Řezání kovů vodním paprskem je jedním z klíčových způsobů řezání kovů, bez kterého se kovoobráběcí průmysl neobejde. Existuje široká škála strojů pro řezání vodním paprskem, které často předčí plazmové řezací stroje z hlediska kvality zpracování.
Nutno podotknout, že řezání vodním paprskem je žádané nejen v oblasti strojírenství. Poprvé byl tento způsob zpracování kovů použit americkým výrobcem letadel a od té doby je široce používán po celém světě.
Vlastnosti řezání vodním paprskem
Technologie řezání vodním paprskem hraje významnou roli při zpracování silnostěnných obrobků z různých druhů kovů. Odborníci berou na vědomí zvláštní roli strojů na řezání vodním paprskem při vytváření trubek různých průměrů a typů. Technologie umožňuje zpracovat kov tak, aby na obrobcích nevznikaly okuje a jiné následky řezání.
Navzdory relativně vysokým nákladům na zařízení tohoto typu je jejich použití poměrně jednoduché a nevyžadují další uzly pro upevnění zpracovávaných obrobků. Při práci se stroji s vodním paprskem navíc nevznikají oblaka prachu z výrobního odpadu. Vzhledem k tomu, že řezný nástroj prakticky chybí, není potřeba jej vyměňovat ani sledovat jeho ostrost.
Abrazivní řezání kovu se provádí paprskem vody a brusnými prvky. To umožňuje nezpomalit rychlost zpracování materiálů, i když mají velmi znatelné rozměry.
Přesnost a všestrannost řezání vodním paprskem umožňuje pracovat nejen s kovy, ale také se skleněnými, plastovými a dřevěnými díly. Zařízení pro řezání vodním paprskem je navíc bezpečné a lze je instalovat téměř v každém odvětví.
Klasifikace zařízení
Stroje vodním paprskem se často dělí na ruční stroje a stroje s číslicovým řízením (CNC).
Konstrukce brusných strojů pro obrábění kovů výrazně ovlivňuje jejich technické vlastnosti a výrobní kapacitu.
Ruční zařízení
NeCNC stroje jsou plně řízeny operátorem, který nastavuje veškeré parametry pro budoucí zpracování dílů. Kromě toho bude muset obsluha určité fáze práce s polotovary provádět sama. Ale taková zařízení mají řadu výhod:
- Relativně nízká cena.
- Řezání titanu, hliníku a dalších materiálů vodním paprskem stejné kvality.
- Snadná péče a správa, která nevyžaduje od operátora velké znalosti a zkušenosti v oboru kovoobrábění.
- Dostatečný počet funkcí, které umožňují vytvářet jednoduché díly s pravidelnými geometrickými tvary.
CNC stroje
Numerický software, instalované na strojích vodním paprskem, výrazně zvyšuje jejich funkčnost a efektivitu výroby. CNC stroje umožňují zpracovávat všechny druhy kovových polotovarů s vysokou kvalitou a to s vysokou přesností. Automatizovaná zařízení mají následující výhody:
- Software umožňuje vytvářet v obrobcích otvory požadovaného průměru.
- Po dokončení všech zavedených operací díl nepotřebuje další zpracování.
- Software umožňuje zvolit individuální režim zpracování pro každý obrobek. Zařízení samo vybere potřebné indikátory proudění a další parametry.
- CNC stroje mohou řídit kvalitu řezu a nezávisle ji měnit v souladu se zavedeným programem a posloupností akcí stroje.
Současně má takové zařízení řadu významných nevýhod. Za prvé, náklady na CNC vodní paprsek výrazně převyšují cenu ručního protějšku. Za druhé, pro správné nastavení parametrů prováděné práce musí mít obsluha určité znalosti v oblasti obrábění kovů a zkušenosti s tvorbou dílů na automatizovaných strojích.
Rozsah a vlastnosti fungování
Stroje vodním paprskem jsou považovány za nejvhodnější nástroj pro řezání kovu, ale jsou široce používány pro jiné účely. Zde jsou nejčastější použití těchto zařízení:
- CNC stroje umožňují vytvářet poměrně složité geometrické tvary bez neustálé kontroly a účasti operátora. Kromě toho program nainstalovaný na takovém stroji výrazně zlepšuje přesnost jeho práce.
- Hotové polotovary nevyžadují dodatečné broušení a jiné typy povrchové úpravy. Práce lze provádět v požadovaném úhlu sklonu a to neovlivní kvalitu.
- Technologie abrazivního řezání umožňuje pracovat s díly velké tloušťky. Pro různé kovy ukazatele se budou lišit. Například pro titan - 1,5-2 cm a pro měď - 5 mm.
- Pomocí brusných strojů vznikají designové předměty a různé dekorace, k tomu však využívají speciální úpravy hydroabrazivních zařízení.
