Technologie des Wasserstrahlschneidens. Wasserstrahlschneiden

Das Wasserstrahlschneiden von Metall ist eine der wichtigsten Methoden zum Schneiden von Metall, auf die die metallverarbeitende Industrie nicht verzichten kann. Es gibt eine Vielzahl von Wasserstrahlschneidmaschinen, die in puncto Bearbeitungsqualität oft Plasmaschneidmaschinen übertreffen.

Anzumerken ist, dass das Wasserstrahlschneiden nicht nur im Maschinenbau gefragt ist. Erstmals wurde diese Methode der Metallbearbeitung von einem amerikanischen Flugzeughersteller eingesetzt und ist seitdem weltweit verbreitet.

Merkmale des Wasserstrahlschneidens

Bei der Bearbeitung dickwandiger Werkstücke aus verschiedenen Metallarten spielt die Wasserstrahlschneidetechnik eine bedeutende Rolle. Experten weisen auf die besondere Rolle von Wasserstrahlschneidemaschinen bei der Herstellung von Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern und Typen hin. Die Technologie ermöglicht es, Metall so zu bearbeiten, dass keine Zunder und andere Folgen des Schneidens auf den Werkstücken entstehen.

Trotz der relativ hohen Kosten derartiger Vorrichtungen sind sie recht einfach zu handhaben und benötigen keine zusätzlichen Knoten zur Befestigung der zu bearbeitenden Werkstücke. Außerdem entstehen beim Arbeiten mit Wasserstrahlmaschinen keine Staubwolken aus Produktionsabfällen. Da das Schneidwerkzeug praktisch nicht vorhanden ist, muss es weder ausgetauscht noch auf seine Schärfe überwacht werden.

Das abrasive Schneiden von Metall erfolgt mit einem Wasserstrahl und abrasiven Elementen. Dies ermöglicht es, die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Materialien nicht zu verlangsamen, selbst wenn sie sehr auffällige Abmessungen haben.

Die Genauigkeit und Vielseitigkeit des Wasserstrahlschneidens ermöglicht es Ihnen, nicht nur Metalle, sondern auch Glas-, Kunststoff- und Holzteile zu bearbeiten. Darüber hinaus sind Wasserstrahlschneidanlagen sicher in der Anwendung und können in fast jeder Branche installiert werden.

Geräteklassifizierung

Wasserstrahlmaschinen werden oft in manuelle Maschinen und Maschinen mit numerischer Steuerung (CNC) unterteilt.

Die Konstruktion von Schleifmaschinen für die Metallzerspanung wirkt sich erheblich auf ihre technischen Eigenschaften und ihre Produktionskapazität aus.

Manuelle Geräte

Nicht-CNC-Maschinen werden vollständig vom Bediener gesteuert, der alle Parameter für die zukünftige Bearbeitung von Teilen einstellt. Darüber hinaus muss der Bediener bestimmte Arbeitsschritte mit Rohlingen selbst durchführen. Aber solche Geräte haben eine Reihe von Vorteilen:

1. Relativ niedriger Preis.
2. Wasserstrahlschneiden von Titan, Aluminium und anderen Materialien in gleicher Qualität.
3. Einfache Pflege und Verwaltung, die vom Bediener keine großen Kenntnisse und Erfahrungen auf dem Gebiet der Metallbearbeitung erfordern.
4. Eine ausreichende Anzahl von Funktionen, mit denen Sie einfache Teile mit regelmäßigen geometrischen Formen erstellen können.

CNC-Maschinen

Numerisch Software, installiert auf Wasserstrahlmaschinen, erhöht deren Funktionalität und Produktionseffizienz erheblich. Mit CNC-Maschinen können Sie alle Arten von Metallrohlingen in hoher Qualität und mit hoher Genauigkeit bearbeiten. Automatisierte Geräte haben folgende Vorteile:

• Mit der Software können Sie Löcher mit dem erforderlichen Durchmesser in den Werkstücken erstellen.
• Nach Abschluss aller etablierten Operationen muss das Teil nicht weiter bearbeitet werden.
• Die Software bietet Ihnen die Möglichkeit, für jedes Werkstück einen individuellen Bearbeitungsmodus auszuwählen. Das Gerät selbst wählt die erforderlichen Strahlanzeigen und andere Parameter aus.
• CNC-Maschinen können die Qualität des Schnitts kontrollieren und gemäß dem festgelegten Programm und der Abfolge der Aktionen der Maschine selbstständig ändern.

Gleichzeitig weist ein solches Gerät eine Reihe erheblicher Nachteile auf. Erstens übersteigen die Kosten eines CNC-Wasserstrahls den Preis eines manuellen Gegenstücks erheblich. Zweitens muss der Bediener, um die Parameter der durchgeführten Arbeit richtig einzustellen, über gewisse Kenntnisse auf dem Gebiet der Metallbearbeitung und Erfahrung in der Herstellung von Teilen auf automatisierten Maschinen verfügen.

Umfang und Funktionsmerkmale

Wasserstrahlmaschinen gelten als das am besten geeignete Werkzeug zum Schneiden von Metall, werden jedoch häufig für andere Zwecke eingesetzt. Hier sind die häufigsten Anwendungen für diese Geräte:

1. Mit CNC-Maschinen können Sie recht komplexe geometrische Formen ohne ständige Kontrolle und Beteiligung des Bedieners erstellen. Darüber hinaus verbessert das auf einer solchen Maschine installierte Programm die Genauigkeit seiner Arbeit erheblich.
2. Fertige Rohlinge erfordern kein zusätzliches Schleifen und andere Arten der Endbearbeitung. Es kann im gewünschten Neigungswinkel gearbeitet werden, ohne dass die Qualität beeinträchtigt wird.
3. Die Abrasiv-Schneidtechnologie ermöglicht es Ihnen, mit Teilen mit großer Dicke zu arbeiten. Zum verschiedene Metalle Indikatoren werden anders sein. Zum Beispiel für Titan - 1,5-2 cm und für Kupfer - 5 mm.
4. Mit Hilfe von Schleifmaschinen werden Designobjekte und verschiedene Dekorationen erstellt, aber dafür werden spezielle Modifikationen von hydroabrasiven Geräten verwendet.

