Rosnerud-spb.ru

Ремонт СПБ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Точность гидроабразивной резки металла

Резка металла, обработка металла

☏ 8 (495) 764-55-22
Адрес: Россия, Московская обл., г.Химки, ул. Рабочая, дом 2а

Гидроабразивная резка металлов

Гидроабразивная резка – это технология резки материала под действием струи воды высокого давления, чаще всего содержащей примесь острогранных песчинок абразивного порошка.

Струя с развиваемой выходной скоростью до 1000 м/с создаёт на поверхности заготовки высокое давление, как правило, от 4000 до 6000 бар. При этом подвергаемый гидроабразивной резке материал практически не нагревается. Поэтому в отличие от лазерной резки эта технология применима даже для закалённой стали.

Разделение материала во время гидравлической резки происходит в результате воздействия узкого гидравлического потока высокого давления на поверхность раздела. Для повышения интенсивности этого процесса можно одновременно подавать в технологическую зону тонкодисперсный абразив (чаще всего для этой цели применяются различные сорта песка). При объединении этих двух потоков образуется чрезвычайно жёсткая струя, локальное давление которой (благодаря увеличенной скорости движения) превосходит конечную прочность разрезаемого материала.

Таким образом, перемещая по определённой траектории режущую головку, в которой протекают все вышеперечисленные механические процессы, можно получать очень сложные по форме контуры требуемого качества и точности.

Процесс гидроабразивной резки металлов струёй воды, как правило, имеет следующие эксплуатационные характеристики:

– давление: 2000 . 5000 атмосфер (при этом более низкие значения устанавливаются для резки более мягких, главным образом тонкослойных, материалов);

– скорость потока воды: 1000 . 1200 м/с;

– расход абразива: до 50 г/с;

– средний поперечный размер частиц абразива: 100 . 600 мкм (чем больше этот параметр, тем ниже точность резки материала);

– расход воды: до 4 л/мин.

Последовательность гидроабразивной обработки

Разрезаемый материал опускается в наполненную водой ванну и фиксируется по 3 осям относительно режущей головки. Этот процесс может осуществляться вручную или в машине с ЧПУ посредством предварительно заданной программы резки материала.

Затем режущая головка погружается в ванну, после чего активируется интенсивная подача воды с соответствующими значениями скорости и давления. При этом жидкость, протекающая сквозь форсунку, соединяется с подаваемым по касательной к ней потоком абразива. Обе струи смешиваются друг с другом и сквозь выходное отверстие в нижнем конце форсунки направляются на поверхность разрезаемого материала. Форсунка приближается к поверхности металла (либо вручную, либо в соответствии с компьютерной программой), вследствие чего сильно возрастает конечное давление струи, вызывая дименсиональное разрушение кромок реза.

Струя увлекает частицы материала внутрь образовавшегося зазора, после чего они, потеряв свою скорость, оседают на дно ванны, откуда их откачивает специальный насос. В процессе откачки фракции абразива отделяются от воды, а затем отфильтровываются и высушиваются. При достаточной ёмкости бака с водой гидроабразивная резка может осуществляться непрерывно и с повышенной скоростью струи.

Технология гидроабразивной резки струёй воды высокого давления позволяет обрабатывать почти все виды материалов от мягкого, пористого пенопласта до твёрдого сапфира. Однако основными областями её применения является обработка пластмасс, металлов, кожи и камня. Возможность изменения углов наклона режущей головки (3D-обработка) позволяет посредством системы управления вектором резки выполнять вырезы самой сложной формы, в том числе и трёхмерные.

При этом точность резки может достигать 0,005 мм на 1 метр обрабатываемой длины. Однако для этого требуется кондиционирование помещения, внутри которого производится обработка.

Гидроабразивная резка применяется не только для разрезания материала, но и для удаления заусенцев.

Важным плюсом этой технологии является возможность устранения изменений структуры материала на кромках реза. Поэтому гидроабразивная резка с большим успехом применяется в области исследования материалов и строительства. Кроме того, она открывает хорошие возможности для резки заготовок из разнородных материалов, например, из композитов керамики и металла.

