Особенности станков для гидроабразивной резки: цены, характеристики и принцип работы

Способов резки и соответствующего оборудования практически столько же, сколько видов различных материалов (твердых, мягких, хрупких и прочих). Станки гидроабразивной резки способны точно и эффективно обработать любой.

Станки гидроабразивной резки – «непыльный» способ резки любых материалов

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).

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.

Установка гидроабразивной резки настолько же уникальна, как и сама технология, несопоставима по конструкции ни с одним известным оборудованием для подобного вида обработки изделий. Первая ее особенность – наличие рабочей ванны, в которой происходит резка, имеющей следующие элементы:

• Несущие опоры из нержавеющей стали, приспособленные для простой, быстрой замены при наступлении износа.
• Быстросъемные ребра для поддержки разрезаемого материала. Устанавливаются на несущие опоры и обеспечивают их защиту от гидроабразивной струи.
• Система быстрого набора, выпуска воды, обеспечивающая обработку заготовок, полностью погруженных в водную среду – рабочая зона защищена от образующейся пыли (остается в воде) и шума, уровень которого снижается до 65 Дб.

Следующая особенность – бак для абразива, обеспечивающий простоту работы с оборудованием:

• конструкция позволяет пополнять запас абразивного материала даже в процессе работы установки – существенная экономия времени;
• оборудован датчиками контроля объема абразива.

Имеет свои особенности и система перемещения:

• У станка консольная конструкция, оснащенная ременным приводом, осуществляющем перемещение по осям.
• Ременной привод наиболее приспособлен для использования на гидроабразивных станках, так как практически не боится, когда в него попадает абразивный материал. Привод прост в эксплуатации, а в случае износа легко заменяем.
• Высокая точность позиционирования (±0,025 мм) обеспечивается индуктивными линейными датчиками.
• Осевое перемещение осуществляется по линейным направляющим, благодаря чему обеспечивается плавность скорости и хода, точность позиционирования.

Самый важный узел гидроабразивной установки – насос высокого давления, осуществляющий сжатие и доставку воды в рабочую зону. Автоматическое управление всеми параметрами процесса резки производится системой ЧПУ. Для удобства быстрой и точной настройки или привязки все станки оснащены переносным пультом с маховичком.

Система поддержания постоянного зазора представляет собой особый контактный механизм, перемещающийся по листу и обеспечивающий поддержание оптимального расстояния между поверхностью изделия и фокусирующей трубкой. Это способствует качеству и точности реза, а также не допускает опасности столкновения трубки с заготовкой.

Особая конструкция станков – угловая голова:

• обеспечивает подвижность режущей головки в 2 плоскостях с поворотом на углы наклона до 60° включительно – это позволяет обрабатывать криволинейные поверхности, фаски, компенсировать конусность в процессе обработки;
• конструкцией предусмотрено, что при выполнении фаски или компенсации конусности перемещение происходит только по 1 поворотной оси – это обеспечивает неизменность угла и высокую точность;
• сложные поверхности могут обрабатываться одновременно по 5 координатам.

Станок для гидроабразивной резки металла оборудован системой загрузки обрабатываемого материала. Наибольшее распространение получили:

• Кран-балки, оснащенные механическими или вакуумными захватами. В качестве силовой установки используется тельфер.
• Подъемники гидравлические, пневматические с регулируемыми рычагами, которые поддерживают материал в самых важных местах – получили широкое применение при работах с хрупкими материалами.

Датчик, контролирующий подачу абразивного состава:

• Проверяет количество поступающего абразива во время обработки – рез может выполняться без присутствия оператора.
• Обеспечивает остановку работы станка при попадании посторонних материалов (не предусмотренных фракций или остатков мешковины) в режущую головку. Допустимый диапазон задается со стойки оператора (можно изменить в процессе обработки).

На станок, при необходимости, можно установить ультразвуковую или лазерную систему сканирования поверхности заготовки. Устройство выявляет неровности поверхности заготовки и тем самым обеспечивает поддержание требуемого зазора, а также максимальную точность резки.

Гидроабразивное оборудование может быть оснащено устройством удаления отработанного абразива:

• состоит из насоса и бака отстойника;
• отличительная особенность – использование насоса мембранного типа, который прост в обслуживании и максимально приспособлен для эксплуатации в агрессивных средах;
• удобство работы обеспечивается тем, что бак для абразива оборудован быстросъемными разъемами для легкого подсоединения шлангов, а также приспособлен к транспортировке погрузчиком или кран-балкой.

Оборудование для гидроабразивной резки предоставляет следующие достоинства, преимущества обработки:

• заготовка не подвергается термическому воздействию (в зоне реза 60–90 °С) – отсутствие температурной деформации, пригорания и оплавления материала на кромках и в прилегающей к разрезу области, легирующие элементы сплавов и сталей не выгорают;
• потери материала в процессе резки существенно меньшие, чем при других способах обработки;
• широкий спектр обрабатываемых материалов, толщин (до 150–300 мм и больше);
• высокое качество резки (шероховатость поверхности кромки Ra 1,6) – дополнительная обработка не требуется;
• высокая точность – минимальное расстояние от разреза до отверстия или края заготовки составляет 0,5 мм (рекорд в обработке резанием);
• контур обработки может быть любого уровня сложности;
• высокая эффективность раскроя листовых материалов, толщина которых более 8 мм;
• возможность пакетной (в несколько слоев) резки тонколистовых материалов, что значительно повышает производительность, в том числе, благодаря уменьшению общей протяженности холостых проходов режущей головки;
• обработка происходит без существенной механической нагрузки на изделие – отсутствие деформации, разрушения хрупких материалов и экономия на фиксирующих, крепежных узлах даже при резке тонкостенных деталей;
• экологическая чистота технологии, абсолютное отсутствие выделений вредных газов, а также стружки, пыли, окалины, дыма, тому подобного, обычно сопровождающих резку;
• полная взрыво- и пожаробезопасность процесса;
• отсутствие режущего инструмента (согласно традиционному толкованию) – нет необходимости в периодическом восстановлении остроты инструмента и его замене по мере износа;
• работоспособность «режущего» инструмента восстанавливается закачкой воды и пополнением абразива.

