Вода, вероятно, последнее, о чем вы могли бы подумать, определяя средства для резки металла. Как бы умопомрачительно это ни звучало, на самом деле вода является одним из самых мощных средств для резки металла. При правильном давлении и абразивности он может разрезать практически все, от дерева и пластика до камня и металла, такого как стальные, медные и бронзовые бруски. Машина, которая делает это возможным, называется гидроабразивный резак.
Что такое водоструйный резак?
Более известный в народе просто как “гидроабразивный”, водоструйный резак представляет собой устройство для резки твердых и плотных материалов, таких как камень и металл, с использованием струи воды под высоким давлением. Он бывает двух основных типов — “pure waterjet”, в котором в качестве режущего агента используется чистая вода, и “abrasive jet”, в котором используется смесь воды и абразива. Обычно чистая гидроабразивная обработка используется для резки более мягких материалов, таких как дерево или резина, в то время как абразивная струя, с другой стороны, часто предпочтительнее для резки камней и металлов.
В школе нас учили, что вода является универсальным растворителем. Это может показаться клише, но на самом деле, после открытия гидроабразивного резака мы наконец поняли, что это на самом деле означает. Гидроабразивный резак может резать практически все, но в промышленности он часто используется для резки мрамора, гранита, камня, металла, пластика, дерева и нержавеющей стали. Давайте выясним, как работает водоструйная резка, чтобы понять, что отличает ее от других методов резки.
Детали гидроабразивного резака
Легко представить гидроабразивный резак как ультрасовременное устройство, которое появилось прямо из научно-фантастического фильма. Правда в том, что его концепция и механизм довольно просты. Ниже я расскажу вам о структуре водоструйного резака и о том, как он работает.
Изобретатели этого устройства преследовали три цели—1.) Для создания давления не менее 94 000 фунтов на квадратный дюйм (потому что именно такое давление необходимо для резки твердых материалов), 2.) Для преобразования давления в высокую скорость и 3.) Для управления потоком воды. Для достижения этих целей необходимо создать три компонента:
-
Система сверхвысокого давления
– Этот компонент отвечает за создание давления, необходимого для продвижения воды к обрабатываемому материалу. Он состоит из насоса, режущей головки и водопроводной системы.
-
Машина
– После достижения достаточного давления вода под давлением подается непосредственно в отдельный станок, состоящий из осей X, Y, Z (позволяет соплу точно создавать желаемую траекторию резания), осей запястий режущей головки (используется для выполнения угловых надрезов и минимизации конусности для создания точных вертикальных надрезов) и улавливателя материала (рассеивает энергию абразивной струи).
-
Система управления
– Конечно, для обеспечения точности и эффективного производственного процесса необходима отдельная система управления. Эта часть гидроабразивного резака состоит из программного обеспечения, интерфейса оператора, приводных двигателей и системы обратной связи по положению и скорости.
Как работает водоструйный резак
Высокоскоростная вода из водопровода закачивается в водоструйную установку и, проходя через украшенное драгоценными камнями сопло, превращается в крошечную струйку. В зависимости от свойств обрабатываемого материала, в воду могут быть подмешаны добавки в виде взвешенного песка или других абразивов. Обычно это делается при резке металла, такого как титан или сталь. Для более мягких металлов, таких как бронза и латунь, может потребоваться менее абразивное режущее средство.
Как упоминалось выше, гидроабразивный резак требует системы управления, обычно с робототехникой, для обеспечения точной резки в соответствии с желаемой конструкцией и рисунком. К сожалению, существует несколько материалов, которые невозможно эффективно разрезать с помощью гидроабразивного резака из-за их хрупкости. Закаленное стекло, например, разбивается независимо от того, как быстро струя под давлением соприкасается с его поверхностью.
Преимущества гидроабразивной резки
Существует множество способов вырезания точных рисунков на материалах, как мягких, так и твердых, но что отличает гидроабразивную резку от других? Почему строители и ремесленники предпочитают его другим методам? Вот некоторые из причин.
-
Низкая стоимость
– Несмотря на кажущуюся многогранность конструкции, конструкция гидроабразивного резака на самом деле довольно проста и изготавливается из недорогих материалов. Кроме того, он не требует специальных зажимов, приспособлений или смены инструмента, поэтому его может изготовить где угодно практически любой человек, имеющий опыт в машиностроении. По сути, стоимость производства и эксплуатации с использованием этого станка намного ниже по сравнению с другими методами резки.
-
Не требует нагрева
– Некоторые методы включают нагрев, чтобы облегчить резку материала. К сожалению, известно, что нагрев химически изменяет материал, влияя на его свойства. Вода, используемая в гидроабразивном резаке, не требует нагрева, а добавляемые абразивы не слишком жесткие, чтобы серьезно повлиять на свойства материала, который они разъедают.
-
Подходит для различных материалов
– В отличие от других режущих станков, которые могут резать только несколько типов материалов, в основном мягкие металлы, гидроабразивную резку можно использовать для множества материалов, даже тех, которые было бы трудно обработать другими методами резки.
-
Не содержит пыли и запаха
– Пыль, образующаяся при резке, может быть чрезвычайно вредна для здоровья при вдыхании. Вот почему машинисты должны носить тяжелое защитное снаряжение при резке металлов или находиться за защитной стеной. Однако при использовании системы гидроабразивной резки частицы пыли, образующиеся при резке, немедленно смачиваются и сливаются с избытком воды, что делает процесс полностью беспыльным. Также отсутствует сильный запах.
Теперь, когда вы знаете, как работает станок для водоструйной резки, вы, вероятно, имеете представление о его распространенных областях применения. Помимо механической обработки, следует упомянуть еще много других. К ним относятся удаление полос дорожной разметки, распил бревен, вырезание деталей для самолетов и космических аппаратов, а также изготовление пластин и листов из бронзы и латуни. Те, кто знает, где купить медные листы и пластинчатые плиты, знают, что производители уже используют эту новейшую технологию в своем производстве. Среди многих, кто работает с ним, есть ведущие поставщики меди, такие как Rotax Metals. Во время вашего следующего визита в магазин металлоконструкций вы можете спросить, как производилась резка металлов, и если там упоминается гидроабразивная резка, вы можете ожидать, что их продукция будет лучшей в ассортименте.