Taglio del metallo con l'acqua (taglio a getto d'acqua): tecnologia e principi di lavoro

La civiltà moderna non può immaginarsi senzal'uso diffuso dell'acciaio. Il ferro, che solo 400-500 anni fa era valutato quasi degno del suo peso in oro, oggi può arrugginire in tonnellate di mancanza di talento nelle discariche. L'acciaio viene fuso in milioni di tonnellate e viene utilizzato assolutamente ovunque. Il problema principale è spesso la sua lavorazione, poiché molte varietà di questo materiale sono piuttosto dure e gli standard tecnologici moderni sono molto severi e non consentono "linee di taglio" strappate e ruvide. Per migliorare la qualità dei prodotti finiti, gli scienziati hanno inventato il taglio dei metalli con l'acqua.

Quando ha iniziato ad essere applicato nella pratica?

Sorprendentemente, questa tecnologiaabbastanza ampiamente usato negli anni '60 del secolo scorso. Per la prima volta, è stato utilizzato in settori piuttosto specifici, come la costruzione di aerei e l'industria spaziale. Ma presto le aziende iniziarono a pensare che il metallo da taglio ad acqua fosse un'eccellente innovazione che poteva fornire le più ampie opportunità per l'intero settore quando fosse più ampiamente introdotto nella produzione.

Da allora, questo metodo di lavorazione dei metallista diventando sempre più popolare. Il taglio ad acqua del metallo può essere utilizzato solo per lamiere o è soggetto anche ad altre strutture metalliche? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo metodo? Cercheremo di parlare di tutto questo nell'ambito di questo articolo.

Aree di applicazione

Il vantaggio principale di questo metodo di taglioè il fatto che non vi è praticamente alcun effetto meccanico significativo sulla superficie del materiale. L'attrito è completamente assente, i meccanismi non si riscaldano. Questo ha un effetto estremamente positivo sulla qualità del taglio e sull'intero pezzo finito.

Materiali lavorati

In primo luogo, vorrei subito notare che il campo di applicazione del metodo non è limitato ai soli metalli e loro leghe. Viene utilizzato anche per materiali come:

• Granito, pietra naturale, altri minerali.
• Ceramica e vetro.
• Tutti i metalli, compreso anche il titanio e le sue leghe.
• Cemento armato e cemento.
• Tutti i tipi di plastica e altri materiali sintetici.

Meglio ancora, raggiunge estremamentebasso consumo sia di materie prime che di componenti. Inoltre, quando si lavora con materiali pericolosi, il taglio del metallo con acqua è l'unico metodo accettabile, poiché non ci sono scintille, nessuna formazione di polvere nociva, non c'è possibilità di accensione spontanea dei rifiuti di produzione risultanti.

Come funziona in pratica?

Come abbiamo detto, i prodotti in metallo laminato non lo sonol'unica area di applicazione del metodo, ma ancora il 70% del lavoro è in quest'area. La tecnologia stessa si basa sulla fornitura di acqua con un materiale abrasivo finemente disperso sotto pressione sulla superficie del materiale. Quindi cosa succede esattamente durante il taglio? Ecco i principali processi tecnologici:

• L'acqua sottoposta a un'enorme pressione viene immessa in un serbatoio particolarmente resistente.
• Nello stesso momento, l'abrasivo, solitamente rappresentato dalla più piccola frazione di sabbia, viene "riempito" lì.
• Successivamente, la miscela risultante viene alimentata nell'ugello.
• Il flusso viene diretto nell'area desiderata e inizia a tagliare il materiale.

Qualità e velocità di taglio con questo approccioaumentare molteplici. Di tanto in tanto, devi solo aggiungere un abrasivo. Questo processo è completamente automatizzato; di solito non è richiesto alcun intervento del personale di servizio.

Vale la pena considerare che il taglio a getto d'acqua consenteraggiungere una velocità solitamente raggiungibile solo con la lavorazione al plasma dei materiali. Ma! La qualità del taglio è tale che può essere ripetuto solo con un laser. Il costo di questi tipi di lavoro e la complessità delle attrezzature utilizzate in questo caso sono difficili da confrontare, poiché si tratta di "categorie di peso" completamente diverse.

Che attrezzatura viene utilizzata per questo?

Ai tempi dell'Antico Egitto, la gente se ne accorsel'acqua è in grado di modificare drasticamente le proprietà di quei materiali che vi sono stati esposti per un tempo sufficientemente lungo. Persino le pietre dure venivano laminate in bucce lisce e depressioni visibili apparivano relativamente rapidamente sulla superficie del granito e del marmo.

