Преимущества и недостатки гидроабразивной резки

Гидроабразивная резка металла (с использованием абразива и воды) — обработка, применяемая с 60-х годов прошлого века с целью раскроя листовых заготовок. Впервые работы были произведены на производственных мощностях американской авиастроительной компании.

Область использования

Отличием водяной резки от остальных вариантов обработки является отсутствие механического воздействия и связанных с ним проблем — перегрева материала и инструмента, избыточного трения, что, в свою очередь, оказывает влияние на качество реза и значительно расширяет область применения данной технологии.

Обработка подобного рода производится с целью реза следующих материалов:

• металлов;
• камня;
• стекла и керамики (например, резка плитки);
• железобетона.

Это минимизирует расход сырьевых ресурсов и запчастей, а также облегчает ход производства работ.

Принцип работы гидроабразивного станка

Принцип работы гидроабразивного станка прост. Гидроабразивная резка металла производится путем подачи воды, содержащей абразив, на поверхность заготовки под давлением. Происходит это поэтапно:

• вода, наполняющая резервуар, перемещается в смеситель (туда же направляется и абразив — мелкий песок);
• жидкость направляется на сопло, а затем тонкая ее струя попадает в область реза.

Работы производятся под давлением.

Оборудование

Существует несколько типов оборудования, позволяющего произвести резку металла гидроабразивной резкой. Так, широко используют:

• гидроабразивные станки с ЧПУ;
• оборудование с ручным управлением.

Станки для гидроабразивной резки с ЧПУ позволяют создать высокоточные детали, параметры которых минимально отличаются от размеров в чертежах. Работы на подобном оборудовании производятся следующим образом:

• ставятся программы, подбирающие состав водно-абразивной смеси, ее напор и иные характеристики в автоматическом режиме (возможны фигурная резка металла и высверливание отверстий).
• режется заготовка.

Дополнительная обработка места резки, как правило, не требуется — оборудование производит анализ характеристик реза и при необходимости вносит соответствующие ситуации изменения.

Станки гидроабразивной резки, работающие под управлением оператора, менее удобны ввиду того, что угол наклона и все остальные рабочие параметры требуется выставлять вручную. Однако подобное абразивное оборудование обладает и определенными преимуществами:

• меньшей стоимостью — его приобретение обойдется в полтора раза дешевле, чем монтаж установки гидроабразивной резки с ЧПУ;
• отсутствием потребности в квалифицированной рабочей силе (оператор гидроабразивной резки может обладать любым образованием) — оборудование обладает минимальной функциональностью и простотой управления (этого вполне достаточно для обработки заготовок простых геометрических форм);
• хорошими показателями готовых изделий.

Внимание! Использование ручного оборудования ограничивается их незначительным функционалом. Изделия, обладающие сложной геометрией, требующие высокой точности при изготовлении, невозможно изготовить без станков гидроабразивной резки с ЧПУ.

Монтаж станка своими руками требует приобретения дорогостоящих конструктивных элементов.

Расходники

Как и любая другая технологическая операция, резка металла водой невозможна без замены основных расходных материалов и быстроизнашивающихся элементов оборудования. В список элементов для работы входят:

• абразив (мелкий гранатовый песок с размерами частиц, не превышающими 600 микрон) — его расходуется 300-350 граммов в минуту;
• вода;
• подающая система (резак) — сопла меняются через 50 часов работы, направляющие трубки — через 100;
• прокладки и уплотнители насосной станции.

Кроме того, периодически появляется необходимость отремонтировать гидробаки.

Внимание! Использование вместо гранатового песка для гидроабразивной резки более дешевого абразива из иных горных пород оказывает негативное влияние на производительность и скорость износа конструктивных элементов оборудования.

Преимущества и недостатки

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

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

Недостатками гидроабразивной резки являются:

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

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