Das Funktionsprinzip dieser Geräte basiert auf der Zufuhr von Wasser unter hohem Druck. Beim Wasserstrahlschneiden wird neben Wasser auch Granatsand verwendet. Wasser und Zusatzkomponenten werden in separaten Behältern gelagert und erst während des Schneidvorgangs zu einem einzigen Strahl vermischt. Die Qualität der Bearbeitung von Teilen mit einem solchen Gerät ist dem Schneiden von Metall mit einem Laser sehr ähnlich. Durch die Anpassung der Strahlparameter können Sie Werkstücke in den gewünschten Winkeln bearbeiten.

Video: Schneiden mit Wasser mit der Präzision eines Skalpells – Wasserstrahlschneiden von Metall.

Bedienung der Maschine und ihre Konstruktionsmerkmale

Die Struktur dieses Geräts ist so, dass es fast unmöglich ist, es mit Ihren eigenen Händen und zu Hause herzustellen. Darüber hinaus können sogar Maschinen von nicht verifizierten Herstellern gefährlich in der Verwendung oder einfach von schlechter Qualität sein. Dies wirkt sich auf die Verarbeitung der Rohlinge und die Lebensdauer des Produkts aus.

Aber auch hochwertige Wasserstrahlmaschinen erfordern eine hochwertige persönliche Betreuung. Zunächst sollten Sie auf abgenutzte Strukturelemente und Verbrauchsmaterialien achten.

Es ist erwähnenswert, dass leistungsstarke Maschinen in wenigen Betriebsminuten eine ziemlich große Menge Schleifmittel verbrauchen, sodass es relativ oft gewechselt werden muss. In den Anleitungen zu jedem Gerät finden Sie Informationen darüber, welche Mikropartikel am besten verwendet werden, um mit maximaler Effizienz zu arbeiten.

Es wird empfohlen, bei der Arbeit mit dem Gerät besonders auf die Wasserqualität zu achten. Vor der Verwendung wird die Flüssigkeit einer speziellen Filtration unterzogen und erst danach im Prozess der Teilebearbeitung verwendet. Die Verwendung von minderwertigem Wasser beeinträchtigt das Schneiden von Werkstücken und die Betriebsdauer der Maschine selbst.

Am häufigsten brechen bei Vorrichtungen dieser Art der Schleifmittelzufuhrmechanismus und die Führungsrohre. Ein wichtiges Element dieses Geräts ist die Pumpe, ohne die es nicht möglich ist, den normalen Druck in der Maschine aufrechtzuerhalten, was sich äußerst negativ auf die Verarbeitungsqualität auswirkt.

Das bekannte Sprichwort, dass Wasser einen Stein abnutzt, verschweigt die Tatsache, dass es auch Metall schneidet, und zwar nicht für Jahrhunderte, sondern sofort. Es wurde viel über das Schneiden von Metall mit eigenen Händen mit Plasmatrons gesagt - Wasser, das sich unter dem Einfluss von Elektrizität in einen Plasmabogen verwandelt. Aber es gibt einen anderen Weg, der einen saubereren Schnitt ergibt, der nicht nachbearbeitet werden muss - das ist. Das Trennen des Teils mit Wasser ohne spezielle Vorbereitung der Flüssigkeit führt zu weniger glatten Kanten der Werkstücke, dann müssen Sie sie zusätzlich mit Ihren eigenen Händen mit gewaltsamen Werkzeugen bearbeiten. Sofern mit dem unter Druck zugeführten Wasser-Sand-Gemisch bis zu 20 cm dicke Metalle geschnitten werden, ist es besser, wenn die Kanten der Werkstücke nicht weiter bearbeitet werden müssen. Und nur ein vorbereitender Prozess ist das Filtern des Wassers.

Vorteile des Wasserstrahls

Das Wasserstrahlschneiden wurde für die Herstellung von Luftfahrtteilen entwickelt. Anschließend wurde diese Methode als die beste bei der Verarbeitung von feuerfesten Materialien und Stählen bezeichnet. Jetzt wird es in Fabriken eingesetzt, in denen CNC-Geräte arbeiten. Wasserschneiden ist nicht weniger wichtig für Autowerkstätten und die Herstellung von Haushaltsgegenständen mit eigenen Händen, bei denen Geräte ohne Befestigungselemente verwendet werden.

Der Niedertemperaturbetrieb bietet Vorteile bei der Stahlverarbeitung. Das Schneiden von Metall mit Plasma oder Gas führt zu einer starken Erwärmung des Metalls, was Oxidation und andere Nebenwirkungen (abhängig von den individuellen Eigenschaften des Metalls) verursacht. Der Aufprall von Schleifkörnern, die unter hohem Druck mit Wasser zugeführt werden, auf das Metall würde ebenfalls zu einer Erwärmung des Blechs und dessen Schmelzen führen, aber das Schneiden ist so schnell, dass es in Bezug auf Sauberkeit nur mit einem Laser und in Bezug auf Geschwindigkeit verglichen werden kann mit einem Plasmabrenner. Die Erwärmung der behandelten Oberfläche während des Betriebs ist angemessen - sie ist so unbedeutend, dass nicht einmal Zunder vorhanden ist. Da es keine Abhängigkeit von der Größe der Ausrüstung und der Arbeitsweise gibt - ohne menschliches Eingreifen oder Schneiden durch Ausrüstung auf manuelle Steuerung.

