Zakres zastosowania
Główną różnicą, jaką ma metalowy strumień wody w stosunku do innych metod przetwarzania, jest to, że nie ma mechanicznego wpływu na powierzchnię materiału. Brak ciepła i tarcie narzędzi wpływa na możliwe obszary zastosowania i jakość cięcia.
Sprzęt jest używany do cięcia materiałów takich jak:
- ceramika, szkło;
- kamień, granit, marmur;
- płyty gumowe, paronitowe, ebonitowe i tekstolitowe, z tworzyw sztucznych;
- żelbet;
- metale, w tym: stal, tytan.
Zasada działania
Zastosowanie maszyn do cięcia wodą ściernych nie ogranicza się do możliwości cięcia metalu, ale nadal główna część sprzętu jest nadal używana tylko w tym obszarze. Sercem cięcia wodnego jest technologia dostarczania wody pod ciśnieniem z pewną zawartością substancji ściernej na powierzchni materiału. Co dzieje się podczas cięcia:
- Ciecz ze specjalnego zbiornika jest podawana do mieszalnika pod ciśnieniem.
- W tym samym czasie związek ścierny jest przesyłany do mieszalnika, składającego się z reguły z małych cząstek piasku.
- Woda po zmieszaniu ze ścierniwem jest podawana do dyszy do cięcia metalu strumieniem hydroabrazyjnym.
- Cienki strumień jest kierowany na powierzchnię materiału i tnie go.
Ta zasada działania umożliwia znaczne zwiększenie prędkości i jakości obróbki metalu.
Sprzęt do cięcia wody
Nawet w czasach starożytnych ludzie zauważyli wyjątkową właściwość wody pod ciśnieniem, aby zmienić kształt materiałów, na których działa. Powierzchnia kamieni stała się gładka, a stały upadek z wysokości lewych wcięć w twardych skałach.
Ta sama zasada ma zastosowanie do celów przemysłowych. Dlaczego po prostu trzeba zwiększyć kilkakrotnie ciśnienie wody, a także kontrolować kierunek strumienia. Robi się to w ten sposób:
- Pompa wysokociśnieniowa gromadzi wodę i dostarcza płyn na powierzchnię materiału. Gęstość i grubość ciętej stali zależy od wydajności pompy. Woda jest dostarczana do pompy za pomocą węży podłączonych do głównego systemu zasilania wodą.
- Regulator mocy . Grubość ciętego materiału, szybkość cięcia GAR jest zapewniona przez skład prowadzonej mieszanki i precyzyjne regulacje. W przypadku lepkich i trwałych materiałów stosuje się trójfazowy wypełniacz, w przypadku metali o bardziej podatnej strukturze wystarczająca jest dwufazowa ciecz (woda i materiał ścierny). Reguluje się także nie tylko skład cieczy, ale także ciśnienie wody. Aby osiągnąć minimalną wydajność, wymagane jest wyjście strumienia z prędkością 1200 m / s, przy ciśnieniu co najmniej 4600 kg / cm.
- Dysze tnące - mogą się różnić w zależności od grubości i gęstości obrabianego metalu, jak również składu cieczy używanej podczas cięcia. Ponieważ strumień z dyszy wychodzi pod dużym ciśnieniem, początkowo dysze są wykonane ze stali o wysokiej wytrzymałości.
- Mikser - ten sprzęt jest jednym z głównych elementów maszyny. To mikser odpowiada za jakość mieszanki, brak odprysków i grubość cięcia zależą od jednorodności proporcji.
- Automatyzacja - warunkiem wstępnym jest stożek krawędzi, który pojawia się w wyniku bezwładności strumienia wody. Stożek zależy od prędkości cięcia. Aby zmniejszyć ten negatywny efekt, stosowana jest kompensacja stożka (technologia Flow Dynamic Waterjet). Zasada kompensacji polega na tym, że sama automatyka określa gęstość i jakość materiału oraz zapewnia wskazanie głowicy tnącej, aby zmienić kąt dyszy.
Zdolność procesu hydraulicznego
Jedną z głównych zalet metody cięcia hydroabrazyjnego jest brak ogrzewania i odpryskiwania powierzchni, które są nieodłącznie związane z tradycyjnym cięciem przedmiotów.
Dzięki udoskonaleniu obrabiarek i nowoczesnych technologii możliwe było rozszerzenie ich zakresu zastosowania i funkcjonalności:
- Możliwość wytwarzania niestandardowych materiałów tnących. Jednocześnie zmiana kąta cięcia nie wpływa na jakość cięcia. Dokładność cięcia metalu pod kątem umożliwia stosowanie gotowych półfabrykatów bez dalszej obróbki.
- Maszyny do cięcia metalu ze skupionym strumieniem można stosować w walcowanych produktach metalowych. Tak więc największa grubość metalu przy cięciu wynosi 200 mm dla średniej stali węglowej, 120 mm dla stopów o wysokiej wytrzymałości.
- Istnieją maszyny, które mogą pracować bez interwencji człowieka w trybie całkowicie autonomicznym. Jednocześnie konieczne jest ustanowienie specjalnego programu regulującego działanie maszyny. Dzięki kontroli oprogramowania można wycinać nawet bardzo złożone części.
- Dzisiaj cięcie rur hydroabrazyjnych jest powszechne. Dzięki specjalnym maszynom możliwe jest uzyskanie idealnie płaskiego okręgu cięcia.
- Sztuka - precyzyjne cięcie figur pozwala na użycie maszyn podczas produkcji elementów dekoracyjnych, dekoracji itp. Dokładność figur i jakość cięcia nie zależy od doświadczenia pracownika, ale od jakości używanego oprogramowania i sprzętu. Wszędzie tam, gdzie wymagane jest, aby odchylenia nie przekraczały 0, 5%, używane są maszyny CNC.
Aplikacja maszyny CNC
Możliwości wykorzystania maszyn CNC do cięcia hydroabrazyjnego miedzi, aluminium, stali nierdzewnej i innych rodzajów metali nieżelaznych i żelaznych o różnych mocach umożliwiły znaczny rozwój i zwiększenie wykorzystania sprzętu.
Kosztem maszyn CNC możliwe jest wytwarzanie precyzyjnych części bez odchodzenia od wymaganych wymiarów, co jest prawie niemożliwe do osiągnięcia przy użyciu tradycyjnych metod cięcia. Zasada działania jest następująca:
- Oprogramowanie jest ustawione, podczas gdy dla każdego materiału jest własne oprogramowanie, które automatycznie wybiera ciśnienie strumienia, skład mieszanki tnącej i inne parametry. Program umożliwia uzyskanie zakrzywionego materiału tnącego.
- Dodatkowe przetwarzanie, co do zasady, po przetworzeniu materiału za pomocą maszyny nie jest wymagane. Ale podczas złego wyboru składu strumienia cięcia występuje pewna szorstkość powierzchni. Chropowatość cięcia jest wykluczana przez wielokrotne przetwarzanie.
- Oprócz cięcia materiału, maszyna CNC umożliwia wykonanie otworów o wymaganej średnicy. Niektóre modele maszyn mają dodatkowe wyposażenie do wykonywania ściśle ukierunkowanych operacji.
Ręczne cięcie w sposób hydroabrazyjny
Niektóre maszyny są sterowane bezpośrednio przez operatora. W tym sprzęcie kąt nachylenia i wszystkie inne parametry muszą być ustawione ręcznie, co nie jest zbyt wygodne i nie może zapewnić komfortu pracy. Jednocześnie instalacja cięcia hydroabrazyjnego (UGR) metalu bez CNC ma pewne zalety, takie jak:
- Niezmieniona ogólna funkcjonalność. Cięcie materiału pod kątem, nawet cięcie, cięcie materiału i cięcie prostych kształtów można wykonać na konwencjonalnej maszynie. Na tym sprzęcie można wykonywać cięcie hydro-abrazyjne miedzi, aluminium, szkła, stali i innych materiałów.
- Nie ma potrzeby edukacji profilowej. Ręczny sprzęt tnący ma minimum funkcji i łatwą obsługę. Umożliwia to wykonywanie wszystkich wymaganych operacji podczas obróbki prostych części.
- Niższy koszt wyposażenia, w przeciwieństwie do maszyn CNC, instalacja ta będzie kosztować około dwa razy taniej.
Korzystanie z podręcznego sprzętu jest ograniczone tylko przez jego niską funkcjonalność. Zastosowanie urządzenia do cięcia artystycznego, cięcia skomplikowanych kształtów geometrycznych i wszędzie tam, gdzie potrzebny jest wysokiej jakości wynik końcowy i wysoka precyzja, wymaga nabycia maszyny CNC.
Główną zaletą
Istnieje kilka głównych zalet, które można zauważyć podczas stosowania cięcia strumieniem wody:
- Funkcjonalność - zalety cięcia hydroabrazyjnego są trudne do wyliczenia w całości, ale jednym z głównych jest to, że za pomocą maszyny GAR można ciąć najbardziej złożone elementy obrabianych przedmiotów. Możliwe staje się również stworzenie złożonego profilu o dowolnych konturach, kształtach i promieniach.
- Brak ogrzewania powierzchni poddanej obróbce. Podczas obróbki części całe uwalniane ciepło jest natychmiast usuwane przez działanie wody. Ze względu na brak ciętych elementów metalowych ciepło wytwarzane w wyniku tarcia jest bardzo niskie. Małe wydzielanie ciepła zapewnia dokładne cięcie metali, które mogą być odkształcane pod wpływem podwyższonej temperatury.
- Zdolność produkcyjna procesu cięcia - urządzenie jest absolutnie uniwersalne, w razie potrzeby jest używane do wiercenia. Można pracować niezależnie od warunków atmosferycznych i innych. Maszyny ręczne mogą być używane do cięcia materiałów nawet pod wodą na głębokości ponad stu metrów. Z jednej pompy można jednocześnie zasilać kilka instalacji.
- Bez dodatkowej pracy - po otrzymaniu wymaganej części nie ma potrzeby dalszego przetwarzania i szlifowania punktu cięcia. Chropowatość jest prawie niewidoczna gołym okiem.
- Bezpieczeństwo - sprzęt może być nawet instalowany w wysoce wybuchowym przemyśle podczas produkcji materiałów łatwopalnych. Brak prawdopodobieństwa iskier, nagrzewania powierzchni i innych parametrów sprawia, że korzystanie z urządzeń ścierających wodę jest możliwie bezpieczne i wygodne.
- Wydajność, w przeciwieństwie do obróbki plazmowej materiału. Prędkość cięcia może osiągnąć do 35 tysięcy mm / min. I to nie wpływa na jakość cięcia. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że podczas cięcia nie zostanie utracony więcej niż 1 mm metalu, a także dokładność i absolutna zgodność z gotowym produktem zgodnie z określonymi wymiarami, to wysoka rentowność tego sprzętu jest całkiem oczywista.
- Uniwersalność instalacji - jedna maszyna jednocześnie umożliwia obróbkę plastiku, stali, tkaniny, gumy itp. Jednocześnie, w razie potrzeby, można wycinać wielowarstwowe półfabrykaty, które składają się z kilku materiałów.
- Możliwość cięcia materiałów grubościennych. Można obrabiać blachy do 200 mm, a także bloki żelbetowe o grubości do 100 mm.
Jednak najbardziej funkcjonalny sprzęt CNC, brak wykwalifikowanych pracowników wyjaśnia, dlaczego ręczne cięcie strumieniem wody jest bardziej pożądane.
Wady cięcia strumieniem wody
Główne wady obejmują następujące czynniki:
- Ta sama prędkość cięcia dla cienkich materiałów, jak również dla materiałów grubościennych. To znacząco wpływa na rentowność maszyny. Problem został rozwiązany przez układanie arkuszy w warstwy w celu jednoczesnego cięcia kilku części naraz.
- Wygląd zwężania jest tym bardziej zauważalny podczas obróbki grubościennego metalu i innych materiałów ogniotrwałych. W rezultacie powierzchnia końcowa części nie jest przycinana gładko, ale w kształcie lejka. Stożek jest zwykle eliminowany za pomocą dodatkowej instalacji automatyki.
W przeciwnym razie zastosowanie cięcia strumieniem wody jest opłacalne, praktyczne i wygodne. Maszyny do cięcia wykorzystujące wodę ze ścierniwem mogą rozwiązać ważne problemy związane z niską jakością obróbki elementów, a także skrócić czas potrzebny na produkcję.