Princip činnosti těchto zařízení je založen na dodávce vody pod vysokým tlakem. Kromě vody se k řezání vodním paprskem používá granátový písek. Voda a další složky jsou uloženy v oddělených nádobách a pouze během procesu řezání jsou smíchány do jednoho proudu. Kvalita zpracování dílů s takovým zařízením je velmi podobná řezání kovu laserem. Nastavení parametrů paprsku umožňuje zpracovávat obrobky v požadovaných úhlech.
Video: řezání vodou s přesností skalpelu - řezání kovů vodním paprskem.
Provoz stroje a jeho konstrukční vlastnosti
Struktura tohoto zařízení je taková, že je téměř nemožné jej vyrobit vlastníma rukama a doma. Navíc i stroje od neověřených výrobců mohou být nebezpečné nebo jednoduše nekvalitní. To ovlivní zpracování polotovarů a životnost výrobku.
Ale i kvalitní stroje s vodním paprskem vyžadují kvalitní osobní péči. Nejprve byste měli věnovat pozornost opotřebovaným konstrukčním prvkům a spotřebnímu materiálu.
Za zmínku stojí, že výkonné stroje spotřebují za pár minut provozu poměrně velké množství brusiva, takže se bude muset poměrně často měnit. V návodu k jakémukoli zařízení najdete informace o tom, které mikročástice je nejvhodnější používat, aby pracovaly s maximální účinností.
Při práci se zařízením se doporučuje věnovat zvláštní pozornost kvalitě vody, která se používá. Před použitím kapalina prochází speciální filtrací a teprve poté se používá v procesu zpracování dílů. Použití nekvalitní vody nepříznivě ovlivňuje řezání obrobků a dobu provozu samotného stroje.
Nejčastěji se u zařízení tohoto typu zlomí mechanismus přívodu abraziva a vodicí trubky. Důležitým prvkem tohoto zařízení je čerpadlo, bez kterého nebude možné udržet normální tlak uvnitř stroje, což extrémně negativně ovlivní kvalitu zpracování.
Známé rčení, že voda opotřebovává kámen, mlčí o tom, že řeže i kov, a to ne na stovky let, ale okamžitě. Mnoho bylo řečeno o řezání kovu vlastníma rukama pomocí plazmatronů - vody, která se pod vlivem elektřiny mění na plazmový oblouk. Existuje však i jiný způsob, který poskytuje čistší řez, který nevyžaduje konečnou úpravu – toto je. Oddělení dílu vodou bez speciální přípravy kapaliny poskytne méně hladké hrany obrobků, pak je budete muset dodatečně zpracovat vlastními rukama pomocí nástrojů s použitím síly. Za předpokladu, že směs vody a písku dodávaná pod tlakem se používá k řezání kovu do tloušťky 20 cm, je lepší, aby se hrany obrobků nemusely dále opracovávat. A jen přípravným procesem je filtrace vody.
Výhody vodního paprsku
Řezání vodním paprskem bylo vyvinuto pro výrobu leteckých dílů. Následně byla tato metoda označena za nejlepší ve zpracování žáruvzdorných materiálů a ocelí. Nyní se používá v továrnách, kde pracuje CNC zařízení. Řezání vodou je neméně důležité pro autoservisy a výrobu domácích potřeb vlastníma rukama, kde se používá zařízení bez spojovacích prvků.
Nízkoteplotní provoz poskytuje výhody při zpracování oceli. Řezání kovu plazmou nebo plynem má za následek silné zahřívání kovu, které způsobuje oxidaci a další vedlejší účinky (v závislosti na individuálních vlastnostech kovu). Dopad abrazivních částic přiváděných pod vysokým tlakem vodou na kov by také vedl k ohřevu plechu a jeho roztavení, ale řezání je tak rychlé, že se dá srovnat pouze z hlediska čistoty řezu s laserem, a z hlediska rychlosti s plazmovým hořákem. Zahřívání ošetřovaného povrchu za provozu je vhodné - je tak nepatrné, že se zde ani netvoří vodní kámen. Jelikož zde není závislost na velikosti zařízení a způsobu práce - bez zásahu člověka nebo řezání zařízením na ruční ovládání.
Příjemným momentem při kutilské práci je, že zařízení neprodukuje žádné silné pachy, kouř a prach. Také není potřeba mít po ruce náhradní řezné nástroje, toto zařízení funguje bez tvrdých fréz - pouze velmi jemný písek s vodou. Skalpel, který s chirurgickou přesností odděluje silné kusy kovu, je voda vstupující do trysky pod tlakem, na výstupu z trysky je nasycena abrazivními mikročásticemi, okamžitým promícháním se získá výkonná řezná směs.