Читать еще:  Как осуществлять резку металла газовым резаком: оборудование

В последнее время резка посредством 5-координатного робота, оснащённого гидроабразивной форсункой, стала стандартно использоваться для обрезки кромок композитно-полимерных панелей приборов легковых автомобилей.

Чем же гидроабразивная резка лучше упомянутых лазерной и электроискровой?

Технология электроискровой резки характеризуется множеством ограничений по использованию, хотя и обеспечивает высокую точность разрезания твердых сплавов. Лазерный способ при всех своих достоинствах, тем не менее способен спровоцировать деформацию краев разреза под действием температуры. Также лазерная резка имеет ограничения по толщине разрезаемых металлических листов.

Технология гидроабразивной резки в сравнении с другими двумя почти не имеет ограничений относительно таких параметров, как электропроводность материала, подвергаемого обработке, стойкость к температурным деформациям, так как ее применение не приводит к нагреву металла.

Механизм данного метода заключается в очень быстром и точном разрезании почти любого самого твердого материала, толщина которого не превышает 30-ти см, посредством водной струи с гранатовым порошком, подаваемой под большим давлением (в пределах 4500 атмосфер). Такая технология обеспечивает резку высокой точности материалов, представленных мягкими пластиками, очень твердым листовым металлом, стеклом, гранитом и прочими каменными породами.

Качество реза и цена

В зависимости от толщины и типа обрабатываемых материалов стоит отдавать предпочтение тому или иному способу обработки.

Лазерная резка идеально подходит для широкого спектра материалов (черная сталь, нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, титан, дерево, пластик, резина, пр.). Оптимальные толщины, при которых лазерная резка справляется со своей задачей – до 20 мм (сталь). Точность лазерных установок достигают 0,02-0,05 мм, что позволяет ей вырезать сложные по конфигурации фигуры и обеспечивает высокую точность углов.

Цена лазерной резки при этом ниже плазменной и гидроабразивной резки, особенно ощутима ценовая разница при обработке материалов до 10 мм – у лазерного раскроя значительно выше скорость обработки и меньше стоимость расходных материалов, что в целом снижает себестоимость работы.

Плазменная резка не менее прекрасно справляется практически с тем же спектром материалов, что и лазерная резка, за исключением тех, что не проводят ток. Также следует учитывать, что при резке тонких материалов из-за высокой температуры в зоне резания может возникнуть коробление контуров заготовок, в связи с чем для тонких материалов плазменная резка является нецелесообразной.

Цена плазменной резки немного выше, чем лазерная резка, что обуславливается менее износостойкими расходными материалами. При сравнении стоимости самих установок лазерной и плазменной резки однозначно можно сказать, что станки плазменной резки дешевле, однако дальнейшее их обслуживание дороже лазерных установок. Тем не менее, плазменная резка обладает более широким диапазоном толщин металлов, нежели лазерная резка, поэтому при толщинах более 20 мм плазменная резка по цене и производительности несомненно будет лидировать, так как себестоимость следующей альтернативны при обработке толстых материалов – гидроабразивная резка – еще более дорогая за счет относительно высокой стоимости установки, ее обслуживания и расходных материалов.

Гидроабразивная резка является альтернативой лазерной и плазменной резки, и в некоторых случаях – единственно возможной. Данный способ отлично справляется со сложными контурами с точностью до 0,025-0,1 мм. Гидроабразивная резка одинаково хорошо справляется с обработкой материала маленьких и больших толщин, однако скорость работы, стоимость и частота замены расходных материалов проигрывают лазеру и плазме.

Цена гидроабразивной резки для тонких материалов значительно уступает лазерной резке, при этом плазменная резка для тонких материалов не подходит. При обработке материалов толщиной свыше 20 мм (сталь) по качеству гидроабразивной резке не уступает плазменная резка, однако ее себестоимость и цена самой услуги гидроабразивной резки будет выше в связи с более высокой потребностью в комплектующих и расходных материалах.