Недостатки, обусловленные особенностями технологии:

• ограниченный ресурс режущей головки, отдельных комплектующих;
• скорость обработки тонколистовой стали недостаточно высока;
• высокая стоимость расходного материала (абразива);
• создание условий для коррозии металла.

Когда есть такое оборудование, гидроабразивная резка металла становится не только лучшей альтернативой известным способам обработки, но иногда и единственно возможной.

Станки отличаются высокой мощностью и способны разрезать нержавеющую сталь толщиной до 200 мм. Не имеет значения: цветной металл или нет, и насколько тверд материал.

Скорость и эффективность резки, конечно, зависят от того, что именно подвергается обработке, но высокие качество, точность остаются неизменными.

Традиционные тепловые способы порезки просто бессильны при больших толщинах, а механические менее эффективны и точны. Лазерная резка титана, меди, алюминия, нержавеющей стали весьма проблематична.

Камень или некоторые волоконные материалы лазеру вовсе не по зубам.

Для пластмасс, которые покрыты металлом, гидроабразивная технология часто является единственным методом обработки, так как не оказывает отрицательного влияния на поверхность.

Примеры промышленного использования, где гидроабразивная резка особенно эффективна:

• автомобильная и авиационная промышленность;
• при производстве электронных компонентов, продуктов питания, пеноматериалов;
• при изготовлении стекловолоконных уплотнений и изделий;
• в обработке металлов, специальных и экзотических материалов;
• работы с камнем, стеклом;
• художественная резка текстиля, металла и других материалов;
• производство изоляционных изделий.

Источник:

Устройство станка гидроабразивной резки

Станок гидроабразивной резки используются в тех случаях, когда штамповкой или отливкой детали сделать невозможно или не выгодно. Он позволяет резать материалы без применения механического режущего инструмента.

Материал разрезается при помощи струи воды с абразивными добавками, которая подается через форсунку под большим давлением.

Преимущества такого метода в том, что можно производить резку под любым углом, стоит лишь только настроить угол форсунки.

Вода с абразивом подается под огромным давлением от 200 до 600 атмосфер и способна разрезать материалы любой прочности:

• черные и цветные металлы, их сплавы;
• камень (мрамор, гранит);
• легированные, жаропрочные, нержавеющие стали;
• стекло, обычное и композитное, бронестекло;
• керамику (плитку, керамический гранит);
• композитные материалы.

Для резки твердых материалов, таких как металл, камень, стекло используется вода с добавлением специального песка. Мягкие материалы – резина, пластмасса, картон режут только водой без каких либо добавок. Преимущество перед другими способами резки в том, что кромка при этом получается исключительно ровная и не требует дальнейшей обработки.

Гидроабразивный станок – принцип работы

Насос высокого давления с помощью бустера нагнетает давление от 300 до 600 атмосфер. При этом все колебания, которые создаются насосом, гасятся в аккумуляторе давления большой емкости, что гарантирует свободную от пульсации струю воды. После этого воду для генерации струи можно подавать в любую произвольную точку по гибким трубам высокого давления.

Вода проходя через отверстие в головке диаметром четверть миллиметра (давление при это еще больше возрастает), попадает в камеру для смешивания. Там она соединяется с абразивом (мелкодисперсным песком) и попадает в формирующую струю сопло.

В зависимости от толщины и материала детали оно может иметь диаметр от 0,6-1,2 мм. В режущей головке энергия давления воды преобразуется в кинетическую энергию водной струи.

Вода проходя через сопло, всего в десятые доли миллиметра, выполненное из сверхтвердых материалов, ускоряется с образованием тонкой сфокусированной струи, служащей в качестве инструмента для резки.

Мягкие материалы, такие как резина, пластмасса режутся чистой струей воды. За счет добавления в струю песка, для усиления режущих способностей, можно производить обработку материалов любой твердости, таких как металлы, камень, стекло, композиты.

Для твердых материалов предварительно выполняют черновое сверление. Для некоторых материалов предварительная центровка не нужна, так как при центровке материала уже первая капля воды смешивается с абразивом.

Сегодня гидроабразивная резка позволяет с легкостью резать материалы толщиной до 150 мм.

Такой способ позволяет резать материалы без выделения тепловой энергии, так как она сразу поглощается водой. Кроме этого не требуется сложные и тяжелые приспособления для фиксации заготовки. Струя воды не оказывает такого сильного воздействия на заготовку как механические инструменты (резец, фреза или пила).

Гидроабразивный станок для резки — устройство

Станки данного типа имеют такие элементы:

• резервуар для воды (от 2 кубов);
• насос высокого давления;
• емкость с абразивом для смешивания с водой;
• трубки высокого давления;
• резак со сменными головками (форсунками);
• ванна с рабочим столом для закрепления заготовки, гашения струи и сбора воды (абразива);
• в промышленных станках – блок ЧПУ;
• в ручных станках – система управления резаком.

Гидроабразивная резка металла незаменима при обработке толстостенных заготовок. Получить действительно качественную линию среза возможно только таким методом.

Применение гидравлической резки актуально при обработке камня и других материалов повышенной твердости.

После резки, на всей линии, какой бы длинной она не была, не останется ни окалин, ни заусенец, сколов и никакой дополнительной обработки не требуется.

Не нужно следить за тем, насколько режущий инструмент острый, периодически заменять его и покупать дополнительное оборудование для заточки. Скорость резки не изменяется даже при обработке толстостенных заготовок.

Быстро оценив открывающиеся возможности в получении изделий различной геометрической формы, гидроабразивные станки снабдили ЧПУ. Ручные станки намного дешевле и позволяют сделать большинство простых деталей и заготовок несложной геометрической формы.

Как сделать свой станок

Изготавливать детали на гидроабразивном станке очень выгодно, так как не требуется дополнительная чистовая обработка, но новый станок стоит достаточно дорого. Его стоит приобретать только в том случае, если он будет постоянно загружен.

