Технология гидроабразивной резки

Насосы высокого давления KMT Waterjet являются наиболее узнаваемыми в мире. Компании из разных отраслей успешно используют продукцию KMT Waterjet для гидрорезки более 40 лет. Благодаря своей гибкости и надежности, технология гидроабразивной резки подходит как для крупных производств, так и для мелкосерийного либо единичного производства, а также может использоваться в сложных специализированных областях применения. Каждый день инновационные компании открывают для себя новые возможности использования гидроабразивной резки, расширяя свои производственные мощности, повышая эффективность и прибыли.

Коммерческий успех, рост и выживание многих компаний и производителей, которые занимаются резкой, формовкой и обработкой материалов, основываются на использовании оборудования для гидроабразивной резки в своих процессах.

Существует четыре критических фактора, которые отличают гидроабразивную резку от других методов:
• Универсальность/гибкость
• Высокая точность резки без отходов и, обычно, отсутствие необходимости доработки
• Возможность резать практически любые виды материалов любой толщины - от тонкой фольги до обрабатываемых деталей толщиной 305 мм
• Возможность комбинировать гидроабразивную резку с другими методами обработки, такими как лазерная и плазменная резка или штамповка

Каковы преимущества гидроабразивной резки перед другими методами резки?

  • Очень быстрая реализация от чертежной доски до отрезанной детали
  • Быстрая наладка - поскольку тангенциальные силы минимальны, обычно нет необходимости фиксировать детали
  • Высокая точность - нет необходимости в повторной резке
  • Высокие скорости резки
  • Нет необходимости в заточке инструментов
  • Безопасно для оператора и окружающей среды - гидрорезка не создает паров или пыли, и при этом методе не нужны дорогостоящие охлаждающие вещества
  • Метод холодной резки - не оказывает отрицательного воздействия на структурные свойства материала
  • Чистый конечный продукт - нет необходимости в доработке
  • Обрезанные кромки без заусенцев - нет необходимости в доработке для большинства случаев применения гидрорезки
  • Узкие зазоры резки в месте разреза
  • Идеальный метод для производства опытных образцов и производственных процессов, в которых требуется большая гибкость - успешно используется в крупносерийном производстве
  • Оптимизированное использование материала при помощи программного обеспечения CAD/CAM
  • Индивидуализированные системные решения

ТЕХНОЛОГИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Насос высокого давления называют сердцем гидроабразивной системы. Он создает давление в тысячи фунтов на квадратный дюйм, при котором вода поставляется к режущей головке, где на высокой скорости проходит через крошечные отверстия. При этом крайне важно, чтобы насос соответствовал высоким требованиям при его использовании для точной резки.


Принцип усилителя (мультипликатора)

Электродвигатель приводит в действие гидравлический насос, который создает давление в гидравлическом контуре мультипликатора. Там давление повышается в двадцать раз и передается в водяную систему высокого давления.

Создание давления

Вода поступает из местной сети водоснабжения, и ее давление повышается бустерным насосом до 7 бар. Затем вода подается через систему фильтров в цилиндр высокого давления мультипликатора. Принцип мультипликатора основан на работе первичного контура при давлении 200 бар от гидравлического насоса с электроприводом. Жидкость нагнетается попеременно через четырехходовой распределитель в левую и правую сторону гидравлического цилиндра.

Два плунжера, установленные на гидравлическом поршне, оказывают давление на воду в двух цилиндрах высокого давления мультипликатора. Эти цилиндры высокого давления входят в состав вторичного водяного контура. Обратные клапаны соответствующего размера на обоих концах цилиндров высокого давления регулируют забор свежей воды в цилиндры и подачу воды для резки на выход насоса. Давление воды приблизительно 6200 бар создается благодаря соотношению поверхности поршней около 38:1. Насосы высокого давления оборудованы аккумулятором (компенсатором пиков давления), который обеспечивает сохранение сигнала высокого давления на выходе насоса высокого давления более или менее постоянным при изменении направления гидравлического поршня. Насос высокого давления соединяется с режущей головкой через трубу из нержавеющей стали повышенной прочности. Сапфировое или алмазное сопло в режущей головке фокусирует давление в сверхскоростную водяную струю (скорости приблиз. от 800 до 1000 м/с).

