Згинання - це

Схема установки гідроабразивного різання. 1 - підведення води під високим тиском, 2 - Сопло, 3 - подача абразиву, 4 - змішувач, 5 - кожух, 6 - ріжучий струмінь, 7 - розрізається матеріал.

Перші спроби використання струменя води в промисловості були здійснені в 30-х роках ХХ століття американськими і радянськими інженерами для виїмки каміння, руди і вугілля. Серйозним імпульсом розвитку технології різання струменем води під високим тиском послужило її використання в авіабудівній та аерокосмічної індустрії.

В кінці 1960 - років американська авіабудівна компанія вибрала гидроабразивную різання для обробки композиційного оптичного волокна, матеріалів стільникової структури і ламінованих матеріалів. Ці матеріали особливо чутливі до високих температур і тиску.

Технологія гідроабразивного різання матеріалів (ГАР) існує вже понад 40 років. Історія появи технології сягає своїм корінням в 50-і роки минулого століття. Найбільш активно дослідження в цій області велися в СРСР і США. Першопрохідцем у використанні струменя під високим тиском для різання твердих матеріалів став співробітник, а нині глава американської корпорації Flow International Corporation, Мохамед Хашиш. У 1979 році в ході експериментальних робіт він запропонував додавати в струмінь абразивний пісок, завдяки чому її ріжучі властивості багаторазово збільшилися. У 1980 році був спроектований і запущений перший прототип гідроабразивного верстата, а в 1983 році Flow перейшла до серійному виробництву обладнання та комплектуючих для ГАР. Процес різання відбувається в результаті ерозійного впливу на матеріал струменя води з твердими абразивними частинками, що подається під надвисоким тиском. На сьогоднішній день технологія ГАР по праву належить до числа найбільш динамічно розвиваються способів розкрою матеріалів і становить серйозну конкуренцію таким традиційними технологіями, як лазерна і плазмова різка, а також механообработка. Гидроабразивная струмінь за своїми фізичними характеристиками є ідеальний ріжучий інструмент, який не має зносу. Діаметр струменя може становити 0,5 - 1,5 мм (в залежності від типу використовуваних дюз і змішувальних трубок), завдяки чому відхід оброблюваного матеріалу мінімальний, рез можна починати в будь-якій точці по контуру будь-якої складності. Відсутність теплового і механічного (деформуючого) впливу - ще один козир ГАР, завдяки яким вихідні фізико-механічні характеристики оброблюваного матеріалу залишаються без змін. Процес гідроабразивного різання екологічно чистий і абсолютно пожежобезпечний, оскільки повністю виключена ймовірність горіння / плавлення матеріалу і утворення шкідливих випарів. Для деяких видів матеріалів - кераміка, композити, багатошарові і стільникові конструкції - не існує технології обробки, альтернативної ГАР. Вражаючим є і діапазон оброблюваних товщини - 0,1 мм - 300 мм і вище, що робить верстат гідроабразивного різання часом життєво необхідним інструментом в таких сферах, як машинобудування, інструментальне виробництво, авіаційно-космічна промисловість, виробництво продукції для оборонної та транспортної промисловості, каменеобробка . На даний момент більш ніж в 45 країнах світу, включно з Україною, безвідмовно працює понад 10 000 верстатів гідроабразивного різання Flow, що знайшли своє застосування в авіаційно-космічної, автомобільної та металообробної промисловості, обробці каменю, скла, пластиків і композитних матеріалів, а також паперової та харчової промисловості. Це приблизно 60% всього світового ринку гідроабразивного устаткування.

Опис технології гідроабразивного різання

В основі технології гідроабразивного різання лежить принцип ерозійного впливу суміші високошвидкісний водяного струменя і твердих абразивних частинок на опрацьований матеріал. Фізична суть механізму гідроабразивного різання складається у відриві і віднесенні з порожнини різу частинок матеріалу швидкісним потоком твердофазних частинок. Стійкість закінчення і ефективність впливу двухфазной струменя (вода і абразив) забезпечуються оптимальним вибором цілого ряду параметрів різання, включаючи тиск і витрата води. а також витрата і розмір часток абразивного матеріалу.

Переваги гідроабразивного різання

• відсутність термічного впливу на матеріал (температура в зоні різу 60-90ºС);
• істотно менші втрати матеріалу;
• широкий спектр що розрізають матеріалів і товщини (до 150-300 мм і більше);
• висока ефективність різання листових матеріалів товщиною більше 8 мм;
• відсутність вигорання легуючих елементів в легованих сталях і сплавах;
• відсутність оплавлення і пригорання матеріалу на крайках оброблених деталей і в прилеглій зоні;
• можливість різу тонколистових матеріалів в пакеті з декількох шарів для підвищення продуктивності, в тому числі, за рахунок зменшення холостих ходів ріжучої головки;
• повна пожежо- та вибухобезпечність процесу;
• екологічна чистота і повна відсутність шкідливих газовиділень;
• висока якість різу (шорсткість кромки Ra 1,6);

Порівняння технологій плазмового, лазерного та гідроабразивного різання

Лазерне різання є одним з високотехнологічних методів розкрою різних листових матеріалів. Принцип даної технології: лазерний промінь, збираючись на поверхні оброблюваного матеріалу, нагріває його до тих пір, поки той не почне випаровуватися. Потужність лазерного променя регулюється в залежності від матеріалу, що розрізає.

Технологія плазмового різання заснована на використанні повітряно-плазмового дуги постійного струму прямої дії. Сутність процесу плазмового різання полягає в локальному розплавленні і видування розплавленого матеріалу з порожнини різу.

Однією з головних характеристик плазмового різання є максимальна товщина розрізається. У технічних характеристиках обладнання плазмового різання ця величина зазвичай наводиться для вуглецевої сталі. На товщину матеріалу, що розрізає істотно впливає теплопровідність. Тому, наприклад для міді, максимальна товщина металу, що знижується приблизно на 30% в порівнянні з зазначеними робочими толщинами.

Плазмова різка має ще одну важливу характеристику - швидкість різання, яка має суттєвий вплив на якість. При зниженій швидкості плазмообразующий газ витрачається нераціонально, що призводить до утворення шлаку на нижньому боці оброблюваного матеріалу. При підвищеній швидкості плазмового різання дуга осциллирует, через що лінія різу виходить хвилястою. При цьому також утворюється шлак, відділення якого ускладнено.

При порівнянні технології гідроабразивного різання з альтернативними методами різання (лазерної та плазмової), найочевиднішим перевагою виявляється універсальність технології.

Недоліки даної технології

• Недостатньо висока швидкість різу тонколистової сталі;
• Обмежений ресурс окремих комплектуючих і ріжучої головки.
• Висока вартість абразиву (витратний матеріал)

розрізаються матеріали

За допомогою гідроабразивного струменя різати можна практично будь-які матеріали:

• чорні метали та сплави;
• труднообрабативаємиє леговані стали і сплави (в тому числі: жароміцні і нержавіючі);
• кольорові метали і сплави (мідь, нікель, алюміній, магній, титан і їх сплави);
• композиційні матеріали;
• керамічні матеріали (граніт, плитка);
• природні та штучні камені (граніт, мармур і т. д.);
• скло та композиційне скло (триплекс, бронестекло, армоване скло, склотекстоліт і т. п.);
• пористі і прозорі матеріали;
• бездротових мереж, сендвіч-конструкції;
• бетон і залізобетон.

Різка м'яких матеріалів, таких як поліуретан. поролон і інші піноматеріали, пластмаси. шкіряні вироби, картон, тканини і т. п. здійснюється тільки струменем води без додавання абразиву. Застосовується також і в харчовій сфері, для різання і порціонування харчових продуктів.