Читать еще:  Оборудование для резки металла

Достоинства и недостатки гидроабразивной резки

Преимуществами гидроабразивной резки считают:

  • Отсутствие внутренних температурных напряжений в зоне реза, так как температура в области воздействия водяной струи составляет обычно 80-90 градусов Цельсия;
  • Наименьшие потери материала на гидрорезке, ширина реза значительно меньше, чем при классических методах обработки, когда припуск на рез может составлять десятки миллиметров;
  • Высокая точность и шероховатость обработки поверхности реза. Если производится гидроабразивная управляемая резка;
  • Высокое качество обработанной поверхности, зачастую не требующее дополнительной обработки;
  • Возможность получения сложных деталей и криволинейных поверхностей при обработке детали на станке с ЧПУ.

Кроме этого нужно учитывать и то, что в отличие от классического режущего инструмента гидроабразивная резка металла не требует смены режущего инструмента в процессе работы, для обеспечения работы такого станка не нужны дополнительные заточные инструменты или взрыво-пожароопасное оборудование.

  • Но тем не менее станки для такой обработки имеют и существенные недостатки что ограничивает их широкое распространение. Так, например:
  • Из-за воздействия абразива и высоких нагрузок часть узлов и деталей станков имеют низкий ресурс и периодически требуют замены;
  • Невысокая скорость обработки ряда материалов;
  • Создание условий для коррозии металла при обработке;
  • Высокий расход расходного материала, что ввиду его стоимости несколько удорожает процесс производства и конечного изделия.

Таким образом, гидроабразивная резка металла прочно заняла свою нишу в промышленности, но, в настоящее время заменить классические методы обработки, на резку водой, пока не возможно. Ввиду ряда факторов как производственного, так и финансового плана.

Важным вопросом использования гидроабразивных станков является квалификация персонала. Важно и обеспечение устройства гидроабразивной резки запчастями для ремонта и замены выработавшего ресурс оборудования. Режущая головка, ремонт гидроаккумулятора, контроль над состоянием трубопроводов и насосного оборудования, все это требует квалифицированного обслуживания. Оператор гидроабразивной резки должен обладать знаниями материала, самого станка, знать, как выбрать тот или иной режим. В случае необходимости суметь заменить выработавший ресурс узел или отремонтировать несложные поломки оборудования.

Но в плане высокоточного производства, обработки деталей с высоким качеством и по эффективности гидроабразивной резке пока равных нет. В этом случае достоинства этого вида технологии с успехом перекрывают все её недостатки.

Лазерная резка металлов: принцип и сущность процесса

Метод резки лазерным лучом происходит вследствие воздействия на поверхность раздела высококонцентрированного теплового источника, при этом тепловая мощность лазерного луча составляет не менее 100 МВт/см 2 . В подобных условиях любой материал претерпевает световую эрозию – разрушение. Процесс лазерной резки происходит в несколько этапов: нагрев, плавление и размерное испарение.

Таким образом, непосредственно перед разрушением в слоях разрезаемого материала происходят сложные термофизические процессы, обуславливающие изменение его структуры и свойств в приконтактных зонах. Мощность оборудования для лазерной резки определяет длительность каждого из вышеперечисленных этапов.

Станок для лазерной резки состоит из:

  • Инструментального блока, в котором размещается лазерная головка;
  • Портальной рамы, с помощью которой производится позиционирование заготовки;
  • Рабочего стола с устройствами, обеспечивающими трёхкоординатную фиксацию разрезаемого материала;
  • Источника питания лазера;
  • Насосно-вентиляционной системы, производящей удаление продуктов эрозии из зоны обработки.

Все виды оборудования лазерной резки оснащаются системами ЧПУ, управляемыми от программно от бортового компьютера.

Преимущества и недостатки

Несомненными достоинствами процесса считаются:

  1. Высокая производительность, которая практически не зависит от механических характеристик разъединяемого материала, а также от его структуры.
  2. Возможность минимизировать непроизводительные потери при резке, поскольку ширина лазерного пучка не превышает 10..20 мкм.
  3. Высокое качество разреза, исключающее возможность неконтролируемого размерного плавления материала. Таким образом, отпадает потребность в последующей доводки плоскости разделения до требуемых параметров шероховатости.
  4. Универсальность процесса. При помощи лазерного луча можно не только разрезать материал, но также получать сложные по конфигурации отверстия, щели и пазы, производить упрочняющую обработку и т.д.
Читать еще:  Дисковые ножи по металлу