Можно приобрести б/у, который обойдется намного дешевле или изготовить гидроабразивный станок самостоятельно. Главная трудность будет заключаться в покупке агрегатов для создания высокого давления и режущей струи.

Кроме этого станок будет потреблять большое количество электроэнергии и воды.

Если же вы решили сделать станок своими руками, то вам понадобятся некоторые специфические детали, которые сделать невозможно самостоятельно. Станок с ручным управлением сделать намного проще, чем с ЧПУ, но возможности и функции будут ограничены.

Для создания станка понадобятся такие узлы и агрегаты:

• насос высокого давления;
• трубопроводы высокого давления;
• режущая головка;
• координатный стол с ванной;
• приводы перемещения режущей головки и система управления;
• механизм подачи абразива;
• бак-отстойник;
• насос низкого давления;
• система фильтрации.

Так как работать станок будет в условиях повышенной влажности все компоненты нужно изготавливать и подбирать с высокими противокоррозионными свойствами (нержавейка, алюминий, пластик).

Для самодельного станка лучше использовать насос прямого действия, который стоит дешевле и намного проще в ремонте.

Насос и режущая головка соединяются между собой при помощи трубок высокого давления, их можно купить в любом автомагазине. Режущую головку покупать нужно сразу со сменными штуцерами для резки различных типов материалов.

Между насосом и режущей головкой обязательно устанавливается ресивер, чтобы нивелировать импульсы и получить устойчивую струю воды.

Координатный стол с ванной можно изготовить самостоятельно из нержавеющей стали. Основной проблемой является сама струя воды, которая способна разрезать не только заготовку, но и станину.

Единственное, что ее может остановить – это сама вода, а точнее водяная ванна. Водяной слой толщиной 1 метр способен погасить струю до 600 атм. Рабочий стол делают в виде сот или ребер и устанавливают в ванну.

Он обязательно должен быть съемный, так как со временем вода его разрежет. Ребра можно изготовить из металла или пластика.

В данном типе станка станина остается неподвижной, а перемешается сама режущая головка по отношению к заготовке.

Для этого нужно изготовить платформу, которая будет перемещаться в продольной и поперечной плоскости.

Дополнительно можно установить поворотный механизм для изменения угла режущей головки и понадобится устройство для изменения высоты режущей головки для резки деталей различной толщины.

Механизм подачи абразива лучше купить, так как он выполнен из специальных материалов и имеет регулятор подачи песка. Бак для воды (около 2 кубов) можно сделать самому или купить любую пластиковую емкость.

Он является основной емкостью для сбора и хранения воды, из которого вода с помощью насоса низкого давления будет подаваться на насос высокого давления.

Перед баком обязательно устанавливается устройство для отделения песка от воды (сепаратор) и система фильтрации.

Источник:

Станки для гидроабразивной резки: особенности и цены

Станки гидроабразивной резки являются универсальными приборами, которые широко используются для разных производственных сфер. Каковые их особенности, преимущества, а также какие средние цены на подобные станки есть на рынке, мы и узнаем из этого материала.

Назначение станков гидроабразивной резки

Станки гидроабразивной резки широко применяются в таких сферах, как:

• машиностроение;
• авиационная промышленность;
• космическая сфера;
• инструментальная промышленность;
• военное дело;
• обработка камней.

Гидроабразивная технология предусматривает обработку разных материалов посредством их обычного раскроя или резки фигур по контуру. Гидроабразивные станки могут резать такие материалы, как:

• пластик;
• металл (черный, цветной, сплав);
• труднообрабатываемые сплавы;
• стекло (триплекс, армированное, бронированное, стеклотекстолит и другие виды);
• камни (искусственные и природные);
• композиционные изделия;
• прозрачные и пористые изделия;
• керамическая плитка и керамогранит;
• бетон и железобетон;
• сэндвич-панели и сотовые конструкции.

Также станки пригодны и для резки прочих материалов, таких как поролон, полиуретан, картон, пластмасса, кожа или ткань. Однако, работая с такими мягкими материалами, абразив в станке не задействован, а резка происходит только за счет водной струи. Аналогичным образом станок используется для пищевой промышленности для резки и порционирования блюд.

Принцип работы гидроабразивного станка

С целью проведения гидроабразивной резки используется специальный станок. Его принцип работы следующий:

• вода сжата с помощью насоса высокого давления, который является ключевым узлом оборудования. Давление доходит до показателя свыше 4 тысяч атмосфер и проходит сквозь сопло, формирующее струю диаметром порядка 0,2 мм, и подается в смесительную камеру;
• в смесительной камере вода перемешивается с абразивом, в роли которого выступает чаще всего гранатовый песок, а потом проходит сквозь твердосплавное сопло диаметром примерно в 1 мм;
• со второго сопла струя воды, смешанной с абразивом, выходит со скоростью порядка 1 тысячи метров в секунду и ударяется о поверхность изделия, которое обрабатывается:
• весь процесс не сопровожден нагреванием участка заготовки, поэтому резка считается холодной.

Конструкция станка для гидроабразивной резки

Независимо от цены и комплектации станок чаще всего включает в себя такие элементы:

• корпус;
• резервуар для воды от 2 квадратных метров в объеме;
• насос, способный прокачивать жидкость от резервуара до зоны резки под высоким давлением;
• шланги для транспортировки воды;
• заправочная емкость и система подачи и смешивания воды с абразивом;
• штуцер с форсункой в качестве водяного «резака». Его параметры регулируются посредством автоматики;
• рабочий стол для крепления обрабатываемой заготовки, он находится в специальной ванне;
• кожух для защиты;
• блок автоматического управления для координации движения рабочего стала и водяного резака, способный контролировать и задавать рабочие параметры.

Некоторые части станков для гидроабразивной резки тоже имеют свои особенности. Например, рабочая ванна, где происходит процесс резки, оснащена, в свою очередь, такими элементами, как:

• несущими опорами из нержавейки, которые можно быстро заменить при износе;
• быстросъемными ребрами, которые поддерживают разрезаемый материал. Их ставят на опоры;
• системой оперативного набора и выпуска воды, что обеспечивает обработку материалов, целиком погруженных в жидкость.

