Rezanje kovin z vodo: opis tehnologije in priporočila

Vsako leto metalurška podjetja na svetu smrdijo na stotine tisoč ton jekla. Večje zahteve za kakovost rezanja so povzročile nastanek novih tehnologij predelave. Še posebej, če menite, da so številne zlitine zelo težke. Najbolj napredne tehnologije so laserski in vodni razrez kovin (hidroabraziv). Bistvo slednjega podrobneje obravnavamo v tem članku.

Prva preskušanja

Že v tridesetih letih 20. stoletja so ameriški in sovjetski znanstveniki zmedeni nad tem vprašanjem. Zmogljivost je bila, da je treba doseči visoko natančnost in hitrost dela. Prvi razvoj so začeli izvajati inženirji iz ZDA in ZSSR v 50-ih letih 20. stoletja. Leta 1979 so začeli uporabljati pesek, ki je bil dodan vodi z vodo in pojavil se je koncept "hidroabraziv". Ključne zahteve so visok pritisk in pretok vode na obdelano površino.

Že leta 1983 se je začela serijska proizvodnja opreme za rezanje z vodnim curkom (GAR). Pravzaprav je tudi danes eden najbolj idealnih orodij za rezanje, saj nima obrabe in obstaja možnost nastavitve premera curka. Ta metoda lahko deluje z debelino pločevine do 300 mm. To je privedlo do dejstva, da se je začelo aktivno uporabljati rezanje kovin v proizvodnji letal, strojništvu, obdelavi kamna ter proizvodnji oklepnih vozil in vesoljske industrije.

Načelo delovanja in opis tehnologije

Temelji na načelu erozijske obdelave. Sestavljen je iz dejstva, da se tok visokotlačne vode z abrazivnimi delci dovajamo v obdelano kovino. Posledica tega je ločitev delcev obdelane kovine. Različni parametri, kot so hitrost in globina, se prilagajajo s premerom in velikostjo curka ter porabo abraziva.

Glavna komponenta sistema je visokotlačna črpalka (4,000 bar). Komprimira vodo in jo dovaja v posebno vodno šobo, za katero je mešalna komora. Obstaja mešanica peska granatnega jabolka in vode. Nato mešanica vstopi v diamantno ali karbidno šobo, ki ima premer do 1,2 mm. Iz njega s hitrostjo več kot 1000 m / s hidroabraziv pade neposredno na obdelano kovino. Tako se kovina razreže z vodo in zdaj gremo še dlje.

O značilnostih GAR

Visoke rezalne lastnosti se lahko dosežejo zaradi prisotnosti abraziva visoke trdnosti. Hkrati je zagotovljen stabilen pretok le, če delci granatnega peska ne presegajo 30% odseka curka. Voda večinoma opravlja izključno transportno funkcijo. Velikost abraziva je odvisna od zahtev glede kakovosti rezanja. Nižje so, večji delci so dovoljeni za uporabo.

Pri rezanju kovine z vodo je zelo pomembno izbrati optimalno trdoto abraziva. Indikator je odvisen od materiala, ki ga obdelujete. Težje je, težji pesek je. Priporočljivo je, da ne uporabljate abraziva s trdoto manj kot 6,5 po Mohsovi lestvici. Hkrati morate paziti na obrabo šobe. Močnejši je pesek, hitreje je izpostavljen obrabi. Zato je na tej stopnji izjemno pomembno opraviti teoretične izračune in šele nato nadaljevati z delom.

Rezanje kovine z vodnim curkom: prednosti

Ključna prednost te metode je, da vam omogoča, da dosežete visoko kakovostno rezanje, to je, da po obdelavi pridobite potrebno hrapavost. Poleg tega je treba poudariti naslednje prednosti:

• verjetnost požara ali eksplozije med predelavo;
• okoljska čistoča procesa (pri rezanju ne nastajajo plini);
• ne izgorevati legiranih dodatkov v obdelani kovini;
• možnost obdelave kovine do 30 cm;
• nizka temperatura v območju rezanja (90 stopinj Celzija);
• Visoka učinkovitost zaradi pomanjkanja prostega teka rezalne glave.

Kot lahko vidite, ima rezanje kovine z vodo pod pritiskom več prednosti pred drugimi metodami. Je okolju prijazen, varen in učinkovit. Sodobni stroji omogočajo tudi obdelavo več listov naenkrat v eni potezi, če to dopušča debelina. Na splošno se GAR vsako leto razvija vse več, zato so se značilnosti znatno izboljšale.

Na kratko o pomanjkljivostih

Toda ideal tega sistema ne more biti. Zato obstajajo nekatere slabosti. Prvič, zaradi visoke stopnje pretoka vode z abrazivnim in resnim pritiskom, je postopek precej hrupen, zaželeno je, da se približate samo ušesnim čepkom. Drugič, nizka hitrost obdelave jeklene pločevine. Toda to je v primerjavi z laserskimi in plazemskimi tehnologijami. Poleg tega se rezalna glava dovolj hitro obriše. To pa povzroča visoke obratovalne stroške. Zato je treba vsak stroj za rezanje kovine z vodo redno vzdrževati in zamenjati z zlomljenimi ali obrabljenimi mehanizmi. V nasprotnem primeru se bo delovna učinkovitost in kakovost rezanja postopoma zmanjševala.

Oprema v industriji

Sodobni stroji za profesionalno uporabo omogočajo obdelavo nerjavnega jekla debeline do 20 centimetrov. Hkrati pa kazalniki trdnosti in skupina kovin niso pomembni. Majhen premer reže (1 mm) omogoča, da dobite rez z zelo visoko toleranco. Če se uporablja industrijski stroj, je možno obdelati kamen in druge trde kamne, kot so marmor itd.

Trenutno je eden najbolj učinkovitih in priljubljenih načinov rezanja stekla. GAR deluje s tankim kristalnim in neprebojnim steklom z mikronsko natančnostjo. Danes se GAR stroji uporabljajo za izdelavo tesnil, predelave pene, kot so guma in plastika. Da bi dosegli optimalne rezultate, je potrebno uporabiti sodobne elektronske sisteme in različne skenerje.

O značilnostih oblikovanja

Da bi dosegli želeni rezultat v industriji, uporabljamo stroje izključno s CNC. Zato je proces skoraj popolnoma nadzorovan z elektroniko. Sestava profesionalnega stroja vključuje različne sisteme. Na primer, optimalni nadzor očistka. Takšen sistem zagotavlja najboljšo razdaljo med rezalno glavo in kovino, ki jo je treba strojno obdelati, za največjo natančnost na točki rezanja. Uporabljen material za skeniranje in senzor. Potreben je za skeniranje kovine zaradi nepravilnosti. Odčitki se prenesejo v CNC, kar povzroči spremembo vrzeli.

Za avtomatizacijo postopka se v sistem vnese senzor za krmiljenje abrazivnega materiala. Regulira količino granatnega peska. Poleg tega takšen sistem ustavi delovanje, če v tretjo stranko vstopijo visokotlačna črpalka (vrečke, groba frakcija). Vse to bi moralo delovati kot eno in samo v tem primeru lahko dosežemo optimalne rezultate. Sodoben industrijski stroj stane veliko denarja, zato zahteva redno vzdrževanje. Če je ne izvedete, potem lahko popolnoma propade.

Rezanje kovine z vodo z lastnimi rokami

Povsem logično je, da za enkratno uporabo nihče ne bo kupoval industrijske opreme s CNC. V tem primeru so zelo koristne tako imenovane ročne naprave. Nimajo nadzora nad programsko opremo, zato upravljavec nastavi vse rezalne parametre. Pravzaprav je kakovost reza popolnoma odvisna od usposobljenosti strokovnjaka. S pravilnim pristopom lahko dosežete slabši rezultat kot pri profesionalni opremi. Ročni stroji imajo še vedno svoje prednosti. Sestavljeni so iz nizkih stroškov opreme in zmožnosti izdelave slepega dela zahtevane geometrijske oblike pod določenim kotom. Ampak za to je zaželeno, da v celoti razumejo upravljanje, nato pa rezanje kovine z vodo bo zelo lahka naloga.

Naj povzamemo

Trenutno najbolj priljubljena metoda obdelave je rezanje kovin z vodo. Pritisk v tem primeru je zelo visok in ga ne smemo pozabiti. Neupoštevanje varnostnih navodil lahko povzroči hude posledice. Bodite pozorni tudi na dejstvo, da take opreme ne morete izdelati sami. To je posledica dejstva, da morajo biti deli zelo visoke kakovosti.

Najbolj optimalen je ročni stroj za domačo uporabo. Kot industrijski strošek ne stane toliko denarja, hkrati pa ima fleksibilno nastavitev in lastniku omogoča izdelavo zelo kakovostnega kroja. Povsem možno je, da se bo v bližnji prihodnosti izboljšalo rezanje kovin pod vodo in tudi tu bo mogoče uporabiti takšno načelo kot GAR.