Ein angenehmer Moment beim Heimwerken ist, dass die Geräte keine starken Gerüche, Rauch und Staub produzieren. Auch das Vorhalten von Ersatz-Schneidwerkzeugen entfällt, diese Geräte arbeiten ohne harte Schneide – nur sehr feiner Sand mit Wasser. Ein Skalpell, das dicke Metallstücke mit chirurgischer Präzision trennt, ist Wasser, das unter Druck in die Düse eintritt, am Auslass der Düse mit abrasiven Mikropartikeln gesättigt ist und durch sofortiges Mischen eine kraftvolle Schneidmischung erhalten wird.

Der gesamte Schneidzyklus, sowohl auf CNC-Maschinen im Werk als auch mit Ihren eigenen Händen auf einer konventionellen Maschine, wird in einem Schritt durchgeführt. Dünne und dicke, feuerfeste und duktile Materialien werden ohne Einschränkungen mit der gleichen Geschwindigkeit geschnitten. Maschinen mit der Fähigkeit, mehrere Teile gleichzeitig zu bearbeiten - dies ist eine Möglichkeit, die erforderliche Bearbeitung von Metall und Glas, Kunststoff und Gummi in kürzester Zeit durchzuführen, da die Ausrüstung nicht neu konfiguriert werden muss . Teile aus Werkstoffen unterschiedlicher Härte werden ggf. in einem Arbeitsgang bearbeitet.

Wenn Sie Materialien mit Ihren eigenen Händen verarbeiten, ist es rentabler, sie einzeln zu verarbeiten, um Zeit zu sparen, die zum Fixieren der Materialien auf der Arbeitsfläche erforderlich gewesen wäre, und das kombinierte Teil, das aus mehreren völlig unterschiedlichen Materialien besteht, wird sein Leichtes und präzises Schneiden mit einer Hochdruck-Hydroabrasiv-Mischung.

Anwendung von Wasserstrahlschneidemaschinen

Geräte, die mit hydroabrasiver Suspension betrieben werden, werden verwendet für:

1. Künstlerisches Schneiden von Metall mit Wasser und anderen Materialien mit verschiedenen technische Spezifikationen. Dünne und breite Teile können nicht nur rechtwinklig geschnitten werden. Eine Veränderung der Neigung des Schneidstoffes hat keinen Einfluss auf die Sauberkeit der Schnittkanten. Keines der Materialien, die diese Ausrüstung schneidet, muss weiter bearbeitet werden, das Teil unter der hydraulischen Schneidemaschine kommt zu 100 % fertig heraus.
2. Die komplexesten Elemente, die sich in mehreren Fragmenten wiederholen, und Teile, die eine erhöhte Genauigkeit erfordern, werden am besten auf einer programmierbaren Wasserschneidemaschine ausgeführt. Computer Programm besser als ein Mann Bewältigen Sie präzise Aufgaben für die Bearbeitung von Teilen, die keine Abweichungen tolerieren. Für Kreativität und die Herstellung von Gegenständen, die nicht in komplexe mechanische Einheiten eingebunden sind, sind manuelle Geräte durchaus geeignet.
3. Die maximale Metalldicke zum Schneiden mit Wasser beträgt, wie bereits erwähnt, 200 mm, es gibt jedoch Ausnahmen. Hydroabrasive Suspension kann Kupfer mit einer Dicke von nur 5 mm, feuerfeste Legierungen mit einer Dicke von bis zu 12 mm und Titan mit einer Dicke von bis zu 17 mm schneiden. Wenn Sie sich den Umfang dieser Metalle und ihre Kosten ansehen, dann ist der Verlust nicht so groß.
4. Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen ein Ornament aus Kupfer oder Messing herstellen müssen, wird die oberste Schicht schrittweise entfernt. So kann eine Aussparung von 1 cm in 2 Durchgängen statt in einem durchgeführt werden. Wie Bildhauer sagen, die mit einem Meißel an einem Meisterwerk arbeiten, schneiden Sie alles Unnötige ab. Das gleiche Funktionsprinzip mit einem Wasserstrahl-Schneidelement. Für eine genaue Reproduktion des Teils ist es besser, eine computergesteuerte Maschine zu verwenden.

Nicht-CNC-Maschinen arbeiten mit manueller Steuerung, die gesamte Schneidemaschine wird vom Bediener eingerichtet, was zu einigen Ungenauigkeiten führen kann, wenn der Schnittwinkel falsch eingestellt ist. Eine solche Maschine erfordert jedoch keine spezifischen Kenntnisse. Es ist deutlich günstiger als sein computergesteuertes Pendant. Wenig funktionelles Gerät, man kann seine Einstellungen schnell genug herausfinden. Einfache und komplexe Linien sowie geometrische Standardformen auf dieser Maschine können von jedem ausgeführt werden, nachdem er sich kurz mit dem Gerät der Maschine, den Sicherheitsvorkehrungen, der Methode zum Befüllen mit Wasser mit sandigem Schleifmittel und der Methode vertraut gemacht hat Ändern des Schnittwinkels.

Die Einzigartigkeit der Wasserstrahl-Schneidtechnologie liegt darin, dass sie zum Schneiden nahezu aller Arten von Materialien verwendet werden kann. Es ist wichtig zu beachten, dass das Wasserstrahlschneiden nicht nur zum mechanischen, sondern auch zum Laser-, Plasma- und Ultraschallschneiden eine Alternative darstellt und in einigen Fällen die einzig mögliche ist.

Beim Wasserstrahlschneiden wird das Material mit einem dünnen Ultrahochgeschwindigkeits-Wasserstrahl bearbeitet. Um die Zerstörungskraft des Wasserstrahls zu erhöhen, werden ihm Partikel eines sehr harten Materials - eines Schleifmittels - hinzugefügt. Manchmal wird Wasserstrahlausrüstung als "Wasserstrahl", "Wasserstrahlschneiden", "Wasserstrahl", "GAR" oder "Wasserstrahl" bezeichnet. In der Industrie werden solche Maschinen seit 1982 eingesetzt, und ihre Prototypen erschienen 1970.

