Get Adobe Flash player

ПОСЛЕДНИЕ РАБОТЫ  

Преимущества и недостатки резки водой, сравнительные характеристики

Лазерная резка, плазменная резка, гидроабразивная резка. Преимущества и недостатки резки водой, сравнительные характеристики.

Технологии резки водой (гидрорезка, гидроабразивная резка), лазерная резка и плазменная резка материалов имеют одну область применения и являются конкурирующими технологиями.

Каждая из технологий резки имеет ряд достоинств и недостатков. Необходимо отметить, что лазерное излучение является широкоуниверсальным инструментом (резание, маркировка, упрочнение и т.п.). Область применения высоконапорной струи жидкости также не ограничивается только гидрорезанием.

Термические процессы, такие, как лазерная резка, часто служат причиной обгорания, оплавления на разрезаемых кромках. Лазерная и плазменная резки создают напряжения, микротрещины и структурные изменения в обрабатываемых материалах.

За рубежом проводились эксперименты по сравнению эффективности метода гидроабразивной резки с традиционными технологиями, к которым относятся резка алмазными пилами, лазерная, ультразвуковая и плазменная резки. В качестве «сильнейшего конкурента» была выбрана лазерная резка, как технология, имеющая большую эффективность и производительность, чем плазменное, механическое или ультразвуковое разрушение. Резке двумя сравниваемыми способами был подвержен пакет из металлических пластин толщиной 0,3 мм каждая. В результате испытаний было установлено, что при толщине разрушаемого пакета пластин менее 6 мм более эффективным по энергоемкости и скорости оказался метод лазерной резки, а при толщине пакета свыше 6 мм абсолютно лидирует метод гидроабразивной резки.

Интересные результаты, подтверждающие превосходство этого метода над остальными, получены и в отечественных научно-исследовательских учреждениях.

Какие преимущества и недостатки имеет технология гидрорезания по сравнению с другими возможными процессами?

Важнейшим преимуществом технологии водоструйной резки перед другими видами обработки является отсутствие нагрева разрезаемых заготовок, т.е. отсутствие термического воздействия на материал что исключает термические напряжения и деформации обрабатываемого материала. Также это предотвращает упрочнение, деформирование, 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 запылённости. Эти эффекты часто имеют место при лазерной резке искусственных материалов и, как правило, должны подавляться.

Для листового металла, ламинированного пластиком, технология резки водой часто является единственным решением, которое не оказывает негативного влияния на внешнюю поверхность покрытия.

Кроме того, определенные материалы, прежде всего большой толщины, не позволяют осуществлять эффективную резку с использованием термических процессов.

Технология гидроабразивной резки также является единственно возможным вариантом для резки стекла (кроме традиционных механических методов). Так, лазерная резка вообще не позволяет работать со стеклом, потому что лазерный луч проходит прозрачный материал насквозь, не разрушая его. Скорость гидроабразивной резки стекла - 276 см в минуту. Гидрорезка несомненно не уступает алмазной резке, даже когда делаются только прямые резы, но никакая другая технология, кроме водоабразивной резки, не позволяет получать сложные контуры.

Также некоторые материалы не могут быть разрезаны лазером по причине явления отражения, к примеру - медь. Гидроабразивная резка меди успешно осуществляется.

Кроме того, определенные материалы, прежде всего большой толщины, тоже не позволяют осуществлять эффективное резание с использованием термических процессов. Такие материалы, как титан, нержавеющая сталь (нержавейка), медь и алюминий, создают свои собственные проблемы для всех, кто использует технологию лазерной резки. При обработке композиционных оптических волокон или минералов когерентный световой пучок и вовсе не может быть использован.

Струя воды не создает прямого давления на поверхность материала. Механическое воздействие происходит лишь на микроскопическом уровне. Таким образом, несмотря на большую кинетическую энергию струи воды, отсутствует какая-либо деформация материала и высокоточная резка выполняется без появления неровностей кромки. Результатом являются резы поразительно высокого качества, не требующие последующей дорогостоящей доработки.

Технология резки водой имеет еще одно неоспоримое преимущество - тонкая, как волос, струя, создает существенно меньшие потери материала по сравнению с традиционными процессами.

Требования к современному производству включают не только высокую производительность и качество изделий, но и возможность обработки очень сложных форм без ограничений по толщине и материалу. Резы любой сложной формы, острые углы, скошенные кромки, минимальные внутренние радиусы; возможность начать процесс резки в любой момент, непосредственное врезание в материал - все это достигается при помощи гидроабразивной резки с несравнимой гибкостью для широчайшего диапазона материалов.

Немаловажным аспектом является высокая степень экологической безопасности процесса. Гидроабразивная обработка не создает какой-либо пыли или крошки, стружки или химических загрязнителей воздуха.

Также, преимуществом гидроабразивной резки перед лазерной резкой является отсутствие области термовлияния на кромках обработанных деталей. Гидроабразивная резка позволяет вырезать детали со сложными профилями без дополнительной обработки поверхности реза и достаточно высокой производительностью.

Генерируемое в процессе резания тепло практически мгновенно уносится водой. В результате не происходит заметного повышения температуры в заготовке. Эта характеристика является решающей при обработке особо чувствительных к нагреву материалов. Небольшие сила (1-100 Н) и температура (+60-+90°С) в зоне резания исключают деформацию заготовки, оплавление и пригорание материала в прилегающей зоне. Ни одна технология, кроме гидроабразивной резки, не может обеспечить отсутствие термического влияния на металл вблизи пропила.

Текстиль, эластомеры, волокнистые материалы, тонкий пластик, продукты питания, бумага, термопласты и др. материалы режутся струей чистой воды, достигающей скорости до 200 м/мин.

Резка с использованием абразива применяется для плотных и твердых материалов, таких, как все металлы, крепкие породы, пуленепробиваемое стекло, керамика и т.д.

К недостаткам гидрорезания относят: конструктивные трудности, возникающие при создании высокого давления жидкости, невысокая стойкость сопла и сложность его изготовления.

В конечном счёте, области применения лазерной, плазменной и гидротехнологии будут разделены их технологическими и экономическими данными. Однако непреложным фактом является то, что на сегодняшнем уровне развития объём применения процесса гидрорезания расширяется и он постепенно занимает свою нишу.