Вопросы и ответы

Технология гидроабразивной резки основана на эрозионном воздействии высокоскоростной водяной струи, смешанной с твёрдыми абразивными частицами, на обрабатываемый материал. Суть процесса заключается в том, что частицы материала отрываются и уносятся потоком абразива и воды. Эффективность и стабильность работы двухфазной струи достигается за счёт точной настройки параметров резки, таких как давление, расход воды, а также количество и размер абразивных частиц.

Резка осуществляется благодаря воздействию струи под сверхвысоким давлением, что делает технологию гидроабразивной резки одной из самых быстро развивающихся и конкурентоспособных по сравнению с традиционными методами, такими как лазерная и плазменная резка, а также механическая обработка. Гидроабразивная струя обладает исключительными режущими свойствами и не подвержена износу. Диаметр струи варьируется от 0,5 до 1,5 мм, что минимизирует отход материала и позволяет начинать резку в любой точке сложного контура.

Отсутствие теплового и деформирующего воздействия — ещё одно преимущество данной технологии, позволяющее сохранять исходные физико-механические свойства материала. Процесс является экологически чистым и пожаробезопасным, поскольку исключает риск горения, плавления материала и образование вредных испарений. Для обработки некоторых материалов, таких как керамика, композиты и многослойные конструкции, гидроабразивная резка остаётся незаменимой. Диапазон обрабатываемых толщин, от 0,1 мм до 300 мм и более, делает эту технологию незаменимой в машиностроении, производстве инструментов, авиационно-космической промышленности, а также в оборонной и транспортной отраслях и камнеобработке.

1. Отсутствие термического воздействия: Температура в зоне реза составляет всего 60-90ºС, что позволяет избежать термического искажения материала и сохранять его первоначальные свойства.

2. Сохранение легирующих элементов: В процессе резки не происходит выгорания легирующих элементов, что особенно важно при работе с легированными сталями и сплавами.

3. Отсутствие оплавления и пригорания: Кромки обработанных деталей остаются чистыми, без следов оплавления или пригорания, что улучшает качество готового изделия.

4. Пожаробезопасность: Процесс полностью пожаробезопасен и взрывобезопасен, что делает его безопасным для использования в условиях, где есть риск возгорания.

5. Экономия материала: Потери материала при резке минимальны, что делает процесс более экономичным.

6. Широкий спектр обрабатываемых материалов: Подходит для резки различных материалов и толщин, включая толстые материалы до 150-300 мм.

7. Эффективность при резке толстых листов: Особенно эффективна для резки листовых материалов толщиной более 8 мм, что делает её предпочтительной в некоторых отраслях.

8. Возможность резки многослойных материалов: Позволяет резать тонколистовые материалы в пакетах, что повышает производительность и снижает время на холостые ходы режущей головки.

9. Экологическая чистота: Полное отсутствие вредных газовыделений делает процесс экологически безопасным.

10. Высокое качество реза: Обеспечивается высокое качество поверхности с шероховатостью кромки Ra 1,6, что часто позволяет обойтись без дополнительной обработки.

Эти достоинства делают гидроабразивную резку универсальным и эффективным методом для обработки различных материалов в самых разных отраслях.

Минусы данной технологии:

— Небольшой срок службы некоторых компонентов и режущей головки;
— Дороговизна абразивных материалов;
— Подверженность металла коррозии.

— черные металлы и их сплавы;
— труднообрабатываемые легированные стали и сплавы, такие как жаропрочные и нержавеющие;
— цветные металлы и их сплавы, например, медь, никель, алюминий, магний, титан;
— композитные материалы;
— керамику, такую как гнейсогранит и плитка;
— природные и искусственные камни, включая гранит и мрамор;
— стекло и композитные стекла, такие как триплекс, бронестекло, армированное стекло и стеклотекстолит;
— пористые и прозрачные материалы;
— сотовые и сэндвич-конструкции;
— бетон и железобетон.

Для мягких материалов, таких как полиуретан, поролон, пластмассы, кожа, картон и ткани, используется чистая водяная струя без абразива.

Гидроабразивная резка также применяется в пищевой промышленности для нарезки и порционирования продуктов.

Конструктивные особенности

Рабочая ванна станка

— Опоры станка выполнены из нержавеющей стали и могут быть легко заменены при износе.

— Быстросменные ребра устанавливаются на опоры для поддержки материала и защиты от гидроабразивной струи.

— Для снижения шума и пыли ванна оснащена системой быстрого подъема и опускания воды, позволяя обрабатывать детали, полностью погруженные в воду.

— Пыль удерживается в воде, а уровень шума снижается до 65 дБ.

Система перемещения

— Станок имеет консольную конструкцию с ременным приводом для перемещения осей.

— Ременной привод прост в обслуживании и устойчив к воздействию абразива.

— Точность позиционирования обеспечивается линейными индуктивными датчиками с допуском ±0,025 мм.

— Перемещение осуществляется по линейным направляющим, что гарантирует высокую точность и плавность хода.

Насос высокого давления

— Ключевой элемент установки — насос высокого давления.

Система ЧПУ

— Система числового программного управления интегрирована в гидроабразивные станки.

Выносной пульт с маховичком

— Удобство работы обеспечивается использованием маховичка и выносного пульта для быстрой и точной настройки.

Бак для абразива

— Конструкция бака позволяет пополнять запасы абразива во время работы, экономя время.

— Бак оснащен датчиками контроля уровня абразива.

Система поддержания постоянного зазора

— Специальный контактный механизм поддерживает оптимальный зазор между фокусирующей трубкой и материалом, улучшая точность и качество реза и предотвращая столкновение с материалом.

Угловая голова

— Угловая голова поворачивается в двух плоскостях до 60 градусов, позволяя обрабатывать фаски и криволинейные поверхности, а также компенсировать конусность.
— Конструкция позволяет точную обработку и постоянство угла за счет перемещения по одной оси.
— Возможна работа по пяти координатам для сложных поверхностей.

Датчик сканирования материала
— Лазерная или ультразвуковая система сканирует материал до обработки, поддерживая оптимальный зазор и максимальную точность.
— При работе с мелкими деталями возможно сканирование только точек вреза.

Датчик контроля абразива
— Датчик контроля следит за количеством абразива, позволяя автоматическую остановку при попадании посторонних материалов.
— Диапазон значений задается оператором и может изменяться во время обработки.

Устройство удаления абразива
— Устройство предназначено для удаления использованного абразива.

1. Гидроабразивная резка: Этот метод использует струю воды под высоким давлением для разрезания таких относительно мягких материалов, как резина, пенопласт, войлок и текстиль. Мощный поток воды позволяет легко прорезать эти материалы, обеспечивая чистую кромку.

2. Резка с абразивом: Для работы с более твердыми материалами, такими как металл, камень или стекло, в струю воды добавляют абразивный материал, например, гранат, закаленное стекло или ставролит. Аброзивный компонент позволяет эффективно разрезать даже самые твердые поверхности.

Применение гидроабразивной резки охватывает множество отраслей благодаря ее многочисленным преимуществам:

1. Аэрокосмическая промышленность: Этот метод идеально подходит для создания сложных компонентов и легких материалов, таких как алюминий, титан и композиты, используемых в авиастроении.
2. Автомобильная промышленность: В автомобильной отрасли гидроабразивная резка применяется для изготовления прокладок, элементов интерьера и индивидуальных деталей для рынка послепродажного обслуживания.
3. Работа с камнем и плиткой: Высокая точность и мощность гидроабразивной резки позволяют создавать сложные узоры и инкрустации на каменных и плиточных материалах, что делает ее популярным выбором для архитектурных и декоративных проектов.
4. Электроника: Этот метод подходит для обработки печатных плат, корпусов электронных устройств и других деликатных компонентов, поскольку он не вызывает термического напряжения или деформации.
5. Искусство и изготовление вывесок: Художники и производители вывесок часто используют гидроабразивную резку для создания сложных конструкций из различных материалов, таких как металлические скульптуры, стеклянные произведения искусства и вывески.

Плазменная резка, в свою очередь, представляет собой термический процесс, который обеспечивает быструю и экономичную резку токопроводящих металлов. Однако она создает зону термического воздействия и требует дополнительных операций по отделке. Хотя плазменная резка обычно быстрее, чем гидроабразивная, она ограничена в плане совместимости с материалами и максимальной толщины, которую способна разрезать.

Значительную долю затрат на резку составляет стоимость гранатового абразива. В России цена на гранатовый песок варьируется от 40 до 65 тысяч рублей за тонну в зависимости от производителя и ряда других условий. Расход абразива на оборудовании колеблется от 10 до 25 кг в час в зависимости от интенсивности процесса. Оптимизировать расходы можно, если точно знать, какие материалы можно обрабатывать только водой, а какие требуют добавления абразива.

В сфере гидроабразивной резки применяются два основных типа насосов высокого давления: линейный насос-мультипликатор и роторный насос прямого действия. Оба типа насосов обеспечивают надежную и качественную резку, но имеют свои отличия.

— Насос прямого действия: Это роторные насосы, которые составляют около 20% от всех установок гидроабразивной резки в мире. В отличие от мультипликаторных насосов, они не оснащены гидравлическим насосом. Вместо этого, электрический мотор вращает коленчатый вал с тремя поршнями, создавая сверхвысокое давление воды.

— Насос мультипликаторного типа: Наиболее распространённый тип насоса в системах гидроабразивной резки. Они являются самыми технологически продвинутыми насосами, способными достигать давления от 2700 до 6500 бар. Их основное преимущество заключается в максимальном диапазоне давления, достигающем 6200 бар и более при использовании сдвоенной системы насосов.

Мультипликаторные насосы превосходят насосы прямого действия в способности резать очень твердые или толстые материалы, такие как титан или толстые бетонные плиты. В условиях интенсивной эксплуатации, например, в многосменном режиме, мультипликаторные насосы более прочны и долговечны. Их можно объединять в сеть, что невозможно с насосами прямого действия. Кроме того, они лучше подходят для процессов, требующих большого количества циклов переключения, например, при резке резиновых уплотнений или в пищевой промышленности. Важным преимуществом является поддержание давления даже при закрытом вентиле, что обеспечивает моментальную готовность к работе после открытия вентиля. Также ремонт и замена частей мультипликаторного насоса проще.

 В нашем каталоге представлены станки гидроабразивной резки, оснащенные только высококачественными насосами мультипликаторного типа. Если вам нужно приобрести новый мультипликатор для вашего оборудования, вы можете найти его в нашем каталоге запасных частей.

Варианты режущих головок для гидроабразивных станков:

1. Трехосевая режущая головка: Обеспечивает традиционную резку по трем направлениям и входит в стандартную комплектацию большинства станков. Некоторые модели оснащены системой автоматической очистки после завершения резки.

2. Пятиосевая режущая головка с компенсацией конусности и возможностью наклона: Включает систему динамической компенсации конусности. Благодаря наклону головки конусность среза компенсируется, обеспечивая ровный срез под углом 90°. Это устраняет необходимость в дополнительной обработке материала после резки. Идеально подходит для работы со стеклом, керамическими панно, паркетом и другими материалами.

3. Пятиосевая 3D режущая головка: Позволяет выполнять резку сложных деталей в трехмерных проекциях. Угол наклона головки обычно составляет ±45° (ось A), а угол вращения (ось C) достигает ±540° или больше, что позволяет выполнять практически любые задачи резки.

Вы можете приобрести режущие головки для вашего станка в нашем каталоге запасных частей на сайте.

Вода, подаваемая в насос высокого давления, должна соответствовать определенным стандартам. Высокая концентрация растворенных твердых веществ, таких как кальций, диоксид кремния и хлориды, может сократить срок службы компонентов насоса. При неудовлетворительном качестве воды необходимо установить систему умягчения, чтобы продлить срок службы оборудования.

Параметры качества воды:

— Щелочность (мг/л): Минимум 50, Хорошее 25, Лучшее 10
— Кальций (мг/л): Минимум 25, Хорошее 5, Лучшее 0.5
— Диоксид углерода (мг/л): 0 для всех уровней
— Хлорид (мг/л): Минимум 15, Хорошее 1, Лучшее 0.1
— Свободный хлор (мг/л): Минимум 0.2, Хорошее 0.1, Лучшее 0.05
— Железо (мг/л): Минимум 0.2, Хорошее 0.1, Лучшее 0.01
— Марганец (мг/л): 0.1 для всех уровней
— Магний (мг/л): Минимум 0.5, Хорошее 0.1, Лучшее 0.1
— Нитраты (мг/л): Минимум 25, Хорошее 25, Лучшее 10
— Кислород (мг/л): Минимум 2, Хорошее 1, Лучшее 0.1
— pH: Диапазон 6.5 — 8.5 для всех уровней
— Кремний (мг/л): Минимум 15, Хорошее 10, Лучшее 1
— Натрий (мг/л): Минимум 50, Хорошее 10, Лучшее 1
— Сульфат (мг/л): Минимум 25, Хорошее 25, Лучшее 1
— Общее количество растворенных твердых веществ, TDS (мг/л): Минимум 200, Хорошее 100, Лучшее 25*
— Электрическая проводимость [μS/см]: Минимум 290, Хорошее 145, Лучшее 45*
— Общая жесткость в пересчете на CaCO3 (мг/л): Минимум 25, Хорошее 15, Лучшее 1
— Замутненность (NTU): 5 для минимума и хорошего, 1 для лучшего уровня

Для заказа системы умягчения воды, которая будет адаптирована под ваш станок, свяжитесь с нами.

Для работы гидроабразивного станка требуются следующие материалы:

— Гранатовый абразив: используется однократно.
— Рубиновые сопла: формируют водяную струю, служат 20-30 часов. Алмазные сопла служат значительно дольше.
— Фокусирующие трубки: ускоряют частицы абразива, срок службы составляет 130-200 часов.
— Ремонтные комплекты: включают клапаны, динамические уплотнения и прочее; ресурс зависит от интенсивности использования станка.
— Гидравлическое масло: объем 200 литров, замена каждые 1000-1500 часов.
— Вода для резки: в среднем расходуется 3,79 литра в минуту.
— Электроэнергия: потребляется примерно 23 кВт/ч.

Зернистость абразива: Зернистость указывает на распределение размеров частиц, а не на их точный размер. Например, абразив с зернистостью 80 Mesh содержит частицы различных размеров, как более крупные, так и более мелкие, чем ячейки сита с размером 80 Mesh. Зернистость определяется путем просеивания абразива через несколько сит с уменьшающимся размером ячеек. Для гидроабразивной резки обычно используются абразивы с зернистостью от 220 до 50 Mesh, наиболее популярные — 80 Mesh и 120 Mesh. Чем выше значение зернистости, тем мельче частицы.

Насос-мультипликатор: Этот насос, изначально разработанный для гидроабразивной резки, наиболее широко используется благодаря технологии умножения давления. Он использует разницу в площади поршня и плунжера для увеличения давления. Гидравлическое масло с низким давлением воздействует на поршень с большей площадью, чем плунжер, что позволяет увеличить давление воды в 20 раз. Например, при соотношении 20:1 давление масла 207 бар преобразуется в давление воды 4100 бар.

Обратный клапан: Устанавливается в насосах для гидроабразивной резки, чтобы обеспечить движение воды в одном направлении. После создания давления клапан не позволяет воде возвращаться обратно, предотвращая разрыв шланга низкого давления. Вместо этого открывается второй клапан, который позволяет воде под высоким давлением поступать к режущей головке.

Режущая головка: В этой головке давление воды преобразуется в высокую скорость при помощи сопла из драгоценного камня. Если используется абразив, головка также включает смесительную камеру и трубку. Некоторые головки оснащены запорным клапаном, который позволяет контролировать поток воды.

Скорость потока: При увеличении давления возрастает скорость струи воды с абразивом. После выхода из сопла давление исчезает. При более высокой скорости потока ускоряется процесс резки. Для меньшего диаметра струи требуется меньше абразива.

Фокусирующая трубка (смесительная трубка): Это конечный элемент режущей головки. Обычно используется трубка с внутренним диаметром 1,016 мм и длиной 101,60 мм, рассчитанная на абразив зернистостью 80 Mesh. Износ трубки происходит концентрически, увеличивая диаметр примерно на 0,025 мм каждые 6-8 часов работы.

Водяное сопло: Преобразует давление воды в высокую скорость. Сопло, изготовленное из сапфира, рубина или алмаза, имеет диаметр от 0,08 до 0,51 мм (чаще всего 0,36 мм). Чем больше диаметр, тем больше требуется воды и энергии для поддержания давления.
Диаметр сопла не определяет давление воды — оно зависит лишь от мощности и конструкции насоса. Для обеспечения целостности потока верхняя часть сопла должна иметь очень острую кромку. Неровности или закругления на кромке могут вызвать образование неровной и турбулентной струи, которая может отклоняться от заданного направления. Сопло может выйти из строя по двум основным причинам. Первая — отложения кальция, которые могут откалываться и повреждать сопло. Вторая — закругление или повреждение кромки из-за воздействия частиц. Сопло либо работает должным образом, либо выходит из строя; постепенный износ встречается редко. Сапфировые и рубиновые сопла служат от 40 до 200 часов в зависимости от качества воды и уровня давления. Алмазные сопла в 8-10 раз дороже рубиновых или сапфировых, но и служат в 8-10 раз дольше.

Ширина реза.
Ширина реза — это размер разреза, полученного в процессе резки. В гидроабразивной резке с использованием абразива на ширину реза влияет диаметр смесительной трубки, который обычно превышает его на 10-20%. Например, при диаметре трубки 0,76 мм, ширина реза составит примерно 0,84 мм. С увеличением диаметра трубки, ширина реза также увеличивается. За 8 часов работы струя может увеличить диаметр трубки примерно на 0,25 мм. Узкая ширина реза гидроабразивной резки позволяет создавать сложные детали. При резке без абразива ширина реза варьируется от 0,076 до 0,381 мм, а при обычной гидроабразивной резке — от 0,381 до 1,778 мм (обычно 1,016 мм).

Советы по уходу и обслуживанию гидроабразивного станка:

— При необходимости замены деталей гидроабразивного станка следует использовать только запчасти от проверенных производителей. Надежные и качественные детали можно приобрести у ООО «Центр Обеспечения Производства».

— Регулярно создавайте резервные копии данных системы ЧПУ, чтобы обеспечить возможность их полного восстановления при необходимости.

— Если оператор не может самостоятельно определить причину сбоя, рекомендуется обратиться к специалистам компании-поставщика или производителя оборудования.

— О необходимости осмотра клапана свидетельствует его значительный нагрев, указывающий на проблемы с уплотнением.

— Чтобы предотвратить утечки в местах соединения стальных труб, необходимо нарезать резьбу на три витка выше прокладки.

— Если не удается определить неисправность, попробуйте разобрать цилиндр высокого давления и часть с водой; откройте масляный насос и наблюдайте за цилиндром, чтобы выявить повреждение.

— Для проверки работы перепускного клапана после нормального запуска удерживайте кнопку «Пуск». Устройство остановится, достигнув максимального давления. Если датчик давления масла показывает фактическое давление, значит, клапан исправен.

— После обслуживания насоса при первом запуске медленно увеличивайте давление до рабочего уровня для защиты оборудования.

— При установке смажьте уплотнительные кольца в насосе и все соединения.

— Чтобы не повредить сопло, не затягивайте винт слишком сильно.

— Раз в 2-3 дня слегка ослабляйте соединения в цилиндрах ВД и НД, чтобы они не застревали.

— Ошибка «ID=20» в ПО NEWCAM указывает на сбой программы, требующий переустановки

— Перед каждым запуском проверяйте все электрические и водные элементы станка.

— Не эксплуатируйте оборудование при температуре 0°C и ниже, чтобы избежать замерзания компонентов.

— Оптимальное расстояние между материалом и режущей головкой составляет 3-5 мм.

— При срабатывании сигнального устройства резервуар с высоким давлением автоматически блокируется.

— При обнаружении неисправной детали сообщите заводской номер, срок использования и признаки дефекта.

— Снижение давления на насосе может продлить срок службы уплотнительных колец.

— Контроль давления помогает увеличить срок службы оборудования и улучшить качество резки.

— При резке хрупких материалов, таких как стекло, рекомендуется уменьшить давление.

— Для защиты USB-интерфейса ЧПУ при частом использовании применяйте дополнительный USB-кабель.

— Чтобы избежать деформации при резке тонких материалов, используйте специальный сотовый настил, который можно приобрести у нас.