Tehnologie de tăiere cu jet de apă. Tăiere cu jet de apă

Tăierea cu jet de apă a metalului este una dintre modalitățile cheie de tăiere a metalului, fără de care industria de prelucrare a metalelor nu se poate descurca. Există o mare varietate de mașini de tăiat cu jet de apă, care adesea depășesc mașinile de tăiat cu plasmă în ceea ce privește calitatea prelucrării.

Trebuie remarcat faptul că tăierea cu jet de apă este solicitată nu numai în domeniul ingineriei mecanice. Pentru prima dată, această metodă de prelucrare a metalelor a fost folosită de un producător american de avioane și de atunci a fost utilizată pe scară largă în întreaga lume.

Caracteristici de tăiere cu jet de apă

Tehnologia de tăiere cu jet de apă joacă un rol semnificativ în prelucrarea pieselor de prelucrat cu pereți groși din diferite tipuri de metal. Experții remarcă rolul special al mașinilor de tăiat cu jet de apă în crearea țevilor de diferite diametre și tipuri. Tehnologia permite prelucrarea metalului în așa fel încât să nu existe solzi și alte consecințe ale tăierii asupra pieselor de prelucrat.

În ciuda costului relativ ridicat al dispozitivelor de acest tip, ele sunt destul de simplu de utilizat și nu necesită noduri suplimentare pentru fixarea pieselor de prelucrat. În plus, atunci când lucrați cu mașini cu jet de apă, nu se creează nori de praf din deșeurile de producție. Deoarece unealta de tăiere este practic absentă, nu este nevoie să-l înlocuiți sau să-i monitorizați claritatea.

Tăierea abrazivă a metalului se realizează cu un jet de apă și elemente abrazive. Acest lucru permite să nu încetinească viteza de procesare a materialelor, chiar dacă acestea au dimensiuni foarte vizibile.

Precizia și versatilitatea tăierii cu jet de apă vă permit să lucrați nu numai cu metale, ci și cu piese din sticlă, plastic și lemn. În plus, echipamentul de tăiere cu jet de apă este sigur de utilizat și poate fi instalat în aproape orice industrie.

Clasificarea dispozitivelor

Mașinile cu jet de apă sunt adesea împărțite în mașini manuale și mașini cu control numeric (CNC).

Proiectarea mașinilor abrazive pentru tăierea metalelor afectează semnificativ caracteristicile tehnice și capacitatea de producție ale acestora.

Dispozitive manuale

Mașinile non-CNC sunt controlate în totalitate de către operator, care stabilește toți parametrii pentru viitoarea prelucrare a pieselor. În plus, operatorul va trebui să efectueze singur anumite etape de lucru cu semifabricate. Dar astfel de dispozitive au o serie de avantaje:

1. Pret relativ mic.
2. Tăiere cu jet de apă de aceeași calitate, titan, aluminiu și alte materiale.
3. Ușurință în îngrijire și management, care nu necesită ca operatorul să aibă cunoștințe și experiență deosebită în domeniul prelucrării metalelor.
4. Un număr suficient de funcții care vă permit să creați piese simple cu forme geometrice obișnuite.

Mașini CNC

Numeric software, instalat pe mașinile cu jet de apă, le crește semnificativ funcționalitatea și eficiența producției. Mașinile CNC vă permit să procesați toate tipurile de semifabricate metalice de înaltă calitate și să o faceți cu o precizie ridicată. Dispozitivele automate au următoarele avantaje:

• Software-ul vă permite să creați găuri cu diametrul necesar în piesele de prelucrat.
• După finalizarea tuturor operațiunilor stabilite, piesa nu are nevoie de procesare suplimentară.
• Software-ul vă permite să selectați un mod de procesare individual pentru fiecare piesă de prelucrat. Dispozitivul însuși va selecta indicatorii de jet și alți parametri necesari.
• Mașinile CNC pot controla calitatea tăierii și o pot modifica independent în conformitate cu programul stabilit și secvența de acțiuni a mașinii.

În același timp, un astfel de dispozitiv are o serie de dezavantaje semnificative. În primul rând, costul unui jet de apă CNC depășește semnificativ prețul unui omolog manual. În al doilea rând, pentru a seta corect parametrii lucrării efectuate, operatorul trebuie să aibă anumite cunoștințe în domeniul prelucrării metalelor și experiență în realizarea pieselor pe mașini automate.

Domeniul de aplicare și caracteristicile de funcționare

Mașinile cu jet de apă sunt considerate cea mai potrivită unealtă pentru tăierea metalului, dar sunt utilizate pe scară largă în alte scopuri. Iată cele mai frecvente utilizări pentru aceste dispozitive:

1. Mașinile CNC vă permit să creați forme geometrice destul de complexe fără control și participare constantă din partea operatorului. În plus, programul instalat pe o astfel de mașină îmbunătățește semnificativ acuratețea muncii sale.
2. Semifabricatele finite nu necesită șlefuire suplimentară și alte tipuri de finisare. Se poate lucra la unghiul de înclinare necesar și acest lucru nu va afecta calitatea.
3. Tehnologia de tăiere abrazivă vă permite să lucrați cu piese de grosime mare. Pentru diferite metale indicatorii vor fi diferiți. De exemplu, pentru titan - 1,5-2 cm, iar pentru cupru - 5 mm.
4. Cu ajutorul mașinilor abrazive se creează obiecte de design și diverse decorațiuni, dar pentru aceasta se folosesc modificări speciale ale dispozitivelor hidroabrazive.

Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe alimentarea cu apă la presiune ridicată. Pe lângă apă, nisipul granat este folosit pentru tăierea cu jet de apă. Apa și componentele suplimentare sunt depozitate în recipiente separate și numai în timpul procesului de tăiere sunt amestecate într-un singur jet. Calitatea prelucrării pieselor cu un astfel de dispozitiv este foarte asemănătoare cu tăierea metalului cu un laser. Ajustarea parametrilor jetului vă permite să procesați piesele de prelucrat la unghiurile necesare.

Video: tăierea cu apă cu precizia unui bisturiu - tăierea metalului cu jet de apă.

Funcționarea mașinii și caracteristicile sale de proiectare

Structura acestui dispozitiv este de așa natură încât este aproape imposibil să-l faci cu propriile mâini și acasă. Mai mult, chiar și mașinile de la producători neverificați pot fi periculoase de utilizat sau pur și simplu de proastă calitate. Acest lucru va afecta procesarea semifabricatelor și durata de viață a produsului.

Dar chiar și mașinile cu jet de apă de înaltă calitate necesită îngrijire personală de înaltă calitate. În primul rând, ar trebui să acordați atenție elementelor structurale și consumabilelor uzate.

Este de remarcat faptul că mașinile puternice consumă o cantitate destul de mare de abraziv în câteva minute de funcționare, așa că va trebui schimbată relativ des. În instrucțiunile pentru orice dispozitiv, veți găsi informații despre ce microparticule sunt cele mai bune utilizate pentru a funcționa cu eficiență maximă.

Se recomandă să acordați o atenție deosebită calității apei care este utilizată în timpul lucrului cu dispozitivul. Înainte de utilizare, lichidul suferă o filtrare specială și numai după aceea este utilizat în procesul de prelucrare a pieselor. Utilizarea apei de calitate scăzută afectează negativ tăierea pieselor de prelucrat și durata de funcționare a mașinii în sine.

Cel mai adesea, la dispozitivele de acest tip, mecanismul de alimentare cu abraziv și țevile de ghidare se sparg. Un element important al acestui dispozitiv este o pompă, fără de care nu va fi posibilă menținerea presiunii normale în interiorul mașinii, ceea ce va afecta extrem de negativ calitatea prelucrării.

Cunoscuta zicală că apa uzează o piatră tăce despre faptul că ea taie și metalul, și nu de sute de ani, ci instantaneu. S-au spus multe despre tăierea metalului cu propriile mâini folosind plasmatroni - apă care se transformă sub influența electricității într-un arc de plasmă. Dar există o altă modalitate care oferă o tăietură mai curată, care nu necesită finisare - aceasta este. Separarea piesei cu apă fără prepararea specială a lichidului va da margini mai puțin netede ale pieselor de prelucrat, apoi va trebui să le procesați suplimentar cu propriile mâini folosind unelte care folosesc forța. Cu condiția ca amestecul de apă-nisip furnizat sub presiune să fie utilizat pentru tăierea metalului cu grosimea de până la 20 cm, este mai bine ca marginile pieselor de prelucrat să nu fie nevoie să fie prelucrate în continuare. Și doar un proces pregătitor este filtrarea apei.

Avantajele jetului de apă

Tăierea cu jet de apă a fost dezvoltată pentru fabricarea pieselor de aviație. Ulterior, această metodă a fost numită cea mai bună în prelucrarea materialelor refractare și a oțelurilor. Acum este folosit în fabricile unde funcționează echipamente CNC. Tăierea apei nu este mai puțin importantă pentru atelierele de reparații auto și pentru fabricarea articolelor de uz casnic cu propriile mâini, unde se folosesc echipamente fără elemente de fixare.

Funcționarea la temperatură scăzută oferă avantaje în prelucrarea oțelului. Tăierea metalului cu plasmă sau gaz are ca rezultat o încălzire puternică a metalului, care provoacă oxidare și alte efecte secundare (în funcție de caracteristicile individuale ale metalului). Impactul asupra metalului al particulelor abrazive furnizate la presiune mare cu apă ar duce, de asemenea, la încălzirea foii și la topirea acesteia, dar tăierea este atât de rapidă încât poate fi comparată doar din punct de vedere al curățeniei cu un laser și din punct de vedere al vitezei. cu o lanternă cu plasmă. Încălzirea suprafeței tratate în timpul funcționării este adecvată - este atât de nesemnificativă încât nu există nici măcar scară. Deoarece nu există nicio dependență de dimensiunea echipamentului și de metoda de lucru - fără intervenție umană sau tăiere cu echipament cu control manual.