А абразивный бак позволяет даже в процессе работы пополнять запасы абразивных материалов и оснащен специальными датчиками, контролирующими объемы наличия абразивов.

Эти датчики имеют такие функции:

• проверяют количество поступающего материала при обработке;
• помогают остановить станок, если в головку для резки попадает посторонний материал.

Насос высокого давления является ключевым узлом станка, он сжимает воду и доставляет ее в рабочую зону. А система ЧПУ позволяет управлять всеми параметрами резки в автоматическом режиме.

Также есть система поддержки постоянного зазора в виде контактного механизма, проходящего по листу, который поддерживает оптимальное расстояние между поверхностью обработки и фокусирующей трубкой.

Это улучшает качество и точность резки и не позволяет трубке и поверхности столкнуться.

Угловая голова – тоже очень важный элемент конструкция гидроабразивного станка. Он нужен для следующих задач:

• обеспечения движения режущей головки в двух плоскостях с учетом поворотов на углы наклона. Благодаря этому станком можно обрабатывать фаски, кривые поверхности;
• обеспечения неизменности угла и высокой точности при фаске или компенсации конусности изделия;
• сложные поверхности можно обрабатывать сразу в пяти координатах.

Дополнительные элементы станка

Если есть необходимость, гидроабразивный станок дополнительно можно оснастить ультразвуковой или лазерной системой сканирования поверхности для выявления неровностей и поддержания зазора, а также обеспечения точности резки.

Также оборудование за дополнительную цену можно дополнить прибором для удаления отработанных абразивов. Его особенности такие:

• включает в себя бак-отстойник и насос;
• насос применяется мембранного типа, который может быть применен в агрессивной среде;
• бак оборудован быстросъемными разъемами для шлангов и может быть транспортирован посредством кран-балки или погрузчика.

Плюсы и минусы гидроабразивных станков для резки

Станки гидроабразивного типа имеют ряд следующих преимуществ:

• заготовки не подвергаются термической обработке, что исключает температурную деформацию, пригорание или оплавление поверхности на кромках, также нет выгорания легирующих частей сплавов;
• в отличие от других способов обработки, потерей материала при гидроабразивной резке значительно меньше;
• возможность обрабатывать огромное количество материалов разной толщины;
• высококачественная резка, которая не нуждается в последующей обработке;
• высокая точность работы;
• возможность создания разносложного контура обработки изделий;
• возможность пакетной резки материалов из тонких листов, что повышает производительность работы, в частности, за счет сокращения протяженности холостых проходов головки для резки;
• обработка не предусматривает сильную механическую нагрузку на изделие, что почти исключает механическую деформацию или искажение хрупких материалов. Вы экономите на крепежах для тонкостенных деталей;
• технология экологически чистая и не допускает выделения вредного газа, дыма, окалин, стружки и т. д.;
• отсутствие традиционного инструмента для резки, который нужно периодически восстанавливать и менять;
• работа режущего инструмента зависит от закачки воды и пополнения абразива.

Однако гидроабразивные станки имеют и ряд недостатков:

• ресурс режущей головки и некоторых комплектующих ограничен;
• малая скорость обработки стали из тонкого листа;
• высокая цена абразивов;
• создание условий для появления коррозии.

Популярные производители гидроабразивных станков и цены на них

Еще один недостаток станков для резки гидроабразивного типа – это их высокая цена, пока что недоступная для широкого потребителя.

Наиболее популярные компании-производители, присутствующие на российском рынке – это:

• OMAX (США);
• Jet Edge (США);
• PTV (Чехия);
• Resato (Голландия);
• Bystronic (Швейцария);
• Caretta Technology (Италия);
• ALICO (Финляндия).

Средняя рыночная цена оборудования данных марок составляет порядка 250 тысяч евро.

Кроме того, есть еще несколько компаний-производителей комплектующих и расходников для станков гидроабразивного типа, среди них:

• AccuStream (США);
• UHDE (Германия);
• Thueringer (Германия);
• BHDT (Австрия).

В ассортименте этих компаний также представлены системы для режущих головок, трубки для подачи абразива, сверхмощные насосы и другие комплектующие для систем.

Естественно, что высокая цена отчасти обусловлена тем, что продукция является импортной.

Что же касается отечественного производителя, который занимается сборкой и продажей станков для резки гидроабразивного типа, то тут стоит упомянуть компанию «Дельта-Интех».

Цена продукции будет несколько ниже зарубежных аналогов, а вот детали и комплектующие для сборки станков используются как зарубежные, так и российские.

Чаще всего гидроабразивные станки используются для промышленных целей. Хотя их универсальность позволяет их применять и для бытовых нужд для обработки металлических поверхностей, но цена агрегата такова, что это пока редко практикуется. Возможно, со временем, ситуация изменится, и гидроабразивная технология станет применяться более широко.

Источник:

Гидроабразивная резка – как происходит, и где применяется

При раскрое твердых и прочных материалов важное значение имеет способ резки. Традиционные способы (дисковая либо ленточная пила) обеспечивают высокое качество и скорость работы, но подходят лишь для линейного раскроя.

При изготовлении заготовок сложной геометрической формы применяются иные способы:

• Фреза позволяет резать материал с кромкой, не нуждающейся в последующей обработке, но диаметр фрезы влияет на потери материала (слишком широкий рез). К тому же, от этого диаметра зависит размер заготовок, мелкие детали получить не удастся. Фреза быстро изнашивается, возрастает стоимость работ (необходимо регулярно менять расходники).
• Резка кислородом (автоген) относится к недорогим и эффективным методам, но оплавленные края реза требуют последующей обработка. Годится лишь для грубого раскроя.
• Плазморез лишен перечисленных недостатков, но стоимость оборудования слишком высока, да и энергозатраты немалые. К тому же, плазмой обрабатываются только проводники. Камень или стекло разрезать не получится.
• Наиболее сбалансированный способ — гидроабразивная резка. Высокая скорость работ, точность раскроя, недорогое оборудование. Кроме того, тонкая струя позволяет обрабатывать изделия небольшой площади с высокой точностью.