Celý cyklus řezání, jak na továrním CNC zařízení, tak vlastníma rukama na konvenčním stroji, se provádí v jedné fázi. Tenké a silné, žáruvzdorné a tvárné materiály jsou řezány stejnou rychlostí, bez jakýchkoli omezení. Stroje se schopností zpracovávat několik dílů současně - to je příležitost provést potřebné zpracování kovu a skla, plastů a pryže v co nejkratším čase, protože není třeba překonfigurovat zařízení . Díly vyrobené z materiálů různé tvrdosti budou v případě potřeby zpracovány v jednom pracovním cyklu.
Při zpracování materiálů vlastníma rukama je výhodnější je zpracovávat jeden po druhém, pokud jde o úsporu času, který by zabralo upevnění materiálů na pracovní ploše, a kombinovaná část skládající se z několika zcela odlišných materiálů bude snadno a přesné řezání pomocí vysokotlaké směsi vodního paprsku.
Aplikace strojů na řezání vodním paprskem
Zařízení pracující na hydroabrazivní suspenzi se používá pro:
- Umělecké řezání kovů vodou a jiných materiálů různými Technické specifikace. Tenké a široké díly lze řezat nejen v pravém úhlu. Změna sklonu řezné hmoty neovlivní čistotu řezných hran. Žádný z materiálů, které toto zařízení řeže, nevyžaduje další zpracování, díl zpod hydraulické řezačky vychází 100% hotový.
- Nejsložitější prvky, které se opakují v několika fragmentech a částech, které vyžadují zvýšenou přesnost, se nejlépe provádí na programovatelném stroji na řezání vodou. počítačový program lepší než muž zvládnout přesné úkoly pro obrábění dílů, které netolerují odchylky. Pro kreativitu a výrobu předmětů, které nejsou zapojeny do složitých mechanických jednotek, je ruční zařízení docela vhodné.
- Maximální tloušťka kovu pro řezání vodou, jak již bylo zmíněno dříve, je 200 mm, ale existují výjimky. Hydroabrazivní suspenze dokáže řezat měď o tloušťce pouze 5 mm, žáruvzdorné slitiny do tloušťky 12 mm, titan do tloušťky 17 mm. Pokud se podíváte na rozsah těchto kovů a jejich cenu, pak ztráta není tak velká.
- Pokud je nutné vyrobit ozdobu z mědi nebo mosazi vlastními rukama, pak se vrchní vrstva postupně odstraňuje. Takže prohlubeň 1 cm může být vytvořena ve 2 průchodech místo jednoho. Jak říkají sochaři pracující na mistrovském díle dlátem, odřízněte vše nepotřebné. Stejný princip činnosti s řezacím prvkem vodním paprskem. Pro přesnou reprodukci dílu je lepší použít počítačově řízený stroj.
Jiné než CNC stroje pracují na ruční ovládání, celý řezací stroj je nastaven operátorem, což může způsobit určité nepřesnosti, pokud je špatně nastaven úhel řezu. Takový stroj ale nevyžaduje žádné specifické znalosti. Je výrazně levnější než jeho počítačově řízený protějšek. Malá funkční výbava, na její nastavení přijdete dostatečně rychle. Jednoduché i složité linie, stejně jako standardní geometrické tvary na tomto stroji, zvládne každý, po krátkém seznámení se zařízením stroje, bezpečnostními opatřeními, způsobem plnění vodou s pískovým abrazivem, způsobem výměny úhel řezu.
Jedinečnost technologie řezání vodním paprskem spočívá v tom, že s ní lze řezat téměř jakýkoli druh materiálu. Je důležité si uvědomit, že řezání vodním paprskem je alternativou nejen k mechanickému, ale také laserovému, plazmovému a ultrazvukovému řezání a v některých případech je jedinou možnou alternativou.
Při řezání vodním paprskem se materiál zpracovává tenkým ultravysokorychlostním paprskem vody. Pro zvýšení ničivé síly vodního paprsku se do něj přidávají částice vysoce tvrdého materiálu - abraziva. Někdy se zařízení vodním paprskem nazývá „vodním paprskem“, „řezáním vodním paprskem“, „vodním paprskem“, „GAR“ nebo „vodním paprskem“. V průmyslu se takové stroje používají od roku 1982 a jejich prototypy se objevily v roce 1970.
Co je podstatou procesu řezání vodním paprskem? Pokud je obyčejná voda stlačena pod tlakem asi 4 000 atmosfér a poté prochází otvorem o průměru menším než 1 mm, bude proudit rychlostí převyšující rychlost zvuku 3-4krát. Směrem na obrobek se takový proud vody stává řezným nástrojem. S přidáním abrazivních částic se jeho řezná schopnost stonásobně zvyšuje a je schopen řezat téměř jakýkoli materiál.