Successivamente, lo stesso principio è stato adottato daindustria moderna. Naturalmente, fin dai tempi antichi, l'ordine di utilizzo delle capacità dell'"ossido di idrogeno" è cambiato in modo significativo: in primo luogo, è necessario fornire una pressione dell'acqua accettabile e, in secondo luogo, lo spessore e la direzione del suo getto. Ciò si ottiene come segue:

• La speciale pompa ad altissima pressione non lo èaccumula solo una certa riserva di liquido, ma la fornisce anche al materiale lavorato. È la potenza di questo meccanismo che determina lo spessore e la densità dell'acciaio che può essere tagliato. L'acqua viene fornita alla pompa stessa da un sistema di approvvigionamento idrico convenzionale e (per evitare interruzioni) è consigliabile eseguirla da più fonti contemporaneamente.
• Uno speciale regolatore è responsabile dello spessore del getto.potenza. La velocità di taglio e lo spessore del materiale da tagliare dipendono non solo dalle sue impostazioni, ma anche dalle caratteristiche dell'abrasivo utilizzato. Per "tagliare" qualcosa di più viscoso bisogna usare un riempitivo trifase, ma per il semplice acciaio bastano solo acqua e uno stucco, nel cui ruolo, come abbiamo più volte sottolineato, può essere la sabbia più comune Usato. Certo, è possibile regolare non solo la composizione della miscela ... Quali altri parametri sono caratterizzati dal taglio del metallo con l'acqua? Pressione e velocità del fluido. Tieni presente che la velocità minima dell'acqua accettabile dovrebbe essere fino a 1200 m / s ad una pressione di circa 4,7 t / cm!

Altro equipaggiamento

Gli ugelli sono molto importanti.Il loro diametro, così come i materiali utilizzati, dipendono direttamente sia dall'abrasivo che dalla velocità del getto. La pressione dell'acqua durante la lavorazione del metallo è così elevata che è possibile utilizzare solo leghe ad alta resistenza. Gli ugelli devono essere cambiati, la frequenza di questo dipende da molti fattori. Uno dei componenti più importanti di qualsiasi macchina per il taglio dell'acqua è il miscelatore. È da lui che dipende l'omogeneità della miscela risultante, nonché la qualità dei tagli, la presenza o l'assenza di trucioli sui bordi delle parti lavorate.

Si noti che il taglio a getto d'acqua è impossibile senzautilizzo di automazione ad alta precisione. Una caratteristica di questo metodo di lavorazione del metallo è la conicità del bordo, dovuta alle proprietà dell'acqua in condizioni così specifiche del suo utilizzo. Maggiore è la velocità, maggiore è questo indicatore. Ma! Con un aumento della conicità, la qualità finale della lavorazione del materiale diminuisce in proporzione diretta. Per ridurre questo effetto negativo, è possibile utilizzare la tecnologia brevettata Flow Dynamic Waterjet e metodi simili di gestione della qualità del prodotto.

Qual è il principio di "intelligente"tecnologia? Tutto è relativamente semplice: l'automazione stessa determina il tipo, la viscosità e la densità del materiale lavorato, quindi modifica in modo indipendente l'angolo di inclinazione e il diametro dell'ugello. Solo dopo inizia il taglio costantemente corretto del metallo con sabbia e acqua.

Operazioni preparatorie

Infine, non meno importante è il sistema dei preliminaripreparazione del liquido per il successivo utilizzo di quest'ultimo nell'impianto di taglio dei metalli. Per massimizzare la durata della vostra attrezzatura, nonché per garantire la massima qualità di lavorazione, è fondamentale avere un'acqua letteralmente cristallina. Ciò si ottiene filtrando attraverso filtri "ad alta precisione", per mezzo dei quali tutte le impurità relativamente grandi con un grande peso molecolare vengono rimosse dal liquido.

È importante capire che diversi produttorioffrono varie attrezzature a getto d'acqua, la possibilità di dotarsi di funzioni aggiuntive dipende direttamente dal costo delle macchine. Quindi, funzionalità avanzate consentiranno, se necessario, di eseguire tagli figurati anche complessi, per non parlare di operazioni più semplici.

Funzionalità di taglio dell'acqua

In molti campi dell'arte, tagliare il metallo con l'acqua,il cui prezzo è molto più basso della lavorazione laser (da 15 rubli al metro) ha anche trovato ampia applicazione. Il fatto è che uno dei vantaggi di questo metodo è la completa assenza di trucioli, nonché il riscaldamento della superficie, che fa apparire l'immagine o il profilo risultante esattamente come voleva il designer o l'artista. Ecco le principali possibilità che questo metodo di lavorazione del materiale offre:

• Taglio di metalli non standard.L'importante è che per qualsiasi inclinazione dell'ugello, il taglio sia di altissima qualità. La precisione è tale che i pezzi finiti dopo la produzione possono essere utilizzati con poca o nessuna preparazione.
• Le macchine moderne possono funzionare con il minimointervento umano o non richiede affatto la presenza di personale di servizio. Utilizzando la stessa attrezzatura, puoi ritagliare parti della configurazione più complessa e farlo il prima possibile, ma con la massima qualità possibile.
• Particolarmente diffusa è la lavorazione dei laminati metallici.Ad esempio, una macchina per il taglio del metallo con acqua può tagliare fino a 20 centimetri di acciaio al carbonio medio. Per il titanio, gli indicatori sono più modesti - nell'intervallo 15-17 mm. Leghe extra resistenti - circa 12 mm. Il coefficiente minimo ricade sulla quota di rame ed è di soli 4-5 mm.
• Elementi decorativi e decorazioni perutilizzando questo metodo, si ottengono non solo di altissima qualità, ma anche economici. Inoltre, la configurazione dei prodotti finiti non dipende dall'esperienza dell'operaio e non dalla "fermezza della mano", ma unicamente dalle impostazioni. Se la deviazione durante il taglio non può superare lo 0,5%, utilizzare una macchina da taglio ad acqua CNC.

Negli ultimi anni, i tubi sono stati tagliati in questo modo sempre più spesso.Per questo vengono utilizzate macchine speciali, con l'aiuto delle quali il taglio del tubo viene inizialmente lucidato e molto liscio. Pertanto, il taglio a getto d'acqua, offerto in qualsiasi grande città, sta diventando un metodo sempre più comune e popolare per la lavorazione di un'ampia varietà di materiali.

Macchine a getto d'acqua CNC

Soprattutto per ampliare la portata di questoIl metodo è stato aiutato da macchine CNC, che consentono di lavorare una varietà di materiali, regolando in modo flessibile la qualità del lavoro, lo spessore di taglio massimo e minimo e altri parametri.

Le deviazioni dai parametri specificati sono minime, il che è quasi impossibile da ottenere con i metodi di taglio standard. Il principio di funzionamento di questa classe di apparecchiature si riduce alle seguenti azioni:

• In primo luogo, l'appropriatosoftware che può essere diverso per ogni tipo di materiale. Il programma selezionerà automaticamente la composizione della miscela, il tipo di abrasivo e il volume d'acqua richiesto, la pressione e altri parametri. I programmi speciali sono responsabili del taglio riccio dei materiali.
• Di norma, elaborazione aggiuntiva del finitole parti non sono più necessarie. Se i parametri di taglio sono stati selezionati in modo errato o impreciso, si potrebbe osservare una certa rugosità del prodotto finito. Ma! Se si utilizza una macchina CNC in grado di selezionare autonomamente i parametri di taglio, questo praticamente non accade. In questo caso, l'apparecchiatura seleziona automaticamente la modalità richiesta, concentrandosi sullo spessore, la tenacità e la densità del metallo.
• Oltre al taglio, queste macchine consentono di forarefori di vari diametri e configurazioni. Allo stesso tempo, ripetiamo le parole già descritte sopra: se è richiesto qualcosa di speciale dall'attrezzatura, è necessario scegliere quei modelli che hanno le corrispondenti funzioni aggiuntive.
• A volte queste macchine possono essere utilizzate non solo per il taglio, ma anche per lucidare prodotti finiti e parti realizzate su altre attrezzature.

Taglio a mano

In alcuni casi, le macchine possono essere controllateoperatore qualificato. In questa modalità, tutte le impostazioni devono essere impostate manualmente, il che non è sempre particolarmente conveniente. Ma hanno metodi manuali per tagliare il metallo e molti vantaggi, che includono quanto segue:

• Il costo di tale lavoro è circa una volta e mezza più economico.
• Allo stesso tempo, la formazione specializzata dell'operatore, non importa comestrano, non importa. Il fatto è che il controllo manuale di tali macchine è abbastanza semplice e non ha molte funzioni complesse. Questa attrezzatura viene utilizzata nei casi in cui è necessario tagliare parti con una semplice forma geometrica.
• La funzionalità delle macchine rimane allo stesso tempo.lo stesso livello. Tagli lisci, fori e altre semplici operazioni: tutto questo può essere fatto con il controllo manuale. Inoltre, è possibile lavorare non solo il metallo laminato, ma anche altri materiali.

Ci auguriamo che tu capisca come avviene il taglio.metallo con acqua. Questo metodo è estremamente comune nell'industria moderna, con il suo aiuto puoi realizzare parti di quasi qualsiasi forma e configurazione.