Was ist das Wesen des Wasserstrahlschneideverfahrens? Wenn gewöhnliches Wasser unter einem Druck von etwa 4000 Atmosphären komprimiert und dann durch ein Loch mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm geleitet wird, fließt es mit einer Geschwindigkeit, die die Schallgeschwindigkeit um das 3-4-fache übersteigt. Auf das Werkstück gerichtet, wird ein solcher Wasserstrahl zum Schneidwerkzeug. Durch die Zugabe von Schleifpartikeln erhöht sich seine Schneidfähigkeit um das Hundertfache und es ist in der Lage, fast jedes Material zu schneiden.

Die Technologie des Wasserstrahlschneidens basiert auf dem Prinzip der erosiven (abrasiven) Wirkung eines Schleifmittels und eines Wasserstrahls. Ihre Hochgeschwindigkeits-Festphasenpartikel wirken als Energieträger und reißen beim Auftreffen auf die Produktpartikel diese ab und entfernen diese aus der geschnittenen Kavität. Die Erosionsrate hängt von der kinetischen Energie der einwirkenden Teilchen, ihrer Masse, Härte, Form und Auftreffwinkel sowie von ab mechanische Eigenschaften verarbeitetes Material.

Schneidetechnik

Wasser, das von einer Pumpe auf einen ultrahohen Druck in der Größenordnung von 1000–6000 Atmosphären gepumpt wird, wird dem Schneidkopf zugeführt. Durch eine schmale Düse (Düse) in der Regel mit einem Durchmesser von 0,08-0,5 mm mit transsonischer oder Überschallgeschwindigkeit (bis zu 900-1200 m/s und mehr) tritt der Wasserstrahl in die Mischkammer ein, wo er beginnt, sich mit dem Schleifmittel zu vermischen Partikel - Granatsand , Körner aus Elektrokorund, Siliziumkarbid oder anderen hochharten Materialien. Der Mischstrahl kommt aus dem Mischrohr (Mischrohr) mit einem Innendurchmesser von 0,5-1,5 mm und schneidet das Material. Bei einigen Modellen von Schneidköpfen wird das Strahlmittel in das Mischrohr geleitet. Um die Restenergie des Strahls zu löschen, wird in der Regel eine Wasserschicht von 70 bis 100 Zentimetern Dicke verwendet.

Als Schleifmittel werden verschiedene Materialien mit einer Mohs-Härte ab 6,5 verwendet. Ihre Wahl hängt von der Art und Härte des Werkstücks ab, außerdem sollte bedacht werden, dass ein härteres Schleifmittel die Schneidkopfkomponenten schneller verschleißt. Beim Wasserstrahlschneiden entsteht die zerstörerische Wirkung des Strahls durch das Abrasiv viel stärker und Wasser übernimmt hauptsächlich eine Transportfunktion. Die Größe der Schleifpartikel wird mit 10-30 % des Durchmessers des Schneidstrahls gewählt, um eine effektive Wirkung und einen stabilen Fluss zu gewährleisten. Typischerweise beträgt die Korngröße 0,15-0,25 mm (150-250 µm) und in einigen Fällen - etwa 0,075-0,1 mm (75-100 µm), wenn Sie eine Schnittfläche mit geringer Rauheit erhalten möchten. Es wird angenommen, dass die optimale Größe des Schleifmittels kleiner als der Wert (ds.t. - dv.s.) / 2 sein sollte, wobei ds.t. - der Innendurchmesser des Mischrohrs, dv.s. - der Innendurchmesser der Wasserdüse.

Typisches Anwendungsgebiet für Wasserschneidtechnologien

Wasserstrahlschneiden	Wasserstrahlschneiden
Leder, Textilien, Filz (Schuh-, Leder-, Textilindustrie)	Bleche aus Stahl, Metallen
Kunststoffe, Gummiprodukte (Automobilindustrie)	Diverse Metallteile (Gussteile, Zahnräder etc.)
Elektronische Platinen	Legierungen aus Aluminium, Titan etc., Verbundwerkstoffe, dickwandige Kunststoffe (Luft- und Raumfahrtindustrie)
Laminierte Materialien (Luft- und Raumfahrtindustrie)	Beton, Stahlbeton, Gipskartonplatten, Vollpflaster usw. Baustoffe
Wärmedämmende, abdichtende und geräuschmindernde Materialien	Stein, Granit, Marmor usw.
Lebensmittel - gefrorene Lebensmittel, dichte Lebensmittel, Schokolade, Backwaren usw.	Glas, Panzerglas, Keramik
Papier, Pappe	Kombinierte Materialien, beschichtete Materialien
Holz	Holz
Thermo- und Duroplast	Verstärkter Kunststoff

Typische Anwendungen für einige Schleifmittel beim Schneiden

Name	Typischer Umfang
Granatsand (besteht aus Korund Al 2 O 3 , Quarzsand SiO 2 , Eisenoxid Fe 2 O 3 und weiteren Bestandteilen)	Weit verbreitet zum Schneiden verschiedener Materialien, insbesondere hochlegierter Stähle und Titanlegierungen
Körner aus Elektrokorund (besteht hauptsächlich aus Al 2 O 3 -Korund sowie Verunreinigungen) oder seinen Sorten	künstliche Materialien mit sehr hoher Mohs-Härte. Wird zum Schneiden von Stahl, Aluminium, Titan, Stahlbeton, Granit und anderen Materialien verwendet
Körner aus Siliciumcarbid (SiC) - grün oder schwarz
Quarzsand (SiO 2)	Glas schneiden
Silikatschlackepartikel	Schneiden von glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff

Vorteile, Nachteile und Vergleichsmerkmale

Nahezu jedes Material kann mit einem Wasserstrahl oder Wasserstrahl geschnitten werden. Dabei treten weder mechanische Verformungen des Werkstücks auf (da die Kraft des Strahls nur 1-100 N beträgt), noch dessen thermische Verformungen, da die Temperatur in der Schnittzone etwa 60-90°C beträgt. Somit hat das Wasserstrahlschneiden im Vergleich zu Wärmebehandlungstechnologien (Sauerstoff, Plasma, Laser usw.) folgende entscheidende Vorteile:

• höhere Schnittqualität durch minimale thermische Einwirkung auf das Werkstück (ohne Schmelz-, Schmelz- oder Brandkanten);
• die Möglichkeit, hitzeempfindliche Materialien zu schneiden (eine Reihe von Feuer- und Sprengstoffen, Laminaten, Verbundwerkstoffen usw.);
• Umweltfreundlichkeit des Prozesses, das vollständige Fehlen schädlicher Gasemissionen;
• Explosions- und Brandsicherheit des Prozesses.