Un moment plăcut atunci când lucrați cu bricolaj este că echipamentul nu produce mirosuri puternice, fum și praf. De asemenea, nu este nevoie să țineți la îndemână unelte de tăiere de rezervă, acest echipament funcționează fără freze dure - doar nisip foarte fin cu apă. Un bisturiu care separă bucăți groase de metal cu precizie chirurgicală este apa care intră în duză sub presiune, la ieșirea din duză este saturată cu microparticule abrazive, cu amestecare instantanee se obține un amestec puternic de tăiere.

Întregul ciclu de tăiere, atât pe echipamente CNC din fabrică, cât și cu propriile mâini pe o mașină convențională, se realizează într-o singură etapă. Materialele subțiri și groase, refractare și ductile sunt tăiate cu aceeași viteză, fără restricții. Mașini cu capacitatea de a procesa mai multe piese în același timp - aceasta este o oportunitate de a efectua prelucrarea necesară a metalului și sticlei, plasticului și cauciucului în cel mai scurt timp posibil, datorită faptului că nu este necesară reconfigurarea echipamentului . Piesele din materiale de duritate diferită, dacă este necesar, vor fi prelucrate într-un singur ciclu de lucru.

Atunci când procesați materiale cu propriile mâini, este mai profitabil să le procesați unul câte unul în ceea ce privește economisirea timpului care ar fi fost necesar pentru fixarea materialelor pe suprafața de lucru, iar partea combinată, constând din mai multe materiale complet diferite, va fi tăiați ușor și precis folosind un amestec hidroabraziv de înaltă presiune.

Aplicarea mașinilor de tăiat cu jet de apă

Echipamentele care funcționează pe suspensie hidroabrazivă sunt utilizate pentru:

1. Tăiere artistică a metalului cu apă și a altor materiale cu diverse specificatii tehnice. Piesele subțiri și late pot fi tăiate nu numai în unghi drept. Modificarea pantei substanței de tăiere nu va afecta curățenia marginilor tăiate. Niciunul dintre materialele pe care acest echipament le taie nu necesita prelucrare suplimentara, piesa de sub freza hidraulica iese 100% finisata.
2. Cele mai complexe elemente care se repetă în mai multe fragmente și părți care necesită o precizie sporită se realizează cel mai bine pe o mașină de tăiat cu apă programabilă. program de calculator mai bun decât un bărbat face față sarcinilor precise pentru prelucrarea pieselor care nu tolerează abaterile. Pentru creativitate și fabricarea de articole care nu sunt implicate în unități mecanice complexe, echipamentul manual este destul de potrivit.
3. Grosimea maximă a metalului pentru tăierea cu apă, așa cum am menționat mai devreme, este de 200 mm, dar există și excepții. Suspensia hidroabrazivă poate tăia cuprul de numai 5 mm grosime, aliaje refractare până la 12 mm, titan până la 17 mm grosime. Dacă te uiți la scopul acestor metale și la costul lor, atunci pierderea nu este atât de mare.
4. Dacă este necesar să faceți un ornament din cupru sau alamă cu propriile mâini, atunci stratul superior este îndepărtat în etape. Deci o adâncitură de 1 cm se poate face în 2 treceri în loc de una. După cum spun sculptorii care lucrează la o capodopera cu o daltă, tăiați tot ce nu este necesar. Același principiu de funcționare cu un element de tăiere cu jet de apă. Pentru reproducerea corectă a piesei, este mai bine să utilizați o mașină controlată de computer.

Mașinile non-CNC funcționează pe control manual, întreaga mașină de tăiat este configurată de către operator, ceea ce poate da unele inexactități dacă unghiul de tăiere este setat incorect. Dar o astfel de mașină nu necesită cunoștințe specifice. Este semnificativ mai ieftin decât omologul său controlat de computer. Mic echipament funcțional, vă puteți da seama de setările acestuia destul de repede. Liniile simple și complexe, precum și formele geometrice standard pe această mașină, pot fi făcute de toată lumea, după o scurtă cunoaștere a dispozitivului mașinii, măsuri de siguranță, metoda de umplere cu apă cu abraziv nisipos și metoda de modificarea unghiului de tăiere.

Unicitatea tehnologiei de tăiere cu jet de apă constă în faptul că poate fi folosită pentru a tăia aproape orice tip de material. Este important de menționat că tăierea cu jet de apă este o alternativă nu numai la tăierea mecanică, ci și la tăierea cu laser, cu plasmă și cu ultrasunete și, în unele cazuri, este singura posibilă.

La tăierea cu jet de apă, materialul este prelucrat cu un jet subțire de apă de mare viteză. Pentru a crește puterea distructivă a jetului de apă, i se adaugă particule dintr-un material foarte dur - un abraziv. Uneori, echipamentele cu jet de apă se numesc „jet de apă”, „tăiere cu jet de apă”, „jet de apă”, „GAR” sau „jet de apă”. În industrie, astfel de mașini sunt folosite din 1982, iar prototipurile lor au apărut în 1970.

