дизайнерские прототипы. Кроме того, художники могут использовать гидроабразивную резку для создания геометрически точных или сложных скульптур.

    Достоинства гидроабразивной резки

    • отсутствие термического воздействия на материал (температура в зоне реза 60-90ºС);
    • отсутствие выгорания легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;
    • отсутствие оплавления и пригорания материала на кромках обработанных деталей и в прилегающей зоне;
    • полная пожаро- и взрывобезопасность процесса;
    • существенно меньшие потери материала;
    • широкий спектр разрезаемых материалов и толщин (до 150—300 мм и более);
    • высокая эффективность резки листовых материалов толщиной более 8 мм;
    • возможность реза тонколистовых материалов в пакете из нескольких слоёв для повышения производительности, в том числе за счёт уменьшения холостых ходов режущей головки;
    • экологическая чистота и полное отсутствие вредных газовыделений;
    • высокое качество реза (шероховатость кромки Ra 1,6).

    Впервые водометы начали использовать в 1800-х годах в Южной Африке и Новой Зеландии. В то время они использовали его как средство для смывания рыхлого угля, камней и другого мусора во время добычи. Таким образом, шахтеры смогли избежать опасностей, связанных с падениями, спусками и рикошетом.

    В 1930-х годах производители по всему миру начали использовать водяную струю для промышленной резки. Например, в Советском Союзе производители использовали водяную струю для эффективной резки крупных камней. Они сделали это с помощью водометов, которые создавали давление около 7000 бар. Тем временем в США компания Paper Patents Company из Висконсина начала использовать узкие водяные струи для резки бумаги. Они сделали это за счет интеграции движущегося водоструйного сопла в машины, которые дозируют и наматывают бумажную ленту. Позже, в 1956 году, Карл Джонсон разработал станок для гидроабразивной резки, способный вырезать формы из пластика.

    В то время как Советский Союз довольно рано смог резать твердые материалы с помощью гидроабразивной резки, в Соединенных Штатах инженеры пытались отказаться от мягких материалов до конца 1950-х годов. В 1958 году Билле Швача, который работал в компании North American Aviation, изобрел первую систему гидроабразивной резки, достаточно мощную для резки твердых материалов. Система Schwacha режет сплавы, такие как нержавеющая сталь, с использованием гиперзвуковой жидкости, подаваемой струей из насоса 100 000 фунтов на квадратный дюйм.

    На основе этой системы, которая не лишена недостатков, другие инженеры работали над развитием возможностей гидроабразивной резки. Например, в 1962 году сотрудник Union Carbide Филип Райс начал разработку пульсирующей водяной струи, которая режет камни и металлы под давлением 50 000 фунтов на квадратный дюйм. Позже в том же десятилетии другие исследователи выяснили, какая форма сопла обеспечивает самую мощную и точную струю высокого давления для резки камня.

    В 1970-х годах американские инженеры успешно сконструировали водоструйные резаки, в которых использовалась буровая техника, чтобы обеспечить давление 40 000 бар. После этого они обнаружили полезность абразивов при отделке материалов.

    В 1982 году доктор Мохамед Хашиш опубликовал первую научную статью об абразивных водяных струях и о том, насколько они помогают производителям в стремлении к эффективной резке твердых материалов. В 1987 году он получил патент на абразивную гидроабразивную резку (AWJ).

    В 1990-х годах компьютерные инженеры во главе с доктором Джоном Олсеном из корпорации OMAX разработали новое компьютерное программное обеспечение для управления движением сопла. OMAX и другие компании, последовавшие их примеру, начали объединение новой технологии ЧПУ, такой как программное обеспечение OMAX, со старыми станками гидроабразивной резки для создания передовых систем, которыми операторы могли управлять с большим контролем. Это позволило производителям производить гидроабразивную обработку форм с более высоким требуемым уровнем сложности и более жесткими допусками, чем когда-либо прежде. Затем, в начале 2000-х годов, инженеры по гидроабразивной технологии представили водяные струи с нулевым конусом, известные как динамические гидроабразивы.

    Одним из наиболее важных компонентов оборудования, созданного инженерами по производству абразивной струи воды, является сопло, способное выдерживать самые высокие из возможных давлений. Например, одна из самых прочных форсунок AWJ сделана из композитного карбида вольфрама. Сегодня инженеры в этой области работают над разработкой коммерчески жизнеспособной микроабразивной гидроабразивной технологии. Со временем мы ожидаем, что отрасль гидроабразивной резки в целом получит новые возможности и станет еще более эффективной и экологически чистой.

    Гидравлические резаки работают с широким спектром материалов, включая пластмассы, такие как акрил, резина, сталь, алюминий, медь, гранит, оргстекло, пробка, дерево, а также некоторые керамические и стеклянные материалы.

    Гидроабразивная резка — феноменальный процесс резки, но он подходит не для всех материалов. На одном конце спектра, например, некоторые толщины и составы керамики и стекла просто слишком непрочны, чтобы противостоять любой водяной струе, и, вероятно, расколются при воздействии. На другом конце спектра находятся такие материалы, как алмазы, которые слишком трудно разрезать струей воды. В дополнение к этому существуют гидрофобные элементы и чувствительные к влаге материалы, которые не могут функционировать под воздействием воды.

    Прежде чем процесс гидроабразивной резки серьезно начнется, операторы программируют оборудование на резку с желаемым уровнем давления. (Гидроабразивные резаки обычно производят от 30 000 до 90 000 фунтов на квадратный дюйм, хотя системы, предназначенные для резки и обработки очень прочных или толстых материалов, могут достигать уровней давления до 120 000 фунтов на квадратный дюйм.) После того, как они установили давление, операторы разрешают машине начать работу.

    Пока это работает, происходит вот что:

    Сначала вода проходит через насос высокого давления. Затем по трубопроводу высокого давления вода поступает к форсунке. Если это абразивный спрей, вода смешается с абразивом именно здесь. Так или иначе, внутри сопла отверстие резко фокусирует воду в тонкую струйку. Далее машина выбрасывает струю воды из сопла. Когда вода контактирует с материалом заготовки, она прорезает его с невероятной точностью и силой.

    Поставщики услуг гидроабразивной резки могут конфигурировать оборудование и иным образом разрабатывать аспекты процесса, чтобы добиться наилучших результатов для вашего приложения. Аспекты процесса и технологического оборудования, которые они рассматривают и настраивают, включают давление струи, тип клея / наличие клея, размер отверстий, расстояние между отверстиями, материал отверстий и участие ЧПУ.

    Операторы гидроабразивной резки выбирают силу струи, исходя из характеристик разрезаемого материала. Если они планируют обрабатывать хрупкие материалы, такие как керамика и стекло, чтобы избежать нежелательного разрушения, они должны использовать гораздо более низкое давление и не использовать абразивные материалы. С другой стороны, для самых твердых материалов требуются абразивные водоструйные резаки, которые объединяют мелкий абразив и воду в потоке под высоким давлением.

    Станки для гидроабразивной резки оборудованы для работы с партиями продукции любого размера, и они также могут быть спроектированы с несколькими одновременно работающими головками. Почти всегда для повышения точности и эффективности они управляются системами ЧПУ (числовое программное управление). Системы под управлением ЧПУ, которые могут выполнять операции, разработанные программным обеспечением, позволяют уменьшить пространство между вырезами, уменьшить количество ошибок, уменьшить отходы материала и повысить скорость выполнения работ.

    Как правило, станки для гидроабразивной резки состоят, по меньшей мере, из следующих компонентов: сопла, муфты сопла, фитингов высокого давления, аттенюатора, отверстий, улавливающего резервуара или надежного держателя и программирования с ЧПУ.

    Сопло , которое некоторые называют смесительной трубкой или фокусирующей трубкой, проталкивает воду через отверстия. Обычно производители делают его из нержавеющей стали.

    Муфта насадки — это кисточка или губка, предотвращающая разбрызгивание.

    Арматура высокого давления имеет боковые отверстия. Они следят за тем, чтобы в случае возникновения утечки из сопла содержащаяся в нем жидкость могла безопасно рассеяться, а не вырываться под давлением.

    Аттенюатор регулирует давление воды на выходе и поддерживает его устойчивость.

    Апертуры обычно делаются из рубина, алмаза или сапфира. По этой причине их часто называют драгоценностями. Их задача — сфокусировать воду так, чтобы она выходила из сопла идеальным лучом.

    Бак — уловитель собирает случайную воду и мусор, чтобы операторы могли использовать его повторно.

    Программирование с ЧПУ Waterjet представляет собой комбинацию программного обеспечения и электроники, которая управляет движениями резака.

    Вариации и подобные процессы

    Есть много разных видов гидроабразивной резки. Примеры этих различных процессов включают абразивную гидроабразивную резку, абразивную обработку потоком (AFM), чистую водоструйную резку и гидроабразивную резку с ЧПУ.

    Абразивная водоструйная резка или абразивно-струйная обработка — это процесс гидроабразивной резки, в котором используется вода, смешанная с абразивными материалами. Примеры материалов, которые могут использовать операторы, включают гранат, алмаз и песок. Этот процесс обычен при резке / эрозии металла, а также при резке и формовании камня, кирпича и мрамора.

    Обработка абразивным потоком (AFM) — это вторичный процесс, который производители используют для совершенствования труднодоступных и внутренних частей изделий и оборудования. Этот процесс предоставляет услуги, включая удаление заусенцев, удаление трещин, полировку и сглаживание.

    Чистая гидроабразивная резка не требует использования каких-либо абразивов. Это оригинальный процесс гидроабразивной резки. С его помощью производители могут разрезать более мягкие материалы, такие как бумага, резина и ткань.

    Гидроабразивная резка с ЧПУ — это любой процесс гидроабразивной резки, в котором используется программное обеспечение ЧПУ для идеальной резки.

    Услуги гидроабразивной резки популярны среди заказчиков по многим причинам. Среди них — точность, холодная резка, утилизация материалов и экологичность, эффективность, рентабельность, уровень травматизма рабочих и приспособляемость.

    Точность
    Во-первых, в отличие от традиционных процессов резки, таких как резка ножом, процессы гидроабразивной резки не создают заусенцев или других дефектов. Скорее они создают детали с точными и гладкими краями. В сочетании с ЧПУ станки для точной гидроабразивной резки могут вырезать узоры и отверстия любых форм и размеров.

    Холодная резка
    Во — вторых, в отличие от лазерной резки, гидроабразивная резка не использует тепло, а представляет собой процесс холодной резки. Этот факт создает волновой эффект выгод. Одним из них является тот факт, что гидроабразивная резка не подвергает изделия риску деформации из-за трения, обесцвечивания или других связанных повреждений. Другим преимуществом отсутствия тепла в процессе является то, что он позволяет формовать термочувствительные материалы без угрозы случайного воспламенения или плавления. Более того, поскольку гидроабразивная резка — это процесс холодной резки, он более эффективен, чем другие процессы; его можно использовать для одновременной резки и штабелирования нескольких листов сырья.

    Рекультивация материалов
    Еще одним преимуществом услуг гидроабразивной резки является то, что они обладают высокой производительностью для рекультивации материалов. Поставщики услуг могут собирать, сортировать и повторно использовать большую часть абразивных материалов и воды, вытесняемых из сопел станков для гидроабразивной резки. Это не только экономит время и деньги, но также снижает воздействие на окружающую среду и повышает экологичность.

    Эффективность
    Далее, гидроабразивная резка — это процесс с низким энергопотреблением и высокой эффективностью; это лучшее из обоих миров. Не поглощая много энергии, он может быстро создавать идеальные формы.

    Экономическая эффективность Услуги по гидроабразивной резке имеют низкие материальные затраты. Кроме того, благодаря быстрой и простой настройке, простому обслуживанию и тому факту, что операции могут продолжаться до 20 часов подряд, водоструйные резаки невероятно экономичны.

    Уровень травматизма рабочих
    Еще одно преимущество гидроабразивной резки заключается в том, что она представляет собой очень низкий риск несчастных случаев на рабочем месте или травм.

    Возможность адаптации
    Гидроабразивная резка — это услуга, которую операторы могут быстро изменить для новых применений. Кроме того, в целом они легко адаптируется. Производители могут вырезать выкройки из материалов для новых технологий.

    Выбор поставщика услуг

    Если вас интересуют услуги гидроабразивной резки, Вам необходимо оформить заявку заполнив форму ниже.