Помимо металлов и их сплавов технология является оптимальной для керамических и керамогранитных изделий, композитных материалов, легированных сталей, сотовых конструкций, камней естественного и искусственного происхождения, стекольной продукции, бетонных изделий.
История возникновения технологии водоструйной резки
Создание метода базируется на естественном процессе водной эрозии, протекающей в обычных природных условиях.
Впервые его стали применять в горнодобывающей промышленности для извлечения полезных ископаемых из месторождений. С 1950-х годов технология перекочевала в аэрокосмическую отрасль и металлургию: стала применяться для разрезания металлических изделий и заготовок.
В 1979 году специалисты усовершенствовали метод, начали создавать двухфазную водную струю: добавлять в нее мелкодисперсные частицы абразива, что позволило улучшить качество обработки края, увеличить силу воздействия и режущие свойства в несколько раз. С 1983 года оборудование для ГАР выпускалось повсеместно, методику начали использовать многие предприятия из различных отраслей промышленности.
Особенности технологического процесса
Гидроабразивная резка основывается на эрозионном воздействии водной струи на обрабатываемый участок материал. Форма и качество обработки края, мощность режущего лезвия, скорость работы устанавливаются с помощью подбора соответствующих параметров: показателей давления, расхода воды, размер и твердость абразивных частиц.
Водная струя с добавлением абразивных частиц выступает универсальным режущим инструментом, не имеющим износа и срока годности. Диаметр струи варьируется в диапазоне 0,5-1,5 мм в зависимости от используемых комплектующих. Стандартная температура в зоне реза: 60-90°C. С помощью ГАР можно обрабатывать материалы толщиной от 0,1 мм до 30 см.
Процесс резки доступен для изделий любой сложности и конфигурации. Использование метода не оказывает никакого негативного влияния на первоначальные физико-механические характеристики материала. Разрезанное изделие готово к дальнейшей эксплуатации без дополнительных работ по шлифованию и зачистке поверхности.
Применяемое оборудование и принцип его действия
Для осуществления гидроабразивной резки необходимы специальные, высокотехнологичные станки, которые состоят из рабочей ванны, систем перемещения и ЧПУ, насоса высокого давления, абразивного бака, датчиков, устройств загрузки-удаления материала, угловой и режущей головок.
Под действием насоса высокого давления водный поток сжимается. Проходя по трубопроводу через узкое водяное сопло, жидкость попадает в специальную смесительную камеру, соединяется с абразивом и переходит в фокусирующее алмазное сопло с чуть большим диаметром (0,6-1,2 мм). Из режущего отверстия тонкая струя воды со сверхзвуковой скоростью (более 1000 м/с) попадает на поверхность обрабатываемого материала и разрезает ее под заданным углом. Размер режущей головки подбирается под плотность и толщину конкретного материала.
Современное оборудование оснащено компьютеризированным модулем управления и качественным программным обеспечением, что дает возможность дистанционно руководить процессом и максимально его автоматизировать.
Преимущества метода гидроабразивной резки металла
К неоспоримым достоинствам гидроабразивной технологии резки относятся:
- минимальные потери материала;
- универсальность использования: для резки применимы материалы разной толщины, прочности и состава;
- слабое термическое воздействие на поверхность обрабатываемого изделия, отсутствие оплавленных или сгоревших зон, деформированных участков;
- филигранная точность резки изделий любой кривизны и сложности с соблюдением заданных параметров;
- возможность фигурной резки и придания материалу необходимой конфигурации с образованием отверстий нужного контура и углов заданного градуса;
- качественный резной край, кромка без сколов, неровностей, окалин и следов плавления;
- высокая эффективность;
- многофункциональность;
- возможность разрезания тонкого материала пачкой (одновременно несколько слоев, сложенных вместе), что повышает производительность и сокращает время работы;
- пожарная и экологическая безопасность, отсутствие вредных выбросов и испарений в окружающую среду;
- разнообразие сфер применения: машиностроение, камнеобработка, ВПК, авиационно-космическая, пищевая, строительная и иные отрасли.
Недостатки гидроабразивного метода раскроя металлических изделий
Гидроабразивная технология отличается высокой производительностью, качественной обработкой краев материала, возможностью изготовления изделий различных форм и изгибов, малым количеством отходного материала и широкими возможностями применения. Однако, как и любой метод, не лишена своих недостатков:
- дорогостоящие комплектующие и расходные материалы, в том числе абразив, значительно повышающие эксплуатационные затраты;
- проблемы коррозии металла;
- необходимость использования основных комплектующих с ограниченным эксплуатационным ресурсом;
- высокий уровень шумовой нагрузки при работе.