О технологии гидроабразивной резки материалов

Если обычную воду сжать под давлением 1000–5000 бар, а затем пропустить через небольшое отверстие диаметром 0,1–0,5 мм, то возникнет мощный инструмент обработки материалов. Вода приобретает большую скорость (400–1200 м/с) и энергию. При воздействии такой струи на материал, ее энергия превращается в механическую работу резания, а сама струя является режущим инструментом. Для увеличения разрушительной силы водяной струи к ней добавляют абразив.

В современных водоструйных технологиях, т. н. Waterjet Technologies, полученная струя перед тем, как попасть на поверхность обрабатываемого материала, подвергается различным воздействиям с целью получения дополнительных свойств. К ней добавляют абразив и различные полимеры, ее дополнительно охлаждают до появления кристалликов, повышающих энергию разрушения, ее закручивают, разделяют на несколько струй. Ее, наконец, используют не только для воздействия на обрабатываемый материал, но и заставляют вращать или перемещать рабочий инструмент и многое другое.

Вот собственно и все!

Но ведь главное – это не суть метода, а преимущества, которые он дает. А преимуществ у метода гидроабразивной технологии предостаточно!

Комплекс гидроабразивной резки позволяет производить раскрой листового материала по любому прямому и криволинейному контуру с любыми радиусами закругления и шириной реза всего 1 мм, соответственно отходы материала – минимальны, в отличие от традиционных методов обработки.

Гидроабразивная резка – альтернатива не только механической, но и лазерной, плазменной, ультразвуковой резке, а в некоторых случаях является единственно возможной.

Струя жидкости по своим техническим возможностям приближается к идеальному точечному инструменту, что позволяет обрабатывать сложный контур с любым радиусом закругления. Поскольку ширина реза составляет 0,76–2 мм, отход материала в стружку меньше, чем при традиционных методах обработки, рез можно начинать в любой точке заготовки, при этом не нужно предварительно выполнять отверстие. Линия разреза может быть любой кривизны, иметь острые углы и крутые повороты. Небольшие сила (1–100 Н) и температура (+60…+90 °С) в зоне резания исключают деформацию заготовки, оплавление и пригорание материала в прилегающей зоне. Струя не изменяет физико-механические свойства обрабатываемого материала. А это позволяет, в свою очередь, экономить на дополнительной обработке кромок материала, необходимой после воздействий высоких температур, чем не может похвастаться ни одна другая технология.

При гидроабразивной резке отсутствует ответная реакция на режущий инструмент, так как между изделием и инструментом нет прямого контакта. Низкое тангенциальное усилие на деталь позволяет в ряде случаев отказаться от зажима этой детали. Плюс ко всему, режущий инструмент не нуждается в заточке.

Немаловажным аспектом является высокая степень экологической безопасности процесса. Гидроабразивная обработка не создает какой-либо пыли или крошки, стружки или химических загрязнителей воздуха, отсутствие термического воздействия на материал исключает стекание шлака или амальгамирование, а также загрязнение такими элементами, как вредные испарения и газы, присущие другим видам резания при обработке пластмасс, композиционных материалов и т. п., нет запыленности.

Используя технологию резки водой, становится возможным обработать с высокой точностью и производительностью самые твердые материалы, а также самые различные их комбинации. Высокая точность реза не уступает технологии лазерной резки.

Важное преимущество метода гидроабразивной резки состоит в том, что он универсален. Как правило, все способы обработки имеют ограниченное применение. Например, применяя технологию лазерной резки, можно резать углеродистую сталь, но лазерный луч «вязнет» в медном листе и проходит насквозь стекло.

Совсем другое дело – гидроабразивная установка – она с одинаковым успехом и безо всякой переналадки режет твердый гранит, прозрачное стекло, хрупкую керамику и мягкую губчатую синтетику типа поролона и пенополиэтилена, все композитные материалы, в том числе особо прочные, вроде кевлара, в любых сочетаниях.

Гидроабразивная резка (резка с добавлением в струю абразива) применяется для разделения таких листовых материалов, как: толстые пластики, твердая и армированная резина; стекло и зеркало, керамогранитная и керамическая плитка, гранит и мрамор, бетон и железобетон; все виды полимерных материалов, в том числе композиционные, фольгированные и металлизированные пластики; все виды металлов и цветных сплавов, включая труднообрабатываемые – нержавеющие и жаропрочные стали, твердые и титановые сплавы.

Гидрорезка – резка чистой водой (без добавления в струю абразива) возможна для таких материалов, как мягкая резина, эластомеры, волокнистые материалы, паронит, влагостойкая древесина, тонкий пластик, текстиль, продукты питания, бумага и прочее.