Der hydroabrasive Strahl kann Materialien bis zu einer Dicke von 300 mm und mehr schneiden. Das Schneiden kann entlang einer komplexen Kontur mit hoher Genauigkeit (bis zu 0,025-0,1 mm) durchgeführt werden, auch für die Verarbeitung von Schüttgütern. Es kann verwendet werden, um Fasen zu machen. Es ist wirksam für Aluminiumlegierungen, Kupfer und Messing, deren thermische Schneidverfahren aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit stärkere Heizquellen erfordern. Außerdem sind diese Metalle aufgrund ihrer geringen Fähigkeit, Laserstrahlung zu absorbieren, schwieriger mit einem Laser zu schneiden.

Zu den Nachteilen des wasserabrasiven Schneidens gehören:

• deutlich niedrigere Schnittgeschwindigkeit von Stahl mit geringer Dicke im Vergleich zum Plasma- und Laserschneiden;
• hohe Geräte- und hohe Betriebskosten (typisch für Laserschneiden) durch den Verbrauch von Strahlmittel, Strom, Wasser, Austausch von Mischrohren, Wasserdüsen und hochdruckfesten Dichtungen sowie Entsorgungskosten;
• erhöhte Geräuschentwicklung durch das Auslaufen des Strahls mit Überschallgeschwindigkeit (typisch für Plasmaschneiden).

Warum verwendet nicht jeder GAR-Maschinen?

Wenn GAR-Maschinen so viele offensichtliche Vorteile haben, warum verwendet sie dann nicht jeder in seinem Unternehmen? Die Antwort liegt nicht im Prozess des Schneidens mit abrasivem Material, sondern in der Fähigkeit, diesen Prozess zu kontrollieren. Bisher erforderte der Einsatz von Anlagen vom Anwender sowohl die Fähigkeit zur Programmierung als auch die Fähigkeiten eines erfahrenen Bedieners.

Die lineare Geschwindigkeit der Düse der GAR-Maschine sollte sich in Abhängigkeit von Änderungen in der Form der Teile ändern. Eine zu hohe Geschwindigkeit oder deren plötzliche Änderung kann zu einer Verschlechterung der Verarbeitungsqualität führen. In der Vergangenheit erforderten Wasserstrahlanwendungen die manuelle Einstellung von Programmen, um die Geschwindigkeit des Schneidkopfes zu steuern.

Allerdings auch die meisten das beste Programm erforderte erfahrene Bediener, um die Anlagen zu warten, die ihre Geschwindigkeit kontrollieren konnten. Wenn sich der Schleifmittelstrahl entlang der Schnittlinie bewegte, passte der Bediener die Geschwindigkeit der Düse an und optimierte so den Prozess.

Eine zu hohe Geschwindigkeit wirkte sich negativ auf Kantenqualität und Genauigkeit aus. Zu niedrige verringerte Genauigkeit und erhöhte Zeit. Wenn die GAR-Düse zu schnell durch die Ecke ging, könnte dies negative Auswirkungen auf die Form und Qualität des Schnitts haben.

Infolgedessen wurden Wasserstrahlschneidemaschinen in der Massenproduktion eingesetzt, die keine hohe Präzision erfordert, um beispielsweise Hunderte von Teilen mit einem bewährten Programm herzustellen oder Materialien zu schneiden, die mit anderen Technologien nicht verarbeitet werden können. Erschienen Maschinen der Firma "WaterJet Corp." (Italien) hat diesen Prozess stark vereinfacht. Waterjet ist viel erschwinglicher geworden und die Geräte sind einfacher zu bedienen.

Darüber hinaus produziert das Unternehmen Anlagen mit 4 und 5 gesteuerten Achsen (Bild Nr. 1), die ein komplexes Schneiden von Teilen aus Plattenmaterial ermöglichen. Zum Beispiel: Schneiden von Teilen mit Innen- und Außenfasen entlang beliebiger gekrümmter Oberflächen, Schneiden von geneigten Löchern mit beliebigen Profilen mit einer geradlinigen Erzeugenden und Bearbeiten von komplexen gekrümmten Nuten.

Neben dem 4- und 5-Achs-Schneiden von Teilen aus Plattenmaterial, das mit einem Schneidkopf realisiert wird, stellt Water Jet Maschinen für das volumetrische 5-Achs-Wasserstrahlschneiden her, bei denen der Wasserstrahl in jedem Winkel auf den Tisch gerichtet werden kann Oberfläche, auch horizontal. .

Verarbeitungsbeispiele

Die 7 wichtigsten Gründe, sich für eine Wasserstrahlschneidemaschine zu entscheiden:

Wasserstrahlschneidemaschinen - lange Zeit galten als Geräte, die nur für hochqualifizierte Fachkräfte bestimmt waren. In den letzten Jahren hat sich diese Ausrüstung jedoch stark verändert. Dank neuer Technologien kann fast jede Maschinenwerkstatt bzw produzierendes Unternehmen auch mit wenig oder gar keiner Erfahrung die Anschaffung und den effektiven Einsatz eines hochpräzisen Wasserstrahlschneidsystems leisten können. WaterJet Corp. hat die Branche revolutioniert, indem es das erste wirklich erschwingliche System angeboten hat, das die Kraft des Sandstrahlens mit der Präzisionsbearbeitung kombiniert.