Care este esența procesului de tăiere cu jet de apă? Dacă apa obișnuită este comprimată sub o presiune de aproximativ 4000 de atmosfere și apoi trecută printr-o gaură cu un diametru mai mic de 1 mm, atunci va curge cu o viteză care este de 3-4 ori viteza sunetului. Fiind îndreptat spre piesa de prelucrat, un astfel de jet de apă devine un instrument de tăiere. Odată cu adăugarea de particule abrazive, capacitatea sa de tăiere crește de sute de ori și este capabil să taie aproape orice material.

Tehnologia tăierii cu jet de apă se bazează pe principiul acțiunii erozive (abrazive) a unui abraziv și a unui jet de apă. Particulele lor în fază solidă de mare viteză acționează ca purtători de energie și, lovind particulele de produs, le rup și le elimină pe acestea din urmă din cavitatea tăiată. Rata de eroziune depinde de energia cinetică a particulelor care acționează, de masa, duritatea, forma și unghiul de impact ale acestora, precum și de proprietăți mecanice material prelucrat.

tehnologie de tăiere

Apa pompata de o pompa la o presiune ultra-inalta de ordinul 1000-6000 atmosfere este furnizata capului de taiere. Scăpând printr-o duză îngustă (duză) de obicei cu un diametru de 0,08-0,5 mm la viteză transsonică sau supersonică (până la 900-1200 m/s și mai sus), jetul de apă intră în camera de amestec, unde începe să se amestece cu abrazivul. particule - nisip granat, boabe de electrocorindon, carbură de siliciu sau alt material foarte dur. Jetul amestecat iese din tubul de amestecare (amestecare) cu un diametru interior de 0,5-1,5 mm și taie materialul. La unele modele de capete de tăiere, abrazivul este introdus în tubul de amestecare. Pentru a stinge energia reziduală a jetului, se folosește un strat de apă, de regulă, de 70-100 de centimetri grosime.

Ca abraziv sunt folosite diverse materiale cu duritate Mohs de la 6,5. Alegerea lor depinde de tipul și duritatea piesei de prelucrat și, de asemenea, trebuie avut în vedere faptul că un abraziv mai dur uzează mai repede componentele capului de tăiere. La tăierea cu jet de apă, capacitatea distructivă a jetului este creată într-o măsură mult mai mare datorită abrazivului, iar apa îndeplinește în principal o funcție de transport. Mărimea particulelor abrazive este selectată egală cu 10-30% din diametrul jetului de tăiere pentru a asigura impactul eficient și fluxul stabil al acestuia. De obicei, dimensiunea granulației este de 0,15-0,25 mm (150-250 µm), iar în unele cazuri - aproximativ 0,075-0,1 mm (75-100 µm), dacă doriți să obțineți o suprafață tăiată cu o rugozitate scăzută. Se crede că dimensiunea optimă a abrazivului ar trebui să fie mai mică decât valoarea (ds.t. - dv.s.) / 2, unde ds.t. - diametrul interior al tubului de amestecare, dv.s. - diametrul interior al duzei de apă.

Domeniu de aplicare tipic pentru tehnologiile de tăiere a apei

Tăiere cu jet de apă	Tăiere cu jet de apă
Piele, textile, fetru (pantofi, piele, industria textila)	Foi de otel, metale
Materiale plastice, produse din cauciuc (industria auto)	Diverse piese metalice (piese turnate, angrenaje etc.)
Placi electronice	Aliaje de aluminiu, titan etc., materiale compozite, materiale plastice cu pereți groși (industria aviatică și spațială)
Materiale laminate (industria aviatica si spatiala)	Beton, beton armat, blocuri de gips, pavaj solide etc. Materiale de construcție
Materiale termoizolante, de etanșare și de reducere a zgomotului	Piatra, granit, marmura etc.
Alimente - alimente congelate, alimente dense, ciocolata, produse de patiserie etc.	Sticla, sticla blindata, ceramica
Hârtie, carton	Materiale combinate, materiale acoperite
Lemn	Lemn
Termo și Duroplast	Materiale plastice armate

Aplicații tipice pentru unele abrazive în tăiere

Nume	Domeniul de aplicare tipic
Nisip granat (constă din corindon Al 2 O 3 , nisip de cuarț SiO 2 , oxid de fier Fe 2 O 3 și alte componente)	Folosit pe scară largă pentru tăierea diferitelor materiale, în special oțeluri înalt aliate și aliaje de titan
Boabele de electrocorindon (constă în principal din corindon Al 2 O 3, precum și din impurități) sau soiurile sale	materiale artificiale cu duritate Mohs foarte mare. Folosit pentru tăierea oțelului, aluminiului, titanului, betonului armat, granitului și a altor materiale
Granule de carbură de siliciu (SiC) - verzi sau negre
Nisip de cuarț (SiO2)	tăierea sticlei
Particule de zgură de silicat	Tăierea plasticului armat cu fibre de sticlă sau de carbon

Avantaje, dezavantaje și caracteristici comparative

Aproape orice material poate fi tăiat cu jet de apă sau cu jet de apă. În acest caz, nu apar nici deformații mecanice ale piesei de prelucrat (deoarece forța jetului este de numai 1-100 N), nici deformații termice, deoarece temperatura în zona tăiată este de aproximativ 60-90°C. Astfel, în comparație cu tehnologiile de tratament termic (oxigen, plasmă, laser etc.), tăierea cu jet de apă prezintă următoarele avantaje distinctive:

• calitate superioară a tăierii datorită efectului termic minim asupra piesei de prelucrat (fără topire, topire sau ardere a marginilor);
• posibilitatea de a tăia materiale sensibile la căldură (un număr de foc și explozive, laminate, compozite etc.);
• curățenia mediului înconjurător a procesului, absența completă a emisiilor de gaze nocive;
• siguranța la explozie și la incendiu a procesului.

Jetul hidroabraziv este capabil să taie materiale de până la 300 mm grosime și mai mult. Tăierea poate fi efectuată de-a lungul unui contur complex cu o precizie ridicată (până la 0,025-0,1 mm), inclusiv pentru prelucrarea produselor vrac. Poate fi folosit pentru a face teșituri. Este eficient pentru aliaje de aluminiu, cupru și alamă, datorită conductivității termice ridicate a cărei metode de tăiere termică necesită surse de încălzire mai puternice. În plus, aceste metale sunt mai greu de tăiat cu un laser datorită capacității lor scăzute de a absorbi radiația laser.

Dezavantajele tăierii cu apă abrazivă includ:

• viteză de tăiere semnificativ mai mică a oțelului de grosime mică în comparație cu tăierea cu plasmă și laser;
• costuri ridicate ale echipamentelor și costuri mari de exploatare (tipice pentru tăierea cu laser) datorită consumului de abraziv, electricitate, apă, înlocuirea tuburilor de amestecare, duzelor de apă și etanșărilor care pot rezista la presiune ridicată, precum și costurilor de eliminare a deșeurilor;
• zgomot crescut din cauza expirării jetului la viteză supersonică (tipic pentru tăierea cu plasmă).

De ce nu toată lumea folosește aparate GAR?

Dacă mașinile GAR au atât de multe avantaje evidente, de ce nu le folosește toată lumea în întreprinderea lor? Răspunsul nu constă în procesul de tăiere cu material abraziv, ci în capacitatea de a controla acest proces. Până în prezent, utilizarea instalațiilor impunea utilizatorului să aibă atât capacitatea de programare, cât și abilitățile unui operator cu experiență.

Viteza liniară a duzei mașinii GAR ar trebui să se modifice în funcție de modificările formei pieselor. O viteză prea mare sau schimbarea bruscă a acesteia poate duce la o scădere a calității procesării. În trecut, aplicațiile cu jet de apă necesitau setarea manuală a programelor pentru a controla viteza de mișcare a capului de tăiere.

Cu toate acestea, chiar și cele mai multe cel mai bun program a cerut operatori cu experiență să întrețină instalațiile, care să le poată controla viteza. Când jetul de material abraziv s-a deplasat de-a lungul liniei de tăiere, operatorul a reglat viteza duzei și a optimizat astfel procesul.

O viteză prea mare a avut un efect negativ asupra calității și acurateței muchiei. Preacizie redusă prea mică și timp crescut. Dacă duza GAR trece prin colț prea repede, ar putea avea un efect negativ asupra formei și calității tăieturii.

Drept urmare, mașinile de tăiat cu jet de apă au fost folosite în producția de masă care nu necesită precizie ridicată, de exemplu, pentru a produce sute de piese folosind un program bine dovedit, sau pentru a tăia materiale care nu pot fi prelucrate folosind alte tehnologii. Au apărut mașini ale companiei "WaterJet Corp." (Italia) a simplificat foarte mult acest proces. Jetul de apă a devenit mult mai accesibil, iar echipamentele au devenit mai ușor de operat.

În plus, compania produce instalații cu 4 și 5 axe controlate (Figura nr. 1), care permit tăierea complexă a pieselor din material tablă. De exemplu: tăierea pieselor cu teșituri interne și externe de-a lungul oricăror suprafețe curbe, tăierea găurilor înclinate ale oricărui profil cu o generatrică rectilinie și prelucrarea canelurilor curbe complexe.

Pe lângă tăierea în 4 și 5 axe a pieselor din material tablă, implementată cu ajutorul unui cap de tăiere, Water Jet produce mașini pentru tăierea volumetrică cu jet de apă pe 5 axe, care are capacitatea de a direcționa jetul de apă în orice unghi față de masă suprafata, inclusiv pe orizontala...

Exemple de procesare

Top 7 motive pentru a alege o mașină de tăiat cu jet de apă:

Mașini de tăiat cu jet de apă - pentru mult timp au fost considerate echipamente destinate doar specialiștilor de înaltă calificare. Cu toate acestea, în ultimii ani, acest echipament s-a schimbat foarte mult. Datorită noilor tehnologii, aproape fiecare atelier de mașini sau întreprindere producătoareîși poate permite să achiziționeze și să utilizeze eficient un sistem de tăiere cu jet de apă de înaltă precizie, cu puțină sau deloc experiență. Waterjet Corp. a revoluționat industria, oferind primul sistem cu adevărat accesibil, care combină puterea sablarii abrazive cu prelucrarea de precizie.

• 1. Gamă largă de materiale prelucrate

Tăierea cu jet de apă este potrivită pentru o varietate de materiale, inclusiv metale, ceramică, compozit, sticlă, marmură și granit.

• 2. Calitate superioară prelucrarea marginilor

După tăierea pe WaterJet Corp. marginile materialului sunt netede ca sablate. Fără margini ascuțite, bavuri, margini neuniforme.

• 3. Fără încălzire în timpul procesării

Datorită faptului că mașinile de tăiat cu jet de apă folosesc apă și un abraziv, materialul tăiat se încălzește cu greu în timpul procesului de tăiere. Prin urmare, este ideal pentru materialele care se deformează la temperaturi ridicate sau reacționează în alt mod la căldură (de exemplu, titan).

• 4. Ecologic

Tăierea cu jet de apă a metalului este o tehnologie de tăiere care domină acum metalurgia, laminarea metalelor și industriile de inginerie. Tăierea metalelor cu apă a înlocuit tăierea cu plasmă și clasica pe mașinile de tăiat.

Pentru prima dată această metodă a fost dezvoltată și aplicată în industria aeronautică, pentru tăierea aluminiului aeronautic. companie americană, care a inventat această metodă, după ce a efectuat cercetări și analize, a oferit statistici cu privire la cât de eficient se aplică tăierea cu jet de apă în industrie.

Astăzi, marile fabrici de mașini nu se pot descurca fără tăierea cu jet de apă: vă permite să obțineți o precizie maximă în producția de piese din oțel și materiale refractare.

Avantajele metodei

Tăierea cu jet de apă a metalului este indispensabilă pentru prelucrarea pieselor cu pereți groși. Pentru a obține o linie de tăiere cu adevărat de înaltă calitate este posibil doar în acest fel. Utilizarea tăierii hidraulice este relevantă la așezarea țevilor în care va exista presiune ridicată. După tăiere, pe întreaga linie nu va mai rămâne nicio soltă sau bavuri, indiferent de cât de lungă este aceasta: nu este necesară nicio prelucrare suplimentară.

Trebuie avut în vedere faptul că o mașină de acest tip este mai scumpă decât analogii mai simpli. Dar costul inițial este compensat de preț Provizii, elemente de fixare și unități suplimentare. Un alt plus al lucrului cu sistemul hidraulic este că, chiar și la lucru lung, nu există cortină de fum, praful nu zboară în toate direcțiile. În plus, nu trebuie să monitorizați cât de ascuțit este unealta de tăiere, să o înlocuiți periodic și să cumpărați echipament optional pentru ascuțire.

În același timp, metoda cu jet de apă de tăiere a metalului vă permite să mențineți de mare viteză producție datorită vitezei rapide de prelucrare a semifabricatelor metalice. Viteza de tăiere nu se modifică nici măcar la prelucrarea pieselor cu pereți groși. În același timp, mașina cu jet de apă vă permite să procesați nu numai metal, ci și sticlă, cauciuc, plastic și alte piese de prelucrat multistrat.

Dispozitivul principal al mașinilor

Având în vedere faptul că mașinile cu jet de apă sunt universale în utilizare, acestea au un dispozitiv foarte specific care le permite să taie nu numai metale.

Tehnologia se bazează pe alimentarea cu apă sub presiune înaltă printr-o duză către piesa de prelucrat la un anumit unghi. Fluidul conține material abraziv, care este o componentă auxiliară a tăierii. Nisipul cel mai des folosit, zdrobit în microparticule. Înainte de hrănire, apa și boabele de nisip sunt amestecate într-un rezervor preliminar special. Amestecul bine amestecat este alimentat la duza mașinii.

Cutter de apa pentru metal

În funcție de programul dat, jetul format este alimentat pe piesa de prelucrat. Duza duzei este așezată pe un cap mobil, care poate fi rotit și înclinat la întâmplare. Viteza de tăiere cu apă poate fi comparată doar cu un tăietor cu plasmă, dar precizia și calitatea sunt comparabile doar cu tăierea cu laser pe termen lung.

Domeniu de aplicare modern

Tendințele tehnice de creștere nu au ocolit mașina de tăiat abraziv hidraulic. Echipamentele moderne de acest tip permit:

Operarea mașinilor CNC

Progresul în ceea ce privește tăierea cu jet de apă a metalului s-a dezvoltat rapid, iar mașinile de acest tip au decis să echipeze CNC. Numeric controlul programului a permis obținerea unei precizii mai mari la tăiere și accelerarea semnificativă a procesului. În comparație cu munca unui meșter de bricolaj, o mașină controlată electronic poate tăia forme mai complexe și poate tăia în diferite unghiuri.

Mașinile CNC sunt folosite pentru a face semifabricate din diverse oțeluri, aluminiu, cupru, bronz și alte metale utilizate pe scară largă.

Avantajele mașinilor cu jet de apă CNC sunt exprimate în astfel de momente:

Echipament manual

Există o serie de mașini cu jet de apă care nu sunt echipate cu CNC, iar în ele maestrul trebuie să seteze parametrii de tăiere cu propriile mâini. Aici, confortul muncii este mult mai rău, precizia și calitatea procesării sunt reduse. Mulți factori depind de cât de profesionist este operatorul mașinii. Dar, ca peste tot, există aspecte pozitive pe care le vom vedea în această listă:

• Mașinile manuale clasice sunt mult mai ieftine decât echipamentele controlate de computer.
• După ce a înțeles butoanele și pârghiile, chiar și o persoană fără studii de specialitate va putea face față lucrării la această mașină.
• Pe un astfel de echipament, este posibil să se obțină majoritatea pieselor simple și semifabricatelor cu forme geometrice simple.
• Chiar și pe o mașină manuală, este posibil să se obțină o tăiere de înaltă calitate în diferite unghiuri, pentru a tăia materialul conform cerințelor tehnologiei.

Consumabile și construcția independentă a mașinii

Pentru ca o mașină cu jet de apă să funcționeze pe deplin, este necesar doar să înlocuiți în timp materialele abrazive și elementele uzate, care în cele din urmă își pierd resursele. Rata consumului de abraziv depinde de grosimea materialului de tăiat: se întâmplă și ca mașina să consume aproximativ 300 g de microparticule de nisip pe minut.

In timpul prelucrarii metalului de grosime maxima, consumul va fi si mai mare, aproximativ 500-600 g pe minut. Piesele care necesită adesea înlocuire includ diferite garnituri și elemente de pompă de înaltă presiune. Acestea din urmă eșuează adesea, deoarece mașina lucrează întotdeauna cu o presiune extrem de mare, ceea ce creează o sarcină asupra pieselor.

În ceea ce privește construirea unei astfel de mașini pe cont propriu, există o problemă care este aproape imposibil de rezolvat - calitatea scăzută a pieselor auto-fabricate. Faptul este că construcția unei mașini cu jet de apă necesită o mulțime de piese și piese unice care vor trebui să fie comandate de la un strungar și create cumva cu propriile mâini. De regulă, durata de viață a unor astfel de piese nu va depăși câteva zile, având în vedere presiunea care trebuie tratată.

Ca urmare, va trebui să cumpărați piese de schimb originale, ansambluri complete, în timp ce alte piese vor rămâne de casă sau luate de la analogi. În ceea ce privește costurile bănești, vei cheltui aproape la fel de mult cât ar costa o nouă mașină cu jet de apă cu drepturi depline, plus că vei cheltui și mult efort.

O nouă instalație industrială pentru tăierea cu jet de apă costă de la 3 milioane de ruble, iar una uzată poate fi achiziționată mult mai ieftin.

Video: Tăierea metalului cu jet de apă

Mașinile de tăiat cu jet de apă sunt utilizate pentru prelucrarea metalelor, pietrei, materialelor plastice, sticlei în industria militară, aviație și unelte, inginerie mecanică. Tăierea folosind această tehnologie este un proces eficient și rapid care vă permite să reproduceți detalii precise din aproape orice material.

Capacitățile mașinii

Când se compară proprietățile tehnice ale mașinilor cu jet de apă CNC, piatra este folosită ca referință. La urma urmei, este foarte dificil de prelucrat și are o densitate mare. Prin urmare, după ce a făcut față pietrelor, echipamentul va tăia cu ușurință orice alte materiale.

Dirijată de un jet subțire sub presiune pe o piatră, apa taie stânci. În același timp, linia de tăiere poate fi de orice configurație, astfel încât tehnologia vă permite să creați modele și ornamente sculptate complexe.

Tăierea abrazivă a metalelor este capabilă să facă față chiar și cu una dintre cele mai multe metale puternice- titan. Este necesar doar să introduceți coordonatele corecte în creierul electronic și să începeți procesul. Puterea de impact este determinată de o combinație a următoarelor caracteristici stabilite de operator:

• presiunea jetului;
• furnizare de abraziv;
• viteza și natura alimentării cu apă;
• cantitatea de particule abrazive;
• caracteristicile particulelor abrazive.

O mare varietate de materiale pot fi utilizate ca particule de tăiere, inclusiv:

• granat pentru aliaje de titan și oțeluri de înaltă rezistență;
• aglomerat pentru piatră;
• nisipul este folosit pentru tăierea sticlei;
• zguri de origine silicat pentru materiale plastice.

Unul dintre cele mai populare materiale abrazive este nisipul granat, care include diverse părți de nisip de cuarț, corindon, oxid de fier.

Principiul de funcționare și tipurile de mașini de tăiat cu jet de apă

Mașina de tăiat cu jet de apă CNC funcționează după cum urmează:

• pompa alimenteaza boul la capul de lucru, aici se creeaza un jet de apa cu diametrul necesar. Intră în mixer, unde se formează un amestec apă-nisip, de acolo este direcționat direct către duză. Diametrul duzei poate fi de la 1 la 5 mm;
• un amestec este turnat din duză sub presiune de la 100 la 6000 bari, eliminând particulele de material. Viteza amestecului este de câteva ori mai mare decât viteza sunetului. Capul se rotește într-o gamă largă și este controlat prin automatizare;
• există un proces de eroziune artificială care vă permite să lucrați cu plăci de piatră de până la 300 mm grosime.

Prelucrarea materialelor moi, cum ar fi lemnul, cauciucul, unele materiale plastice se realizează fără particule abrazive, cu apă curată. Duza este pusă pe safir sau rubin, iar duza trebuie să aibă un diametru minim. Astfel de duze durează mai mult, deoarece apa curată are un efect mai moale asupra consumabilelor.

Echipamentul pentru tăierea cu jet de apă diferă în funcție de dispozitiv, scop, putere și cost:

• Mașini CNC;
• portabil.

Mașinile CNC efectuează tăierea în funcție de parametrii și desenele încărcate. Ei execută produse complexe, cu o intervenție redusă sau deloc a operatorului. Magazine de producție echipat de obicei cu astfel de echipamente.

Mașinile portabile sunt bune pentru tăierea oricărui material în locuri greu accesibile și periculoase, cum ar fi tunelurile. Lucrarea se face foarte rapid și precis. De aceea această specie prelucrarea este foarte economică.

Proiectarea mașinii

Tăierea cu jet de apă este prelucrarea materialelor solide cu o densitate de aproximativ 2,5 tone/metru cub folosind un amestec de particule solide și apă conform principiului eroziunii. Amestecul de tăiere este alimentat materialului sub presiune puternică, un curent de apă de diametru mic printr-un cap special format. Viteza de prelucrare depinde de parametrii materialului.

Mașinile CNC cu jet de apă sunt o combinație de mai multe module, inclusiv cele montate:

• mecanism de alimentare cu particule solide;
• masa de baie;
• pompa de apa de inalta presiune;
• portal;
• cap în mișcare;
• mecanism de distribuție a presiunii;
• recipient pentru amestec abraziv.

În plus, mașina de tăiat cu jet de apă este echipată cu sisteme automate de măsurare și control care îmbunătățesc precizia.

Capetele sunt făcute din minerale artificiale, sunt destul de scumpe și necesită înlocuire periodică. Tuburile de amestecare din metale durabile sunt, de asemenea, supuse înlocuirii.

Prelucrarea se realizează pe o masă special concepută.

Metoda de tăiere cu jet de apă are multe avantaje:

• în timpul funcționării unei mașini specializate, deșeurile sunt minime;
• suprafața pietrei nu primește o rugozitate inutilă;
• metalul nu este acoperit cu solzi;
• prelucrarea are loc la temperatura camerei, este exclusă supraîncălzirea materialului;
• calitatea pieselor obtinute este cea mai inalta;
• sunt posibile o mare varietate de tipuri de tăiere cu jet de apă, inclusiv cele care imită sculptura manuală;
• materialul nu este deformat;
• puteți îndepărta complet stratul frontal de pe piesa de prelucrat sau teșit;
• nu sunt emise vapori nocivi, gaze, funingine;
• Este posibilă prelucrarea plăcilor cu o grosime mai mare de 15 cm.

Echipamentele de tăiere cu jet de apă CNC lucrează în mod automat, nu se aplica munca manuala. Toate materialele prelucrate își păstrează pe deplin calitățile primare.

Scule speciale pentru mașini CNC

Senzorii de înălțime și de evitare a coliziunilor monitorizează distanța dintre suprafața materialului și duză. Acestea împiedică mișcarea capului sub presiunea apei și ciocnirea cu suprafețele verticale în timpul funcționării. Înainte de a începe lucrul, controlerul determină grosimea materialului și adâncimea de lucru necesară. Periodic, în timpul funcționării, senzorul efectuează ajustări la lucru în funcție de operațiunile deja efectuate.

Indicatorul laser face posibilă „țintirea” cu precizie atunci când plasați piesa pe blatul de lucru, poziționează rapid duza. Funcția este aplicată pe tabele de coordonate mici și mari. Indicatorul este protejat în mod fiabil de apă prin carcasa rezistentă la apă.

Substratul este utilizat pentru prelucrarea pieselor mici, îmbunătățind contactul dintre jetul de apă-nisip și material. Substraturile au o structură specială care trece ușor apa și ține în siguranță piesa.

Cu fiecare mașină este furnizat un set de cleme. Cu ajutorul acestuia, detaliile de diferite dimensiuni și forme sunt fixate ferm pe blatul mesei.

Sistemul de racire cu pompa este obligatoriu pt munca eficienta. Poate fi închis sau curgător. Închis este mai economic.

Dozatorul de alimentare cu abraziv controlează cantitatea de abraziv pentru a lucra pe material de diferite grosimi. Elimină întreruperile în furnizarea de abraziv, ceea ce este foarte important la tăierea materialelor valoroase, a căror prelucrare cu apă curată le poate strica.

Sistemul de purificare a apei previne depunerile de minerale pe supape, balamale și alte elemente ale mașinii CNC. Apa este purificată din calciu și fier. Cantitatea permisă fierul în 1 litru de apă nu depășește 10 miligrame. Sistemul de curățare crește productivitatea și durata de viață a mașinii CNC.

Videoclipurile arată tăierea cu jet de apă în 3D și 2D: