Гранатовый песок для гидроабразивной резки

Сферы применения

Данная технология имеет серьезные отличия от всех остальных методов разделения листового металла. При использовании такого метода поверхность обрабатываемого металла не испытывает давления и механического воздействия другого типа. Благодаря этому в зоне резки отсутствует трение, соответственно, исключен нагрев инструмента и поверхности детали, что положительно сказывается на качестве обработки и значительно расширяет область применения такой технологии.

Чаще всего абразивная резка с участием воды применяется для разделения листового металла, но в последнее время такой метод все активнее используют для обработки других материалов, к которым относятся:

  • природные камни (гранит, мрамор и др.);
  • керамическая плитка, листовое стекло;
  • углеродистая и нержавеющая сталь, титан и другие металлы;
  • железобетонные конструкции;
  • различные полимерные материалы и резина.

Использование технологии гидроабразивной резки позволяет минимизировать расход материалов, что является ее весомым преимуществом. Кроме того, резка с использованием абразива и воды – это единственно возможный способ разделения металла на предприятиях с высокой пожаро- и взрывоопасностью.

Характерная область применения технологий резки водой

Гидрорезка Гидроабразивная резка
Кожа, текстиль, войлок (обувная, кожаная, текстильная промышленность) Листы из сталей, металлов
Пластики, резиновые изделия (автомобильная промышленность) Различные металлические детали (отливки, шестерни и др.)
Электронные платы Сплавы алюминия, титана и др., композитные материалы, толстостенные пластмассы (авиационная и космическая промышленность)
Ламинированные материалы (авиационная и космическая промышленность) Бетон, железобетон, гипсовые блоки, твердая брусчатка и др. строительные материалы
Теплоизоляционные, уплотнительные и шумопонижающие материалы Камень, гранит, мрамор и др.
Продукты питания – замороженные продукты, плотные продукты, шоколад, выпечка и др. Стекло, бронированное стекло, керамика
Бумага, картон Комбинированные материалы, материалы с покрытием
Дерево Дерево
Термо- и дуропласт Армированные пластики

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.

Управление

Управление может осуществляться через интерфейс самого станка, либо путем загрузки в систему подготовленных файлов-заданий в виде чертежей и технологических параметров, подготовленных в формате любого графического редактора, совместимого с ПО станка (CAD. COREL-DRAW или подобных).

Оператор, используя сервис интерфейса, может задавать координаты начала и окончания движения, корректировать скорость резки и направление.

Задание передается в систему автоматизированного управления для выполнения операций.

После этого надо установить режущую головку в начальную точку и запустить станок в работу. ПО станка преобразует данные файла-задания в команды управления насосом, дозатором абразива и двигателями привода головки.

Обратная связь САУ считывает показания датчиков, корректирует подачу воды и скорость движения головки, следит за выполнением задачи, обеспечивает плановое или аварийное отключение станка.

Кроме того, у оператора есть возможность в любой момент остановить работу устройства, отключить насос и сбросить давление в системе.

Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика

С помощью гидроабразивной или водной струи можно разрезать практически любые материалы. При этом не возникают ни механические деформации заготовки (так как сила воздействия струи составляет лишь 1–100 Н), ни ее термические деформации, поскольку температура в зоне реза составляет около 60–90°С. Таким образом, по сравнению с технологиями термической обработки (кислородной, плазменной, лазерной и др.) гидроабразивная резка обладает следующими отличительными преимуществами:

  • более высокое качество реза из-за минимального термического влияния на заготовку (без плавления, оплавления или пригорания кромок);
  • возможность резки термочувствительных материалов (ряда пожаро- и взрывоопасных, ламинированных, композитных и др.);
  • экологическая чистота процесса, полное отсутствие вредных газовых выделений;
  • взрыво- и пожаробезопасность процесса.

Гидроабразивная струя способна разрезать материалы толщиной до 300 мм и больше. Резка может выполняться по сложному контуру с высокой точностью (до 0,025–0,1 мм), в том числе для обработки объемных изделий. С ее помощью можно делать скосы. Она эффективна по отношению к алюминиевым сплавам, меди и латуни, из-за высокой теплопроводности которых при термических способах резки требуются более мощные источники нагрева. Кроме того, эти металлы труднее разрезать лазером из-за их низкой способности поглощать лазерное излучение.

К недостаткам водно-абразивной резки относятся:

  • существенно меньшая скорость разрезания стали малой толщины по сравнению с плазменной и лазерной резкой;
  • высокая стоимость оборудования и высокие эксплуатационные затраты (характерно и для лазерной резки), обусловленные расходом абразива, электроэнергии, воды, заменами смесительных трубок, водяных сопел и уплотнителей, выдерживающих высокое давление, а также издержками по утилизации отходов;
  • повышенный шум из-за истечения струи со сверхзвуковой скоростью (характерно и для плазменной резки).

Цена гидроабразивной резки

Есть как минимум пять компонентов, которые определяют высокую цену оборудования:

  • насос и система трубопроводов высокого давления;
  • высокоточные приводы управления движения головкой;
  • интеллектуальная система управления;
  • сопло из драгоценных камней (пусть и искусственного происхождения);
  • смесительная трубка из композита с высокой твердостью.

А если учесть, что последних два компонента относятся к расходным деталям и добавить высокую цену абразива, то стоимость гидроабразивного раскроя получится самой дорогой среди всех видов. Но достоинства этого способа и качество обработки детали стоят этого.

Применение природного абразива

Песок гранатовый

Свою популярность гранатовый абразивный песок заслужил в таких сферах:

  • машиностроение;
  • газовая и нефтяная промышленность;
  • реставрация мостов и зданий;
  • деревообрабатывающая отрасль;
  • обустройство кортов;
  • кораблестроение;
  • дизайн;
  • фильтрация жидкостей.

Среди большого количества различных песков, гранатовый отличается тем, что увеличивает эффективность и скорость выполнения работ при очистке различных поверхностей. Именно по этой причине им заменили кварцевый осадочный материал. Кроме очистки днища кораблей и фасадов зданий, данный абразив применяют для удаления следов радиоактивных заражений с различных поверхностей.

С помощью песчинок граната можно не только фильтровать воду, но и улучшать ее органолептические свойства. Но природный материал используется не только для очищения питьевых и сточных вод. Его область применения распространилась и в сферу виноделия.

Из гранатового песка изготавливают различные абразивные круги, наждачно-шлифовальную бумагу и полировочные пасты. Щадящие абразивы используются для полировки и шлифовки зеркал, кожи, ценных пород дерева, точной оптики и пр. В качестве инертного наполнителя, природный материал применяется в производстве керамики и электрокерамики. Не обошлось без данного вида материала и точное литье. В отличие от кварца, применение гранатового песка дало возможность увеличить качественное число заливок в 30 раз.

Особенности и требования

Гранатовый песок имеет природное метаморфическое происхождение. Он относится к неметаллическим минералам, состоит из альмандина – граната, гранулы которого являются очень тяжёлым и жёстким абразивом.

Этот материал обладает множеством особенностей и уникальных свойств:

  • имеет высокую степень устойчивости к различным деформациям;
  • экологическая чистота, то есть он полностью безопасен для человека;
  • стойкость к разрушению;
  • устойчивость к дегенерации;
  • высокая твёрдость.

Физико-технические свойства и характеристики гранатового песка просто уникальные.

Гранатовый песок состоит не только из альмандина. В его состав входят и другие примеси: кварц, цирконий. Но согласно требованиям, количество примесей в нём не должно превышать 3%. Ему характерен красно-фиолетовый или тёмно-бордовый цвет.

На сегодняшний день существует два вида такого песка.

  • Океанический (ещё называется природным или пляжным). Для получения данного вида материала не задействуют никакое оборудование. Всё, что нужно – это время, за которое порода под действием погодных условий и процесса эрозии превратится в необходимое вещество.
  • Горный. Его получают, используя метод дробления горных пород. Именно этот вид считается самым прочным, и его предпочитают использовать на предприятиях. Помимо прочности, материал характеризуется ещё и разнообразием фракций, от самой мелкой до крупной. Песок нужного размера получают как раз дроблением.

Каждый из этих видов песка уникален по своим свойствам и параметрам и применяется в разных сферах деятельности.

Фракции песка для гидроабразивной резки Уралгрит

На песок для гидроабразивной резки «Уралгрит» предоставляет следующие документы:

  • Сертификат соответствия в системе ГОСТ Р, 
  • Паспорт безопасности материала, 
  • Экспертное заключения о соответствии продукции Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям,
  • На каждую партию выдается сертификат качества.

Настройка параметров резки

Настройка параметров резки

Гранит толщиной 98мм

Капролон толщиной 28мм

Металл толщиной 50мм

Керамогранит толщиной 9мм

Оргстекло толщиной 9,6мм

Резина толщиной 58мм

Стекло толщиной 4,8мм

Типичная область применения некоторых абразивных материалов при резке

Наименование Характерная область применения
Гранатовый песок (состоит из корунда Al2O3, кварцевого песка SiO2, оксида железа Fe2O3 и других компонентов) Широко распространен для резки различных материалов, в особенности высоколегированных сталей и титановых сплавов
Зерна электрокорунда (состоит преимущественно из корунда Al2O3, а также примесей) или его разновидности Искусственные материалы с очень высокой твердостью по Моосу. Используются для резки сталей, алюминия, титана, железобетона, гранита и др. материалов
Зерна карбида кремния (SiC) – зеленого или черного
Кварцевый песок (SiO2) Резка стекла
Частицы силикатного шлака Резка пластика, армированного стекло- либо углеродными волокнами

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:

  1. Давление — 2000…5000 ат (меньшие значения – для более мягких преимущественно тонколистовых материалов).
  2. Скорость водного потока – до 1000…1200 м/с.
  3. Расход абразива – до 50 г/с
  4. Средний размер абразивной частицы в плане – 100…600 мкм (с увеличением этого параметра точность разъединения материалов снижается).
  5. Расход воды – до 4 л/мин.
  6. 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.

Пример резки металла на установке ГАР

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.

Принципы выбора

Выбирая станки гидроабразивные, нужно учитывать следующие критерии:

  • площадь рабочего стола, точностью позиционирования рабочего инструмента над его поверхностью;
  • тип установленного водяного насоса, его системы охлаждения;
  • точность дозирования абразивного материала;
  • наличие системы очистки воды;
  • тип установленного рабочего инструмента;
  • объём бака для воды;
  • способ управления — ручной или автоматизированный;
  • возможность расширения функциональности;
  • стоимость оборудования, наличие гарантии от производителя.

Преимущества и недостатки

Станки для гидроабразивной обработки обладают рядом преимуществ:

  • резка заготовок различной толщины без деформирования или термического воздействия;
  • минимальные потери материала за счёт малой толщины струи;
  • эксплуатация оборудования в непрерывном режиме;
  • высокое качество шва: гладкая ровная поверхность с минимальной шероховатостью;
  • формирование сложных контуров резки;
  • пакетная обработка тонколистовых материалов;
  • высокая точность резки;
  • при обработке деталь не подвергается механическим воздействиям, поэтому сохраняет прочностные свойства, структуру;
  • не требуется применение традиционных рабочих инструментов при резке, требующих аккуратности в работе, частых обслуживаниях, восстановлениях;
  • простота эксплуатации, ремонта, обслуживания;
  • возможна резка любых металлов или сплавов;
  • во время работы отсутствуют выделения вредных химических соединений.

Гидроабразивные станки имеют также и недостатки:

  • высокая стоимость используемых абразивных составов;
  • малая скорость резки тонколистового металла;
  • небольшой ресурс работы режущей головки, а также комплектующих;
  • при контактировании с водой железо и сплавы на его основе подвержены коррозионным процессам.

Точность гидроабразивной резки

Производители и стоимость

Станок гидроабразивной резки изготавливается такими известными компаниями: ALICO, Bystronic, Caretta Technology, OMAX, Resato. Для практически всех моделей доступны расходные материалы, комплектующие производства AccuStream, BHDT, Thueringer, UHDE.

Средние цены на оборудование следующие:

  • настольные станки с ЧПУ — от 90 тыс. руб.;
  • портальные промышленные установки с ЧПУ — от 2,5 млн. руб.;
  • специальное оборудование с тремя рабочими инструментами — от 250 тыс. евро.

Гранатовый песок для гидроабразивной резки, водоабразивной и пескоструйной обработки

Абразивный гранатовый песок относится к твёрдым абразивам (твёрдость 7-8 по Моосу), занимающим диапазонную промежуточную позицию между кварцем с 7 классом и топазом с 8 классом минералогической шкалы (для сравнения, сверхтвёрдый абразив из оксида алюминия электрокорунд имеет 9 класс, соответствующий минералу корунду). Код граната как материала по РћРљРџР” 2 – категория 08.99.22.150 «Гранат природный»; дополнительный код РћРљРџР” 2 для гранатового абразива (уточнение по применению) – категория 23.91.11.190 «Изделия абразивные прочие, не включенные в другие группировки» (соответствует по переходному ключу к устаревшему РћРљРџ коду 39 8880 «Материалы абразивные природные»).

Зернистость гранатового песка – размер основной фракции, преобладающий по массе и традиционно выраженный в мешах (mesh). Обычно обозначается числовой дробью (слэшем), у которой числитель соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита, а знаменатель – размеру стороны ячейки нижнего сита. Например, обозначение зернистости 100/120 mesh будет означать, что частицы гранатового абразива при ситовом анализе проходят через сито 100 mesh (у сита 100 отверстий на один линейный дюйм, равный 2,54 см) и задерживаются на сите 120 mesh (у сита 120 отверстий на линейный дюйм). Для гидроабразивной резки (ГАР) используются, как правило, гранатовые пески 80 и 120 mesh с максимальным размером частиц до 0,3 мм. Любые фракции гранатовых абразивов в зависимости от решаемых задач и размеров сопла пескоструйного аппарата могут использоваться для пескоструя поверхностей (в данном случае песок должен быть сухим и его, соответственно, требуется хранить только в сухом закрытом помещении, т. к. при увлажнении или намокании абразив может оказаться непригодным для выполнения этого вида работ). Гранатовый песок с размером песчинок крупнее 60 mesh помимо пескоструйного и гидроструйного использования может применяться для фильтрации воды.

Обогащённый дроблёный горный гранатовый песок имеет более остроугольную форму зёрен по сравнению с окатанными в природных условиях зёрнами намывных аллювиальных гранатовых песков речного, морского или озёрного происхождения. По этой причине горный обычно предпочтительней для гидроабразивной резки и определённых видов пескоструйной очистки, т. к. обработка гранатовым песком с остроконечными угловатыми песчинками будет эффективней. С точки же зрения минеральных сортов гранатов, составляющих абразивный песок, предпочтение в первую очередь отдаётся альмандину, затем с учётом фактора более дешёвой цены – пиропу. Отнесение смешанного природного состава к тому или иному минеральному сорту определяется по преобладающему минералу в гранатовом песке.

История

Первые попытки использования струи воды в промышленности были осуществлены в 30-х годах XX столетия американскими и советскими инженерами для выемки камня, руды и угля. Серьёзным импульсом развития технологии резки струёй воды под высоким давлением послужило её использование в авиастроительной и аэрокосмической индустрии.

Технология гидроабразивной резки материалов (ГАР) существует уже более 40 лет. История появления технологии уходит своими корнями в 50-е годы XX столетия. Наиболее активно исследования в этой области велись в СССР и США. В 1979 году специалисты попробовали добавлять в струю абразивный песок, благодаря чему её режущие свойства многократно увеличились. В 1980 году был спроектирован и запущен первый прототип гидроабразивного станка, а в 1983 году началось серийное производство оборудования и комплектующих для ГАР. Процесс резания происходит в результате эрозионного воздействия на материал струи воды с твёрдыми абразивными частицами, подающейся под сверхвысоким давлением. На сегодняшний день технология ГАР по праву относится к числу наиболее динамично развивающихся способов раскроя материалов и составляет серьёзную конкуренцию таким традиционным технологиям, как лазерная и плазменная резка, а также механообработка. Гидроабразивная струя по своим физическим характеристикам представляет собой идеальный режущий инструмент, не имеющий износа. Диаметр струи может составлять 0,5 – 1,5 мм (в зависимости от типа используемых дюз и смешивающих трубок), благодаря чему отход обрабатываемого материала минимален, рез можно начинать в любой точке по контуру любой сложности. Отсутствие теплового и механического (деформирующего) воздействия – ещё одно достоинство ГАР, благодаря которому исходные физико-механические характеристики обрабатываемого материала остаются без изменений. Процесс гидроабразивной резки экологически чист и абсолютно пожаробезопасен, поскольку исключена вероятность горения / плавления материала и образования вредных испарений. Для некоторых видов материалов – керамика, композиты, многослойные и сотовые конструкции – не существуют технологии обработки, альтернативной ГАР. Впечатляющим является и диапазон обрабатываемых толщин – 0,1 мм – 300 мм и выше, что делает станок гидроабразивной резки подчас жизненно необходимым инструментом в таких сферах, как машиностроение, инструментальное производство, авиационно-космическая промышленность, производство продукции для оборонной и транспортной промышленности, камнеобработка.

Недостатки станков для гидрорезки

  • относительно небольшая скорость раскроя тонколистовой стали
  • необходимость в периодической замене шлангов, режущей головы и других комплектующих
  • высокая цена расходного материала — гранатового песка
  • опасность коррозионного процесса при взаимодействии металла с водой

7 основных причин, по которым стоит выбрать установку гидроабразивной резки:

Установки гидроабразивной резки – долгое время считались оборудованием, предназначенным лишь для высококвалифицированных специалистов. Однако за несколько последних лет это оборудование сильно изменилось. Благодаря новым технологиям практически каждая механическая мастерская или производственное предприятие может позволить себе приобрести и эффективно использовать высокоточную систему гидроабразивной резки, даже обладая небольшим опытом или вообще не имея такой практики. Компания «WaterJet Corp.» совершила переворот в промышленности, предложив первую действительно доступную систему, сочетающую в себе возможности струи абразивного материала и высокоточной обработки.

1. Широкий спектр обрабатываемых материалов

Гидроабразивная резка подходит для различных материалов, в том числе металлов, керамики, композита, стекла, мрамора и гранита.

2. Высокое качество обработки краёв

После резки на установках гидроабразивной резки «WaterJet Corp.» края материала получаются такие же гладкие, как при пескоструйной обработке. Нет острых кромок, заусенцев, неровных краёв.

3. Отсутствие нагревания в процессе обработки

В связи с тем, что станки гидроабразивной резки используют воду и абразив, в процессе резки обрабатываемый материал почти не нагревается. Поэтому она идеальна для материалов, которые под влиянием высокой температуры деформируются или реагируют на тепло каким-либо иным образом (например, титан).

4. Безопасность для окружающей среды

Гидроабразивные станки «WaterJet Corp.» используют для резки воду и гранатовый песок. Гранат — это нейтральный химически неактивный минерал, который можно спустить в городскую канализацию. В процессе обработки не образуются ядовитые испарения.

5. Резка без дополнительных инструментов.

Во время работы на станках гидроабразивной резки «WaterJet Corp.» нет необходимости менять рабочие насадки. Одно сопло применяется для обработки самых разнообразных материалов и форм. Это позволяет сэкономить время и деньги, потраченные на приобретение многочисленных инструментов для обработки.

6. Минимальное количество заусенцев

При использовании станков ГАР на большинстве материалов образуется минимальное количество заусенцев либо они полностью отсутствуют.

7. Быстрое программирование

Установки гидроабразивной резки WaterJet (Италия) оснащены комплексным программным обеспечением Taglio — Igems. В программе можно рисовать чертить детали самостоятельно или импортировать стандартные файлы DXF, созданные в других программах. Можно даже копировать фотографии или изображения в формате bitmap. Кроме того, станки WaterJet (Италия) могут взаимодействовать с различным программным обеспечением других производителей, таким как CAD/CAM, а также программами оптимизации размещения («nesting») и сканирования.

Для выбора гидроабразивной установки обращайтесь к специалистам «КАМИ-Металл»!

Технология гидроабразивной резки материалов

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.

Гидроабразивная резка металла

Абразивы для гидрорезки

В технологии ГАР применяются минеральные абразивы: гранатовый песок, купрошлак (купершлак), электрокорунд, карбид кремния, кварцевый песок и др. Одним из важнейших параметров для абразива является его твёрдость, измеряющаяся согласно минералогической шкале Мооса. Для акварезки применяются абразивы с твёрдостью 6,5 и выше по Моосу. Максимальное значение твёрдости у алмаза – 10 класс по минералогической шкале.

Выбор разновидности абразива зависит от физических свойств материала, подвергающегося раскрою. Твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости разрезаемой заготовки.

Рассмотрим виды абразивов подробнее:

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.

Оборудование гидроабразивной резки

Станок гидроабразивной резки – сложное и энергоёмкое оборудование, содержащее следующие узлы:

  1. Инструментальную головку, оснащаемую функцией поворота резака под определённым углом, что позволяет обрабатывать с заданной скоростью поверхности сложной конфигурации.
  2. Насосную установку для прокачки воды с системой её фильтрации.
  3. Компрессорную станцию подачи абразивных фракций под давлением.
  4. Рабочий стол с устройством трёхкоординатного позиционирования (для небольшого оборудования эту работу выполняет своими руками оператор установки).
  5. Ванну с водой, которая конструктивно связана со станиной оборудования.
  6. Рабочие ёмкости для воды и абразива.
  7. Управляющее устройство ЧПУ, или пульт для ручного позиционирования заготовки своими руками.

Пример продукции, которую изготавливают на оборудовании ГАР

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.

Массовая резка деталей на станке ГАР

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.

Производство

Родиной гранатового абразивного песка считаются Индия и Австралия. Именно из горных пород этих стран добывают и производят самый качественный материал, имя которому Mesh 80 (самый популярный и востребованный).

Благодаря наличию современного оборудования добыча в России гранатового песка методом дробления тоже стала возможна. На территории страны имеется несколько мест залегания абразивных пород, качество и технические параметры которых ничуть не уступают гранатовому песку, привезённому из Индии или Австралии. Самые крупные его запасы находятся в Карелии – там насчитывается 13 месторождений.

Отечественный продукт характеризуется:

  • высокой режущей способностью;
  • высоким качеством и скоростью резки;
  • большой плотностью;
  • экологической безопасностью;
  • отсутствием в составе канцерогенов и химических элементов.

Также стоит отметить, что даже несмотря на большие трудозатраты, необходимые для получения отечественного продукта, привозить материал из других стран экономически невыгодно. Стоимость сырья, добытого в РФ, значительно ниже.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteEmailWhatsApp
Напишите комментарий

Adblock
detector