• 1. Große Auswahl an verarbeiteten Materialien

Wasserstrahlschneiden eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Keramik, Verbundwerkstoffe, Glas, Marmor und Granit.

• 2. Hohe Qualität Kantenbearbeitung

Nach dem Schnitt auf WaterJet Corp. Die Kanten des Materials sind so glatt wie sandgestrahlt. Keine scharfen Kanten, Grate, unebene Kanten.

• 3. Keine Erwärmung während der Verarbeitung

Da Wasserstrahlschneidemaschinen mit Wasser und einem Schleifmittel arbeiten, erwärmt sich das Schneidgut während des Schneidvorgangs nahezu nicht. Daher ist es ideal für Materialien, die sich unter dem Einfluss hoher Temperatur verformen oder auf andere Weise auf Hitze reagieren (z. B. Titan).

• 4. Umweltfreundlich

Das Wasserstrahlschneiden von Metall ist eine Schneidtechnologie, die heute die Metallurgie, das Walzen und Walzen von Metall dominiert Maschinenbau. Das Metallschneiden mit Wasser hat das Plasma und das klassische Schneiden auf Schneidemaschinen abgelöst.

Zum ersten Mal wurde dieses Verfahren in der Flugzeugindustrie zum Schneiden von Flugzeugaluminium entwickelt und angewendet. Amerikanisches Unternehmen, das diese Methode erfunden hat, lieferte nach Recherchen und Analysen Statistiken darüber, wie effektiv das Wasserstrahlschneiden in der Branche angewendet wird.

Das Wasserstrahlschneiden ist heute in großen Maschinenbauanlagen nicht mehr wegzudenken: Es ermöglicht höchste Präzision bei der Herstellung von Teilen aus Stahl und Feuerfestmaterialien.

Vorteile der Methode

Das Wasserstrahlschneiden von Metall ist für die Bearbeitung dickwandiger Werkstücke unverzichtbar. Nur so ist eine wirklich hochwertige Schnittlinie möglich. Der Einsatz von hydraulischem Schneiden ist beim Verlegen von Rohren relevant, in denen hoher Druck herrscht. Nach dem Schneiden bleibt auf der gesamten Linie kein Zunder oder Grat zurück, egal wie lange es dauert: Es ist keine zusätzliche Bearbeitung erforderlich.

Es ist zu beachten, dass eine Maschine dieses Typs teurer ist als einfachere Analoga. Aber die Anschaffungskosten werden durch den Preis ausgeglichen Lieferungen, Verbindungselemente und zusätzliche Einheiten. Ein weiteres Plus beim Arbeiten mit Hydraulik ist, dass auch bei langen Arbeiten keine Nebelwand entsteht und kein Staub in alle Richtungen fliegt. Außerdem müssen Sie nicht überwachen, wie scharf das Schneidwerkzeug ist, es regelmäßig ersetzen und kaufen optionale Ausrüstung zum Schärfen.

Gleichzeitig ermöglicht Ihnen die Wasserstrahlmethode zum Schneiden von Metall eine Wartung schnelle Geschwindigkeit Produktion aufgrund der schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeit von Metallzuschnitten. Auch bei der Bearbeitung dickwandiger Werkstücke ändert sich die Schnittgeschwindigkeit nicht. Gleichzeitig können Sie mit der Wasserstrahlmaschine nicht nur Metall, sondern auch Glas, Gummi, Kunststoff und andere mehrschichtige Werkstücke bearbeiten.

Hauptgerät von Maschinen

Da Wasserstrahlmaschinen universell einsetzbar sind, verfügen sie über eine ganz spezielle Vorrichtung, mit der sie nicht nur Metalle schneiden können.

Die Technologie basiert auf der Zufuhr von Wasser unter hohem Druck durch eine Düse in einem bestimmten Winkel zum Werkstück. Die Flüssigkeit enthält abrasives Material, das eine Hilfskomponente beim Schneiden ist. Der am häufigsten verwendete Sand, zu Mikropartikeln zerkleinert. Vor der Fütterung werden Wasser und Sandkörner in einem speziellen Vorbecken gemischt. Die gründlich gemischte Mischung wird der Düse der Maschine zugeführt.

Wasserschneider für Metall

Je nach vorgegebenem Programm wird der geformte Strahl auf das Werkstück geführt. Die Düse der Düse ist auf einem beweglichen Kopf angeordnet, der beliebig gedreht und gekippt werden kann. Die Geschwindigkeit des Schneidens mit Wasser ist nur mit einem Plasmaschneider zu vergleichen, die Genauigkeit und Qualität jedoch nur mit dem Langzeit-Laserschneiden.

Moderner Umfang

Technische Wachstumstrends sind auch an der hydraulischen Trennschleifmaschine nicht vorbeigegangen. Moderne Geräte dieser Art ermöglichen:

Bedienung von CNC-Maschinen

Der Fortschritt beim Wasserstrahlschneiden von Metall entwickelte sich schnell, und Maschinen dieses Typs entschieden sich für die Ausstattung mit CNC. Numerisch Programmsteuerung erlaubt, eine höhere Genauigkeit beim Schneiden zu erreichen und den Prozess erheblich zu beschleunigen. Im Vergleich zur Arbeit eines Heimwerkers kann eine elektronisch gesteuerte Maschine komplexere Formen schneiden und in verschiedenen Winkeln schneiden.

CNC-Maschinen werden verwendet, um Rohlinge aus verschiedenen Stählen, Aluminium, Kupfer, Bronze und anderen weit verbreiteten Metallen herzustellen.

In solchen Momenten kommen die Vorteile von CNC-Wasserstrahlmaschinen zum Ausdruck:

Manuelle Ausrüstung

Es gibt eine Reihe von Wasserstrahlmaschinen, die nicht mit CNC ausgestattet sind, und bei denen der Meister die Schneidparameter mit seinen eigenen Händen einstellen muss. Hier ist der Arbeitskomfort viel schlechter, die Genauigkeit und Qualität der Verarbeitung werden reduziert. Viele Faktoren hängen davon ab, wie professionell der Maschinenbediener ist. Aber wie überall gibt es positive Aspekte, die wir in dieser Liste sehen werden:

• Klassische manuelle Maschinen sind deutlich günstiger als computergesteuerte Geräte.
• Mit dem Verständnis der Knöpfe und Hebel ist auch eine Person ohne Fachausbildung in der Lage, die Arbeit an dieser Maschine zu bewältigen.
• Auf solchen Anlagen ist es möglich, die meisten einfachen Teile und Rohlinge mit einfachen geometrischen Formen zu erhalten.
• Auch auf einer manuellen Maschine ist es möglich, einen hochwertigen Schnitt in verschiedenen Winkeln zu erhalten, um das Material so zu schneiden, wie es die Technologie erfordert.

Verbrauchsmaterialien und eigenständiger Aufbau der Maschine

Damit die Wasserstrahlmaschine voll funktionsfähig ist, müssen nur abrasive Materialien und abgenutzte Elemente rechtzeitig ausgetauscht werden, die schließlich ihre Ressource verlieren. Die Schleifmittelverbrauchsrate hängt von der Dicke des zu schneidenden Materials ab: Es kommt auch vor, dass die Maschine etwa 300 g Sandmikropartikel pro Minute verbraucht.

Während der Verarbeitung von Metall mit maximaler Dicke wird der Verbrauch noch größer sein, etwa 500-600 g pro Minute. Zu den Teilen, die häufig ausgetauscht werden müssen, gehören verschiedene Dichtungen und Hochdruckpumpenelemente. Letztere versagen oft, da die Maschine immer mit extrem hohem Druck arbeitet, was zu einer Belastung der Teile führt.

Wenn es darum geht, eine solche Maschine selbst zu bauen, gibt es ein Problem, das kaum zu lösen ist - die geringe Qualität der selbstgefertigten Teile. Tatsache ist, dass der Bau einer Wasserstrahlmaschine viele einzigartige Teile und Teile erfordert, die bei einem Dreher bestellt und irgendwie mit Ihren eigenen Händen hergestellt werden müssen. In der Regel wird die Lebensdauer solcher Teile bei dem zu bewältigenden Druck einige Tage nicht überschreiten.

Infolgedessen müssen Sie Originalersatzteile und komplette Baugruppen kaufen, während andere Teile hausgemacht bleiben oder von Analoga stammen. An Geldkosten werden Sie fast so viel ausgeben wie eine neue vollwertige Wasserstrahlmaschine kosten würde, dazu noch viel Aufwand.

Eine neue Industrieanlage zum Wasserstrahlschneiden kostet ab 3 Millionen Rubel, eine gebrauchte kann viel günstiger erworben werden.

Video: Metallschneiden mit Wasserstrahl

Wasserstrahlschneidemaschinen werden zur Bearbeitung von Metallen, Steinen, Kunststoffen, Glas in der Militär-, Luftfahrt- und Werkzeugindustrie sowie im Maschinenbau eingesetzt. Das Schneiden mit dieser Technologie ist ein effizienter und schneller Prozess, mit dem Sie genaue Details aus fast jedem Material reproduzieren können.

Maschinenfähigkeiten

Beim Vergleich der technischen Eigenschaften von CNC-Wasserstrahlmaschinen wird Stein als Referenz herangezogen. Schließlich ist es sehr schwer zu verarbeiten und hat eine hohe Dichte. Daher kann die Ausrüstung, nachdem sie mit Steinen fertig geworden ist, problemlos alle anderen Materialien schneiden.

Durch einen dünnen Strahl unter Druck auf einen Stein gerichtet, schneidet Wasser Felsen. Gleichzeitig kann die Schnittlinie beliebig konfiguriert werden, sodass Sie mit der Technologie komplexe geschnitzte Muster und Ornamente erstellen können.

Das abrasive Schneiden von Metallen ist in der Lage, sogar mit einem der meisten fertig zu werden starke Metalle- Titan. Es müssen nur die richtigen Koordinaten in das elektronische Gehirn eingegeben und der Vorgang gestartet werden. Die Schlagkraft wird durch eine Kombination der folgenden vom Bediener eingestellten Eigenschaften bestimmt:

• Strahldruck;
• Lieferung von Schleifmitteln;
• die Geschwindigkeit und Art der Wasserversorgung;
• die Menge an Schleifpartikeln;
• Eigenschaften von Schleifpartikeln.

Als Schneidpartikel können verschiedenste Materialien verwendet werden, darunter:

• Granat für Titanlegierungen und hochfeste Stähle;
• Agglomerat für Stein;
• Sand wird zum Schneiden von Glas verwendet;
• Schlacken silikatischen Ursprungs für Kunststoffe.

Eines der beliebtesten Schleifmaterialien ist Granatsand, der verschiedene Teile von Quarzsand, Korund und Eisenoxid enthält.

Das Funktionsprinzip und die Arten von Wasserstrahlschneidemaschinen

Die CNC-Wasserstrahlschneidemaschine arbeitet wie folgt:

• Die Pumpe fördert den Ochsen zum Arbeitskopf, hier entsteht ein Wasserstrahl mit dem erforderlichen Durchmesser. Es gelangt in den Mischer, wo ein Wasser-Sand-Gemisch entsteht, von dort wird es direkt zur Düse geleitet. Der Düsendurchmesser kann 1 bis 5 mm betragen;
• Aus der Düse wird unter einem Druck von 100 bis 6000 bar eine Mischung gegossen, wobei Materialpartikel herausgeschlagen werden. Die Geschwindigkeit der Mischung ist um ein Vielfaches höher als die Schallgeschwindigkeit. Der Kopf dreht sich in einem weiten Bereich und wird von der Automatisierung gesteuert;
• Es gibt ein künstliches Erosionsverfahren, mit dem Sie Steinplatten mit einer Dicke von bis zu 300 mm bearbeiten können.

Die Bearbeitung weicher Materialien wie Holz, Gummi, einige Kunststoffe erfolgt ohne Schleifpartikel mit sauberem Wasser. Die Düse wird auf Saphir oder Rubin gesetzt, und die Düse sollte einen minimalen Durchmesser haben. Solche Düsen halten länger, weil sauberes Wasser schonender auf Verbrauchsmaterialien einwirkt.

Ausrüstung zum Wasserstrahlschneiden unterscheidet sich in Gerät, Zweck, Leistung und Kosten:

• CNC-Maschinen;
• tragbar.

CNC-Maschinen schneiden gemäß den geladenen Parametern und Zeichnungen. Sie führen komplex geformte Produkte mit wenig oder ohne Bedienereingriff aus. Produktionshallen in der Regel mit solchen Geräten ausgestattet.

Tragbare Maschinen eignen sich gut zum Schneiden von Materialien an schwer zugänglichen und gefährlichen Orten wie Tunneln. Die Arbeit wird sehr schnell und genau erledigt. Deshalb diese Art Die Verarbeitung ist sehr wirtschaftlich.

Maschinendesign

Wasserstrahlschneiden ist die Bearbeitung von festen Materialien mit einer Dichte von etwa 2,5 Tonnen / Kubikmeter unter Verwendung einer Mischung aus Feststoffpartikeln und Wasser nach dem Erosionsprinzip. Die Schneidmischung wird unter starkem Druck, einem Wasserstrahl mit kleinem Durchmesser, durch einen speziell geformten Kopf auf das Material aufgebracht. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit hängt von den Parametern des Materials ab.

CNC-Wasserstrahlmaschinen sind eine Kombination aus mehreren Modulen, einschließlich montierter:

• Zuführmechanismus für feste Partikel;
• Badetisch;
• Hochdruckwasserpumpe;
• Portal;
• beweglicher Kopf;
• Druckverteilungsmechanismus;
• Behälter für Schleifmischung.

Darüber hinaus ist die Wasserstrahlschneidemaschine mit automatischen Mess- und Steuersystemen ausgestattet, die die Genauigkeit verbessern.

Köpfe bestehen aus künstlichen Mineralien, sie sind ziemlich teuer und müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Mischrohre aus langlebigen Metallen werden ebenfalls ausgetauscht.

Die Verarbeitung erfolgt auf einem speziell konstruierten Tisch.

Das Wasserstrahlschneideverfahren hat viele Vorteile:

• während des Betriebs einer Spezialmaschine ist der Abfall minimal;
• die Oberfläche des Steins erhält keine unnötige Rauheit;
• das Metall ist nicht mit Zunder bedeckt;
• die Verarbeitung erfolgt bei Raumtemperatur, eine Überhitzung des Materials ist ausgeschlossen;
• die Qualität der erhaltenen Teile ist am höchsten;
• eine Vielzahl von Arten des Wasserstrahlschneidens sind möglich, einschließlich solcher, die das Schnitzen von Hand imitieren;
• das Material wird nicht verformt;
• Sie können die vordere Schicht vollständig vom Werkstück entfernen oder anfasen.
• keine schädlichen Dämpfe, Gase, Ruß werden freigesetzt;
• Es können Platten mit einer Dicke von mehr als 15 cm verarbeitet werden.

CNC-Wasserstrahlschneidanlagen arbeiten in automatischer Modus, Handarbeit wird nicht angewendet. Alle verarbeiteten Materialien behalten ihre ursprünglichen Eigenschaften vollständig.

Sonderwerkzeuge für CNC-Maschinen

Höhen- und Kollisionsvermeidungssensoren überwachen den Abstand zwischen Materialoberfläche und Düse. Sie verhindern, dass sich der Kopf unter Wasserdruck bewegt und während des Betriebs mit vertikalen Oberflächen kollidiert. Vor Arbeitsbeginn ermittelt die Steuerung die Materialstärke und die erforderliche Arbeitstiefe. Während des Betriebs nimmt der Sensor regelmäßig Anpassungen an der Arbeit in Abhängigkeit von den bereits durchgeführten Operationen vor.

Der Laserpointer ermöglicht ein genaues „Zielen“ beim Auflegen des Teils auf der Arbeitsplatte und positioniert die Düse schnell. Die Funktion wird auf kleine und große Koordinatentische angewendet. Der Zeiger ist durch das starke wasserdichte Gehäuse zuverlässig vor Wasser geschützt.

Das Substrat wird zur Bearbeitung von Kleinteilen verwendet, wodurch der Kontakt zwischen dem Wasser-Sandstrahl und dem Material verbessert wird. Die Substrate haben eine spezielle Struktur, die Wasser leicht durchlässt und das Teil sicher hält.

Zu jeder Maschine wird ein Klemmensatz mitgeliefert. Mit seiner Hilfe werden Details in verschiedenen Größen und Formen fest auf der Tischplatte fixiert.

Das Pumpenkühlsystem ist zwingend erforderlich z effektive Arbeit. Es kann geschlossen oder fließend sein. Geschlossen ist sparsamer.

Der Strahlmittelvorratsspender steuert die Menge des Strahlmittels, um Material unterschiedlicher Dicke zu bearbeiten. Beseitigt Unterbrechungen in der Schleifmittelzufuhr, was beim Schneiden von wertvollen Materialien sehr wichtig ist, deren Verarbeitung mit sauberem Wasser sie ruinieren kann.

Das Wasserreinigungssystem verhindert mineralische Ablagerungen an Ventilen, Scharnieren und anderen Elementen der CNC-Maschine. Wasser wird von Kalzium und Eisen gereinigt. Zulässige Menge Eisen in 1 Liter Wasser ist nicht mehr als 10 Milligramm. Das Reinigungssystem erhöht die Produktivität und Lebensdauer der CNC-Maschine.

Videos zeigen Wasserstrahlschneiden in 3D und 2D: