Гидроабразивная резка металла — установки, оборудование, давление

• Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
• Ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки;
• Высокая стоимость абразива (расходный материал);
• Коррозия металла.

Управление

Управление может осуществляться через интерфейс самого станка, либо путем загрузки в систему подготовленных файлов-заданий в виде чертежей и технологических параметров, подготовленных в формате любого графического редактора, совместимого с ПО станка (CAD. COREL-DRAW или подобных).

Оператор, используя сервис интерфейса, может задавать координаты начала и окончания движения, корректировать скорость резки и направление.

Задание передается в систему автоматизированного управления для выполнения операций.

После этого надо установить режущую головку в начальную точку и запустить станок в работу. ПО станка преобразует данные файла-задания в команды управления насосом, дозатором абразива и двигателями привода головки.

Обратная связь САУ считывает показания датчиков, корректирует подачу воды и скорость движения головки, следит за выполнением задачи, обеспечивает плановое или аварийное отключение станка.

Кроме того, у оператора есть возможность в любой момент остановить работу устройства, отключить насос и сбросить давление в системе.

1 Станки гидроабразивной резки – техническое воплощение передовых технологий

Гидроабразивная резка – уникальная, одна из самых эффективных технологий обработки материалов, основанная на естественном природном процессе водной эрозии (постепенном разрушении, вымывании почв и горных пород). При проведении работ в качестве режущего инструмента применяется вода, воздействие которой на материал многократно усилено абразивом, добавляемым в нее. Но самое главное, что эта смесь испускается под высоким (до 6000 атм) давлением и на огромной скорости (800–1000 м/с – в 3 раза выше скорости звука в воздухе).

На физическом уровне суть механизма резки состоит в разрушении материала скоростным потоком абразивной составляющей струи, разгоняемой и доставляемой к месту обработки водой. При этом происходит отрыв и вымывание из полости резки частиц материала с одновременным охлаждением зоны обработки.

Устойчивость истечения двухкомпонентной струи (абразива с водой) и эффективность ее воздействия поддерживаются оптимальным соотношением параметров резки, в том числе расхода и давления воды, а также размера и расхода частиц абразивного состава.

Гидроабразивная струя способна резать практически любой вид материалов:

• черные, цветные металлы и сплавы;
• легированные труднообрабатываемые стали и сплавы (включая жаропрочные, нержавеющие);
• композиционные материалы;
• искусственные, природные камни (мрамор, гранит и так далее);
• керамические материалы (плитка, керамогранит);
• стекло обычное, композиционное (триплекс, армированное, бронестекло, стеклотекстолит и тому подобное);
• прозрачные, пористые материалы;
• бетон, железобетон;
• сотовые и сэндвич-конструкции.

Мягкие материалы (поролон, полиуретан и прочие пеноматериалы, картон, пластмассы, кожаные изделия, ткани и тому подобное) режут струей только воды, не добавляя абразив. Также такой способ применяется в пищевой сфере – для порционирования и порезки пищевых продуктов.

Для проведения гидроабразивной резки предназначено специальное оборудование – станки гидроабразивной резки. Принцип их работы заключается в следующем:

• вода, сжатая насосом высокого давления (один из основных узлов оборудования) до 4000 атм или выше, проходит через сопло, которое формирует струю диаметром всего 0,2–0,35 мм, подаваемую в смесительную камеру;
• в смесительной камере вода смешивается с абразивным материалом (гранатовым песком, как правило), а затем проходит через другое, твердосплавное сопло, диаметр которого 0,6–1,2 мм;
• из второго сопла струя смеси абразива с водой выходит со скоростью приблизительно 1000 м/сек и ударяет о поверхность обрабатываемого изделия;
• рабочий процесс характеризуется как «холодное резание» – не сопровождается нагревом обрабатываемого участка заготовки.

Типовой станок состоит из узлов:

• Корпуса.
• Резервуара с водой объемом от 2 м3 и больше.
• Насоса, который прокачивает под высоким давлением жидкость от резервуара-хранилища к зоне резки.
• Шлангов, по которым вода транспортируется.
• Емкости для заправки, системы подачи и смешивания с водой абразива.
• Водяного «резака», представляющего собой штуцер с форсункой. Автоматика регулирует пропускную способность и другие параметры работы резака.
• Рабочего стола, на котором крепится обрабатываемая заготовка, расположенного в специальной ванне.
• Защитного кожуха.
• Блока автоматического управления (ЧПУ) – координирует перемещения рабочего стола и водяного резака, контролирует и задает параметры процесса обработки.

Цена гидроабразивной резки

Есть как минимум пять компонентов, которые определяют высокую цену оборудования:

• насос и система трубопроводов высокого давления;
• высокоточные приводы управления движения головкой;
• интеллектуальная система управления;
• сопло из драгоценных камней (пусть и искусственного происхождения);
• смесительная трубка из композита с высокой твердостью.

А если учесть, что последних два компонента относятся к расходным деталям и добавить высокую цену абразива, то стоимость гидроабразивного раскроя получится самой дорогой среди всех видов. Но достоинства этого способа и качество обработки детали стоят этого.