Пример работы гидрообразивной резки по металлу — видео

На последнем способе остановимся подробнее.

Принцип действия гидроабразива

Попытки использовать давление воды для дробления материала осуществлялись столетия назад. На угольных шахтах впервые был применен водяной аппарат для добычи угля.

Затем инженеры догадались добавить в струю воды абразивные вкрапления, и «водяной нож» превратился в точный инструмент для обработки любой прочной заготовки.

Как работает гидроабразивная резка? Основа гидроабразивного резака – сопло, или форсунка. Именно этот элемент формирует режущую струю, способную разрушать даже сверхпрочные материалы.

Конструктивно форсунка состоит из следующих элементов:

1. Входной штуцер для воды, объединенный с первичной камерой создания сверхдавления. Мощный насос подает воду в камеру, затем происходит переход воды из отверстия большого диаметра в меньшее. При неизменном давлении воды, скорость потока увеличивается пропорционально разнице в диаметрах отверстий. Давление на входе составляет 2000-5000 атмосфер.
2. Штуцер для подачи абразивного материала. В качестве рабочего элемента применяются мелкие фракции песка. Он может быть обычным, силикатным, либо состоять из дробленых твердых минералов: например, граната.
3. Узел смешивания. В этой камере, поток воды увлекает за собой частицы абразива, формируя основу гидроабразивной резки: водно-песчаную взвесь. Регулируя давление воды и скорость подачи абразива, можно устанавливать различную мощность резака. Принцип работы камеры смешивания напоминает пескоструйную машину, только параметры намного мощнее, и в качестве носителя абразива выступает не воздух, а вода.

Гидроабразивная резка автомобильных дисков сложной формы — видео

Далее взвесь попадает в твердотельное сопло, диаметр которого определяет ширину реза. Это достаточно сложный и дорогой узел, поскольку от его конфигурации зависит форма пятна контакта с заготовкой.

Если сопло изготовлено неправильно, интенсивность струи снижается, и станок будет работать с меньшим КПД. Материал выходного сопла не обязательно должен быть прочнее обрабатываемой заготовки.

Гидроабразивный поток проходит по касательной, не нанося критических разрушений. Тем не менее этот узел подвержен износу, и нуждается в периодической замене.

Кроме того, большинство станков комплектуются набором форсунок с различными параметрами: размером камеры смешивания, диаметром сопла, соотношением входных и выходных отверстий первичной камеры. Резка металла отличается от обработки пластика или камня, для каждого материала предусмотрены разные форсунки.

Элементы станка для гидроабразивной резки

Основным элементом является станина. На ней жестко закреплена ванна для заготовки. Она заполняется водой, для эффективного гашения скорости струи после сквозного прохождения через обрабатываемый материал.

Если при резке, гидроабразивная струя будет свободно продолжать движение, несущие элементы быстро разрушатся, и станок выйдет из строя. Попадая в воду, поток моментально теряет энергию, абразив выпадает в осадок на дно ванны.

Поскольку материал используется недешевый, песок откачивается из ванны, просушивается, затем используется повторно. Оборудование для восстановления абразивного материала, как правило, располагается отдельно от основного станка.

На дне ванны расположены направляющие опоры для заготовки. Это могут быть металлические ребра, сетка, либо вертикально расположенные штыри. Главное, чтобы контакт с гидроабразивной струей был минимален.

Еще одна задача ванны с направляющими – жесткая фиксация заготовки. При воздействии гидроабразивным потоком, даже тяжелая заготовка может сместиться.

После установки нулевых координат, режущая головка перемещается автоматически, и любой сдвиг заготовки приведет к ее порче. Резка металла может выполняться с помощью электромагнитной фиксации, в остальных случаях станок предусматривает иные способы закрепления.

В программу управления закладывается так называемый алгоритм непрерывности. Суть его заключается в минимизации количества включений/выключений струи во время обработки одного изделия.

Каждый старт системы, это дополнительный гидроудар по заготовке и ускорение износа сопла форсунки. Да и края у разреза получаются ровнее, если обработка непрерывная.

Современные резаки позволяют не просто позиционирование головки в плоской системе координат «X» и «Y».

Оснащение форсунки поворотным механизмом позволяет изготавливать детали сложной формы, и выполнять резку под различными углами к плоскости заготовки.

Можно выполнять настолько сложные формы, что резка металла гидроабразивом в ряде случаев заменяет литье.

Вспомогательные элементы

Насос высокого давления с фильтром для воды. Как уже говорилось, давление на входе составляет тысячи атмосфер. Такие параметры требуют непрерывной подачи жидкости в соответствующих объемах.

Для минимизации затрат, вода и абразивный гранатовый песок используются повторно. Проходя через систему фильтров, жидкость очищается от грязи и масляных образований. Часто станки оснащаются отдельным резервуаром для воды.

Гранатовый песок для гидрообразивной резки — видео

Абразив просушивается и отделяется от кусочков материала, особенно если это пластик или металл. Для отделения металла используются магнитные сепараторы. Так же, как и вода, песок хранится в отдельных емкостях.

Физика процесса

Разберем, что такое гидроабразивная резка с точки зрения механики. Это локальная шлифовка материала более твердыми частицами. При столкновении на высокой скорости, абразивный песок выбивает и увлекает за собой частицы материала заготовки.

За счет минимального размера абразива, разрез получается точным и аккуратным, нагрев практически не происходит, вся энергия остается механической.

Резка металла в этом случае не сопровождается оплавлением и так называемым «отпускание» в зоне контакта. Это позволяет обрабатывать высоколегированные стали без нарушения прочностных характеристик.

Где применяется гидроабразивная резка:

• точное машиностроение
• авиация, космическая промышленность
• судостроение
• оборонные предприятия
• обработка камней, минералов
• производство инструмента

Какие материалы обрабатываются гидроабразивом:

1. металл (в том числе твердые сплавы)
2. пластик
3. стекло (в том числе закаленное и триплекс)
4. керамика
5. бетон
6. природный камень

Технология позволяет применять станки даже в пищевой и легкой промышленности. В этом случае абразив не применяется, резка происходит только водой под давлением.

Итог:
Применение гидроабразивной резки не имеет ограничений. Единственная сложность – это дорогое оборудование, требующее соответствующего периферийного обеспечения. В домашних мастерских использование маловероятно.

Источник:

Станки гидроабразивной резки: специфика, преимущества и область применения

Для производства сложных технических деталей из материалов любого физико-химического состава требуется применение современного оборудования по их обработке. Наиболее частым инструментом являются станки для резки. По конструкции, способу и назначению режущие инструменты отличаются друг от друга.

Но если искать станок, способный осуществить резку материалов высокой точности, то наилучшим вариантом остаются станки гидроабразивной резки. Они представляют собой эффективную технологию обработки материалов методом естественной водной эрозии.

Режущим инструментом является вода, подающаяся вместе с добавленными в нее абразивами под высоким давлением в скорости (до 6000 атм) и на 800-1000м/с.

Скоростной поток воды и абразива обеспечивает резку материала по заданной траектории и вымывание частиц материала из зоны разреза. За счет подачи холодной струи, место размера моментально охлаждается.

Устройство станка

Станки гидроабразивной резки используются для обработки материалов следующих видов:

• черный и цветной металл;
• стали с легированными компонентами;
• композитные материалы;
• стекло;
• бетонные/железобетонные изделия;
• керамика;
• природный камень;
• сэндвич-конструкции.

Для резки мягких материалов, в число которых входит кожа, картон, поролон и ткани, используется чистая струя воды, без использования абразивных компонентов.

Независимо от выбранного материала, его размера и формы, используется специальный станок для проведения данной процедуры. Основной недостаток работы данных механизмов состоит в высокой шумности, которая обусловлена скоростью струи (в 3 раза превышающей скорость звука).

Сборки типовой Станок – это устройство, состоящее из сотен деталей, в число которых входят основные:

1. корпус;
2. емкость для воды;
3. насос для подачи жидкости из резервуара с водой в место резки;
4. шланги;
5. резервуары смешивания воды и абразива;
6. резак (штуцер с форсункой);
7. автоматический блок управления;
8. стол (используемый для крепления станка);
9. защитный кожух.

Преимущества и недостатки

Станок гидроабразивной резки представляет собой передовую технологию, обладающей целым рядом уникальных свойств. В число основополагающих преимуществ входят следующие характеристики:

• Материал, используемый для такой резки, не подвергается термическому воздействию, что исключает появление температурных деформаций. Если заготовка изготовлена из стали и легированных металлов, то за счет такой резки компоненты не выгорают и изделие сохраняет свои основополагающие характеристики.
• Потеря материала в процессе обработки значительно меньше, чем при резке механическими инструментами.
• Станок способен резать материалы толщиной до 150-300 мм.
• В зоне разреза Минимальная шероховатость (Rа-1,6).
• Высокая точность обработки.
• Имеется возможность подобрать индивидуально контур обработки любой сложности.
• Высокая скорость раскроя.
• Пакетная резка тонколистовых заготовок.
• отсутствие механической нагрузки на материал (исключены деформации структуры заготовок).
• Пожаробезопасность процесса.
• Технологии Экологическая чистота (отсутствие выделений вредных химических веществ или появления пыли, дыма или стружки).

Большой перечень преимуществ – весомый аргумент в пользу выбора гидроабразивной резки. Но любая технология, созданная человеком, не является совершенной. Она имеет ряд и недостатков:

• Каждая деталь режущей головки подлежит регулярной замене, так как имеет низкую износостойкость. Некоторые комплектующие нуждаются в регулярном из-за обновлении негативного влияния абразивных компонентов.
• Обработка тонколистовой стали (менее 4 мм) происходит медленно.
• Металлические заготовки, поддающиеся гидроабразивной резке, являются слабоустойчивыми к влиянию коррозии в месте разреза.
• Абразив, используемый для создания в смеси станке, является дорогим компонентом. Закупку таких материалов могут позволить себе только состоятельные промышленные предприятия.

Выбирая подходящий тип материала резки, в первую очередь следует обращать внимание на то, что произойдет с заготовкой после обработки. Если высока вероятность развития коррозии для металлического изделия, то данная технология не подойдет.

Сфера применения

Гидроабразивная резка уникальна по многим характеристикам, потому данная технология получила широкую популярность во многих сферах и отраслях деятельности человека.

За счет высокой мощности работы станков и возможности обрабатывать изделия любого физико-химического состава (цветной, черный металл, природные материалы) многие изобретения смогли быть реализованы.

Качество резки остается неизменным, а вот скорость обработки и эффективность меняются постоянно.

Часто гидроабразивная резка является единственным возможным способом обработки материалов (пластмассовых изделий, камня, керамики). Другая высокоэффективная лазерная технология способна резать только некоторые из металлических изделий, но ни в коем случае не используется для пластмассовых изделий, волокнистых материалов.

Чаще всего гидроабразивная резка используется в автомобильной и авиационной промышленности. Находит применение в изготовлении компонентов электронных, продуктов питания и пористых пеноматериалов.

Является основополагающей технологией для производства стекловолоконных изделий, уплотнителей, изоляционных материалов. Незаменим в обработке толстых заготовок из металла.

Гидроабразивная резка способна обеспечить художественный контур резки даже на тканях.

Данная технология получила широкое распространение на предприятиях, где имеется возможность закупать дорогостоящее оборудование и сопутствующие элементы: станки гидроабразивной резки, сменные детали и абразив. К тому же размещение таких станков требует помещений с хорошей шумоизоляцией.

Источник:

Станки гидроабразивной резки — «СпецТехСнаб»

Наша компания предлагает к поставке станки гидроабразивной резки модели HEADконсольного и портального типа.
Станки гидроабразивной резки применяются для раскроя металла, природного и искусственного камня, изделий из пластика, полимеров, резины, из комбинированных, пористых материалов, стекла в том числе и многослойного.

Наименование параметра	Технология резки
Лазерная	Плазменная	Абразивными кругами	Гидро-абразивная
Перегрев в зоне реза	да	да	нет	нет
Деформация материала	да	да	нет	нет
Образование заусенцев	да	да	да	нет
Потери материала при резке	высокие	умеренные	умеренные	минимальные
Вредные испарения при резке	да	да	да	нет
Резка нескольких деталей	невозможна	невозможна	да	да
Максимальная толщина резки, мм	до 25	до 80	до 120	до 100
Резка не металлических изделий	невозможна	невозможна	да	да

Гидроабразивная режущая установка состоит из: — координатный стол с ванной; — привода перемещений режущих головок; — насоса высокого давления; — системы управления; — автоматическая система подачи абразива; — режущая головка;

— система фильтрации.

Технические параметры: Высота перемещения по оси Z, мм: 150 Min зона обработки, мм: 1000х1000 Точность резки, мм: ±0.1 Рабочее давление, Мра: 330-350 Мах рабочее давление, Мра: 380 Мах расход воды, л/мин: 3,7 Мах расход масла, л/мин: 90 Мощность двигателя насоса, кВт: 30 Мультипликатор: Accustream (США)

Станок гидроабразивной резки модели HEAD целесообразно использовать для раскроя конечных изделий, не требующих дальнейшей обработки. Угол кромки при раскрое в большинстве случаев составляет 90 градусов. А шероховатость кромки минимальна.

Станок гидроабразивной резки подходит для сложного раскроя хрупкого неметаллического материала, в том числе и камня.

Раскрой материалов выполняется с низкой температурой резки. Температура в зоне реза станка HEAD составляет всего 400С, что позволяет резать материалы без окалины, заусениц и  дефор-мации.

Свойства

В станках гидроабразивной резки HEAD процесс раскроя выполняется без вибрации, так как в конструкции не применяется шпиндель, который вращается и предает вибрацию на консоль и станину.

Консольные станки, выполняются с различными размерами рабочей зоны Для загрузки материала полностью открыто три стороны рабочей зоны, что позволит экономить время.

Рабочий стол и консоль не соприкасаются друг с другом. Загружая материал для резки можно быть уверенным в точности раскроя.

Технология резки:
Вода подается под давлением в 300-380 МРа, со скоростью 1200 м/с, через дроссель диаметром 0,2-0,4мм и поступает в камеру, где смешивается с сухим песком. Затем смешанный раствор из камеры, проходит под большим давлением через режущую головку на раскраиваемый материал и происходит его резка.

Рабочий стол

Консольные станки гидроабразивной резки состоят из корпуса (ось Y), портала (ось Х), Z оси, системы высокого давления, режущей системы, система управления ЧПУ и т.д.

Особенности станка гидроабразивной резки консольного типа:
Загрузка и выгрузка заготовок осуществляется с 3-х сторон.

Ванна надежная и прочная, выполнена из стали толщиной 5 мм и покрыта 3-мя слоями эпоксидной краски.

Принимается раздельная конструкцию станка, то есть стол-резервуар и рама (станина) станка выполнены отдельно и не соприкасаются при работе оборудования, что исключает вибрацию и температурные деформации.

Фундамент станка, литая чугунная станина, гарантирует необходимую жесткость при тяжелых условиях эксплуатации и обеспечивает точность процесса резки.

Высокая производительность резки достигается благодаря ускоренной и равномерной подаче абразива, а также автоматическому контролю над всем процессом подачи абразива.

Пневматический клапан обеспечивает бесперебойную подачу абразивного материала исключая засорения.

Объем бака для абразива – 200 литров, что обеспечивает; 8-ми часовой режим работы.

Для облегчения конструкции и предотвращения коррозии и сокращения уровня вибрации балка подвижного портала изготовлена из алюминия, его характеристики: лёгкий вес, хорошая конструкция, самая передовая технология в области гидроабразивной резки.

В конструкции станков применяются серводвигатели японского производителя YASKAWA, отличающиеся высоким качеством и обеспечивающие раскрой любого материала.

Высокую точность и скорость резки обеспечивают направляющие и ШВП (АВВА), произведенные в Тайване.

Насос высокого давления

Система высокого давления – сердце станка гидроабразивной резки, именно благодаря его работе создается необходимое давление для того, чтобы вода стала высокоточным резаком, способным работать непрерывно на протяжении 24 часов в сутки.

С помощью насоса высокого давления вода сжимается до необходимого давления и затем подается в режущую головку по трубопроводам. Режущая головка обеспечивает преобразование энергии воды, сжатой под высоким давлением, в кинетическую энергию высокоскоростной водноабрзивной струи и ее окончательное формирование в качестве режущего инструмента.

Применение высококачественных материалов, высоких технологий обработки, строгий контроль качества, гарантия долгой, непрерывной устойчивой работы.

Станок имеет систему фильтрации, для уменьшения твердых примесей в воде, обеспечивающую защиту и долгий срок службы уплотнений системы высокого давления, а также режущей головки (смесительная трубка и сопло).

Максимальное давление до 380 Мра, рабочее давление 330-350 Мра.

Гидроаккумулятор, объёмом 1,3л  (см. ниже) обеспечивает устойчивое давление резки, сглаживает пульсации давления воды и обеспечивает ее непрерывный поток для процесса резки.

Двухуровневое увеличение давления на входе, автоматическая сигнализация и защитная функция при недостаточной подаче воды, избегают повреждения оборудование и влияют на производительность оборудования и максимально снижают пульсации давления воды, ;увеличивают срок службы плунжера.

В станке установлен интегрированный теплообменник, который поддерживает оптимальную температуру масла.

Ручная плавная регулировка давления, удобно и надёжно.

Режущая головка

Универсальная режущая головка (см. ниже), обеспечивает нужную концентрацию смеси воды и песка между алмазным соплом и смесительной трубкой.

Пневматический клапан, FLOW-структуры, обеспечивает мгновенное открывание и закрывание подачи воды под высоким давлением.

Смесительная трубка американского производителя, имеет долгосрочный срок службы.

Система подачи абразива

Система подачи абразива (см. ниже), служит для автоматической транспортировки абразива к режущей головке станков гидроабразивной резки. Передача абразивной смеси осуществляется посредством цифрового устройства, которое способно значительно увеличить эффективность.

Это оборудование обеспечивает автоматическую доставку абразива из большого бака к маленькому, расположенному на оси Z, постоянно поддерживая необходимый уровень абразива в маленьком баке. Большой бак имеет колеса, что позволяет перемещать его к месту хранения абразива.

Ручная регулировка расхода подачи абразива через разные размеры отверстий в маленьком баке (см. ниже), расположенном на оси Z.  Простота и легкость обслуживания.

Система умягчения воды

Система служит удаления кальция и магния из воды. Это позволяет увеличить срок службы основных элементов режущей головки, а также уплотнений системы высокого давления.

Система ЧПУ

Основные технические характеристики: 1. Использование IPC (Управление производственным процессом): легко выполнять управление графическим пользовательским интерфейсом и процессом резки в режиме реального времени.

В тоже время, удобно для отправки и совместного использования файлов между оператором и конструктором по сети. 2. 19′ ЖК-дисплей удобен для оператора в наблюдении и уменьшает нагрузку на глаза. 3.

Монитор можно повернуть на 180 градусов, удобно наблюдать и управлять работой.

PLC (Программируемый логический контроллер) позволяет достичь гибкое управление при помощи компьютера.

Технические характеристики ПК гидроабразивного станка

ПК промышленного назначения, профессиональное программное обеспечение гидроабразивной резки основано на базе ОС Windows XP. У них имеют такие функции создания и запуска модели и функция ввода модели и автоматической программирования.

Поддержка файлов формата DXF и любое автоматическое программирование для создания кода управляющей программы. Файл формата DXF из системы автоматизированного проектирования AUTOCAD не требует программного обеспечения для дальнейшего преобразования. Это нормально использовать его из программного обеспечения системы ЧПУ и выполнять изображения в файлах формата DXF автоматически

Функция запоминания координат после отключения электроснабжения.

Удобная остановка, продолжение обработки из любой функции, в процессе обработки изготовления детали ,после остановки программы , вручную или MDI переместить станок на любое место, можно автоматически продолжать обработать заготовки, не нужно возвращаться в исходную точку. Можно начинать запуск с произвольной точки в программном обеспечении.

Установка времени задержки: клапана высокого давления on/off, подачи воды на станции высокого давленияи времени задержки включения клапана для подачи абразивного песка.

Функция сохранения параметров резки: база сохранения параметров резки разных материалов.

Автоматическая установка внутреннего радиуса смесительной трубки, так что ширина реза при изменении не влияет на точность резки и повторяет рисунок.

Автоматическое управление точками входа и выхода резки, автоматический расчет длины реза и время обработки.

Технические параметры: Высотаперемещения по оси Z , мм: 200 Рабочее давление, Мра: 300-420 Точность резки, мм: ±0.1 Max расход воды, л/мин: 3.8 Мощность электродвигателя насоса, кВт: до 37 Min размеры стола-резервуара, мм: 3000х2000 Max размеры стола-резервуара, мм: 6000х2000 Мультипликатор: Accustream (США)

Объем аккумулятора, л: 1,2.

Область применения портального станка гидроабразивной резки:
Портальный станок гидроабразивной резки модели HEAD имеет широкую область применения. Применяется для резки больших размеров (по длине и ширины) листов металла, природного и искусственного камня, изделий из пластика, полимеров, резины, из комбинированных, пористых материалов, стекла в том числе и многослойного.

Портальные станки гидроабразивной резки имеют применение в авиационной и автомобильной промышленности.

Особенности портального станка гидроабразивной резки: — Все механические детали станка выполнены из антикоррозийных материалов: нержавеющей стали, алюминия, или покрыты специальной краской применяемой в машиностроении. — Портал закрыт снаружи водонепроницаемым кожухом. — Система подачи абразива оснащена чувствительной системой дозировки, изолирована от влаги. — Рама станка прочная, загрунтованная и покрашена 3-мя слоями эпоксидной краски.

— Загрузка и выгрузка заготовок осуществляется с 3-х сторон. Это решает проблему портальных установок, на которых загрузка и разгрузка материала происходит с 2-х сторон и имеются ограничения по размеру заготовок.

• Установлен насос американского производителя ACCUSTREAM.
• Установлены серводвигатели японского производителя YASKAWA, отличающиеся высоким качеством и обеспечивающие раскрой любого материала.
• Высокую точность и скорость резки обеспечивают направляющие и ШВП (АВВА), произведенные в Тайване.
• Установлен теплообменник, для поддержания оптимальной температуры масла.
• Фильтр имеет 3-ри фильтр элемента, для фильтрации твердых примесей в воде.
• Автоматическая сигнализация для контроля падения входного давления воды из внешней системы.
• Многократная фильтрация масла, сигнализация загрязнения, сигнализация температуры масла для обеспечения работы насоса и увеличения срока службы.
• Аккумулятор для более эффективного обеспечения стабильности давления в системе и достижения наилучшего качества резки.
• 9′ ЖК-дисплей для отображения всех текущих процессов и параметры работы насоса, удобен для оператора в наблюдении и уменьшает нагрузку на глаза.
• Монитор; можно повернуть на 180 градусов, удобно наблюдать и управлять работой.
• Фундамент станка, литая чугунная станина, гарантирует необходимую жесткость при тяжелых условиях эксплуатации и обеспечивает точность процесса резки.
• Объем бака для абразива составляет 200 литров, что обеспечивает 8-ми часовой режим работы.

Источник: