Rezanje metala vodom: opis tehnologije i preporuke

Svake godine, metalurška poduzeća u svijetu smrdila su stotine tisuća tona čelika. Povećani zahtjevi za kvalitetom rezanja doveli su do pojave novih tehnologija prerade. Pogotovo ako uzmete u obzir da su mnoge legure prilično teške. Najnaprednije tehnologije su lasersko i vodeno rezanje metala (hidroabraziv). Bit ovog potonjeg detaljnije razmatramo u ovom članku.

Prva ispitivanja

Još 30-ih godina 20. stoljeća američki i sovjetski znanstvenici bili su zbunjeni tim pitanjem. Poticaj je bio da je potrebno postići visoku točnost i brzinu rada. Prvi razvoj počeo je provoditi 50-ih godina 20. stoljeća inženjeri iz SAD-a i SSSR-a. Godine 1979. počeli su koristiti pijesak, koji je dodan u potok s vodom, i pojavio se pojam "hidroabraziv". Ključni zahtjevi su visoki tlak i protok vode na tretiranu površinu.

Već 1983. pokrenuta je masovna proizvodnja opreme za rezanje vodenim mlazom (GAR). Zapravo, i danas je to jedan od najidealnijih alata za rezanje, jer nema trošenja i postoji mogućnost podešavanja promjera mlaza. Ova metoda može raditi s debljinom lima do 300 mm. To je dovelo do činjenice da se rezanje metala vodom počelo aktivno koristiti u proizvodnji zrakoplova, strojarstvu, obradi kamena i proizvodnji oklopnih vozila i svemirske industrije.

Princip rada i opis tehnologije

Temelji se na principu tretmana erozije. Sastoji se od činjenice da se struja vode pod visokim tlakom s abrazivnim česticama dovodi do metala koji se obrađuje. Kao rezultat, dolazi do odvajanja čestica obrađenog metala. Različiti parametri, kao što su brzina i dubina, podešavaju se promjerom mlaza i veličinom, kao i potrošnjom abraziva.

Glavna komponenta sustava je visokotlačna pumpa (4,000 bara). Komprimira vodu i dovodi je u posebnu mlaznicu za vodu, iza koje se nalazi komora za miješanje. Postoji mješavina pijetla nara i vode. Zatim mješavina ulazi u dijamantnu ili karbidnu mlaznicu, koja ima promjer do 1,2 mm. Iz njega s brzinom većom od 1 000 m / s hidroabraziv pada izravno na obrađeni metal. Tako se metal reže vodom, a sada idemo dalje.

O značajkama GAR-a

Visoka rezna svojstva mogu se dobiti zbog prisutnosti abraziva visoke čvrstoće. Istovremeno se osigurava stabilan protok samo ako čestice granatnog pijeska ne prelaze 30% dijela mlaza. Voda uglavnom obavlja isključivo transportnu funkciju. Veličina abraziva ovisi o zahtjevima koji se postavljaju pred kvalitetu rezanja. Što su niže, veće čestice su dopuštene za korištenje.

Kada se rezanje metala vrši s vodom, iznimno je važno odabrati optimalnu tvrdoću abraziva. Indikator ovisi o materijalu koji se obrađuje. Što je teže, to je tvrđi pijesak. Ne preporučuje se upotreba abraziva tvrdoće manje od 6,5 po Mohsovoj skali. Istovremeno, obratite pozornost na trošenje mlaznice. Što je pijesak tvrđi, to se brže istroši. Stoga je u ovoj fazi iznimno važno provesti teoretske izračune i tek onda nastaviti s radom.

Rezanje metala vodenim mlazom: prednosti

Ključna prednost ove metode je u tome što omogućuje postizanje visoke kvalitete rezanja, odnosno dobivanja potrebne hrapavosti nakon obrade. Osim toga, vrijedi istaknuti sljedeće prednosti:

• vjerojatnost požara ili eksplozije tijekom obrade;
• ekološka čistoća procesa (ne stvaraju se plinovi tijekom rezanja);
• ne izgorjeti legirane aditive u obrađenom metalu;
• mogućnost obrade metala do 30 cm;
• niska temperatura u zoni rezanja (90 stupnjeva Celzija);
• visoka učinkovitost zbog nedostatka praznog hoda rezne glave.

Kao što možete vidjeti, rezanje metala vodom pod tlakom ima nekoliko prednosti u odnosu na druge metode. To je ekološki prihvatljivo, sigurno i učinkovito. Moderni strojevi omogućuju obradu više listova odjednom u jednom potezu, ako to dopušta debljina. Općenito, GAR se svake godine sve više razvija, tako da su karakteristike značajno poboljšane.

Ukratko o nedostacima

No, ideal ovaj sustav ne može biti. Stoga postoje neki nedostaci. Prvo, zbog visokog protoka vode s abrazivnim i ozbiljnim tlakom, proces je prilično bučan, poželjno je približiti se samo čepovima za uši. Drugo, niska brzina obrade čeličnog lima. Ali to je u usporedbi s laserima i plazma tehnologijama. Osim toga, glava za rezanje se dovoljno brzo istroši. To dovodi do visokih operativnih troškova. Stoga, svaki stroj za rezanje metala vodom treba redovito održavati i zamijeniti slomljenim ili istrošenim mehanizmima. Inače će se učinkovitost rada i kvaliteta rezanja postupno smanjivati.

Oprema u industriji

Moderni strojevi za profesionalnu uporabu omogućuju obradu nehrđajućeg čelika debljine do 20 centimetara. Istovremeno, pokazatelji čvrstoće i skupina metala nisu važni. Mali promjer mlaza (1 mm) omogućuje postizanje rezanja s vrlo visokom tolerancijom. Ako se koristi industrijski stroj, moguće je obraditi kamen i druge tvrde stijene, kao što su mramor, itd.

Trenutno je to jedna od najučinkovitijih i najpopularnijih metoda rezanja stakla. GAR radi s tankim kristalnim i neprobojnim staklom s mikronskom preciznošću. Danas se GAR strojevi koriste za proizvodnju brtvi, obrade pjene, kao što su guma i plastika. No, kako bi se postigli optimalni rezultati, potrebno je koristiti suvremene elektroničke sustave i razne skenere.

O značajkama dizajna

Da biste postigli željeni rezultat u industriji, koristite strojeve isključivo s CNC-om. Stoga se proces gotovo u potpunosti kontrolira elektronikom. Sastav profesionalnog stroja uključuje različite sustave. Na primjer, optimalna kontrola klirensa. Takav sustav osigurava najbolju udaljenost između glave za rezanje i metala koji se obrađuje za najveću točnost na točki rezanja. Upotrijebljeni materijal za skeniranje senzora. Potreban je za skeniranje metala zbog nepravilnosti. Očitanja se prenose na CNC, uzrokujući promjenu razmaka.

Da bi se proces automatizirao, u sustav se uvodi senzor za upravljanje abrazivnim punjenjem. Regulira količinu granatnog pijeska. Osim toga, takav sustav prestaje s radom ako elementi treće strane uđu u visokotlačnu pumpu (vreća, gruba frakcija). Sve to bi trebalo raditi kao jedno, i samo u takvoj situaciji može postići optimalne rezultate. Moderni industrijski stroj košta puno novca, pa zahtijeva redovito održavanje. Ako ga ne provodi, onda može potpuno propasti.

Rezanje metala vodom vlastitim rukama

Sasvim je logično da za jednokratnu uporabu nitko neće kupiti industrijsku opremu s CNC-om. U ovom slučaju, tzv. Ručni strojevi su vrlo korisni. Oni nemaju softversku kontrolu, pa operator postavlja sve parametre rezanja. Zapravo, kvaliteta rezanja u potpunosti ovisi o kvalifikaciji stručnjaka. Pravilnim pristupom možete postići lošiji rezultat od profesionalne opreme. Ručni strojevi još uvijek imaju svoje prednosti. Oni se sastoje od niske cijene opreme i mogućnosti izrade praznog mjesta od potrebnog geometrijskog oblika pod određenim kutom. No, za to je poželjno da u potpunosti razumiju upravljanje, a zatim rezanje metala s vodom će biti prilično jednostavan zadatak.

Ukratko

Trenutno, najpopularnija metoda liječenja je rezanje metala vodom. Pritisak u ovom slučaju je vrlo visok, što se ne smije zaboraviti. Nepridržavanje sigurnosnih uputa može dovesti do strašnih posljedica. Obratite pozornost i na činjenicu da takvu opremu ne možete sami izraditi. To je zbog činjenice da dijelovi moraju biti vrlo visoke kvalitete.

Najoptimalniji je ručni stroj za kućnu uporabu. To ne košta toliko novca kao industrijski, ali u isto vrijeme ima fleksibilnu postavku i omogućava vlasniku da napravi vrlo kvalitetan rez. Sasvim je moguće da će se u bliskoj budućnosti poboljšati rezanje metala pod vodom, pa će se i ovdje moći primijeniti takav princip kao GAR.