Мощность резки водяной струи для твердых материалов можно повысить, добавив в нее абразивный материал. В подобных установках, абразивный материал, вода и воздух смешиваются в смесительной камере режущей головки, сводятся в пучок в фокусирующем сопле и ускоряются. Получающаяся в результате струя с высокой энергией способна оказывать микроэрозионное воздействие, т.е., производить сверление и резку материалов большой толщины и самой разной консистенции, например, металлов, керамики, горных пород и пуленепробиваемого стекла.


ТЕХНОЛОГИЯ РЕЖУЩИХ ГОЛОВОК

Резка чистой водой и с абразивным материалом

 

 


Режущие головки для резки чистой водой

Вода подается через герметичные изогнутые трубопроводы специальной конструкции к режущей головке. Режущая головка состоит из клапана с пневматическим управлением и трубки, на выходе из которой предусмотрено сопло из драгоценного камня (обычно сапфира или алмаза). Водяная струя выходит из сопла со скоростью в три раза превышающей скорость звука.

Абразивные режущие головки

Специальная абразивная головка крепится на водяном сопле. В этой головке абразивный материал смешивается с водой под давлением. Перемещение режущей головки обычно контролируется ЧПУ гидрорежущего станка. Специальные отверстия-индикаторы утечек защищают корпус сопла, трубу сопла и гайку сопла от повреждений, поскольку они показывают на ранней стадии, что следует проверить соединения или заменить уплотнения. Благодаря уникальной конструкции режущей головки, уплотнения можно заменить менее, чем за пять минут, без использования инструментов. Высокие эксплуатационные характеристики, удобство использования и простота техобслуживания абразивных режущих головок KMT Waterjet обеспечивают их непревзойденную ценность. Благодаря простой конструкции, сопла можно заменить за секунды без необходимости использования каких бы то ни было инструментов!

 

 

 

Гидроабразивная резка чистой водой или с абразивными материалами

Обычно гидрорезка мягких материалов осуществляется с использованием чистой воды, а более твердые материалы обрабатываются смесью воды и абразива.

Гидроабразивная резка чистой водой

Этот метод используется, главным образом, для мягких материалов, например, пластмассы, текстиля, бумаги, уплотнительного материала, металлической фольги, фанеры, пищевых продуктов и т.д. Обычная водопроводная вода подается под давлением и нагнетается через небольшое сопло из драгоценного камня таким образом, что создается режущая струя большой мощности. Эта струя выходит из сопла со скоростью в три раза превышающей скорость звука, и может быть использована для резки материалов при высоких скоростях (определяемых свойствами материала).

 ПРИМЕРЫ РЕЗКИ, ВЫПОЛНЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСТОЙ ВОДЫ

 


Абразивная резка

Методы абразивной резки применяются для таких твердых материалов как металл, стекло, минералы, бетон, стеклокомпозитные материалы, керамика, алюминий или окись кремния. Другими словами, абразив добавляется в тех случаях, когда чистая вода не в состоянии разрезать материал соответствующим образом. Абразив (состоящий из мелких частиц) добавляется в водяную струю в процессе гидроабразивной резки. В режущей головке вода, воздух и абразив смешиваются вместе и нагнетаются с высокой скоростью через фокусирующую трубку. Получающаяся в результате струя с высокой энергией способна оказывать микроэрозионное воздействие, т.е., производить сверление и резку материалов большой толщины и самой разной консистенции, например, металлов, керамики, горных пород и даже пуленепробиваемого стекла.

ПРИМЕРЫ РЕЗКИ, ВЫПОЛНЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АБРАЗИВА