Недостатки лазерных технологий проявляются в следующем:

  1. Оборудование весьма дорого и сложно в наладке, а потому требует специально обученного персонала. Лазерная резка при малых программах выпуска далеко не всегда рентабельна.
  2. Высококонцентрированное термическое воздействие на поверхность вызывает её коробление, с соответственным изменением пространственных размеров заготовки. Обработку тонких изделий из металлов с высокой теплопроводностью лазером не выполняют.
  3. Не всегда в конечной заготовке после лазерной резки сохраняется та микроструктура, которая требуется для долговременной эксплуатации готовой детали.
  4. Выделение газов при резке лазером вынуждает выделять под такое оборудования обособленные зоны.

Описание: Суть гидроабразивной резки заключается в подаче на разрезаемый листовой материал струи воды, вылетающей из специального сопла со сверхзвуковой скоростью. Для резки нетвердых и тонких материалов, применяется вода. При резке твердых и толстых материалов, в воду добавляется абразив. Обычно, это гранатовый песок или оливин.

Основные преимущества: Отличный способ резки. Не осуществляется никакого термического воздействия на материал. Гидроабразивом, можно резать практически любые материалы не боящиеся воздействия влаги, металл, камень, пластик, кожу, стекло, дерево и т.д. Толщина разрезаемого материала может достигать 250 мм. Качество реза, даже при толстых материалах достигает высочайшего качества.

Недостатки: Главный недостаток, заключается в том, что это, пожалуй, самый дорогой способ обработки листовых материалов. Гранатовый песок поставляется из Индии или Австралии и стоит достаточно дорого. Скорость резки, существенно ниже, чем при альтернативных способах резки.

рассчитывается индивидуально по Вашим чертежам. Стоимость резки конкретной детали или изделия зависит от материала, сложности контура (углы, закругления), наличия и количества отверстий, необходимого качества реза и исходя из минуты работы оборудования (от 70 руб/мин.)
Материалы, с которыми мы работаем:

  • МЕТАЛЛ (ЧЁРНЫЙ И ЦВЕТНОЙ, НЕРЖАВЕЙКА, ТИТАН, МЕДЬ, АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ)
  • КАМЕНЬ
  • ТЕКСТОЛИТ
  • ПОЛИМЕР
  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ

Чем гидроабразивная резка отличается от лазерной?

  • Главное отличие гидроабразивной методики заключается в холодном характере реза и отсутствии механического и термического воздействия на заготовку, чего о лазерной резке сказать нельзя. Поэтому в некоторых случаях гидроабразивная обработка – по сути, практически единственно возможный вариант, это касается в первую очередь металлов с полимерным покрытием и прочих материалов, которые имеют свойство разрушаться под воздействием высокой температуры. Причем при обработке подобных материалов с помощью гидроабразивной методики не происходит обгорания кромки и деформации заготовки
  • Лазер не может разрезать отражающие материалы, такие как, например, медь.
  • Лазерная резка не позволяет работать со стеклом, так как лазер проходит через этот прозрачный материал, не повреждая его. Струя воды с добавлением абразива прекрасно справляется с этой задачей, позволяя выполнять из этого хрупкого материала любые замысловатые формы и узоры
  • Гидроабразивная резка почти не имеет ограничений по толщине материала, который обрабатывается. Также возможно разрезание пакетами, причем без приваривания соседних слоев друг к другу
  • Гидроабразивный способ является более экономичным, в сравнении с лазерным, потому что при его использовании наблюдаются минимальные потери сырья.

Наши преимущества

Помимо высокого качества и культуры производства, мы предлагаем вам воспользоваться другими преимуществами компании:

  • бесплатная доставка готовой продукции;
  • самые выгодные цены в регионе;
  • индивидуальный подход к каждому конкретному заданию;
  • лояльная политика взаиморасчетов.

Наша компания постоянно работает над совершенствованием своих технических процессов и повышением уровня персонала. Поэтому обращаясь к нам, вы заказываете услугу у специалистов, которые работают по самым современным методикам и с использованием новейшего оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector