Разновидности и принцип работы гидроабразивных станков

Гидроабразивный станок предназначен для резки различных материалов с толщиной до 30 см. Применяется в промышленных или производственных целях. В отличие от других способов обработок, позволяет резать заготовки с высоким качеством швов и не деформировать изделия.

Предназначение

Станки для резки металла водой универсальны в применении, так как позволяют резать или раскраивать заготовки различной толщинФы, независимо от материала. Благодаря высокой точности позиционирования режущего инструмента можно формировать сложные линии разреза, а также экономить материал за счёт малого диаметра водяного потока.

Станки применяются для обработки таких материалов:

• металлы и сплавы на их основе, включая тугоплавкие;
• стекло: обычное, армированное, триплекс;
• пористые и композитные материалы или многослойные утеплители;
• керамические или гранитные изделия;
• бетон, пенобетон, железобетон;
• пластик.

Оборудование для выполнения гидроабразивной резки используется в следующих сферах:

• космическая отрасль производства;
• самолётостроение;
• изготовление инструментов;
• резка натурального либо искусственного камня;
• машиностроительная сфера.

Устройство и принцип работы

Станки для гидроабразивной резки металла состоят из следующих узлов и компонентов:

• корпуса, внутри которого размещены силовые, электронные компоненты, а снаружи расположен защитный кожух, установлена станина;
• насоса для создания струи воды под высоким давлением;
• координатного стола для установки, крепления заготовки;
• бака для заливки воды;
• трубопровода для подачи воды под высоким давлением от насоса к соплу;
• ёмкости для абразивного материала;
• дозирующей системы, позволяющей добавлять в поток воды абразив;
• рабочей головки с соплом;
• привода, перемещающего головку над рабочей поверхностью;
• датчика, обеспечивающего соблюдение расстояния от сопла до поверхности обрабатываемого материала;
• ёмкости для гашения струи, а также сбора смеси отработанной жидкости с абразивом, материалом заготовки.

Станки для гидроабразивной обработки универсальны в применении. Их можно использовать для резки камня, древесины, резины, пластиков. При этом важно правильно подбирать количество абразива либо в некоторых случаях его вообще не использовать.

Для обеспечения непрерывной работы оборудования в баке для абразивных материалов устанавливаются специальные датчики, позволяющие контролировать следующие параметры:

• количество поступающего материала;
• уровень заполнения бака абразивом;
• попадание постороннего предмета в рабочий инструмент, выполняющий аварийный останов работы станка.

Ванна, в которой выполняется резка, имеет следующие особенности:

• нержавеющие съёмные опоры;
• быстро заменяемые рёбра для поддержки заготовки;
• система контроля уровня воды, позволяющая выполнять резку деталей, полностью погружённых в неё.

Принцип действия станка:

1. При включении питания насос прямого действия начинает формировать поток воды, направляемый по трубопроводу к соплу.
2. Вода при прохождении через сопло ускоряется до 1–1,2 км/с, а затем попадает в камеру, в которую подаётся абразивный материал, захватывая его.
3. Готовая смесь воды и абразива подаётся в специальную рабочую головку, а затем под высоким напором выходит из неё, соприкасается с поверхностью заготовки, прорезает её.

Технические характеристики

Станки для гидроабразивной резки обладают следующими характеристиками:

• размеры рабочей координатной плоскости стола — до 6 м²;
• предельное давление струи — до 400 МПа;
• скорость гидрорезки — до 100 мм/мин.;
• диаметр сопла — 0,2 мм, а выходное отверстие для абразива — 1 мм;
• точность позиционирования рабочей головки — 0,05 мм;
• объёма водяного бака и ёмкости с абразивом хватает на 1-2 часа непрерывной работы;
• материал выходного сопла — алмаз, рубин;
• способ управления — ручной или автоматизированный;
• позиционирование головок при помощи сервоприводов.

Разновидности

Гидроабразивные установки бывают следующих видов:

• промышленный управляемый ЧПУ — используется для изготовления сложных конструкций с высокой производительностью, ориентирован на массовое производство деталей;
• настольный станок ЧПУ — применяется для создания сложных по конструкции и форме деталей, отличается небольшой мощностью и компактными размерами;
• портативный — используется для обработки материалов в сложных условиях или при нехватке доступного пространства для использования более производительного оборудования.

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.

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.

Эксплуатация

Установки для гидроабразивной резки необходимо эксплуатировать с учётом следующих правил:

• перед включением нужно убедиться в целостности всех механических узлов, электрокабелей, системы защиты, наличии щитов безопасности;
• работать только в климатических условиях, которые заявлены производителем как допустимые;
• контролировать давление смеси воды с абразивами для обеспечения качественной резки, а также предотвращения повреждений гидролинии, насоса;
• использовать только качественные комплектующие;
• своевременно выполнять техосмотры, обслуживания, ремонты;
• при замене сопла крепления затягивать так, чтобы не повредить его;
• использовать индивидуальные средства защиты для снижения вероятности травматизма оператора.

Многие производители предусматривают расширение функциональности станков. При необходимости можно устанавливать устройство удаления абразивов, насос мембранного типа для работы с агрессивными средами, погрузчик или кран-балку для транспортировки бака.