Technologie řezání vodním paprskem je založena na principu erozivního (abrazivního) působení abraziva a vodního paprsku. Jejich vysokorychlostní částice pevné fáze působí jako nosiče energie a narážejí na částice produktu, odtrhávají je a odstraňují z řezané dutiny. Rychlost eroze závisí na kinetické energii působících částic, jejich hmotnosti, tvrdosti, tvaru a úhlu dopadu, jakož i na mechanické vlastnosti zpracovávaný materiál.
technologie řezání
Voda čerpaná čerpadlem na ultra vysoký tlak řádově 1000-6000 atmosfér je přiváděna do řezací hlavy. Proud vody unikající úzkou tryskou (tryskou) obvykle o průměru 0,08-0,5 mm při transsonické nebo nadzvukové rychlosti (až 900-1200 m/s a více) vstupuje do směšovací komory, kde se začíná mísit s abrazivem. částice - granátový písek, zrnka elektrokorundu, karbidu křemíku nebo jiného vysoce tvrdého materiálu. Míchaný paprsek vychází z míchací (směšovací) trubky o vnitřním průměru 0,5-1,5 mm a řeže materiál. U některých modelů řezných hlav se abrazivo přivádí do směšovací trubice. K uhašení zbytkové energie paprsku se používá vrstva vody zpravidla 70-100 centimetrů silná.
Jako brusivo se používají různé materiály s tvrdostí Mohs od 6,5. Jejich výběr závisí na typu a tvrdosti obrobku a je třeba mít na paměti i to, že tvrdší brusivo rychleji opotřebovává součásti řezné hlavy. Při řezání vodním paprskem vzniká vlivem abraziva v mnohem větší míře destruktivní schopnost paprsku a voda plní především transportní funkci. Velikost abrazivních částic se volí rovna 10-30 % průměru řezného paprsku, aby byl zajištěn jeho efektivní dopad a stabilní proudění. Typicky je velikost zrna 0,15-0,25 mm (150-250 µm) a v některých případech - asi 0,075-0,1 mm (75-100 µm), pokud chcete získat povrch řezu s nízkou drsností. Předpokládá se, že optimální velikost brusiva by měla být menší než hodnota (ds.t. - dv.s.) / 2, kde ds.t. - vnitřní průměr směšovací trubky, dv.s. - vnitřní průměr vodní trysky.
Typická oblast použití pro technologie řezání vodou
| Vodní paprsek | Řezání vodním paprskem |
| Kůže, textilie, plsť (obuv, kůže, textilní průmysl) | Plechy z oceli, kovy |
| Plasty, pryžové výrobky (automobilový průmysl) | Různé kovové díly (odlitky, ozubená kola atd.) |
| Elektronické desky | Slitiny hliníku, titanu atd., kompozitní materiály, silnostěnné plasty (letecký a kosmický průmysl) |
| Laminované materiály (letecký a kosmický průmysl) | Beton, železobeton, sádrové bloky, masivní dlažební kostky atd. Konstrukční materiály |
| Tepelně izolační, těsnící a protihlukové materiály | Kámen, žula, mramor atd. |
| Potraviny – mražené potraviny, hutné potraviny, čokoláda, pečivo atd. | Sklo, pancéřové sklo, keramika |
| Papír, karton | Kombinované materiály, potahované materiály |
| Dřevo | Dřevo |
| Thermo a Duroplast | Vyztužené plasty |
Typické aplikace pro některá brusiva při řezání
| název | Typický rozsah |
| Granátový písek (skládá se z korundu Al 2 O 3, křemenného písku SiO 2, oxidu železa Fe 2 O 3 a dalších složek) | Široce se používá pro řezání různých materiálů, zejména vysoce legovaných ocelí a slitin titanu |
| Zrna elektrokorundu (skládá se převážně z korundu Al 2 O 3 a také nečistot) nebo jeho odrůd | umělé materiály s velmi vysokou Mohsovou tvrdostí. Používá se pro řezání oceli, hliníku, titanu, železobetonu, žuly a dalších materiálů |
| Zrna karbidu křemíku (SiC) - zelená nebo černá | |
| Křemenný písek (SiO2) | řezání skla |
| Částice silikátové strusky | Řezání plastů vyztužených skleněnými nebo uhlíkovými vlákny |
Výhody, nevýhody a srovnávací charakteristiky
Vodním paprskem nebo vodním paprskem lze řezat téměř jakýkoli materiál. V tomto případě nedochází k mechanickým deformacím obrobku (protože rázová síla paprsku je pouze 1-100 N), ani k jeho tepelným deformacím, protože teplota v zóně řezu je cca 60-90°C. Řezání vodním paprskem má tedy ve srovnání s technologiemi tepelného zpracování (kyslík, plazma, laser atd.) tyto výrazné výhody:
- vyšší kvalita řezu díky minimálnímu tepelnému vlivu na obrobek (žádné natavení, natavení nebo spálení hran);
- možnost řezání materiálů citlivých na teplo (řada ohně a výbušnin, vrstvené, kompozitní atd.);
- ekologická čistota procesu, úplná absence škodlivých emisí plynů;
- výbuch a požární bezpečnost procesu.
Hydroabrazivní paprsek je schopen řezat materiály o tloušťce až 300 mm a více. Řezání lze provádět podél složitého obrysu s vysokou přesností (až 0,025-0,1 mm), včetně zpracování sypkých produktů. S ním můžete dělat úkosy. Je účinný pro slitin hliníku, mědi a mosazi, kvůli jejichž vysoké tepelné vodivosti vyžadují metody tepelného řezání výkonnější zdroje ohřevu. Navíc se tyto kovy hůře řežou laserem kvůli jejich nízké schopnosti absorbovat laserové záření.
Nevýhody vodního abrazivního řezání zahrnují:
- výrazně nižší řezná rychlost oceli malé tloušťky ve srovnání s řezáním plazmou a laserem;
- vysoké náklady na zařízení a vysoké provozní náklady (typické pro řezání laserem) kvůli spotřebě brusiva, elektřiny, vody, výměně směšovacích trubek, vodních trysek a těsnění, které odolají vysokému tlaku, a také nákladům na likvidaci odpadu;
- zvýšená hlučnost v důsledku výdechu paprsku nadzvukovou rychlostí (typické pro plazmové řezání).
Proč všichni nepoužívají stroje GAR?
Pokud mají stroje GAR tolik zjevných výhod, proč je ve svém podniku nepoužívá každý? Odpověď nespočívá v procesu řezání abrazivním materiálem, ale ve schopnosti tento proces řídit. Až dosud vyžadovalo použití instalací od uživatele jak schopnost programovat, tak dovednosti zkušeného operátora.
Lineární rychlost trysky stroje GAR by se měla měnit v závislosti na změnách tvaru dílů. Příliš vysoká rychlost nebo její náhlá změna může vést ke snížení kvality zpracování. V minulosti aplikace vodního paprsku vyžadovaly ruční nastavení programů, aby bylo možné ovládat rychlost řezací hlavy.
Nicméně i nejvíce nejlepší program vyžadovali zkušené operátory, aby udržovali instalace, kteří by mohli kontrolovat jejich rychlost. Když se paprsek abrazivního materiálu pohyboval podél linie řezu, operátor upravil rychlost trysky a tím optimalizoval proces.
Příliš vysoká rychlost měla negativní vliv na kvalitu a přesnost hran. Příliš nízká snížená přesnost a prodloužený čas. Pokud by tryska GAR prošla rohem příliš rychle, mohlo by to mít špatný vliv na tvar a kvalitu řezu.
Díky tomu se stroje pro řezání vodním paprskem začaly používat v hromadné výrobě, která nevyžaduje vysokou přesnost, například pro výrobu stovek dílů pomocí osvědčeného programu nebo pro řezání materiálů, které nelze zpracovat jinými technologiemi. Objevily se stroje společnosti "WaterJet Corp." (Itálie) tento proces značně zjednodušila. Vodní paprsek se stal mnohem dostupnější a zařízení se snáze ovládá.
Kromě toho společnost vyrábí instalace se 4 a 5 řízenými osami (obrázek č. 1), které umožňují komplexní řezání dílů z plošného materiálu. Například: řezání dílů s vnitřním a vnějším zkosením podél jakýchkoli zakřivených povrchů, řezání šikmých otvorů libovolného profilu s přímou tvořící přímkou a zpracování složitých zakřivených drážek.
Kromě 4- a 5osého řezání dílů z plošného materiálu, realizovaného pomocí řezací hlavy, vyrábí Water Jet stroje pro objemové 5osé řezání vodním paprskem, které má schopnost směrovat vodní paprsek pod libovolným úhlem ke stolu povrch, včetně horizontálního..
Příklady zpracování
7 hlavních důvodů, proč si vybrat stroj na řezání vodním paprskem:
Stroje na řezání vodním paprskem - na dlouhou dobu byly považovány za zařízení určená pouze pro vysoce kvalifikované odborníky. Za posledních několik let se však toto zařízení hodně změnilo. Díky novým technologiím je téměř každá strojírna resp výrobní podnik si může dovolit koupit a efektivně používat vysoce přesný systém řezání vodním paprskem, a to i s malými nebo žádnými zkušenostmi. Společnost Waterjet Corp. způsobil revoluci v oboru tím, že nabídl první skutečně dostupný systém, který kombinuje sílu abrazivního tryskání s přesným obráběním.
- 1. Široká škála zpracovávaných materiálů
Řezání vodním paprskem je vhodné pro různé materiály, včetně kovů, keramiky, kompozitu, skla, mramoru a žuly.
- 2. Vysoká kvalita zpracování hran
Po řezání na WaterJet Corp. hrany materiálu jsou hladké jako pískované. Žádné ostré hrany, otřepy, nerovné hrany.
- 3. Žádné zahřívání během zpracování
Vzhledem k tomu, že stroje na řezání vodním paprskem používají vodu a abrazivo, řezaný materiál se během procesu řezání téměř nezahřívá. Proto je ideální pro materiály, které se vlivem vysoké teploty deformují nebo reagují na teplo jiným způsobem (například titan).
- 4. Šetrné k životnímu prostředí
Řezání kovů vodním paprskem je technologie řezání, která dnes dominuje v hutnictví, válcování kovů a strojírenství. Řezání kovů vodou nahradilo plazmové a klasické řezání na řezacích strojích.
Poprvé byla tato metoda vyvinuta a aplikována v leteckém průmyslu pro řezání leteckého hliníku. americká společnost, která tuto metodu vynalezla, po provedení výzkumu a analýzy poskytla statistiky o tom, jak efektivně se v průmyslu používá řezání vodním paprskem.
Velké strojírenské závody se dnes neobejdou bez řezání vodním paprskem: umožňuje dosáhnout maximální přesnosti při výrobě dílů z oceli a žáruvzdorných materiálů.
Výhody metody
Řezání kovů vodním paprskem je nepostradatelné pro zpracování silnostěnných obrobků. Získat skutečně kvalitní linii řezu je možné pouze tímto způsobem. Použití hydraulického řezání je relevantní při pokládání potrubí, ve kterých bude vysoký tlak. Po řezání nezůstane na celé lince bez ohledu na její délku žádný vodní kámen ani otřepy: není potřeba žádné další zpracování.
Je třeba mít na paměti, že stroj tohoto typu je dražší než jednodušší analogy. Ale počáteční náklady jsou kompenzovány cenou Dodávky, spojovací prvky a další jednotky. Dalším plusem práce s hydraulikou je, že ani při dlouhé práci není žádná kouřová clona, prach nelétá na všechny strany. Kromě toho nemusíte sledovat, jak ostrý je řezný nástroj, pravidelně jej vyměňovat a kupovat volitelná výbava pro ostření.
Způsob řezání kovu vodním paprskem zároveň umožňuje údržbu vysoká rychlost výroby díky vysoké rychlosti zpracování kovových polotovarů. Řezná rychlost se nemění ani při zpracování silnostěnných obrobků. Stroj vodním paprskem zároveň umožňuje zpracovávat nejen kovové, ale i skleněné, pryžové, plastové a další vícevrstvé obrobky.
Hlavní zařízení strojů
Vzhledem k tomu, že stroje vodním paprskem jsou univerzální v použití, mají velmi specifické zařízení, které jim umožňuje řezat nejen kovy.
Technologie je založena na přívodu vody pod vysokým tlakem přes trysku k obrobku pod určitým úhlem. Kapalina obsahuje abrazivní materiál, který je pomocnou složkou řezání. Nejčastěji používaný písek, rozdrcený na mikročástice. Před krmením se voda a zrnka písku smíchají ve speciální předběžné nádrži. Důkladně promíchaná směs se přivádí do trysky stroje.
Vodní řezačka na kov
V závislosti na daném programu je vytvořený paprsek přiváděn na obrobek. Tryska trysky je umístěna na pohyblivé hlavě, kterou lze libovolně otáčet a naklánět. Rychlost řezání vodou je srovnatelná pouze s plazmovou řezačkou, ale přesnost a kvalita je srovnatelná pouze s dlouhodobým řezáním laserem.
Moderní rozsah
Trendy technického růstu neobešly ani hydraulický abrazivní řezací stroj. Moderní zařízení tohoto typu umožňuje:
Obsluha CNC strojů
Pokrok v oblasti řezání kovů vodním paprskem se rychle vyvíjel a stroje tohoto typu se rozhodly vybavit CNC. Numerický ovládání programu umožnilo dosáhnout větší přesnosti při řezání a výrazně urychlit proces. Ve srovnání s prací kutila dokáže elektronicky řízený stroj řezat složitější tvary a řezat pod různými úhly.
CNC stroje se používají k výrobě polotovarů z různých ocelí, hliníku, mědi, bronzu a dalších široce používaných kovů.
Výhody CNC strojů vodním paprskem jsou vyjádřeny v těchto momentech:
Ruční zařízení
Existuje řada strojů vodním paprskem, které nejsou vybaveny CNC, a v nich musí mistr nastavovat řezné parametry vlastníma rukama. Zde je komfort práce mnohem horší, snižuje se přesnost a kvalita zpracování. Mnoho faktorů závisí na tom, jak profesionální je obsluha stroje. Ale, stejně jako všude jinde, existují pozitiva, která uvidíme v tomto seznamu:
- Klasické ruční stroje jsou mnohem levnější než počítačem řízená zařízení.
