Способы резки металла

Лазерная резка особенно эффективна для стали толщиной до 6 мм, обеспечивая высокие качество и точность при сравнительно большой  скорости разрезания. Однако для металла  толщиной 20–40 мм она применяется  значительно реже кислородной или  плазменной резки, а для металла  толщиной свыше 40 мм – практически  не используется.

    Гидроабразивная резка металла, как и лазерная резка, явилась результатом новейших научных разработок в области промышленного производства. По сравнению с лазерной резкой, гидроабразивная резка металла имеет свои преимущества и недостатки, что в зависимости от сложности конкретных случаев обработки материала делает лазерную или гидроабразивную резку металла более или менее применимой. В каждом случае применим тот или иной метод резки металла. Суть такой операции, как гидроабразивная резка металла, состоит в следующем. Вода в ёмкости аппарата нагнетается до высокого давления (порядка 4000 бар), затем поступает в трубопровод, сужающийся на конце и оканчивающийся режущей дюзой с диаметром ≈ 0,5 миллиметров.  Мощная струя воды при выходе обладает скоростью около 1000 метров в секунду. Вырываясь из дюзы, вода попадает в смесительную камеру, где к ней подмешиваются частицы твёрдого вещества, как правило, гранитного песка. Напор мощной струи в сочетании с царапающим материалом режут металл, при этом качество такой резки металла значительно превышает качество резки с помощью механической обработки. Как и лазерная резка, гидроабразивная резка металла позволяет производить сложные элементы, вырезать мелкие детали с любым заданным контуром. Ещё одно уникальное преимущество такого метода обработки, как гидроабразивная резка металла, состоит в том, что процесс происходит с минимальной теплоотдачей. Это не только  увеличивает безопасность процесса гидроабразивной резки металла, но и позволяет резать детали, производство которых просто не допускает влияние высоких температур. И хотя такие материалы, как закаленное стекло и твёрдые металлы, не поддаются гидроабразивной резке металла, этот метод, всё же, является сегодня одним из самых высокотехнологичных методов современной промышленности. Гидроабразивная резка металла сегодня – это результат развития метода гидроабразивной обработки материалов вообще. Постоянное развитие, постоянная эволюция метода гидроабразивной резки металла позволяет с определенной долей вероятности предположить, что в дальнейшем будет также решен вопрос резки твердых металлов и закаленного стекла.

Преимущества технологии гидроабразивной  резки:

Универсальность

Возможность использования одной  и той же установки для резки  широкого спектра материалов, без  смены или переналадки режущего инструмента.

Диапазон толщин разрезаемых материалов от 0,1 до 300 мм.

Низкая температура  в зоне реза 60-90ºС

Образующееся в процессе резания  тепло практически сразу уносится водой. В результате не происходит заметного  повышения температуры заготовки, что обеспечивает по сути «холодный» рез всех материалов. Это позволяет  при использовании гидроабразивной  технологии: исключить оплавление и  пригорание материала в прилегающей  зоне;

• исключить выгорание легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;
• исключить появление разрывов в структуре материала и ухудшение первоначальных свойств материала;
• исключить температурную деформацию заготовки;
• исключить необходимость дополнительной механической обработки поверхности реза заготовки, вследствие чего повысить производительность и уменьшить себестоимость изготовления деталей.

Высокая точность резки  Резка по контуру любой сложности

При гидроабразивной обработке  можно воспроизводить контуры любой  сложности. Струя жидкости по своим  техническим возможностям приближается к идеальному точечному инструменту, что позволяет обрабатывать профиль  любой сложности с заданным радиусом закругления, поскольку ширина реза составляет от 1 до 1,5 мм.

Хорошее качество поверхности  реза

Условно шероховатость получаемой на установках гидроабразивной резки  поверхности реза можно разделить  на три категории качества поверхности  реза, которые примерно можно соотнести  со следующими величинам шероховатости: отличное – Ra 5 - Rz 20; хорошее – Rz 60-120; удовлетворительное – Rz 260-320.

При необходимости возможно получения  финишной поверхности с шероховатостью Ra 1,5-2,5 мкм при соответствующем подборе технологических параметров установки и скорости реза, что позволяет применять технологию гидроабразивной резки не только в заготовительном производстве, но и для чистовой резки деталей.

Экономичность процесса

Технология гидроабразивной резки  наряду с достаточно высокой скоростью  резки широкого диапазона толщин различных материалов позволяет  дополнительно повысить производительность за счет:

• сокращения количества либо полного исключения сопутствующих технологических операций (предварительное сверление отверстий, смена или переналадка режущего инструмента, последующая механическая обработка детали);
• экономии времени на механическое закрепление заготовки на координатном столе;
• уменьшения времени холостого хода режущей головки, вследствие возможности резки тонколистовых материалов в многослойном пакете.

Кроме всего вышеперечисленного, использование  гидроабразивной технологии позволяет  значительно уменьшить потери материала  при резке, как за счет малой ширины реза, так и за счет сокращения припусков  на дополнительную мехобработку.

Экологическая чистота  и полное отсутствие вредных газовыделений

Для осуществления процесса гидроабразивной  резки не требуется никаких газов, а низкая температура реза не вызывает выделения вредных газов из материалов, подвергающихся резке. Используемый в качестве абразивного материала гранатовый песок безвреден для здоровья операторов, поскольку не вызывает профессиональных заболеваний, и отходы его могут быть использованы в как в строительных растворах, так и для других целей.

Полная пожаро- и взрывобезопасность

Поскольку при гидроабразивной  резке нет накапливаемого тепла  и отсутствуют какие-либо газы, технология является взрыво- и пожаробезопасной. Это позволяет осуществлять рез даже взрывчатых веществ, например, при утилизации боеприпасов.

Недостатки данной технологии

• Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
• Ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки.
• Невозможность повторного использования абразивного материала.

Что можно резать с применением гидроабразивной  технологии?

При помощи гидроабразивной  струи резать можно практически  любые материалы:

• черные металлы и сплавы;
• труднообрабатываемые легированные стали и сплавы (в том числе: жаропрочные и нержавеющие);
• цветные металлы и сплавы (медь, никель, алюминий, магний, титан и их сплавы);
• композиционные материалы;
• керамические материалы (керамогранит, плитка);
• природные и искусственные камни (гранит, мрамор и т. д.);
• стекло и композиционное стекло (триплекс, бронестекло, армированное стекло, стеклотекстолит и т. п.);
• пористые и прозрачные материалы;
• сотовые и сэндвич-конструкции;
• бетон и железобетон.

Резка мягких материалов, таких  как полиуретан, поролон и другие пеноматериалы, пластмассы, кожаные изделия, картон, ткани и т. п. осуществляется только струей воды без добавления абразива.