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

Недостатки станков для гидрорезки

• относительно небольшая скорость раскроя тонколистовой стали
• необходимость в периодической замене шлангов, режущей головы и других комплектующих
• высокая цена расходного материала — гранатового песка
• опасность коррозионного процесса при взаимодействии металла с водой

7 основных причин, по которым стоит выбрать установку гидроабразивной резки:

Установки гидроабразивной резки – долгое время считались оборудованием, предназначенным лишь для высококвалифицированных специалистов. Однако за несколько последних лет это оборудование сильно изменилось. Благодаря новым технологиям практически каждая механическая мастерская или производственное предприятие может позволить себе приобрести и эффективно использовать высокоточную систему гидроабразивной резки, даже обладая небольшим опытом или вообще не имея такой практики. Компания «WaterJet Corp.» совершила переворот в промышленности, предложив первую действительно доступную систему, сочетающую в себе возможности струи абразивного материала и высокоточной обработки.

1. Широкий спектр обрабатываемых материалов

Гидроабразивная резка подходит для различных материалов, в том числе металлов, керамики, композита, стекла, мрамора и гранита.

2. Высокое качество обработки краёв

После резки на установках гидроабразивной резки «WaterJet Corp.» края материала получаются такие же гладкие, как при пескоструйной обработке. Нет острых кромок, заусенцев, неровных краёв.

3. Отсутствие нагревания в процессе обработки

В связи с тем, что станки гидроабразивной резки используют воду и абразив, в процессе резки обрабатываемый материал почти не нагревается. Поэтому она идеальна для материалов, которые под влиянием высокой температуры деформируются или реагируют на тепло каким-либо иным образом (например, титан).

4. Безопасность для окружающей среды

Гидроабразивные станки «WaterJet Corp.» используют для резки воду и гранатовый песок. Гранат — это нейтральный химически неактивный минерал, который можно спустить в городскую канализацию. В процессе обработки не образуются ядовитые испарения.

5. Резка без дополнительных инструментов.

Во время работы на станках гидроабразивной резки «WaterJet Corp.» нет необходимости менять рабочие насадки. Одно сопло применяется для обработки самых разнообразных материалов и форм. Это позволяет сэкономить время и деньги, потраченные на приобретение многочисленных инструментов для обработки.

6. Минимальное количество заусенцев

При использовании станков ГАР на большинстве материалов образуется минимальное количество заусенцев либо они полностью отсутствуют.

7. Быстрое программирование

Установки гидроабразивной резки WaterJet (Италия) оснащены комплексным программным обеспечением Taglio — Igems. В программе можно рисовать чертить детали самостоятельно или импортировать стандартные файлы DXF, созданные в других программах. Можно даже копировать фотографии или изображения в формате bitmap. Кроме того, станки WaterJet (Италия) могут взаимодействовать с различным программным обеспечением других производителей, таким как CAD/CAM, а также программами оптимизации размещения («nesting») и сканирования.

Для выбора гидроабразивной установки обращайтесь к специалистам «КАМИ-Металл»!

Источник

Еще некоторые особенности

Гидроабразивный станок – это уникальный аппарат, который позволяет играть с формами. Что это значит? По завершении работы, производимая деталь или элемент не нуждается в дополнительной обработке, так что те, кто работает со станком могут позволить себе делать практически ювелирную работу с очень тонкими и деликатными срезами.

С самим аппаратом работать просто. Если исследовать его программное обеспечение, становится очевидно, что с агрегатом справится даже ребенок. Все просто и понятно.

Оборудование, которое занимается абразивной резкой металла, способно работать с самым толстым исходным материалом. Это возможно благодаря работе под давлением. Согласно утверждениям производителя, станку подвластен даже металл, толщина которого 20 сантиметров. Удивительные показатели, не так ли?

Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная обработка

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..4

………………………5

…………………………6

   ……….11

…………………………..………………………13

   ……………..…..13

   …….18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….………25

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ
ЛИТЕРАТУРА…………………………………….………26

Приложение 1: Чертеж детали
«Вал-шестерня»……………….………..….…27

Приложение 2: Технологический маршрут
изготовления детали

«Вал-шестерня»……………………………………………………………….…28

Введение

Первые попытки использования струи воды в промышленности
были осуществлены в 30-х годах XX столетия американскими и советскими
инженерами для выемки камня, руды и угля. Серьёзным импульсом развития
технологии резки струёй воды под высоким давлением послужило её использование в
авиастроительной и аэрокосмической индустрии.

Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР)
существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями
в 50-е годы XX столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в
СССР в 1940-ых годах, но затем почему то заглохли. Затем в 1979 году в США
специалисты попробовали добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему её
режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и
запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году началось
серийное производство оборудования и комплектующих для ГАР. Процесс резания
происходит в результате эрозионного воздействия на материал струи воды с
твёрдыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На
сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично
развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьёзную конкуренцию
таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также
механообработка. Гидроабразивная струя по своим физическим характеристикам
представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр
струи может составлять 0,5 – 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.

1. Физические особенности гидроабразивной
обработки

Гидроабразивная обработка представляет собой
процесс ударного воздействия на обрабатываемую поверхность высокоскоростной
гидроабразивной струи. Удар частицы о поверхность приводит к возникновению
кратера. Вытесненный из кратера материал течет в направлении движения частицы с
образованием вала. Движение вала сопровождается возникновением внутренних
напряжений, которые приводят к растрескиванию вытесняемого материала. При
соударении частицы с поверхностью под прямым углом вал располагается вокруг
кратера равномерно. При меньших углах атаки вал образуется по бокам кратера и
по направлению движения частицы. Характер деформаций и форма вала зависят от
формы частиц, угла ее соударения, а также от свойств материала частицы и
обрабатываемой заготовки.

При ударе о поверхность остроугольной частицы
наблюдается процесс микрорезания материала. Микрорезание производится только
вершинами абразивных зерен. При ударе остроугольные частицы отделяют материал
от поверхности заготовки. Процесс микрорезания становится возможным при
напряжениях по линии скалывания, превышающих сопротивление материала срезу.

Износ материала заготовки одиночной частицей
абразива определяется процессами стирания и резания. Стирание наблюдается при
больших отрицательных передних углах резания. При положительных передних углах
преобладает процесс резания.

Удаление материала при
воздействии на обрабатываемую поверхность струи абразивных частиц происходит в
результате взаимодействия нескольких одновременно протекающих процессов:
соударение частиц между собой внутри набегающего потока; дробление отдельных
частиц; экранирование обрабатываемой поверхности, отскакивающими от нее
частицами; повреждение поверхностного слоя материала вследствие многократных
ударов абразивными частицами.

Какое давление воды нужно для резки металла

Вода, нагнетаемая насосом должна иметь давление порядка 1 500–6 000 атмосфер. Выходя через узкое сопло с околозуковой или сверхзвуковой скоростью (до 900–1200м/c и больше), водная струя направляется в смесительную камеру, где происходит смешивание с частицами абразива. Образованная струя выходит из смесительной трубки с диаметром внутри 0,5–1,5 мм и режет метал. Для гашения остаточного давления струи применяется слой воды толщиной 75–100 см.

Недостатки технологии

К недостаткам данной технологии относят:

• конструктивные трудности, проявляющиеся при создании высокого давления жидкости;
• незначительную стойкость водяного и абразивного сопел – быстрое стирание (ресурс отечественных сопел составляет 50 час., иностранных – 500-1000 час.);
• сложность изготовления сопла;
• образования косины до 1,5 по высоте заготовки.

• а – при высокой скорости резания;
• б – при очень низкой скорости резки — верхние кромки реза имеют незначительное закругление

При износе абразивного сопла или увеличении скорости резки ширина щели увеличивается – профиль щели имеет слабо выраженную V-образную форму. При очень маленькой скорости резки профиль щели имеет А-образную форму – турбулентность вызывает эрозию материала. Случай считается положительным, если нужны закругленные верхние кромки.

• а – при расстоянии между соплом и заготовкой 2-4 мм;
• б – при расстоянии между соплом и заготовкой больше 4 мм

Конструкция станка

устройство рабочей головки

Гидроабразивная резка представляет собой обработку твердых материалов плотностью около 2,5 т\кубометр с помощью смеси твердых частиц и воды по принципу эрозии. Режущая смесь подается на материал под мощным давлением, водным потоком малого диаметра через головку особой формы. Скорость обработки зависит от параметров материала.

Гидроабразивные станки с ЧПУ представляют собой комбинацию нескольких модулей, в том числе навесных:

• механизм подачи твердых частиц;
• стол в виде ванны;
• насос для воды повышенного давления;
• портал;
• подвижная головка;
• механизм распределения давления;
• емкость для абразивной смеси.

Дополнительно установка гидроабразивной резки оснащается повышающими точность системами автоматического измерения и управления.

Обработка проводится на столе специальной конструкции.

У метода гидроабразивной резки есть множество преимуществ:

• при работе специализированного станка отходы минимальны;
• поверхности камня не придается ненужная шероховатость;
• металл не покрывается окалиной;
• обработка происходит при комнатной температуре, исключается перегрев материала;
• качество получаемых деталей высочайшее;
• возможны самые разнообразные виды гидроабразивной резки, в том числе имитирующие ручную резьбу;
• материал не деформируется;
• можно полностью снять лицевой слой с обрабатываемой детали или снять фаску;
• не выделяются вредные пары, газы, сажа;
• обрабатывать можно плиты толщиной более 15 см.

Преимущества и недостатки

Вполне естественно, что резка водой металла обладает как достоинствами, так и недостатками. Преимущества гидроабразивной резки включают:

1. Отсутствие нагрева заготовки. Несмотря на то, что в ходе обработки появляется тепло, оно не только незначительно, но и тут же исчезает вследствие воздействия воды. Подобный эффект обеспечивает качество реза (соответствие размерам, указанным в чертежах) и предупреждает тепловое деформирование металла.
2. Функционал. Оборудование для гидроабразивной резки позволяет вырезать заготовки любых конфигураций.
3. Отсутствие потребности в выполнении последующих работ. Полученное резкой изделие не нуждается в финальной обработке области реза.
4. Технологичность. Гидроабразивные станки не только режут, но и сверлят. Кроме того, работы можно производить вне зависимости от среды и погодных условий — ручные агрегаты работают под водой (на глубине), обеспечивая подводную резку металла.
5. Экономичность. Скорость разрезания материала достигает 30 000 миллиметров в минуту (качество при этом остается прежним).
6. Безопасность. Станок гидроабразивной резки может быть задействован при создании изделий с повышенными горючими характеристиками. Объясняется это отсутствием сильного нагрева поверхности во время работы и образования искр, способных привести к возгоранию.
7. Возможность резания заготовок с толстыми стенками. Так, на станках гидроабразивной резки нарезаются листы из стали толщиной до трех сантиметров, ж/б изделия толщиной до десяти сантиметров.
8. Универсальность. Один гидроабразивный станок способен резать как сталь, так и кафель (отдельных станков, например, для резки плитки водой не существует). Причем при наличии потребности можно нарезать заготовки, состоящие из нескольких разноплановых, разнотолщинных слоев.

Недостатками гидроабразивной резки являются:

1. Вероятность образования конусности. Торец заготовки отрезается неровно, вследствие чего формирует воронку. Появление дефекта предупреждается автоматизацией и контролем качества реза во время работы.
2. Одинаковая скорость реза как для заготовок с тонкими, так и с толстыми стенками, что оказывает негативное влияние на рентабельность участвующего в производственном процессе оборудования. Проблема, как правило, решается укладыванием заготовок слоями с последующей одновременной обработкой (подобная технология может использоваться, например, при резке керамогранита).

Во всем остальном применение гидрорезки удобно, экономично, практично — она позволяет сократить производственные расходы и время производственного цикла, повысить качество производимой продукции.

2 Установка гидроабразивной резки металла – особенности конструкции

Установка гидроабразивной резки настолько же уникальна, как и сама технология, несопоставима по конструкции ни с одним известным оборудованием для подобного вида обработки изделий. Первая ее особенность – наличие рабочей ванны, в которой происходит резка, имеющей следующие элементы:

• Несущие опоры из нержавеющей стали, приспособленные для простой, быстрой замены при наступлении износа.
• Быстросъемные ребра для поддержки разрезаемого материала. Устанавливаются на несущие опоры и обеспечивают их защиту от гидроабразивной струи.
• Система быстрого набора, выпуска воды, обеспечивающая обработку заготовок, полностью погруженных в водную среду – рабочая зона защищена от образующейся пыли (остается в воде) и шума, уровень которого снижается до 65 Дб.

Следующая особенность – бак для абразива, обеспечивающий простоту работы с оборудованием:

• конструкция позволяет пополнять запас абразивного материала даже в процессе работы установки – существенная экономия времени;
• оборудован датчиками контроля объема абразива.

Имеет свои особенности и система перемещения:

• У станка консольная конструкция, оснащенная ременным приводом, осуществляющем перемещение по осям.
• Ременной привод наиболее приспособлен для использования на гидроабразивных станках, так как практически не боится, когда в него попадает абразивный материал. Привод прост в эксплуатации, а в случае износа легко заменяем.
• Высокая точность позиционирования (±0,025 мм) обеспечивается индуктивными линейными датчиками.
• Осевое перемещение осуществляется по линейным направляющим, благодаря чему обеспечивается плавность скорости и хода, точность позиционирования.

Самый важный узел гидроабразивной установки – насос высокого давления, осуществляющий сжатие и доставку воды в рабочую зону. Автоматическое управление всеми параметрами процесса резки производится системой ЧПУ. Для удобства быстрой и точной настройки или привязки все станки оснащены переносным пультом с маховичком.

Система поддержания постоянного зазора представляет собой особый контактный механизм, перемещающийся по листу и обеспечивающий поддержание оптимального расстояния между поверхностью изделия и фокусирующей трубкой. Это способствует качеству и точности реза, а также не допускает опасности столкновения трубки с заготовкой.

Особая конструкция станков – угловая голова:

• обеспечивает подвижность режущей головки в 2 плоскостях с поворотом на углы наклона до 60° включительно – это позволяет обрабатывать криволинейные поверхности, фаски, компенсировать конусность в процессе обработки;
• конструкцией предусмотрено, что при выполнении фаски или компенсации конусности перемещение происходит только по 1 поворотной оси – это обеспечивает неизменность угла и высокую точность;
• сложные поверхности могут обрабатываться одновременно по 5 координатам.

Станок для гидроабразивной резки металла оборудован системой загрузки обрабатываемого материала. Наибольшее распространение получили:

• Кран-балки, оснащенные механическими или вакуумными захватами. В качестве силовой установки используется тельфер.
• Подъемники гидравлические, пневматические с регулируемыми рычагами, которые поддерживают материал в самых важных местах – получили широкое применение при работах с хрупкими материалами.

Датчик, контролирующий подачу абразивного состава:

• Проверяет количество поступающего абразива во время обработки – рез может выполняться без присутствия оператора.
• Обеспечивает остановку работы станка при попадании посторонних материалов (не предусмотренных фракций или остатков мешковины) в режущую головку. Допустимый диапазон задается со стойки оператора (можно изменить в процессе обработки).

На станок, при необходимости, можно установить ультразвуковую или лазерную систему сканирования поверхности заготовки. Устройство выявляет неровности поверхности заготовки и тем самым обеспечивает поддержание требуемого зазора, а также максимальную точность резки.

Гидроабразивное оборудование может быть оснащено устройством удаления отработанного абразива:

• состоит из насоса и бака отстойника;
• отличительная особенность – использование насоса мембранного типа, который прост в обслуживании и максимально приспособлен для эксплуатации в агрессивных средах;
• удобство работы обеспечивается тем, что бак для абразива оборудован быстросъемными разъемами для легкого подсоединения шлангов, а также приспособлен к транспортировке погрузчиком или кран-балкой.

WAZER: первый в мире настольный водяной резак

3D-принтеры становятся все более распространенными и доступными. Устройства такого типа могут купить уже не только богатые компании, но и студенты или даже школьники. При помощи 3D-принтеров можно создавать массу полезных для работы или дома вещей. Кроме них, развиваются и лазерные резаки, среди которых есть миниатюрные настольные системы, которые можно устанавливать дома или в небольших мастерских.

Но 3D-принтеры и лазерные резаки могут работать с ограниченным числом материалов. Например, далеко не все настольные резаки справятся с толстым металлом. А если для работы нужны стекло или керамика, то лазер в этом случае не подходит вообще. Что делать? Сейчас появилась возможность обрабатывать и эти материалы. С ними может справиться Wazer — первый водяной резак, который умещается на столе.

Разработчики системы — экс-однокурсники Пенсильванского университета, основавшие компанию по производству портативных водяных резаков. Разработчики поставили перед собой цель создать портативную, производительную и не слишком дорогую систему, которая могла бы справиться с теми материалами, которые недоступны лазеру.

Водяной резак — это аппарат, который обрабатывает твердые виды материалов, используя тонкую струю воды, подаваемую под очень большим давлением. В воду добавляются еще и абразивные частички. Обычно такие устройства занимают целую комнату, а их стоимость составляет несколько десятков тысяч долларов США. Вот один из примеров таких систем.

Промышленный водяной резак работает со струей, оказывающей давление в 414-621 тыс. килопаскаль на квадратный дюйм. Создателям настольного «домашнего» резака пришлось снизить давление, но это особо ни на что не повлияло, система по-прежнему работает с большим количеством материалов без всяких проблем. В число материалов, которые может обработать Wazer входят стекло и металл. Максимальная толщина металла, с которым работает Wazer — 4 мм. Обрезанные края получаются гладкими.

Размер рабочей платформы — всего 30*46 см. Подаваемое напряжение — 110 вольт. Платформа полостью закрыта, так что ни брызг, ни пыли на рабочем столе вне аппарата во время его работы не будет. Достоинством такой системы является то, что она может работать практически с любым материалом, обработанные частички собираются в емкость, а не разлетаются вокруг. Никакой вентиляции не требуется, в отличие от лазерных резаков. Плюс ко всему, Wazer может работать с любым материалом, боящимся высокой температуры.

WAZER поставляется с собственным программным обеспечением. Для работы с ним нужна уже готовая модель, созданная в таких пакетах, как Solidworks, Adobe Illustrator или Google SketchUp. После того, как модель загружена и задан тип материала, софт покажет, сколько времени требуется на обработку.

Водяной резак состоит из двух частей. Собственно, резак и водяной насос, который можно разместить в любом месте. При желании можно менять вертикальное расположение двух элементов WAZER, чтобы сделать их еще компактнее. Основной рабочий элемент резака — сопло. Сюда подается вода и абразивный материал. В качестве абразивного материала используется гранат. Этот порошок разработан специально для водяных резаков. Его нужно использовать постоянно, иначе резак не будет работать. Такой абразивный материал можно купить как у разработчиков, так и у сторонних компаний. Абразив нетоксичен.

По словам разработчиков, работает портативный водяной резак несколько медленнее, чем промышленные системы. Но в домашних условиях или условиях небольшой мастерской это ни на что не влияет.

Что можно делать таким резаком:

Нож. Время обработки ножа составило 118 минут Ожерелье из монеток. Время обработки составило 60 минут Стойка для выпечки. Время обработки составляет 95 минут Шкив для ременной передачи. Время обработки 168 минут Фигурка из стекла. Время обработки 43 минуты

А сколько стоит?

Сейчас разработчики Wazer собирают средства на Kickstarter. Здесь сделать предзаказ пока ее можно всего за $3599. В рознице стоимость водяного резака составит около $4500. Заказчики получат свою систему не ранее августа 2020 года. Причем отправка идет не по всему миру, нужно проверять список стран, куда разработчики могут отправить заказ. Сейчас разработчики собрали уже $823264 вместо запланированной суммы в $100000, так что проект, скорее всего, будет реализован.

За счет чего выполняется резка

В специальных аппаратах давление воды нагнетается до показателей в несколько тысяч атмосфер. Затем, жидкость подается через ультра тонкое сопло, благодаря чему ударная сила струи возрастает. Таким тонким потоком можно разделять дерево, кожу, пластик. Называется это гидрорезка.

В сочетании с этой технологией, используется более длинное сопло, имеющее внутри смесительную камеру и дополнительный подвод для подачи абразивного материала. Жидкость под давлением здесь играет второстепенную роль, являясь переносчиком твердых частиц. Последние, врезаясь на высокой скорости в основной материал, пронизывают его насквозь, рассекая элементы изделия под углом, заданным соплом. Это называется гидроабразивная резка. Количество и масса абразива зависит от толщины и вида обрабатываемого материала, и настраивается индивидуально для каждой работы.

https://www.youtube.com/watch?v=prkxxpKhKsk

Оборудование для гидроабразивной резки

По сути, в аппаратах для гидроабразивной резки использована способность воды разрушать различные материалы, замеченная еще в древности. Для того чтобы такое разрушение было более точным, быстрым и эффективным, необходимо увеличить давление, с помощью которого вода с абразивом воздействует на материал, а также придать полученной струе требуемую направленность. В современных станках для гидроабразивной резки такие задачи решаются при помощи следующих элементов и способов.

Гидрообразивная резка позволяет разрезать материалы значительной толшины Насос высокого давления Насос в таких аппаратах аккумулирует жидкость с абразивом и подает эту смесь на поверхность обрабатываемой детали. Производительность таких станков и толщина детали, которую они могут разрезать, зависят от мощности используемого насоса.

Регулятор мощности

Гидроабразивные станки с таким регулятором могут резать с использованием рабочих смесей различного состава, подаваемых под регулируемым давлением, что дает возможность обрабатывать с их помощью материалы разной толщины и структуры. Так, для резки более твердых материалов используют трехкомпонентные гидроабразивные смеси, а для более вязких – состоящие из двух компонентов.

Смена сопла аппарата

Такая методика предполагает подбор для материалов разной толщины, состава и плотности сопла определенной конструкции.

Использование смесителей

Именно данный элемент, которым оснащен каждый современный гидроабразивный станок, отвечает за качество и равномерный состав рабочей смести и, соответственно, за точность и скорость резки, а также за возможность устройства обрабатывать детали большой толщины.

Автоматизация процесса резки

При резке металла из-за инерционности струи рабочей жидкости обязательно формируется конусность кромки, которая прямо пропорциональна скорости процесса обработки. Чтобы минимизировать этот нежелательный эффект, на современных гидроабразивных аппаратах используются автоматические системы, которые в зависимости от плотности обрабатываемого материала корректируют угол наклона сопла.

Подготовка воды перед ее использованием для резки

Качество используемой воды может оказывать серьезное влияние на результаты и скорость выполнения резки. Именно поэтому на всех современных станках используются системы для предварительной очистки воды от посторонних примесей.

Кроме основных систем и комплектующих, аппараты для гидроабразивной резки могут оснащаться дополнительным оборудованием, которое значительно расширяет их функционал (речь идет, в частности, о выполнение фигурных резов).

Современное оборудование, выполняющее резку материалов гидроабразивным способом, позволяет:

• выполнять точную и качественную резку под различными углами;
• резать даже самые сложные детали без участия человека – при помощи программного управления;
• работать с металлическими деталями даже значительной толщины (сталь – до 20 мм, титан – до 17 мм, высокопрочные сплавы – до 12 мм, медь и ее сплавы – до 5 мм);
• получать фигурные резы, что очень актуально при производстве изделий декоративного назначения;
• выполнять резку труб (это возможно на отдельных моделях гидроабразивных аппаратов).

Станок для гидрообразивной резки труб

Использование гидроабразивных станков и принцип работы

Устройства для резки металла гидроабразивом универсальны в использовании, так как их возможности не завершаются на раскрое металлических изделий. Технология основывается на специально созданной системе подачи воды под большим давлением на обрабатываемую плоскость.

Дополнительным элементом жидкости является абразив, добавляющийся в воду. Как правило, в роли абразивной добавки применяют микрочастицы песка. Вода и песок одновременно попадают в смеситель из отдельных емкостей, в котором тщательно смешиваются. Затем полученная смесь под высоким давлением подается в сопло станка.

После, рабочий водно-абразивный резак, в виде сильной струи с определенными характеристиками, подается на деталь и разрезает его.

В этом случае скорость гидроабразивной резки можно сравнить только что со скоростью плазмореза, но вот качество выполненного этим способом среза соответствует только качеству резки лазером.

Быстрое развитие современных технологий дало возможность усовершенствовать станки благодаря расширению их рабочих возможностей. За счет чего их сфера использования значительно увеличилась.

Сегодня водно-абразивные станки позволяют:

• Вырезать изделия любых геометрических форм с помощью числового программирования. В этом случае обработка происходит полностью в автоматизированном режиме и не требует наличия оператора. Станок управляется специально установленной компьютерной программой. Гидроабразивная порезка труб дает возможность сделать необходимую окружность без каких-либо погрешностей;
• Делать нестандартный рез любого материала, причем изменяющийся наклон разреза не сказывается негативно на качестве. Процесс работы, который выполняется под любым наклоном, позволяет на выходе получить абсолютно готовое изделие и не подвергать его финишной обработке;
• Гидроабразивный способ нашел свое применение и в области искусства. Оборудование дает возможность изготавливать различные украшения и предметы дизайна, как правило, обработка фигур делается с помощью ЧПУ;
• Установки для обработки гидроабразивом, применяемые в металлопрокате, позволяют делать разрезание максимальной толщины любого металла, это можно увидеть на видео. Так, обработка изделия из среднеуглеродистого металла может происходить с использованием материала, у которого максимальная толщина – 20 см. Наибольшая толщина титанового сплава составляет 16-18 мм; высокопрочные металлы могут быть толщиной 11 мм. Но вот толщина медного изделия достигает только 6 мм.

Тонкости ручной резки

Чтобы эффективно управлять процессом ручной резки, необходимо самостоятельно подавать заготовки и контролировать их перемещение с позиционированием. Кроме этого, иногда приходится и регулировать системы охлаждения. Для этого оператору следует регулярно нажимать определенные кнопки и менять заданные параметры. Для примера, чтобы поменять позиционирование требуется вести несколько значений по координатам. Однако даже при ручной обработке не исключается наличие полуавтоматических систем. Так, при вводе ошибочных параметров техника автоматически вернет значения в исходное положение.

Как уже говорилось, ручная резка пользуется большой популярностью из-за высокой чёткости линии раскроя, а также поддержки обработки практически любых металлов, в том числе и резины. При этом подобные модели полностью взрыво- и пожаробезопасные. Из недостатков — невысокая скорость работы при обработке тонколистных изделий, а также минимальный уровень износостойкости рабочих частей и высокая стоимость расходного материала, т. е. абразива. При этом существенная экономия всё-таки присутствует.

Для примера, с помощью ручной гидроабразивной резки можно быстро решить ответственную задачу по подготовке сырья для последующего монтажа. К тому же такие изделия как сэндвич-панели, сотовые листы и ряд других ячеистых строительных материалов, обрабатываются только таким путём. Чтобы повысить производительность работ, большинство производителей также применяют пакетную резку, позволяющую существенно сэкономить время.

Сферы применения

Данная технология имеет серьезные отличия от всех остальных методов разделения листового металла. При использовании такого метода поверхность обрабатываемого металла не испытывает давления и механического воздействия другого типа. Благодаря этому в зоне резки отсутствует трение, соответственно, исключен нагрев инструмента и поверхности детали, что положительно сказывается на качестве обработки и значительно расширяет область применения такой технологии.

Чаще всего абразивная резка с участием воды применяется для разделения листового металла, но в последнее время такой метод все активнее используют для обработки других материалов, к которым относятся:

• природные камни (гранит, мрамор и др.);
• керамическая плитка, листовое стекло;
• углеродистая и нержавеющая сталь, титан и другие металлы;
• железобетонные конструкции;
• различные полимерные материалы и резина.

Использование технологии гидроабразивной резки позволяет минимизировать расход материалов, что является ее весомым преимуществом. Кроме того, резка с использованием абразива и воды – это единственно возможный способ разделения металла на предприятиях с высокой пожаро- и взрывоопасностью.

Характерная область применения технологий резки водой

Гидрорезка	Гидроабразивная резка
Кожа, текстиль, войлок (обувная, кожаная, текстильная промышленность)	Листы из сталей, металлов
Пластики, резиновые изделия (автомобильная промышленность)	Различные металлические детали (отливки, шестерни и др.)
Электронные платы	Сплавы алюминия, титана и др., композитные материалы, толстостенные пластмассы (авиационная и космическая промышленность)
Ламинированные материалы (авиационная и космическая промышленность)	Бетон, железобетон, гипсовые блоки, твердая брусчатка и др. строительные материалы
Теплоизоляционные, уплотнительные и шумопонижающие материалы	Камень, гранит, мрамор и др.
Продукты питания – замороженные продукты, плотные продукты, шоколад, выпечка и др.	Стекло, бронированное стекло, керамика
Бумага, картон	Комбинированные материалы, материалы с покрытием
Дерево	Дерево
Термо- и дуропласт	Армированные пластики

Подведём итоги

В настоящее время самый популярный метод обработки – резка металла водой. Давление в этом случае очень высокое, о чем не нужно забывать. Несоблюдение техники безопасности может привести к печальным последствиям

Обратите внимание еще и на то, что самостоятельно изготовить подобное оборудование не представляется возможным. Обусловлено это тем, что детали должны быть очень высокого качества

Ручной станок для домашнего использования наиболее оптимален. Он стоит не таких больших денег, как промышленный, но в это же время имеет гибкую настройку и позволяет владельцу сделать весьма качественный срез. Вполне возможно, что в скором времени резка металла под водой усовершенствуется и даже тут появится возможность применения такого принципа, как ГАР.

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.