- Po pochopení tlačítek a pák se s prací na tomto stroji vyrovná i osoba bez specializovaného vzdělání.
- Na takovém zařízení je možné získat většinu jednoduchých dílů a přířezů s jednoduchými geometrickými tvary.
- I na ručním stroji je možné získat kvalitní řez pod různými úhly, řezat materiál tak, jak to vyžaduje technologie.
Spotřební materiál a samostatná konstrukce stroje
Aby stroj vodním paprskem plně fungoval, je nutné pouze včas vyměnit abrazivní materiály a opotřebované prvky, které nakonec ztrácejí svůj zdroj. Míra spotřeby abraziva závisí na tloušťce řezaného materiálu: také se stává, že stroj spotřebuje asi 300 g mikročástic písku za minutu.
Při zpracování kovu maximální tloušťky bude spotřeba ještě větší, asi 500-600 g za minutu. Mezi díly, které často vyžadují výměnu, patří různá těsnění a prvky vysokotlakého čerpadla. Posledně jmenované často selhávají, protože stroj vždy pracuje s extrémně vysokým tlakem, což vytváří zatížení dílů.
Pokud jde o stavbu takového stroje svépomocí, existuje jeden problém, který je téměř nemožné vyřešit - nízká kvalita vlastních dílů. Faktem je, že konstrukce stroje s vodním paprskem vyžaduje spoustu jedinečných dílů a dílů, které bude třeba objednat u soustružníka a nějak vytvořit vlastními rukama. Životnost takových dílů zpravidla nepřesáhne několik dní, s ohledem na tlak, který je třeba řešit.
V důsledku toho budete muset koupit originální náhradní díly, kompletní sestavy, zatímco ostatní díly zůstanou doma vyrobené nebo převzaté z analogů. Co se týče peněžních nákladů, utratíte téměř tolik, co by stál nový plnohodnotný stroj na vodní paprsek, navíc také vynaložíte spoustu úsilí.
Nové průmyslové zařízení pro řezání vodním paprskem stojí od 3 milionů rublů a použité lze zakoupit mnohem levněji.
Video: Řezání kovů vodním paprskem
Stroje na řezání vodním paprskem se používají pro zpracování kovů, kamene, plastů, skla ve vojenském, leteckém a nástrojářském průmyslu, strojírenství. Řezání pomocí této technologie je efektivní a rychlý proces, který umožňuje reprodukovat přesné detaily z téměř jakéhokoli materiálu.
Možnosti stroje
Při porovnávání technických vlastností CNC strojů vodním paprskem se jako reference používá kámen. Koneckonců, je velmi obtížné zpracovat a má vysokou hustotu. Proto, když se vyrovnalo s kameny, zařízení snadno řezá jakékoli jiné materiály.
V režii tenkého paprsku pod tlakem na kámen voda řeže skály. Současně může být řezná linka libovolné konfigurace, takže technologie umožňuje vytvářet složité vyřezávané vzory a ozdoby.
Abrazivní řezání kovů si dokáže poradit i s jedním z nejvíce silné kovy- titan. Je pouze nutné zadat správné souřadnice do elektronického mozku a zahájit proces. Nárazová síla je určena kombinací následujících charakteristik nastavených operátorem:
- tlak trysky;
- dodávka brusiva;
- rychlost a charakter dodávky vody;
- množství abrazivních částic;
- vlastnosti abrazivních částic.
Jako řezné částice lze použít širokou škálu materiálů, včetně:
- granát pro slitiny titanu a vysokopevnostní oceli;
- aglomerát pro kámen;
- písek se používá k řezání skla;
- strusky silikátového původu pro plasty.
Jedním z nejoblíbenějších brusných materiálů je granátový písek, který zahrnuje různé části křemenného písku, korundu, oxidu železa.
Princip činnosti a typy strojů na řezání vodním paprskem
CNC řezací stroj vodním paprskem funguje následovně:
- čerpadlo přivádí vůl do pracovní hlavy, zde se vytváří proud vody požadovaného průměru. Dostává se do míchačky, kde se tvoří směs vody a písku, odtud směřuje přímo do trysky. Průměr trysky může být od 1 do 5 mm;
- z trysky se vylévá směs pod tlakem od 100 do 6000 bar, přičemž dochází k vyrážení částic materiálu. Rychlost směsi je několikanásobně vyšší než rychlost zvuku. Hlava se otáčí v širokém rozsahu a je řízena automatizací;
- existuje proces umělé eroze, který umožňuje pracovat s kamennými deskami o tloušťce až 300 mm.
Zpracování měkkých materiálů, jako je dřevo, pryž, některé plasty, se provádí bez abrazivních částic, čistou vodou. Tryska se nasazuje na safír nebo rubín a tryska by měla mít minimální průměr. Takové trysky vydrží déle, protože čistá voda má měkčí účinek na spotřební materiál.
Zařízení pro řezání vodním paprskem se liší zařízením, účelem, výkonem a cenou:
- CNC stroje;
- přenosný.
CNC stroje provádějí řezání podle načtených parametrů a výkresů. Vytvářejí složité tvarované produkty s malým nebo žádným zásahem operátora. Výrobní dílny obvykle vybaveny takovým zařízením.
Přenosné stroje jsou dobré pro řezání jakéhokoli materiálu na těžko dostupných a nebezpečných místech, jako jsou tunely. Práce je provedena velmi rychle a přesně. Proto tento druh zpracování je velmi ekonomické.
Konstrukce stroje
Řezání vodním paprskem je zpracování pevných materiálů o hustotě cca 2,5 tuny/metr krychlový za použití směsi pevných částic a vody na principu eroze. Řezná směs je na materiál nanášena silným tlakem, vodním proudem malého průměru přes speciálně tvarovanou hlavu. Rychlost zpracování závisí na parametrech materiálu.
CNC stroje vodním paprskem jsou kombinací několika modulů, včetně namontovaných:
- mechanismus podávání pevných částic;
- koupelnový stůl;
- vysokotlaké vodní čerpadlo;
- portál;
- pohyblivá hlava;
- mechanismus distribuce tlaku;
- nádoba na abrazivní směs.
Stroj na řezání vodním paprskem je navíc vybaven automatickými systémy měření a řízení, které zlepšují přesnost.
Hlavice jsou vyrobeny z umělých minerálů, jsou poměrně drahé a vyžadují pravidelnou výměnu. Míchací trubice vyrobené z odolných kovů také podléhají výměně.
Zpracování se provádí na speciálně navrženém stole.
Metoda řezání vodním paprskem má mnoho výhod:
- při provozu specializovaného stroje je odpad minimální;
- povrchu kamene není dána zbytečná drsnost;
- kov není pokryt vodním kamenem;
- zpracování probíhá při pokojové teplotě, je vyloučeno přehřátí materiálu;
- kvalita získaných dílů je nejvyšší;
- je možná široká škála typů řezání vodním paprskem, včetně těch napodobujících ruční řezbářství;
- materiál není deformován;
- můžete zcela odstranit přední vrstvu z obrobku nebo zkosení;
- neuvolňují se škodlivé páry, plyny, saze;
- Je možné zpracovávat desky o tloušťce větší než 15 cm.
Pracují CNC stroje na řezání vodním paprskem automatický režim, ruční práce se neuplatňuje. Všechny zpracované materiály si plně zachovávají své primární kvality.
Speciální nástroje pro CNC stroje
Výškové a kolizní senzory monitorují vzdálenost mezi povrchem materiálu a tryskou. Zabraňují pohybu hlavy pod tlakem vody a kolize se svislými plochami během provozu. Před zahájením práce regulátor určí tloušťku materiálu a požadovanou pracovní hloubku. Během provozu senzor pravidelně upravuje práci v závislosti na již provedených operacích.
Laserové ukazovátko umožňuje přesné „zamíření“ při pokládání dílu na pracovní desku, rychlé umístění trysky. Funkce se aplikuje na malé a velké souřadnicové tabulky. Ukazatel je spolehlivě chráněn před vodou díky silnému vodotěsnému pouzdru.
Substrát se používá pro zpracování malých dílů, zlepšuje kontakt mezi vodním pískem a materiálem. Substráty mají speciální strukturu, která snadno prochází vodou a bezpečně drží díl.
Ke každému stroji je dodávána sada svorek. S jeho pomocí jsou na desce stolu pevně upevněny detaily různých velikostí a tvarů.
Chlazení čerpadla je povinné pro efektivní práce. Může být uzavřený nebo splývavý. Uzavřené je ekonomičtější.
Dávkovač abraziva řídí množství abraziva pro zpracování materiálu různé tloušťky. Odstraňuje přerušení dodávky abraziva, což je velmi důležité při řezání cenných materiálů, jejichž zpracování čistou vodou je může zničit.
Systém čištění vody zabraňuje usazování minerálů na ventilech, pantech a dalších prvcích CNC stroje. Voda se čistí od vápníku a železa. Přípustné množstvíželeza v 1 litru vody není více než 10 miligramů. Systém čištění zlepšuje produktivitu a životnost CNC stroje.
Videa ukazují řezání vodním paprskem ve 3D a 2D:
