Столь широко распространённые процессы плазменно-дугового разделения материалов имеют свои ограничения. Например, электрическая дуга весьма нестабильна: при работе с металлами повышенной электропроводности (меди, латуни) операция во многих случаях характеризуется оплавлением боковых краёв. Наличие газов – побочных продуктов плазменной резки – вынуждает проводить дополнительные мероприятия по экологической защите участка такой резки. Плазменный раскрой материалов – диэлектриков (стекла, камня и т.д.) вообще невозможен. В подобных ситуациях нет альтернативы процессам гидрорезки. Наибольшую популярность среди такой группы методов получила гидроабразивная резка.
- Сущность способа и варианты его практической реализации
- Технологические возможности способа
- Оборудование гидроабразивной резки
- Область применения гидроабразивной резки
- Принцип работы гидроабразивной резки
- Оборудование для гидроабразивной резки
- Возможности гидроабразивной резки
- Гидроабразивные станки с ЧПУ
- Ручная гидроабразивная резка
- Расходные материалы для гидроабразивной резки
- Преимущества гидроабразивной резки
- Недостатки гидроабразивной резки
- Особенности технологического процесса
- Оборудование для резки
- Вспомогательные устройства
- Ручные станки для резки
- Техника выполнения резки своими руками
- Плюсы и минусы технологии
- Заключение
Сущность способа и варианты его практической реализации
Разъединение материалов при гидравлической резке происходит вследствие воздействия на поверхность раздела узконаправленного потока жидкости — воды — высокого давления. При этом для интенсификации процесса в технологическую зону может одновременно подаваться мелкодисперсная абразивная среда (чаще всего с этой целью применяют различные виды песка). Соединяясь, эти два потока образуют чрезвычайно жёсткую струю, давление в которой (благодаря повышенной скорости движения) локально превышает предел прочности разрезаемого материала. Если перемещать инструментальную головку, в которой происходят все вышеописанные механические процессы, по определённой траектории, то можно с требуемым качеством и точностью получать весьма сложные конфигурации контура.
Гидроабразивная резка металла с применением воды обычно производится при следующих рабочих характеристиках:
- Давление — 2000…5000 ат (меньшие значения – для более мягких преимущественно тонколистовых материалов).
- Скорость водного потока – до 1000…1200 м/с.
- Расход абразива – до 50 г/с
- Средний размер абразивной частицы в плане – 100…600 мкм (с увеличением этого параметра точность разъединения материалов снижается).
- Расход воды – до 4 л/мин.
- Гидроабразивная обработка осуществляется в следующей последовательности. Разрезаемый материал укладывается в ванну, заполненную водой, и фиксируется по трём координатам относительно инструментальной головки. Это может выполняться своими руками на неавтоматизированной установке, а на оборудовании с ЧПУ – при помощи предварительно набранной программы разъединения материала.
Далее инструментальная головка погружается в ванну, после чего включается интенсивная подача воды соответственных значений скорости и давления. Жидкость, проходя через сопло резака, смешивается там с тангенциально подаваемым потоком абразива. Обе струи смешиваются, и через отверстие в нижнем торце сопла направляются на поверхность разъединяемого материала. Вручную или программно происходит сближение сопла, в результате чего результирующее давление струи резко увеличивается, производя размерное разрушение краёв.
Частицы материала увлекаются в образовавшийся зазор, после чего, теряя свою скорость, попадают на дно ванны, откуда откачиваются специальным насосом, предусмотренным конструкцией рабочей установки. В процессе откачки происходит отделение фракций абразива от воды, с последующей его фильтрацией и сушкой. Ввиду достаточной ёмкости баков для воды гидроабразивная резка может производиться непрерывно, и с увеличенными скоростями струи.
Ванна оборудования, в которой производится гидроабразивная обработка, выполняет две функции:
- Снижает уровень шума при разрезании (до 78…80 дБ против 130…140 дБ в случае обработки вне водяной среды);
- Гасит энергию и скорость струи воды.
Технологические возможности способа
Рассматриваемая технология наиболее эффективна в следующих случаях:
- Для материалов-диэлектриков, а также токопроводящих изделий, изготовленных из цветных металлов и сплавов на основе меди. Это объясняется тем, что параметры электропроводности медных сплавов не позволяют применять для резки электрическую дугу или лазер.
- При необходимости разъединения деталей весьма большой толщины – до 250…300 мм: в этом случае при плазменно-дуговой резке всегда происходит оплавление края.
- Для обеспечения должной точности поверхности раздела: при правильном подборе режима шероховатость кромки находится в пределах Ra 0,5…Ra 1,25, что заметно превышает возможности любого другого высокоэнергетического метода.
- При недопустимости коробления готового изделия, что неизбежно при любом из вариантов технологии термической резки.
Гидроабразивная резка металла имеет свои ограничения, поэтому технология разрабатывается с учётом следующих возможностей, в частности, по толщине:
- Для цветных металлов и сплавов, а также нержавеющей стали – не более 120…150 мм;
- Для углепластиков, композитных материалов – не более 150…200 мм;
- Для искусственного и природного камня (мрамора, гранита, базальта и т.п.) – не более 270…300 мм.
При разработке технологии следует учитывать, что токопроводящие материалы относительно небольшой толщины (до 5…10 мм) струя, вырабатываемая рабочей установкой, режет плохо: сказывается заметная энергоёмкость, при производительности, сравнимой с плазменно-дуговой или лазерной обработкой. Однако это не означает, что рассматриваемая технология неприменима для разделения тонких пластин или листов: в этом случае абразивный поток отключается, и отделение выполняется непосредственно водяной струёй. В результате поверхность не нагревается, что исключает окалинообразование, высокотемпературное оплавление лини раздела и прочие недостатки, характерные для всех технологий термического разделения материалов.
Оборудование гидроабразивной резки
Станок гидроабразивной резки – сложное и энергоёмкое оборудование, содержащее следующие узлы:
- Инструментальную головку, оснащаемую функцией поворота резака под определённым углом, что позволяет обрабатывать с заданной скоростью поверхности сложной конфигурации.
- Насосную установку для прокачки воды с системой её фильтрации.
- Компрессорную станцию подачи абразивных фракций под давлением.
- Рабочий стол с устройством трёхкоординатного позиционирования (для небольшого оборудования эту работу выполняет своими руками оператор установки).
- Ванну с водой, которая конструктивно связана со станиной оборудования.
- Рабочие ёмкости для воды и абразива.
- Управляющее устройство ЧПУ, или пульт для ручного позиционирования заготовки своими руками.
Наибольшей популярностью пользуются аппараты гидроабразивной резки итальянской фирмы WaterJet Cоrp. Inc., которая выпускает оборудование консольного и портального типов. Первое предназначено для резки относительно небольшой по размерам продукции, второе, отличающееся повышенными точностью и жёсткостью, подходит для обрабатываемых изделий большей толщины.
WaterJet Cоrp. Inc производит не только сами силовые установки, но и насосное оборудование к ним. Ходовой портал аппаратов фирмы оснащается автоматизированным позиционированием, и позволяет одновременно выполнять разделение материалов, разных не только по своему химическому составу, но и по толщине – качество, невозможное в принципе для оборудования термической резки.
Гидроабразивная резка во многих случаях считается единственным способом получения пространственных деталей. Например, только рассмотренной технологией возможно производить разделение практически без нагрева заготовки (максимальное повышение температуры кромки составляет 600 °С, а при обработке в водяном баке – и того меньше). Подобным оборудованием можно выполнить разделение толстолистового стекла, керамики, твёрдых сплавов – материалов, которые весьма чувствительны к повышенным температурам. Хорошее качество конечного результата исключает потребность в последующих переходах, а весьма малая толщина струи – до 0,8 мм – минимизирует потери материала. Высокие давления, создаваемые в зоне разъединения, не вызывают появление остаточных напряжений в заготовке, и способствуют последующему повышению её эксплуатационной долговечности.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Установка гидроабразивной резки
BarsJet 2010-3.1.1
ООО “ТехноАльянсГрупп” является официальным дилером НПО “Барс”
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
Установка гидроабразивной резки BarsJet 2010 – 3.1.1:
| 1. | Стол координатный, размер рабочей зоны 2000 х 1000 х 200 мм | 1 шт |
| 2. | Режущая головка Flow с комплектом уплотнения для режущей головки | 1 шт |
| 3. | Трубка смесительная, внутр. диаметр 1,1 мм | 1 шт |
| 4. | Трубка смесительная, внутр. диаметр 0,8 мм | 1 шт |
| 5. | Сопло водное, внутр. диаметр 0,25 мм, 0,30 мм, 0,35 мм | 1 шт каждое |
| 6. | Станция высокого давления Thueringer (Германия), 37кВт | 1 шт |
| 7. | Комплект ЗИП к СВД: – комплект статического уплотнения для мультипликатора – 1шт; – комплект динамического уплотнения для мультипликатора – 1шт; – смазка для резьбовых соединений – 100гр. | 1 комплект |
| 8. | Трубки высокого давления | 12 м |
| 9. | Блок подачи абразива (под давлением) с минибункером | 1 шт |
| 10. | Бак отстойник | 1 шт |
| 11. | Стойка системы управления с персональным компьютером | 1 шт |
| 12. | Пакет программ BarsJetSoft: BarsJet-генератор + BarsJet-мониторинг + BarsJet-CNC | 1 комплект |
Расходный материал: бонус
Технические характеристики BarsJet
1. Технология
В установках гидроабразивной резки вода под высоким давлением, создаваемым станцией высокого давления, подается в сопло, которое формирует высокоскоростную водную струю. Такая водная струя, поступая в смесительную камеру, захватывает подаваемый в эту камеру абразивный материал, образуя водоабразивную смесь, которая поступает в смесительную трубку с внутренним диаметром около 1 мм и разгоняется в ней до скорости 900 м/сек. Эта высокоскоростная водоабразивная струя и используется в качестве универсального режущего инструмента.
Технология позволяет резать практически любые листовые материалы:
- черные металлы и сплавы;
- труднообрабатываемые легированные стали и сплавы (в том числе: жаропрочные, инструментальные и нержавеющие);
- цветные металлы и сплавы (медь, никель, цинк, алюминий, магний, кремний, титан и их сплавы);
- композиционные материалы;
- керамические материалы (керамический гранит, плитка);
- природные и искусственные камни (гранит, мрамор, яшма и т.д.);
- стекло и композиционное стекло (триплекс, бронестекло, армированное стекло, стеклотекстолит и т.п.);
- пористые и прозрачные материалы;
- сотовые и сэндвич-конструкции;
- бетон и железобетон.
Ряд материалов режется только водой (без добавления абразива):
- мягкие материалы (полиуретан, поролон и др. пеноматериалы, пластмассы, кожаные изделия, картон, бумага, ткани и т.п.);
- пищевые продукты (продукты глубокой заморозки, плотные пищевые продукты, шоколад и т.п.).
Следует отметить, что резка различных материалов не требует переналадки инструмента. Максимальные размеры обрабатываемого материала:
Ширина и длина – ограничиваются рабочими размерами координатного стола;
Толщина – 200 мм (при необходимости обработки материала более 200 мм возможно изготовление специального портала по техническому заданию Заказчика).
Преимущества использования технологии гидроабразивной резки:
- универсальность использования установки для резки любых материалов различной толщины;
- резка по контуру любой сложности;
- низкая температура реза (60-90.С) не оказывает термического воздействия на разрезаемый материал;
- высокое качество поверхности реза;
- высокая точность резки (точность позиционирования: ±0,1 мм/1000 мм);
- малые потери материала в результате резки;
- экономичность процесса
- экологическая чистота и полное отсутствие вредных газовыделений
- Полная пожаро- и взрывобезопасность
2. Описание установок BarsJet
Установки гидроабразивной резки BarsJet разработаны специалистами и производятся на современной производственной базе предприятия с использованием отдельных импортных комплектующих.
От установок гидроабразивной резки других производителей BarsJet отличает:
- Повышенная производительность за счет минимизации технологических пауз вследствие возможности программного перемещения режущей головки последовательно по нескольким рабочим зонам координатного стола и обеспечения возможности выполнения в двух соседних рабочих зонах стола одновременно операции резки в одной из рабочих зон и операции съема – установки заготовок и деталей – в другой.
- Простота эксплуатации и освоения процесса. В системе управления BarsJet не используются общепромышленные контроллеры для ЧПУ: управляющие программы разработаны специально для установки гидроабразивной резки, управление которой осуществляется с персонального компьютера.
- Высокая надежность работы установки в реальных условиях водоснабжения (ресурсы станции высокого давления и режущей головки увеличены за счет использования системы водоподготовки).
- 100%-й автоматизированный контроль работы установки и персонала за счёт уникального программного обеспечения, разработанного программистами.
- Русскоязычный интерфейс программного обеспечения
- Индивидуальный учет требований заказчиков при проектировании каждой установки.
- Гарантированное оперативное сервисное обслуживание квалифицированным персоналом отечественного предприятия-производителя.
- Стоимость установок BarsJet при одинаковых функциональных возможностях ниже стоимости установок гидроабразивной резки зарубежных производителей.
Служба сервиса ООО «ТехноАльянсГрупп» осуществляет поставку всех необходимых расходных материалов и запчастей и обеспечивает оперативную техническую поддержку при обслуживании установок BarsJet.
Наши покупатели могут рассчитывать на быструю и квалифицированную помощь во время всего периода эксплуатации оборудования.
3. Функциональные узлы BARSJET
В комплекс для гидроабразивной резки обычно входят следующие узлы и системы:
- станция высокого давления;
- режущая головка (система из нескольких режущих головок);
- координатный стол и приводы перемещений режущей головки;
- разводка высокого давления;
- система подачи абразива;
- система управления
Станция высокого давления “Сердце” установки гидроабразивной резки, обеспечивает сжатие рабочей жидкости до требуемого давления. В основе работы СВД лежит универсальная гидравлическая схема, где в качестве усилителя давления используется специальный мультипликатор двустороннего действия, принцип работы которого основан на мультипликации давления за счет разности площадей масляного поршня и водяного плунжера.
ООО «ТехноАльянсГрупп» предлагает для заказчиков в зависимости от решаемых задач широкий выбор станций высокого давления различных фирм-изготовителей, включая станцию высокого давления собственного производства BarsPump – 4000, насосы высокого давления фирм UHDE (Германия), Resato (Голландия), Thueringer (Германия), BHDT (Австрия).
В ходе конкуренции с другими способами, как лазерная и плазменная резка, водоструйная резка всё более превращается в настоящий высокопроизводительный метод. В технике гидроабразивной резки применение давлений от 3 500 до 4 000 бар – это показатель сегодняшнего уровня развития техники. Дальнейшее существенное повышение мощности, а, следовательно, и производительности возможно при повышении давления резки с 4 000 до 6 000 бар. При этом увеличенное давление повышает скорость истечения водоабразивной смеси, струя становится более плотной и эффективной, уменьшаются затраты на резку, вследствие чего достигается прогрессивное увеличение рентабельности использования установки гидроабразивной резки.
Гибкая двухступенчатая система насосов для давления 6 000 бар
ООО «ТехноАльянсГрупп» по желании клиентов комплектует установки гидроабразивной резки BarsJet насосами высокого давления на 6000 бар фирмы Uhde High Pressure Technologies (Германия), которая одна из первых в мире довела систему насосов высокого давления с рабочим давлением 6000 бар до промышленной готовности для серийного производства. Гибкая двухступенчатая система насосов высокого давления состоит из сдвоенных мультипликаторов на 4150 бар. Нажатием кнопки пользователь решает, будет ли он работать с давлением 6 000 бар (3 л/мин.) или по-прежнему с 4 150 бар (4,2 л/мин.).
Преимущества использования насоса высокого давления в 6000 бар
- Повышение скорости резки различных материалов в 1,5 раза
- Сокращение расхода абразивного песка на 35 – 50%
- Возможность реза водной струей без абразива бoльших толщин материалов. Например, при резке полимерного многослойного материала, а также алюминия до 6 мм и титана до 3 мм
- Стоимость метра реза различных материалов уменьшается на 40% .
Скорости прямолинейного реза материалов при давлении 6000 бар, мм/мин
| Давление при резке, бар | 6000 | ||||
| Расход абразива, гр/мин | 250-450 | ||||
| 0,76; 1.01 | |||||
| Диаметр сопла, мм | 0,25 | ||||
| Марка абразива | kerfjet 80 | ||||
| Давление при резке, бар | 6000 | ||||
| Толщина материала, мм | |||||
| Материал | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 |
| Сталь нерж. | 1444 | 786 | 358 | 102 | 40 |
| Титан | 1873 | 1025 | 468 | 137 | 51 |
| Алюминий | 3896 | 2124 | 974 | 282 | 104 |
| Гранит | 6891 | 3757 | 1718 | 495 | 182 |
| Мрамор | 8088 | 4410 | 2017 | 580 | 214 |
| Стекло | 7469 | 1862 | 536 | 198 | |
| Углепластик | 6776 | 3698 | 1690 | 487 | 181 |
Скорости прямолинейного реза материалов при давлении 4100 бар, мм/мин
| Давление при резке, бар | 4100 | ||||
| Расход абразива, гр/мин | 250-450 | ||||
| Диаметр смесительной трубки, мм | 0,76; 1.01 | ||||
| Диаметр сопла, мм | 0,25; 0,35 | ||||
| Марка абразива | kerfjet 80 | ||||
| Давление при резке, бар | 6000 | ||||
| Толщина материала, мм | |||||
| Материал | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 |
| Сталь нерж. | 877 | 476 | 217 | 64 | 24 |
| Титан | 1141 | 620 | 283 | 83 | 31 |
| Алюминий | 2370 | 1290 | 590 | 170 | 62 |
| Гранит | 4190 | 2285 | 1046 | 300 | 110 |
| Мрамор | 4920 | 2680 | 1225 | 354 | 130 |
| Стекло | 4546 | 2477 | 1132 | 327 | 121 |
| Углепластик | 4120 | 2245 | 1029 | 295 | 110 |
- Трубопроводы высокого давления
С помощью трубопроводов осуществляется подача воды от СВД к режущей головке системой неподвижных и подвижных труб. Трубопровод высокого давления прокладывается столу жёстко и подключается к режущей головке через специальную стойку.
- Режущая головка
Преобразует статическое давление рабочей жидкости в кинетическую энергию водоабразивной струи и осуществляет её окончательное формирование как универсального режущего инструмента.
- Координатный стол (Россия)
Предназначен для размещения заготовок, приема водоабразивной струи и отходов резки, а также позиционирования режущей головки в процессе реза.
Координатный стол в зависимости от требуемых рабочих ходов режущей головки может иметь различные конструктивные исполнения. Линейные направляющие для перемещения режущей головки по осям X, Y, Z могут быть установлены как на самой ванне, выполненной из нержавеющей стали, так и на отдельном каркасе, установленном вне ванны. В качестве исполнительного механизма координатного стола используется интеллектуальный электропривод производства НПО “Барс”, управляемыми по CAN интерфейсу. Заполненная водой ванна поглощает остаточную энергию водоабразивной струи, остающуюся после вырезки детали, и превращает её в тепло. Линейные направляющие координатного стола защищены гофрированными чехлами, выполненными из пылевлагонепроницаемого материала, гарантирующими длительный срок эксплуатации координатного стола.
- Система управления (Россия)
В установках гидроабразивной резки BarsJet используется система управления, относящаяся к классу CNC с применением системы интеллектуальных электроприводов и обменом информацией по CAN интерфейсу. Управляющие программы разработаны специально для установки гидроабразивной резки, управление которой осуществляется с персонального компьютера, размещённого в стойке управления.
- Система подачи абразива (Россия)
Предназначена для дозированной подачи абразива в режущую головку. Содержит абразивный бункер под давлением с емкостью загрузки около100 кг абразива, минибункер с устройством дозирования подачи, установленный рядом с режущей головкой, и гибкие шланги для соединения элементов системы между собой и смесительной камерой режущей головки. В качестве абразива используется гранатовый концентрат.
- Бак отстойник (Россия)
Основная функция – очищение от шлама (использованного абразива) воды, сливаемой из ванны координатного стола.
Перечень опций, предлагаемых для установок гидроабразивной резки BarsJet:
1. Система водоподготовки (СВП)
Функции системы водоподготовки
- Очистка воды от нерастворимых примесей (с помощью 4-х последовательно расположенных по ходу движения воды фильтров).
- Умягчение воды до требуемых параметров жесткости (с помощью системы умягчения).
- Охлаждение станции высокого давления без дополнительного расхода воды с помощью замкнутого контура, образованного СВП и теплообменником НВД, и системой охлаждения СВП.
- Обеспечение требуемых температурных диапазонов воды, подаваемой в НВД (с помощью установленной на СВП водоохлаждающей установки).
- Обеспечение требуемых диапазонов давления воды, подаваемой в НВД(с помощью насоса и гидроаккумулятора, установленного на СВП).
- Дезэарация воды подаваемой в НВД (за счет исключения подачи в НВД проточной воды из системы водоснабжения и предварительной выдержки воды в баках накопителях)
- Обеспечение двухсменного запаса воды в баках СВП для исключения остановок в работе оборудования, вызванных незапланированными перебоями подачи воды в системе водоснабжения.
Гидромодуль охлаждения
Гидромодуль умягчения
Система водоподготовки предназначена для улучшения параметров используемой в производстве воды и повышения срока службы режущей головки и насоса высокого давления.
Система водоподготовки предотвращает появление жестких отложений и очищает воду от нерастворимых частиц, преждевременно разрушающих водяное сопло и уплотнения мультипликатора насоса высокого давления.
Очень жёсткая вода, очень щелочная вода или вода, содержащая много железа, марганца, кремния или оксиды кремния, может приводить к образованию отложений на водяном сопле, формирующей струю, что может, в свою очередь, оказать серьёзное влияние на качество струи. Такая вода может также явиться причиной преждевременного выхода из строя уплотнений по высокому давлению.
Накопительные баки позволяют вести работу в течении примерно двух рабочих смен при отсутствии воды в системе водоснабжения (10ч. непрерывного реза). Также является емкостью для слива теплой воды, прошедшей через теплообменник станции высокого давления. Такая схема водосбережения возможна только при наличии водоохладительной установки, которая поддерживает среднюю температуру воды в накопительном баке не выше +25°С.
Насос водяной поддерживает постоянное давление на входе в станцию высокого давления. Гидроаккумулятор оптимизирует время работы насоса водяного, снижая общее энергопотребление, и уменьшая пульсацию давления в линии подачи.
Установка умягчения (обезжелезивания, угольно-сорбционная), соответственно, удаляет соли жесткости, соли тяжелых металлов; общее железо, марганец; органические примеси и хлор, цветность, неприятный вкус и запах.
Установка водоохладительная обеспечивает отвод тепла от накопительного бака исключает проточное водопотребление на охлаждение станции высокого давления вследствие чего позволяет экономить около 1 куб.м в час воды.
2. Система удаления шлама (СУШ)
Использование СУШ значительно облегчает процедуру очистки ванны координатного стола от отработанного абразива и мелких остатков разрезаемого материала, снижает время простоя оборудования.
Вода вместе со взвесью шлама откачивается из ванны при помощи диафрагменного насоса, работающего на сжатом воздухе. Управляющий пневмоклапан на диафрагменном насосе по очереди подает сжатый воздух в две камеры. Каждая камера разделена диафрагмой. Цикличность работы двух камер организуется двумя клапанными группами на входе и выходе. При закачке воды со шламом диафрагмой одной камеры диафрагма второй камеры в этот момент выталкивает ранее закаченную порцию воды. Далее вода со шламом подается на гидроциклонную установку, где происходит очистка воды от шлама. Вода прошедшая гидроциклонную установку возвращается по рукаву обратно в ванну.
Без подобной системы ручная очистка должна производиться примерно один раз в месяц, с использованием системы один раз в 3 месяца.
3. Система защиты от столкновений
Повышает срок эксплуатации режущей головки, снижает время простоя установки, устраняет возможность столкновения режущей головки с материалом при неровности поверхности.
Представляет собой ограждающее смесительную трубку защитное устройство в виде кольца, соединенного с датчиком поперечных усилий, возникающих при несанкционированном наезде на препятствие. При превышении некоторого порога поперечных нагрузок движение режущей головки прекращается и она сохраняет свою работоспособность после устранения препятствия с траектории ее движения.
4. Система контроля подачи абразива
Система, позволяющая с высокой точностью регулировать и отслеживать расход абразива в процессе резки. Таким образом, можно в реальном времени вести мониторинг и получать значения оптимального расхода абразива для конкретных материалов и толщин.
5. Система удалённого мониторинга работы установки
Позволяет по запросу с мобильного телефона формировать отчёт о работе установки за указанный период времени и при помощи GSM-модема отправляет его в виде SMS сообщения на указанный телефонный номер.
6. Система контроля высоты режущей головки
Позволяет существенно увеличить скорость и точность реза за счёт максимально близкого расположения режущей головкой над материалом.
Чем ближе режущая головка к материалу, тем выше скорость и точность реза. Система контроля высоты с помощью индукционных датчиков перед началом процесса реза определяет, на какой высоте находится верхняя поверхность заготовки, что позволяет с высокой точностью позиционировать режущую головку и обеспечивать постоянство расстояния до заготовки.
Установка данной опции требует наличия управляемой оси Z.
7. Сверлильная головка
С данной опцией достигается экономия времени при пирсинге деталей с множеством небольших отверстий, кроме того, предварительное засверливание волокнистых и хрупких материалов позволяет избежать их повреждения, или образования кратеров.
Практика показывает, что просверливания мелких отверстий занимает меньше времени, чем пирсинг гидроабразивной струёй.
8. Управляемая ось Z
Программное управление осью Z необходимо для работы системы контроля высоты режущей головки.
9. Прецизионный оптический локатор BarsPoint
Включает в себя: защищенную видеокамеру, установленную рядом с режущей головкой и специальную программу для пересчета координат точек поверхности листа после его переустановки.
Данное устройство позволяет с высокой точностью до ± 0,03мм определять и запоминать координаты любых точек на поверхности материала, и с помощью специально разработанной программы автоматически производить «доворот» контура реза после изменения координат запомненных точек в результате переустановки листа на поверхности координатного стола и продолжить рез.
Это делает возможным резку заготовок больших размеров, чем размеры координатного стола, а также при необходимости снимать с координатного стола один лист, заменять его другим, после резки которого произвольно укладывать и продолжать рез первого листа. При этом данную операцию можно повторять несколько раз без ущерба для общей точности реза.
Прецизионный оптический локатор:
- упрощает процесс задания координат начала и завершения процесса резки;
- позволяет резать материал с размерами, превышающими габариты координатного стола;
- повышает оперативность и гибкость выполнения заказов за счёт внесения в память расположения детали (заказ с большим временем реза может быть приостановлен для выполнения срочного заказа).
10. Система технического зрения
С этой опцией можно экономить время на разработку чертежей имеющихся деталей. Достаточно оцифровывать изображение детали и с помощью программного обеспечения BarsJetSoft вырезать её точную копию, а также формировать цифровую базу данных деталей и остатков материалов для упрощения их дальнейшего использования.
11. Лазерный указатель для позиционирования режущей головки
При использовании лазерного указателя повышается удобство эксплуатации установки, снижается время, необходимое на размещение заготовки на координатном столе и позиционирование режущей головки. При размещении заготовки лазерная указка просто устанавливается в нулевую точку, после чего режущая головка автоматически подводится в это положение. Это особенно удобно в случаях, когда заготовка находится не у края стола (например, обрезок большого листа), для экономии времени и ускорения производственного процесса, можно не передвигая заготовку к краю, просто прицелиться указателем и начать работу.
12. Система управления уровнем воды над заготовкой
Позволяет значительно снизить уровень шума, выброса в воздух абразивной пыли и разбрызгивания струи за счёт поднятия уровня воды в процессе резки и её возврата на исходный уровень по окончанию работы.
13. Пневматическая передняя панель для защиты оператора
Повышает чистоту и безопасность рабочего места оператора, а также удобство эксплуатации оборудования.
При запуске программы резки прозрачная пластиковая панель поднимается в автоматическом режиме и опускается по завершению или остановке процесса резки.
14. Устройство ручного поворота головки на стационарный угол (для снятия фасок под сварку)
С помощью данного устройства можно осуществлять срез материала под углом от 0 до 45 градусов в одной плоскости. Резка под углом может проходить по прямой.
15. Дополнительные опоры качения на координатном столе (l=300mm)
Повышает удобство загрузки-разгрузки листовых материалов, превышающих размеры координатного стола.
16. Поворотная ось для резки круглых заготовок
Позволяет резать круглые заготовки, в частности трубы различного диаметра.
Представляет собой дополнительную ось, приводимую в движение электроприводами для вращения круглых заготовок.
18. Система BarsDekor для пескоструйного нанесения рельефных изображений
Для организаций, специализирующихся на обработке натурального камня, мрамора, керамического гранита или стекла ООО «ТехноАльянсГрупп» предлагает опцию пескоструйного нанесения рельефных изображений BarsDecor.
Эта система устанавливается вместо режущей головки на установку и позволяет с помощью заготовленных шаблонов наносить рельефные изображения любой сложности практически на любые материалы.
При этом автоматически осуществляется программное перемещение рабочей головы и отсос песка из рабочей зоны, поэтому не происходит запыления рабочего помещения.
19. Программа оптимизации раскроя
Программа для автоматического оптимального расположения на листе деталей любой конфигурации.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСТАНОВОК ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ BARSJET
| Модели установок гидроабразивной резки | Bars Jet 1510 3.1.1 | Bars Jet 2010 3.1.1 | Bars Jet 2015 3.1.1 | Bars Jet 2515 3.1.1 | Bars Jet 3020 3.1.1 | Bars Jet 2040 3.1.1 | Bars Jet 2060 3.1.1 |
| Габаритные размеры координатного стола, X Y Z мм | 2870 1950 1980 | 3370 1950 1980 | 3370 2480 1980 | 3920 2480 1980 | 4410 3010 1980 | 3410 5020 1980 | 7900 2480 1980 |
| Рабочий ход режущей головки, X Y мм | 1500 1000 | 2000 1000 | 2000 1500 | 2500 1500 | 3000 2000 | 2000 4000 | 2000 6000 |
| Рабочая зона стола, X Y мм | 1570 1060 | 2070 1060 | 2070 1590 | 2600 1590 | 3110 2120 | 2110 4130 | 2110 6200 |
| Привод координатного стола по осям Х и Y | Линейный реечный с интеллектуальными электроприводами | ||||||
| Управление по оси Z | Независимое управление с пульта в ручном режиме | ||||||
| Точность позиционирования режущей головки, мм/мм | ±0,085/1000 мм/мм | ||||||
| Управляющее напряжение координатного стола, В | 48 | ||||||
| Максимальная скорость перемещения режущей головки, мм/мин | 18 000 | ||||||
| Мощность станции высокого давления, кВт | 37/45/75/90 | ||||||
| Максимальное рабочее давление, бар | 4150 | ||||||
| Программное обеспечение | BarsJet-генератор + BarsJet-мониторинг + BarsJet-CNC | ||||||
| Номинальное рабочее давление, бар | 4100 | ||||||
Затраты при эксплуатации установок BarsJet
Основным расходным материалом является абразив, в качестве которого используется природный минеральный материал – гранатовый концентрат (GMA 80 или 120 Mesh), применяемый во всем мире для гидроабразивной резки. Гранатовый концентрат является экологически чистым материалом и обладает уникальной твердостью и прочностью зерен.
Расход абразива в зависимости от разрезаемого материала при использовании одной режущей головки варьируется от 50 г/мин (для пластмасс) и 160-200 г/мин (для стекла) до 300-450 г/мин (для стали).
Общее энергопотребление: 45/50/80/95 кВт – в зависимости от выбранной станции высокого давления (37/45/75/90 кВт); Водопотребление: 3,8 л/мин – максимальный расход воды на одну режущую головку.
3. Расходные материалы и запасные части
Для обеспечения бесперебойной поставки расходных материалов и запасных частей к оборудованию ООО «ТехноАльянсГрупп» по желанию заказчика может быть заключен дополнительный договор на их поставку на весь период эксплуатации оборудования Расширенный перечень расходных материалов и запасных частей по нижней границе эксплуатационного ресурса для установок BarsJet приведен в таблице «Перечень запасных частей». При изучении таблицы ниже следует учитывать, что:
- Приведенное в таблице значение нижней границы ресурса определено из статистики эксплуатации установки при резке стали по фактическому случаю, имеющему минимальный ресурс при соблюдении всех правил и условий эксплуатации установки.
- Фактический ресурс запасных частей также зависит от используемых режимов работы установки, главным образом, от величины рабочего давления СВД. Поэтому при резке, например, стекла и керамического гранита он будет выше, чем при резке стали или титана.
Информация по нижней границе ресурсов запасных частей необходима как для создания своевременного запаса запасных частей для бесперебойной работы установки, так и для диагностики работы установки и правильности ее эксплуатации обслуживающим персоналом.
Расчет полугодового запаса запчастей для работы в одну смену (750 часов) c одним НВД Thueringer и одной режущей головкой Thueringer
| № п/п | Наименование комплектующих | Среднее значение ресурса, час. | Цена со склада в Челябинске руб. /(шт.- комплект) | Кол-во на полгода (750 час), шт | Сумма, руб |
| 1 | Сопло водное | 60 | 968 | 11 | 10648 |
| 2 | Трубка смесительная | 80 | 4862 | 8 | 38896 |
| 3 | Решетка на координатный стол | 150 | 2743 | 6 | 16458 |
| 4 | Комплект уплотнений для мультипликатора (1комплект стат + 1комлект дин) | 200 | 5907 | 4 | 23628 |
| 5 | Фильтрэлемент водяной для режущей головки | 300 | 1245 | 2 | 2490 |
| 6 | Смесительная камера для режущей головки | 600 | 13383 | 1 | 13383 |
| 7 | Комплект уплотнения для режущей головки | 500 | 5907 | 1 | 5907 |
| 8 | Комплект уплотнений для клапана сброса | 500 | 5159 | 1 | 5159 |
| 9 | Сборка входного и выходного клапана мультипликатора | 500 | 5159 | 1 | 5159 |
| 10 | Комплект уплотнений для гидравлической части мультипликатора | 500 | 4860 | 1 | 4860 |
| 11 | Масло British Petroleum Energol HLP-HM 46 (208л.) | 2000 | 36803 | 1 | 36803 |
| 12 | Фильтрэлемент водяной (20мкм) | по мере загрязнения | 817 | 2 | 1634 |
| 13 | Фильтрэлемент водяной (5мкм) | по мере загрязнения | 817 | 1 | 817 |
| 14 | Фильтрэлемент водяной (1мкм) | по мере загрязнения | 2227 | 1 | 2227 |
| 15 | Соль гранулированная (25кг) для системы умягчения | по мере расходования | 493 | 2 | 986 |
| 16 | Трубка подачи абразива | 250 | 104 | 3 | 312 |
| 17 | Клапан грибок (минибункер) | 250 | 240 | 3 | 720 |
| 18 | Смазка Turmopast (100гр) | по мере расходования | 2014 | 1 | 2014 |
| 19 | Смазка для кареток | 200 | 200 | 3 | 600 |
| 20 | Абразивный песок, 1 тонна | – | 22000 | 10 | 220000 |
| Запчастей на сумму: | 172699 | ||||
| ИТОГО (запчасти + абразивный песок): | 392699 | ||||
Референс лист установок гидроабразивной резки BarsJet на 30.07.2009
| № п/п | Наименование организации | Город | Тип установки |
| 1 | Арт-Мозаика | Санкт-Петербург | BJ 2010-3.1.1 |
| 2 | Лазерные технологии | Челябинск | BJ 2020-3.1.1 |
| 3 | NN | Верона, Италия | BJ 2014-3.1.1 |
| 4 | УМПК | Озерск | BJ 2030-3.1.1 |
| 5 | Уникум | Санкт-Петербург | BJ 2014-3.1.1 |
| 6 | Равенна Аква Дизайн | Москва | BJ 2014-3.1.1 |
| 7 | Улан-Удэнский Лопастной завод | Улан-Удэ | BJ 2060-3.1.1 |
| 8 | Кировский завод Маяк | Киров | BJ 2015-3.2.2 |
| 9 | Равенна Аква Дизайн | Москва | BJ 2030-3.1.1 |
| 10 | ТВМК | Москва | BJ 3020-3.1.1 |
| 11 | ОЛТИС | Екатеринбург | BJ 2515-3.1.1 |
| 12 | ПК Орнамент | Санкт-Петербург | BJ 1510-3.1.1 |
| 13 | Московский Камнеобрабатывающий Комбинат | Москва | BJ 3020-3.1.1 |
| 14 | Протон – Пермские Моторы | Пермь | BJ 1510-3.1.1 |
| 15 | Ашинский Металлургический завод | Аша | BJ 1510-3.1.1 |
| 16 | Московский машиностроительный завод «Авангард» | Москва | BJ 2015-3.1.1 |
| 17 | Фотон | Челябинск | BJ 2015-3.1.1 |
| 18 | Архитектура и Дизайн | Санкт-Петербург | BJ 2010-3.1.1 |
| 19 | Лорэль | Москва | BJ 3020-3.1.1 |
| 20 | Махагони | Йошкар-Ола | BJ 1510-3.1.1 |
Таблица примерных скоростей прямолинейного реза малоуглеродистой стали
| Материал | Малоуглеродистая сталь | |||
| Давление при пирсинге, бар | 4000 | |||
| Давление при резке, бар | 4000 | |||
| Расход абразива, гр/мин | 400 | |||
| Диаметр смесительной трубки, мм | 0,76 | |||
| Диаметр сопла, мм | 0,3556 | |||
| Марка абразива | kerfjet 80 | |||
| № п/п | Толщина материала, мм | |||
| 1 | 1 | 5881 | 3689 | 2650 |
| 2 | 2 | 2650 | 1662 | 1194 |
| 3 | 3 | 1662 | 1043 | 749 |
| 4 | 4 | 1194 | 749 | 538 |
| 5 | 5 | 924 | 580 | 416 |
| 6 | 6 | 749 | 470 | 338 |
| 7 | 8 | 538 | 338 | 242 |
| 8 | 10 | 416 | 261 | 188 |
| 9 | 15 | 261 | 164 | 118 |
| 10 | 20 | 188 | 118 | 85 |
| 11 | 25 | 145 | 91 | 65 |
| 12 | 30 | 118 | 74 | 53 |
| 13 | 35 | 99 | 62 | 44 |
| 14 | 40 | 85 | 53 | 38 |
| 15 | 45 | 74 | 46 | 33 |
| 16 | 50 | 65 | 41 | 29 |
| 17 | 75 | 41 | 26 | 18 |
| 18 | 80 | 38 | 24 | 17 |
| 19 | 100 | 29 | 18 | 13 |
| 20 | 110 | 26 | 17 | 12 |
| 21 | 120 | 24 | 15 | 11 |
| 22 | 130 | 22 | 14 | 10 |
| 23 | 140 | 20 | 13 | 9 |
| 24 | 150 | 18 | 12 | 8 |
| 25 | 160 | 17 | 11 | 8 |
| 26 | 170 | 16 | 10 | 7 |
| 27 | 180 | 15 | 9 | 7 |
| 28 | 200 | 13 | 8 | 6 |
Таблица примерных скоростей прямолинейного реза нержавеющей стали
| Материал | Нержавеющая сталь | |||
| Давление при пирсинге, бар | 4000 | |||
| Давление при резке, бар | 4000 | |||
| Расход абразива, гр/мин | 400 | |||
| Диаметр смесительной трубки, мм | 0,76 | |||
| Диаметр сопла, мм | 0,3556 | |||
| Марка абразива | kerfjet 80 | |||
| № п/п | Толщина материала, мм | Скорость, мм/мин (черновой рез) | Скорость, мм/мин (среднее качество реза) | Скорость, мм/мин (чистовой рез) |
| 1 | 1 | 5443 | 3415 | 2453 |
| 2 | 2 | 2453 | 1539 | 1105 |
| 3 | 3 | 1539 | 965 | 693 |
| 4 | 4 | 1105 | 693 | 498 |
| 5 | 5 | 855 | 536 | 385 |
| 6 | 6 | 693 | 435 | 312 |
| 7 | 8 | 498 | 312 | 224 |
| 8 | 10 | 385 | 242 | 174 |
| 9 | 15 | 242 | 152 | 109 |
| 10 | 20 | 174 | 109 | 78 |
| 11 | 25 | 134 | 84 | 61 |
| 12 | 30 | 109 | 68 | 49 |
| 13 | 35 | 91 | 57 | 41 |
| 14 | 40 | 78 | 49 | 35 |
| 15 | 45 | 68 | 43 | 31 |
| 16 | 50 | 61 | 38 | 27 |
| 17 | 75 | 38 | 24 | 17 |
| 18 | 80 | 35 | 22 | 16 |
| 19 | 100 | 27 | 17 | 12 |
| 20 | 110 | 24 | 15 | 11 |
| 21 | 120 | 22 | 14 | 10 |
| 22 | 130 | 20 | 13 | 9 |
| 23 | 140 | 19 | 12 | 8 |
| 24 | 150 | 17 | 11 | 8 |
| 25 | 160 | 16 | 10 | 7 |
| 26 | 170 | 15 | 9 | 7 |
| 27 | 180 | 14 | 9 | 6 |
| 28 | 200 | 12 | 8 | 6 |
Таблица примерных скоростей прямолинейного реза алюминия
| Материал | Алюминий | |||
| Давление при пирсинге, бар | 4000 | |||
| Давление при резке, бар | 4000 | |||
| Расход абразива, гр/мин | 400 | |||
| Диаметр смесительной трубки, мм | 0,76 | |||
| Диаметр сопла, мм | 0,3556 | |||
| Марка абразива | kerfjet 80 | |||
| № п/п | Толщина материала, мм | Скорость, мм/мин (черновой рез) | Скорость, мм/мин (среднее качество реза) | Скорость, мм/мин (чистовой рез) |
| 1 | 1 | 16338 | 10249 | 7362 |
| 2 | 2 | 7362 | 4619 | 3318 |
| 3 | 3 | 4619 | 2897 | 2081 |
| 4 | 4 | 3318 | 2081 | 1495 |
| 5 | 5 | 2567 | 1610 | 1157 |
| 6 | 6 | 2081 | 1306 | 938 |
| 7 | 8 | 1495 | 938 | 674 |
| 8 | 10 | 1157 | 726 | 521 |
| 9 | 15 | 726 | 455 | 327 |
| 10 | 20 | 521 | 327 | 235 |
| 11 | 25 | 403 | 253 | 182 |
| 12 | 30 | 327 | 205 | 147 |
| 13 | 35 | 274 | 172 | 123 |
| 14 | 40 | 235 | 147 | 106 |
| 15 | 45 | 205 | 129 | 92 |
| 16 | 50 | 182 | 114 | 82 |
| 17 | 75 | 114 | 72 | 51 |
| 18 | 80 | 106 | 66 | 48 |
| 19 | 100 | 82 | 51 | 37 |
| 20 | 110 | 73 | 46 | 33 |
| 21 | 120 | 66 | 42 | 30 |
| 22 | 130 | 61 | 38 | 27 |
| 23 | 140 | 56 | 35 | 25 |
| 24 | 150 | 51 | 32 | 23 |
| 25 | 160 | 48 | 30 | 21 |
| 26 | 170 | 44 | 28 | 20 |
| 27 | 180 | 42 | 26 | 19 |
| 28 | 200 | 37 | 23 | 17 |
Таблица примерных скоростей прямолинейного реза титана
| Материал | Титан | |||
| Давление при пирсинге, бар | 4000 | |||
| Давление при резке, бар | 4000 | |||
| Расход абразива, гр/мин | 400 | |||
| Диаметр смесительной трубки, мм | 0,76 | |||
| Диаметр сопла, мм | 0,3556 | |||
| Марка абразива | kerfjet 80 | |||
| № п/п | Толщина материала, мм | Скорость, мм/мин (черновой рез) | Скорость, мм/мин (среднее качество реза) | Скорость, мм/мин (чистовой рез) |
| 1 | 1 | 8042 | 5045 | 3624 |
| 2 | 2 | 3624 | 2273 | 1633 |
| 3 | 3 | 2273 | 1426 | 1024 |
| 4 | 4 | 1633 | 1024 | 736 |
| 5 | 5 | 1263 | 793 | 569 |
| 6 | 6 | 1024 | 643 | 462 |
| 7 | 8 | 736 | 462 | 332 |
| 8 | 10 | 569 | 357 | 257 |
| 9 | 15 | 357 | 224 | 161 |
| 10 | 20 | 257 | 161 | 116 |
| 11 | 25 | 198 | 125 | 89 |
| 12 | 30 | 161 | 101 | 73 |
| 13 | 35 | 135 | 85 | 61 |
| 14 | 40 | 116 | 73 | 52 |
| 15 | 45 | 101 | 63 | 45 |
| 16 | 50 | 89 | 56 | 40 |
| 17 | 75 | 56 | 35 | 25 |
| 18 | 80 | 52 | 33 | 23 |
| 19 | 100 | 40 | 25 | 18 |
| 20 | 110 | 36 | 23 | 16 |
| 21 | 120 | 33 | 21 | 15 |
| 22 | 130 | 30 | 19 | 13 |
| 23 | 140 | 27 | 17 | 12 |
| 24 | 150 | 25 | 16 | 11 |
| 25 | 160 | 23 | 15 | 11 |
| 26 | 170 | 22 | 14 | 10 |
| 27 | 180 | 21 | 13 | 9 |
| 28 | 200 | 18 | 11 | 8 |
Требования к воде
1 немец.градус=0,3566 мг*экв/литр, 1,5 немец.градус =0,54 мг*экв/литр
Для подбора необходимой системы водоподготовки требуются проведение анализа воды, по следующим параметрам:
- Жесткость общая
- Сухой остаток
- Железо общее
- Хлориды
- Свободный хлор
Планировка BJ 1510
Примечания к планировке места установки BarsJet.
| п/п | |
| 1. | Подведение к местам, указанных на плане размещения BarsJet, соответственно, |
| 3. | Подведение кабеля к месту установки электрощита (медный, 4х25мм2). Состав электрощита: |
- Для помещения, в котором находятся станция высокого давления и водоподготовки воздух в помещении должен содержать минимальное количество пыли и загрязнений, иметь относительную влажность в диапазоне от 30% до 80% при средней влажности 70%, предусмотрен обмен воздуха с внешней средой. Температура в помещении может колебаться в диапазоне от +10 ?С до +30 ?С.
- Под координатным столом поверхность пола должна быть водостойкая, т.е. он не должен размягчаться под воздействием воды ни при каких обстоятельствах.
Вид резки, который осуществляется при помощи струи воды под высоким давлением либо струи воды с абразивным материалом. Достоинства гидроабразивной резки заключаются прежде всего в том, что можно обрабатывать практически любой материал, даже самый твердый и прочный, а также в сокращении потерь материала, высокой экологичности метода и высоком качества реза (определяется по степени шероховатости).
Данный способ резки возник сравнительно недавно, но быстро завоевал популярность и применяется в самых разных отраслях промышленности благодаря свой универсальности. Он оптимален для работы с дорогостоящими титановыми сплавами, а для керамики, например, и вовсе является единственно возможным способом резки. При этом не только сам метод, но и непосредственно оборудование, станки гидроабразивной резки можно использовать для обработки совершенно разных материалов: от листового металла и бетона до стекла и ламинированного пластика.
Установка для гидроабразивной резки оснащена режущей головкой (одной или несколькими), через которую под высоким давлением выходит вода. Функцию фокусировки водяной струи выполняет специальный золотник с отверстием, сделанный из высокопрочного драгоценного камня – чаще всего это алмаз либо сапфир, самые твердые вещества в мире. Выйдя из отверстия, вода поступает в смесительную камеру, где к ней добавляется абразив – например, гранатовый песок. Затем абразивная смесь направляется по специальной трубке на деталь. Станки гидрорезки могут работать также на чистой воде, без абразива.
Оборудование для гидроабразивной резки последних поколений разрабатывается с использованием передовых технологий в данной сфере, что существенно повышает эффективность установок и позволяет выполнять обработку материалов с высокой степенью точности, качественно и быстро.
Гидроабразивная резка камня —«Вода камень точит». Эта мудрая пословица нашла свое эффективное применение в современном мире. При помощи водяной струи под высоким давлением в наши дни решаются самые сложные задачи по резке камня, как натурального, так и искусственного. Камень это олицетворение надежности, прочности, долговечности. При его универсальности, камень может применяться в любых интерьерах, отлично сочетаясь с различными стилями при оформлении помещений.
Любой камень достаточно трудный материал для обработки, резка камня представляет собой сложный технологический процесс. Для прямого реза обычно используют механические инструменты, такие как болгарка и ленточная пила, а также фрезерные станки. При этом край слэба (изделия из камня) необходимо дополнительно обрабатывать после резки, так как кромка (особенно при резке керамогранита) будет иметь сколы и микотрещины. Для резки камня по изогнутой линии применяют станки гидроабразивной резки. Качество реза при этом получается очень высоким, и дополнительная обработка кромки изделия не требуется.
Линия реза при использовании гидроабразивного оборудования может быть любой сложности, что позволяет воплощать в жизнь самые разнообразные художественные идеи дизайнеров и архитекторов. Данная особенность используется при создании красочных декоративных и мозаичных панно, витиеватых орнаментов, состоящих из произвольного количества элементов, нарезанных и собранных воедино.
Получение тончайших элементов изделий из камня, стало возможным благодаря тому, что усилия при резке камня с помощью установки гидроабразивной резки достаточно невелики. Это позволяет использовать в качестве исходного материала даже агломерат.
Широкий спектр открываемых возможностей при гидроабразивной резке камня обусловливает ее широчайшую область применения и позволяет изо дня в день усиливать свои позиции среди компаний, занимающихся как строительством, так и производством декорированных изделий из камня.
2015-02-03 23 912
Практически ни одно предприятие металлопроката и машиностроения не может обойтись без оборудования для разрезания листового металла. Часто к качеству реза предъявляются высокие требования, что не дает возможности использовать традиционное оборудование: гильотины и плазменную резку.
Гидроабразивная резка металла водой применяется еще с 60-х годов прошлого века. Впервые раскрой металла гидроабразивным методом официально стала использовать авиастроительная компания США. Позже компания официально заявила о том, что данный метод является оптимальным для резки металла и других высокопрочных материалов.
С тех пор гидроабразивный способ обработки получил широкое распространение. Ограничивается ли водно-абразивная резка только металлопрокатом или имеет более широкую сферу применения? Какие преимущества и недостатки у раскроя металла по гидроабразивной технологии?
Область применения гидроабразивной резки
Главным отличием, которое имеет гидроабразивная обработка металла, от остальных способов обработки листового металла является то, что на поверхность материала не оказывается механическое воздействие. Отсутствие трения, нагревания инструментов влияет на качество реза и возможные сферы применения.
Больше всего распространена водно-абразивная резка металла струей воды, но оборудование также применяют для разрезания следующих материалов:
- Мрамор, гранит, камень и другие горные породы.
- Стекло, керамика.
- Стали и металлы, включая: титан, нержавейку.
- Железобетон.
- Пластик, текстолитовые, эбонитовые и паронитовые плиты, резину.
При этом при разрезании удается достичь минимального расхода строительных материалов, комплектующих, и т. д. На предприятиях с повышенной пожаро и взрывоопасностью, гидроабразивные станки являются единственным возможным оборудованием соответствующим требованиям для проведения работ.
Принцип работы гидроабразивной резки
Применение станков водно-абразивной резки не ограничиваются только возможностью раскроя металлопроката, все же основная доля оборудования продолжает применяться непосредственно в этой сфере производства. Работа гидроабразивной резки основана на технологии подачи воды с определенным содержанием абразивного вещества под давлением, на поверхность материала. Что происходит во время резки?
- Вода подается из специального резервуара под давлением в смеситель.
- Одновременно в смеситель направляется абразивная смесь, обычно состоящая из мелких частиц песка.
- После смешивания с абразивом, вода подается на сопло для резки металла гидроабразивной струей воды.
- Тонкая струйка направляется на поверхность обрабатываемого материала и разрезает его.
Такой принцип работы позволяет существенно увеличить скорость обработки металла и качество его реза. Единственный расходный материал, который потребуется заменять, это сам абразивный порошок. Понадобится время от времени добавлять абразивный порошок в специальные резервуары.
Скорость гидроабразивной резки металла может сравниться с той, которая есть у плазменных автоматических станков. Но качество проведения работ может сравниться только с разрезанием с помощью лазера.
Оборудование для гидроабразивной резки
Еще в древнем мире заметили удивительное свойство воды под давлением изменять форму природных материалов, на которые она воздействовала. Камни становились гладкими, а постоянное падение с высоты небольшого количества воды оставляло глубокие выемки в самых твердых горных породах.
Этот же принцип используется в промышленных целях. Для этого просто необходимо в несколько раз увеличить давление воды при резке металла, а также проконтролировать направленность получаемой струи воды. Делается это следующим образом:
Помимо основных узлов оборудования, выбирая аппарат для резки металла водой, необходимо обратить внимание на наличие дополнительных опций для работы на станке. Расширенная функциональность устройства позволяет при необходимости выполнить фигурную резку.
Возможности гидроабразивной резки
Уникальный способ обработки материала с помощью узконаправленной струи воды под давлением нашел свое место во многих сферах производства и искусства. Одним из основных преимуществ гидроабразивного метода резки является полное отсутствие сколов, и нагревания поверхности, присутствующие при обычном разрезании предметов.
Благодаря современным технологиям и усовершенствованию станков удалось расширить их функциональные возможности и сферу применения.
В последнее время широкое распространение получила гидроабразивная резка труб. Благодаря специальным станкам для резки труб удается получить идеально ровно отрезанную окружность без отклонений.
Гидроабразивные станки с ЧПУ
Возможности использования программируемых станков с ЧПУ для гидроабразивной резки нержавеющей стали, алюминия, меди, других типов черных и цветных металлов разной прочности, позволили существенно увеличить и расширить сферы применения оборудования.
Благодаря станкам с ЧПУ обеспечивается производство точных деталей с минимальным отклонением от заданных размеров, что практически невозможно достичь традиционными способами резки. Принцип работы гидроабразивного оборудования с ЧПУ сводится к следующему:
Станки для гидроабразивной резки мелких деталей с числовым программным управлением могут отличаться по функциональным возможностям и основному предназначению. Перед приобретением станка с ЧПУ для резки мелко форматных деталей, необходимо обратить внимание на сферу применения и рекомендации связанные с эксплуатацией.
Ручная гидроабразивная резка
Некоторые станки управляются непосредственно оператором. В таком оборудовании угол наклона и все остальные корректировки необходимо выставлять вручную, что не совсем удобно и не может обеспечить комфортную работу. С другой стороны, УГР установка гидроабразивной резки листового металла без ЧПУ имеет свои преимущества, к которым относится:
- Меньшая стоимость – по сравнению с ЧПУ станками, такая установка обойдется приблизительно в 1,5 раза дешевле.
- Отсутствует необходимость в профильном образовании. Ручное гидроабразивное оборудование для резки железа имеет простое управление и минимальное количество функций. Это позволяет проводить все необходимые операции при обработке деталей простых геометрических форм.
- Общие функциональные возможности оставлены без изменений. Ровный рез, а также разрезание материала под углом, вырезание простых геометрических фигур и раскрой материала можно делать и на обычном оборудовании. Гидроабразивная резка алюминия, меди, стали, стекла и других материалов возможно и на таком оборудовании.
Применение ручных установок ограничено их малой функциональностью. Сложные геометрические фигуры, использование станка в художественной резке и там, где требуется высокая точность, и качественный конечный результат, потребуется приобрести оборудование с ЧПУ.
Расходные материалы для гидроабразивной резки
Во время резки материала с помощью абразивных частиц появляется постоянная потребность в замене расходного материала и быстроизнашивающихся деталей оборудования. А именно:
- Абразив для резки металла на гидроабразивном станке. Даже в наиболее экономных установках с ЧПУ расход абразивного порошка составляет около 300-350 гр. в мин. При этом толщина обрабатываемого материала может несколько увеличить коэффициент расхода. Для работы используется мелкий песок, изготовленный из натурального материала граната. Гранатовый песок обладает высокими прочностными характеристиками и используется даже для резки тугоплавких и тягучих материалов. При этом размер абразивных песчинок должен составлять не более 600 микрон.
- Вода – кроме абразивного порошка, для резки потребуется использование воды прошедшей процедуру подготовки и фильтрации. Жидкость с примесями существенно влияет на качество реза, поэтому использование систем водоподготовки является не только желаемым, но и обязательным требованием.
Кроме этих двух основных расходных материалов, для обработки материалов также понадобится электричество, достаточное количество воздуха и регулярная замена изнашивающихся деталей.
- Система подачи абразивной смеси чаще всего нуждается в замене. Установка нового сопла потребуется через каждые 50 часов работы, направляющей трубки 100 ч. Интересно, что по мере изнашивания этих деталей, абразивный гранатовый песок для гидроабразивной резки будет расширять диаметр этих узлов и в результате увеличит толщину реза с 1 до 1,5 мм. Что существенно, особенно если речь идет о дорогостоящих материалах.
- Прокладки и уплотнения насосной станции. Эти комплектующие также считаются расходными деталями, которые изнашиваются довольно быстро и требуют постоянной замены. От уплотнителей зависит поддержание давления в системе. И первым признаком, на который необходимо обращать внимание является – падение рабочего давления при тех же производственных параметрах.
Можно встретить предложения приобрести абразивный материал по низкой цене, выполненный не из граната, а из других осадочных пород. Использование некачественного абразива существенно снижает производительность и увеличивает износ деталей станка.
Преимущества гидроабразивной резки
Существует восемь основных преимуществ, которые можно выделить при использовании ГАР. А именно:
- Отсутствие нагревания поверхности. В процессе обработки заготовки все выделяемое тепло моментально удаляется под воздействием воды. Из-за отсутствия металлических режущих элементов, получаемое от трения тепло незначительно. Минимальное тепловыделение обеспечивает точный рез материалов, поддающихся деформированию под воздействием высокой температуры.
- Функциональные возможности – достоинства гидроабразивной резки металла сложно перечислить, но одним из самых важных является то, что с помощью ГАР станка можно вырезать самые сложные формы заготовок. Также появляется возможность изготовления сложного профиля с любым необходимым радиусом, формами и контурами.
- Отсутствие дополнительных работ – после вырезания необходимой детали нет необходимости в последующем шлифовании и обрабатывании места реза. Небольшая шероховатость практически незаметна невооруженным глазом.
- Технологичность процесса реза – станок является полностью универсальным, при необходимости можно использовать для сверления. Существует возможность выполнения операции независимо от атмосферных и других условий. Ручные установки могут быть использованы для разрезания материала даже под водой или на глубине до нескольких сот метров. При этом от одного насоса высокого давления можно одновременно запитать 2-3 установки.
- Экономичность по сравнению с плазменной обработкой материала – плюсы водно-абразивной резки очевидны. Скорость разрезания может достигать 30000 мм/ мин. Причем это не влияет на качество реза. Если учесть что при разрезании теряется всего 0,5-1 мм материала, а также точность и полное соответствие готовой продукции задаваемым размерам, становится очевидным высокая рентабельность установки ГАР.
- Безопасность – станки могут устанавливаться даже на производстве с повышенной взрывоопасностью, при изготовлении легковоспламеняющихся материалов. Отсутствие нагревания поверхности, вероятности возникновения искры и другие характеристики делают применение водно-абразивных станков максимально удобным и безопасным.
- Возможность разрезания толстостенных материалов. Можно обрабатывать стальные листы до 3 см, а также бетонные армированные блоки с толщиной до 10 см.
- Универсальность станков – одна установка позволяет одновременно обрабатывать сталь, пластик, резину, ткань и т. д. причем при необходимости можно разрезать многослойные заготовки, состоящие из нескольких материалов.
Наиболее функциональными считаются станки с ЧПУ, но недостаток квалифицированного персонала объясняет, почему ручная резка с ГАР пользуется более высоким спросом.
Недостатки гидроабразивной резки
Основные минусы ГАР металла включают в себя следующие факторы:
- Появление конусности – это особенно заметно при обработке толстостенной стали и других тугоплавких металлов. В результате торец заготовки вырезается не ровно, а в виде воронки. Конусность обычно устраняется с помощью дополнительного устройства автоматизации и контроля над конусностью.
- Одинаковая скорость, как для толстостенных, так и для тонких материалов. Это существенно влияет на рентабельность оборудования. Вопрос решается с помощью складывания листов слоями для одновременного разрезания сразу нескольких заготовок.
В остальном использование ГАР удобно, практично и экономически выгодно. Оборудование для резки с помощью воды с абразивным порошком помогает решить важные проблемы, связанные с некачественной обработкой деталей, а также сократить время необходимое для производства. Расходные материалы полностью компенсируются экономичностью данного оборудования.
Новые высокотехнологичные способы обработки материалов нередко базируются на принципах естественных природных явлений. Гидроабразивная методика как раз к таким и относится, повторяя процесс эрозии. Суть ее заключается в воздействии водной среды на поверхность материала. Конечно, для производственной сферы данная технология была оптимизирована, например за счет совмещения жидкости с инородными элементами. Кроме этого, гидроабразивная резка металла предполагает подачу струи под сильным давлением, в результате чего достигается и высокая скорость обработки.
Особенности технологического процесса
Как уже отмечалось, технология базируется на принципе естественной эрозии. То есть физическое воздействие на обрабатываемый материал происходит за счет высокоскоростной струи, смешанной с твердыми абразивами. В ходе операции скоростной поток твердофазных элементов выполняет отрыв и унос из места обработки мелких частиц металла. Эффективность, с которой происходит гидроабразивная резка металла, зависит от множества параметров организации данного процесса. Например, имеет значение состав струи, расход воды и сила давления. Отдельного внимания заслуживает и абразивный материал – специалисты подбирают фракцию в соответствии с требованиями к характеристикам раскроя.
В отличие от других методов обработки данная техника не предполагает деформирующего и теплового воздействия. Это значит, что гидроабразивная резка металла позволяет сохранять первоначальные физико-механические качества заготовки. Но для достижения ожидаемого результата необходимо использовать специальное оборудование.
Оборудование для резки
Обычно для выполнения таких операций применяют специальные установки. В качестве их основы выступают несущие опоры из нержавеющего металла. Для поддержания заготовок применяются быстросменные ребра, которые также позволяют защищать опоры от воздействия рабочей струи. В целях обеспечения защиты рабочего участка от пыли и шума станок также снабжают механизмом быстрого управления водой. То есть в процессе операции обрабатываемый материал может полностью находиться в водной среде. Что касается эксплуатационных возможностей, то станок гидроабразивной резки металла дает возможность справляться с нержавеющей сталью толщиной до 200 мм. Примечательно, что показатели твердости материала для станков такого типа не имеют значения. Тонкая высокоскоростная струя диаметром в 1 мм способна выполнять четкую резку с высоким допуском.
Вспомогательные устройства
С целью повышения точности резки некоторые модели станков обеспечиваются и устройствами позиционирования. Их представляют индуктивные линейные сенсоры, с помощью которых оператор может достичь повышенной точности фиксации. Правда, многое зависит и от выполнения осей перемещения – в лучших моделях комбинация направляющих и датчиков позиционирования дополняется плавностью хода и оптимальной скоростью движения. Также установка гидроабразивной резки металла может комплектоваться баком для абразива. В процессе работы он автоматически пополняет запасы этого компонента, ориентируясь на информацию датчиков контроля.
Ручные станки для резки
Обычно к этой категории станков относят модели, не имеющие ЧПУ. Иными словами, управление рабочим процессом в определенной мере перекладывается на оператора. Пользователь своими руками должен выставлять угол наклона резки, а в некоторых случаях и фиксировать позицию функциональной установки. Но при условии соблюдения правил эксплуатации в этом случае также можно рассчитывать на высокую точность, с которой будет выполнена гидроабразивная резка металла. Оборудование без программного обеспечения снабжается теми же техническими узлами, что и более совершенные модели. Поэтому теоретически качество выполнения должно сохраняться на оптимальном уровне. Более того, в некоторых ситуациях самостоятельная настройка и контроль резки позволяют достичь более высоких результатов обработки.
Техника выполнения резки своими руками
Управление процессом резки в ручном режиме предусматривает, что пользователь будет самостоятельно осуществлять подачу заготовок и контролировать их передвижение с позиционированием. Также в некоторых случаях в перечень операторских задач входит и регуляция системы охлаждения. На практике гидроабразивная резка металла своими руками выполняется посредством специальных кнопок. Например, для позиционирования оператор должен ввести несколько значений по координатам. Но даже ручное управление полностью не избавлено от контроля со стороны электронной системы. Так, при вводе ошибочных данных техника возвращает значения рабочих показателей в исходное положение.
Плюсы и минусы технологии
К достоинствам резки такого типа можно отнести четкость линии раскроя, возможность справляться практически с любыми металлами, а также взрыво- и пожаробезопасность операции. Среди недостатков такой обработки отмечают низкую скорость при работе с тонколистовой сталью, невысокий уровень износостойкости функциональных элементов и дороговизну расходного материала, то есть абразива. Тем не менее экономически технология себя оправдывает. Например, услуги гидроабразивной резки металла позволяют качественно справиться с ответственными операциями при подготовке материала для последующего монтажа. Более того, сэндвич-панели, сотовые листы и другие ячеистые стройматериалы можно резать только таким способом. Для повышения производительности многие компании также практикуют и пакетную резку, что позволяет экономить время.
Заключение
Режущие качества абразивных материалов давно используются в разных сферах. На схожем принципе, в частности, работает пескоструйный инструмент, позволяющий выполнять качественную и быструю шлифовку поверхностей. В свою очередь, гидроабразивная резка металла обеспечивает высококачественный результат в работе с разными листами и конструкциями. Кроме точности выполнения раскроя можно отметить и отсутствие вредных процессов, которыми сопровождаются традиционные способы обработки. В частности, тепловые и механические воздействия лишь в редких случаях позволяют обойтись без деформации зоны, окружающей место реза. Но расплачиваться за качественный результат гидроабразивной обработки приходится высокими затратами на расходный материал – чем эффективнее абразив, тем выше его цена.
