Станок гидроабразивной резки своими руками

Резка металла водой: технология и видео оборудования

Сегодня без технологии гидроабразивной резки металла не обходится ни одна металлопрокатная и машиностроительная отрасль. Зачастую добиться нужного качества среза не получается даже с помощью плазменной резки, поэтому используется оборудование для порезки посредством гидроабразивной струи воды.

Гидроабразивную резку металлов водой впервые использовала авиастроительная компания в Америке, которая в дальнейшем предоставила данные о том, что эта технология является лучшим способом для порезки стали и других тугоплавких металлов. С этого времени водно-абразивный способ не перестает пользоваться популярностью в различных промышленных сферах.

Плюсы резки металла гидроабразивной струей воды

Оборудование, которое применяется для резки металла с помощью гидроабразива, незаменимо в обработке толстостенных изделий. Только эти станки могут обеспечить высочайшее качество линии среза. После резки рабочей зоны 200-мм стального листа, на поверхности линии среза не появляется ни заусениц, ни окалин.

Идеальный срез в сочетании со щадящим режимом температур — это еще не все преимущества, который имеет водно-абразивный способ. Высокая цена оборудования с лихвой компенсируется экономией на крепежных узлах и элементах, которые не требуются даже во время работы с тонкостенными изделиями.

Отсутствие пыли и дымовой завесы, а также иных неблагоприятных факторов – еще одно из многих преимуществ гидроабразивной резки. Кроме этого, нет необходимости делать замену изношенных режущих частей и следить остроту резака, потому что его, по сути, нет. Вместо него роль режущей части играет струя воды вместе с абразивными частичками.

Процедура гидроабразивной обработки среза происходит за один этап. Причем скорость работы проходит без задержек, показатель скорости порезки не снижается, даже когда необходимо обрабатывать толстостенные изделия.

Универсальные показатели станков для порезки металла дают возможность на одном устройстве одновременно проводить обработку различных материалов — это резина, стекло, пластик или многослойный материал.

Гидроабразивные станки для резки металла характеризуются безопасностью эксплуатации, поэтому могут устанавливаться на предприятиях с большим риском взрывоопасности.

Использование гидроабразивных станков и принцип работы

Устройства для резки металла гидроабразивом универсальны в использовании, так как их возможности не завершаются на раскрое металлических изделий. Технология основывается на специально созданной системе подачи воды под большим давлением на обрабатываемую плоскость.

Дополнительным элементом жидкости является абразив, добавляющийся в воду. Как правило, в роли абразивной добавки применяют микрочастицы песка. Вода и песок одновременно попадают в смеситель из отдельных емкостей, в котором тщательно смешиваются. Затем полученная смесь под высоким давлением подается в сопло станка.

После, рабочий водно-абразивный резак, в виде сильной струи с определенными характеристиками, подается на деталь и разрезает его.

В этом случае скорость гидроабразивной резки можно сравнить только что со скоростью плазмореза, но вот качество выполненного этим способом среза соответствует только качеству резки лазером.

Быстрое развитие современных технологий дало возможность усовершенствовать станки благодаря расширению их рабочих возможностей. За счет чего их сфера использования значительно увеличилась.

Сегодня водно-абразивные станки позволяют:

• Вырезать изделия любых геометрических форм с помощью числового программирования. В этом случае обработка происходит полностью в автоматизированном режиме и не требует наличия оператора. Станок управляется специально установленной компьютерной программой. Гидроабразивная порезка труб дает возможность сделать необходимую окружность без каких-либо погрешностей;
• Делать нестандартный рез любого материала, причем изменяющийся наклон разреза не сказывается негативно на качестве. Процесс работы, который выполняется под любым наклоном, позволяет на выходе получить абсолютно готовое изделие и не подвергать его финишной обработке;
• Гидроабразивный способ нашел свое применение и в области искусства. Оборудование дает возможность изготавливать различные украшения и предметы дизайна, как правило, обработка фигур делается с помощью ЧПУ;
• Установки для обработки гидроабразивом, применяемые в металлопрокате, позволяют делать разрезание максимальной толщины любого металла, это можно увидеть на видео. Так, обработка изделия из среднеуглеродистого металла может происходить с использованием материала, у которого максимальная толщина – 20 см. Наибольшая толщина титанового сплава составляет 16-18 мм; высокопрочные металлы могут быть толщиной 11 мм. Но вот толщина медного изделия достигает только 6 мм.

Особенности работы станков с ЧПУ

Гидроабразивные станки с ЧПУ — это одна из возможностей расширить область применения устройств, улучшить эффективность работ и в тоже время повысить производительность.

Установки с ЧПУ используются для изготовления изделий из медных, алюминиевых, стальных и других видов металлов. Высокая точность порезки, которую имеют водно-абразивные станки с ЧПУ, почти не имеет отклонений от требуемых условий.

Гидроабразивные станки с ЧПУ имеют такие преимущества:

• Если на устройствах без ЧПУ выбор режущей струи можно подобрать неправильно, то в этой ситуации данный фактор исключается. Оборудование автоматически контролирует качество реза, после самостоятельно корректирует установленный режим;
• Станки, которые имеют ЧПУ, работают в соответствии с установленной программой. Причем обработка любого изделия делается по индивидуальному компьютерному обеспечению. При помощи его автоматом выбирается напор струи, состав режущей смеси и другие параметры;
• По окончании гидроабразивной обработки из заготовки получается абсолютно готовая деталь, которую не нужно подвергать дополнительной обработке или шлифовке, на участке среза;
• Обработка металлов при помощи компьютерного обеспечения также подразумевает возможность проделывания отверстий необходимого сечения.

Ручное оборудование для водно-абразивной резки

Некоторая категория гидроабразивных устройств подразумевает управления оператором, так как не оборудована ЧПУ. В этом случае угол и другие характеристики оператору нужно устанавливать своими руками.

Поскольку часть работы все-таки приходится делать самостоятельно, то показатель комфорта и удобства эксплуатации этого станка далек от идеала. Но здесь есть и свои преимущества, которые состоят в нескольких факторах, и они в некотором смысле, становятся решающими при выборе станков:

• На ручном гидроабразивном станке может работать оператор без специального образования;
• Установки без ЧПУ гораздо дешевле;
• Оборудование имеет все нужные технические характеристики, которые дают возможность получить изделия с простыми формами;
• Ручные станки отличаются небольшим набором функций и простой управления, с их регулировкой можно вполне справиться своими руками;
• Качественный и ровный срез, возможность резать под углом, получение простых фигур и раскрой материала с четкими геометрическими формами – все эти функции можно использовать на любых материалах, в числе которых медь, стекло и сталь.

Расходные материалы для гидроабразивного оборудования

Все, что необходимо для восстановления работы гидроабразивных станков — это периодически делать обновление изношенных элементов и расходных материалов. Расход абразива, даже на устройствах с ЧПУ, часто превышает отметку более чем в 350 гр. в 1 минуту, поскольку при работе с материалом, который имеет максимальную толщину, эти данные увеличиваются.

В роли абразива используют микрочастицы песка, который обеспечивает резку тугоплавких и тягучих материалов. Размер микропесчинки может быть до 650 микрон. Кроме абразива, данная техника резки не обходится без воды, она подготавливается, проходя через фильтры.

Если применять воду без подготовки, то качество резки существенно снизится. Из деталей оборудования, как правило, подлежат замене: направляющие трубки и сопло, система подачи абразивной смеси. А также уплотнительные части гидравлической станции, без которых не будет требуемого напора в системе.

Резка металла водой своими руками

В настоящее время гидрорезка своими руками не является чем-то очень секретным или таинственным. Стремительное развитие науки и новых стандартов жизни делает технологию доступной для всех желающих. Практически во всех металлопрокатных и машиностроительных сферах присутствует оборудование, работающее на основе таких методов, при этом оно превосходит многие другие существующие приборы. В некоторых случаях даже самые передовые плазменные агрегаты не способны обеспечить высокую точность резки, и единственным решением остаётся именно гидроабразивный резак.

Первые упоминания о применении технологии в реальных условиях появились не так давно, а ключевой площадкой дальнейшего развития и популяризации стала американская авиастроительная компания, которая перечислила множество плюсов такого способа порезки стали или другого сырья. С тех пор у водно-абразивного резки нет практически нет конкурентов, при этом области применения постоянно расширяются.

Преимущества технологии

С каждым годом многие люди интересуются вопросом резки металла водой своими руками. Это не странно, ведь технология позволяет выполнять огромное количество сложных задач по обработке металлических заготовок, что делает её актуальной для разных сфер деятельности. Применяемое для резки оборудование по-особому востребовано для толстостенных изделий. Только с его помощью можно достичь высочайшего качества линий с рабочей зоны 200-мм стального листа. Поверхность листа получается идеально ровной, а на линии среза отсутствуют заусеницы или окалины.

Среди ключевых преимуществ такой технологии — идеальная точность среза при щадящем температурном режиме. Однако это далеко не все плюсы, ведь их гораздо больше. Даже высокая стоимость базовой установки не считается недостатков, ведь она компенсируется экономией на крепежных узлах и рабочих элементах, которые не нужны даже для обработки тонкостенных изделий.

В числе плюсов: отсутствие пыли, дымовой завесы и любых других неблагоприятных факторов. К тому же вам не нужно проводить замену изношенных режущей частей и следить за остротой резака, т. к. его, в нашем обычном представлении, нет. Вместо этого в станках применяется струя воды, которая дополняется абразивными частичками.

Гидроабразивная обработка среза выполняется в один этап, при этом скорость работы проходит без задержек и не снижается, даже при выполнении сложных операций с толстостенными изделиями.

За счёт универсальных показателей на одном станке можно одновременно обрабатывать самые различные материалы, в том числе и:

Водяные резаки по металлу безопасны в эксплуатации, поэтому их часто устанавливают на предприятиях, где присутствует большой риск взрывоопасности.

Принцип работы и сферы применения

Резка металла водой под давлением является очень популярной технологией обработки разных материалов. Отличная универсальность позволяет применять устройства в разных сферах человеческой деятельности, не останавливаясь на раскрое заготовок из металла. Технология построена на специально созданной системе подачи воды под большим давлением на обрабатываемую поверхность.

В качестве дополнительного элемента используется абразив, который добавляют в воду. Это может быть мелкозернистый песок, который попадает вместе с водой в смеситель из отдельных ёмкостей. После этого полученный состав поддаётся большому давлению и попадает в сопло станка.

Затем, рабочий водно-абразивный резак, представленный сильной струей с определенными рабочими параметрами, направляется на заготовку и разрезает её.

Если учесть скорость гидравлической резки, то она может сравниться лишь со скоростью плазменной технологии, при этом по качеству работы гидроабразивный метод догоняет лишь качество резки лазерным оборудованием.

Стремительное развитие современных технологий позволило существенно модернизировать систему и расширить базовые возможности. Из-за таких особенностей сферы применения существенно расширились.

Возможности современных водно-абразивных станков

Современные станки, работающие на основе гидроабразивной технологии, позволяют:

1. Создавать самые различные конструкции с любой геометрической формой. Это обусловлено поддержкой числового программирования станков, поэтому дальнейшая обработка происходит в автоматизированном режиме и не нуждается в помощи обученного специалиста. Управление станком осуществляет соответствующее программное обеспечение. Из-за такой особенности гидроабразивный метод часто используется для вырезания труб с необходимой окружностью.
2. Создавать нестандартный рез, при этом без существенной потери качества из-за смены наклона. Процедура, выполняющаяся под любым наклоном, обеспечивает высочайшую точность резки и позволяет создавать готовые изделия без финишной постобработки.
3. Сегодня резку водой используют для изготовления настоящих произведений искусства. С помощью передовых технологий можно создавать роскошные украшения и дизайнерские предметы. В большинстве случаев для таких целей применяется ЧПУ.
4. Установки для гидроабразивной обработки, которые нашли применение в металлопрокате, эффективны для создания разрезов максимальной толщины. Для примера, обработка изделий из среднеуглеродистого металла происходит при толщине вплоть до 20 сантиметров. При использовании титановых заготовок допустимая толщина составляет 16−18 мм, а самые высокопрочные металлы могут достигать 11 миллиметров в толщине. Однако для обработки меди нельзя использовать материалы с толщиной, превышающей отметку в 6 миллиметров.

Базовые тонкости работы станков с ЧПУ

Чтобы расширить сферы применения гидроабразивной технологии, производители стали выпускать на рынок станки с ЧПУ. Они способны:

1. Увеличить объёмы выполняемых работ.
2. Повысить качество работы.
3. Поднять производительность.

Такое оборудование по-особому необходимо для создания медных, алюминиевых или стальных изделий. Из-за высокой точности порезки, которая характерна для водно-абразивных станков с ЧПУ, характерные отклонения от заданных параметров практически отсутствуют.

Среди преимуществ гидроабразивных устройств с ЧПУ следует выделить такие:

1. Отсутствие неправильного выбора струи. Если модели без ЧПУ не способны автоматически регулировать и мониторить качество реза, нуждаясь в ручной корректировке установленного режима, то их усовершенствованная версия работает в полном автомате.
2. Станки, оборудованные ЧПУ, работают на базе установленного программного обеспечения. При этом обработка конкретной детали выполняется с учётом индивидуальных параметров. В автоматическом режиме выбирается напор струи, состав режущей смеси и ряд других тонкостей.
3. После успешного завершения гидроабразивной резки заготовка превращается в готовую деталь, которая не нуждается в дополнительной обработке или шлифовке на участке среза.
4. С помощью специальных программ можно проделывать отверстия с необходимым сечением.

Ручные аппараты для гидроабразивной резки

Кроме автоматизированных систем, в продаже предлагаются и такие модели, которые требуют воздействия оператора. В таком случае угол и другие характеристики резки задаются вручную.

Не секрет, что значительную часть работ приходится выполнять своими руками, поэтому показатели комфорта и удобства использования оставляют желать лучшего. Однако у таких приборов есть и неоспоримые достоинства, заключающие в следующих факторах:

1. Ручной гидроабразивный станок не требует особой квалификации специалиста. Работать с таким оборудованием может неопытный человек, не имеющий профессионального образования и навыков.
2. Стоимость установок без ЧПУ существенно ниже.
3. Приборы обладают всеми техническими характеристиками, позволяющими получить изделия с простыми формами.
4. У ручных станков небольшой набор функций и простота управления. Регулировать их можно вручную.
5. Высокая точность и качество резки, возможность обрабатывать заготовку под определенным наклоном, а также получение простых фигур или сложных изделий — всё это присутствует при обработке практически любых материалов. В их числе: медь, стекло и сталь.

Расходное сырье для гидроабразивных устройств

Всё, что может понадобиться для продуктивной и качественной работы гидроабразивных станков — периодическая замена изношенных деталей и расходный материалов. Даже модели с ЧПУ обладают высокими показателями расхода абразива, которые нередко превышают отметки в 350 гр. в 1 минуту. Связано это с тем, что при работе с толстостенным материалом, эти показатели стремительно растут.

В качестве абразивных частиц может использоваться мелкозернистый песок, обеспечивающий эффективную резку тугоплавких или тягучих материалов. Физические размеры микропесчинки могут составлять около 650 микрон. Кроме абразива, в процессе обработки используется и вода, которая предварительно фильтруется и подготавливается для дальнейшей работы.

Если не обработать воду, качество предстоящей резки существенно упадёт. Что касается деталей, которые подлежат замене, то они представлены: направляющими трубками и сопло, а также системой подачи абразивной смеси. А также применяются уплотнительные части гидравлической станции, обеспечивающие требуемый напор в системе.

Тонкости ручной резки

Чтобы эффективно управлять процессом ручной резки, необходимо самостоятельно подавать заготовки и контролировать их перемещение с позиционированием. Кроме этого, иногда приходится и регулировать системы охлаждения. Для этого оператору следует регулярно нажимать определенные кнопки и менять заданные параметры. Для примера, чтобы поменять позиционирование требуется вести несколько значений по координатам. Однако даже при ручной обработке не исключается наличие полуавтоматических систем. Так, при вводе ошибочных параметров техника автоматически вернет значения в исходное положение.

Как уже говорилось, ручная резка пользуется большой популярностью из-за высокой чёткости линии раскроя, а также поддержки обработки практически любых металлов, в том числе и резины. При этом подобные модели полностью взрыво- и пожаробезопасные. Из недостатков — невысокая скорость работы при обработке тонколистных изделий, а также минимальный уровень износостойкости рабочих частей и высокая стоимость расходного материала, т. е. абразива. При этом существенная экономия всё-таки присутствует.

Для примера, с помощью ручной гидроабразивной резки можно быстро решить ответственную задачу по подготовке сырья для последующего монтажа. К тому же такие изделия как сэндвич-панели, сотовые листы и ряд других ячеистых строительных материалов, обрабатываются только таким путём. Чтобы повысить производительность работ, большинство производителей также применяют пакетную резку, позволяющую существенно сэкономить время.

Гидроабразивная резка как незаменимый элемент современного производства

Современные гидроабразивные станки широко используются в самых различных сферах человеческой деятельности. При этом области применения постоянно расширяются, а модернизация системы позволяет выполнять самую сложную работу. Подобным образом работает и пескоструйный инструмент, который предназначается для качественной и быстрой шлифовки поверхностей.

В свою очередь, гидроабразивный метод позволяет достичь высочайшей точности выполнения раскроя и отсутствия вредных процессов, которые характерны для традиционных способов обработки. В частности, тепловые и механические воздействия лишь иногда проходят без деформации областей, которые окружают место реза. Однако, чтобы достичь успешных результатов приходится вкладывать большие средства для приобретения расходного материала. Но чем выше качество таких частиц, тем успешнее будет результат.

Техника проведения гидроабразивной резки

На заводах, изготавливающих металлические детали, части корпусов для машин, самолетов, кораблей, промышленного оборудования, наиболее популярной технологической операцией является разрезание листового металла. Существует несколько технологий разделения металла, но особенно популярна гидроабразивная резка.

Сущность технологии

Разрезание металлических листов с использованием воды существенно отличается от других способов разделения заготовок. Резка металла под водой проводится с помощью специального насоса, который нагнетает высокое давление. Вода подается на рабочую часть с огромной скоростью. Чем ближе сопло располагается к металлической поверхности, тем сильнее давление. Работая с водой можно разрезать камень, диэлектрики, сплавы, которые имеют низкую температуру плавления. Эти материалы испортятся если будут нагреваться.

Современное оборудование с системами ЧПУ выполняет все операции автоматически без усилий со стороны человека. Частицы металла, которые образуются после резки, с потоком воды проходят через фильтры, установленные на нижней части емкости. Они отделяются от воды, просушиваются. Вода повторно поступает к рабочей головке.

Технология по скорости разрезания идентичная работе с плазменным резаком, однако по качеству готового реза ее можно сравнить с лазером. Отсутствие тепловой обработки исключает образование наплавления у торцов.

Способы гидроабразивной резки

Абразивная резка металла с использованием воды может выполняться с помощью ручных агрегатов, станков с ЧПУ. Технологию применяют в следующих случаях:

• При разрезании диэлектриков или сплавов цветных металлов, которые нельзя резать аппаратами, создающими электрическую дугу.
• Разделение металлических листов, заготовок большой толщины (более 300 мм). Если использовать плазменный резак, края детали будут оплавлены.
• Когда нужно сделать рез высокой точности. Альтернатива лазерам.
• Если нельзя повредить деталь. Сплавы часто коробятся от сильного нагрева.

Гидроабразивные агрегаты позволяют разделять сплавы из цветных металлов, природный камень, пластик.

Сферы применения

Гидроабразивная резка металла позволяет работать с различными материалами. Связано это с тем, что при выполнении технологического процесса не возникает трения, нагревания. Это позволяет применять технологию в разных направлениях промышленности:

• Машиностроение, авиастроение, судостроение.
• Приборостроение, станкостроение.
• Строительство, изготовление металлоконструкций.

Водой под большим давлением разрезают стекло, керамическую плитку, природный камень, резину, полимерные материалы, различные металлы, сплавы.

Оборудование для гидроабразивной резки

Оборудование для гидроабразивной резки разделяется по способу управления. От этого изменяется точность проведения работ, качество резов, скорость, эффективность агрегатов. Независимо от типа управления, станок состоит из нескольких основных деталей:

• емкости, которая заполняется жидкостью;
• зажимов, направляющих;
• рабочей части с соплом;
• системы подачи жидкости;
• системы очистки отработанной воды;
• фильтра, емкости с жидкостью.

Если на агрегате установлено ЧПУ, конструкция дополняется шаговыми двигателями, датчиками, монитором, панелью для задания алгоритмов.

Гидроабразивные станки с ЧПУ

Станки гидроабразивной резки, на которых устанавливается ЧПУ, позволяют проводить точные технологические процессы с высокой скоростью. С их помощью можно выполнять разные операции. Рабочий процесс делится на следующие этапы:

• Проверка работоспособности подвижных элементов.
• Создание алгоритма, по которому будет перемещаться рабочая головка над поверхностью заготовки.
• Закрепление заготовки в ванной, запуск станка.

Рабочему остается контролировать процесс, доставать готовые изделия, закреплять новые. Если возникают ошибки, он должен их исправить, чтобы продолжить резку.

Ручная гидроабразивная резка

Принцип работы гидроабразивного станка на ручном управлении заключается в том, что все операции выполняет оператор. Гидрорезка становится менее скоростной, точной, эффективной. Среди преимуществ выделяют то, что оборудование:

• не требует знания программирования при управлении, настройке;
• может выполнять большее количество технологических операций;
• имеет надежную конструкцию.

Ручные агрегаты стоят не так дорого, как оборудование с ЧПУ. Оно подходит для небольших мастерских. Но для серийного проведения технологических процессов лучше выбирать агрегаты с автоматизированными механизмами.

Преимущества и недостатки

У оборудования, разрезающего металлические листы, есть ряд сильных и слабых сторон. Преимущества:

• Можно делать резы разной формы.
• Существует возможность разрезать заготовки большой толщины.
• Экономичность при проведении работ.
• Отсутствие нагревания материала. Поэтому изделия не портятся. Структура металла остается прежней.
• Не нужно дополнительно обрабатывать деталь после обработки.
• Универсальное оборудование, позволяющее обрабатывать разные материалы.
• Безопасность при работе агрегата. Его можно запускать если рядом находятся горючие жидкости, материалы.

• Время на прорезание толстых и тонких листов одинаковое. Из-за этого рентабельность аппарата становится сомнительной. Чтобы ее повысить, необходимо обрабатывать несколько деталей одновременно.
• Готовый рез по торцам имеет конусовидную форму. Из-за этого нужно выбирать оборудование с дополнительной автоматикой.

Принципы проведения работ

Новая технология представляет собой следующую процедуру:

• Заготовка погружается в большую емкость с водой.
• Мастер закрепляет деталь так, чтобы рабочая головка свободно перемещалась по координатам относительно обрабатываемой поверхности.
• Резка водой начинается с погружения рабочей части в ванну.
• Оборудование включается. На поверхность заготовки подается мощный поток воды.
• Постепенно рабочая головка приближается к детали, давление повышается.

Оборудование можно изготовить своими руками. Для этого нужно заранее разобраться с конструкцией готового станка, нарисовать чертеж, подготовить материалы, инструменты. Важно правильно рассчитать давление. Далее собирается конструкция, емкость нужно проверить на герметичность. На ее дне закрепляется система фильтров, которая позволит отсеивать жидкость от частиц металла.

Гидроабразивная резка металла — технологический процесс, при котором на поверхность деталей воздействует вода. Тонкая струйка разрезает заготовку на части. Так можно разделять листы большой толщины без нагревания, что не нарушает структуру материала. Управление ЧПУ позволяет минимизировать усилия со стороны оператора, увеличить точность резов.

Поддержите канал, просто читайте наши статьи, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах! Так же заходите на наш сайт , там Вы найдете множество информации о металлах, сплава и их обработке.

Гидроабразивная резка – любой материал поддастся!

Гидроабразивная резка металла и алюминия представляет собой такой способ их обработки, при котором рабочим инструментом является смесь абразива и воды, подаваемая под высоким давлением с высокой скоростью.

1 Суть и технология гидроабразивной резки

Базируется данная технология на принципе влияния эрозионного плана абразивных твердых элементов и водяного направленного высокоскоростного потока на материал, подвергаемый резке. С точки зрения физики процесс обработки заключается в отрыве частиц материала из полости реза скоростной струей частиц, находящихся в твердой фазе.
Эффективность данной операции, а также стабильность ее протекания зависят от грамотного подобранных значений:

• размера и расхода абразивных элементов;
• расхода и давления воды.

При сжатии обычной воды под нагрузкой примерно 4 тысячи атмосфер и последующем ее пропускании через малое по сечению сопло (до 1 миллиметра), ее скорость в 3–4 раза превысит скорость звука. Если направить такой поток сжатой воды на какую-либо поверхность, он будет представлять собой мощнейшее режущее приспособление. А если еще дополнительно добавить в поток специально подобранные абразивы, он сможет без труда разрезать изделия из прочного металла толщиной от 10 и выше сантиметров.

Гидроабразивная резка своими руками ничем не отличается от процесса, предлагаемого в наши дни многими фирмами и предприятиями. Для обработки материала нужно приобрести специальное оборудование, которое функционирует по следующему принципу:

• в режущую головку агрегата при помощи нагнетательного механизма подается вода под давлением от 1000 до 1600 атмосфер;
• через дюзу малого сечения (от 0,08 до 0,5 мм) вода на сверхзвуковой либо близкой к ней скорости (около 1200 м/с) идет в устройство, где происходит ее смешивание с карбидами кремния, частицами электрокорунда или песка, иного материала с высокой твердостью;
• из смесительного отсека, который имеет диаметр (внутренний) сопла, полученная смесь подается на материал и разрезает его.

Остаточная энергия режущего потока гасится 70–100-сантиметровым слоем воды. Стоит отметить, что в некоторых агрегатах для резки абразивный материал смешивается с водой не в отдельной камере, а непосредственно в трубке, откуда он поступает на обрабатываемое изделие. При обычной гидрорезке абразивных частичек нет, и вода сразу направляется на поверхность, которую планируется разрезать.

2 Особенности резки изделий водой с абразивами

Струя при описываемой технологии обретает свой разрушительный потенциал в основном за счет абразивных составляющих потока. А уже сугубо транспортная функция ложится на воду. Частицы абразива при этом по размеру подбираются таким образом, чтобы быть не более 10–30 процентов от показателя сечения струи. Именно при таких условиях гарантируется стабильный поток и высокий эффект обработки.

В тех случаях, когда требуется получить малую шероховатость поверхности реза, используют частицы размером от 75 до 100 мкм, в остальных – от 150 до 250 мкм. В целом же, «идеальный» показатель абразива высчитывают как разницу между внутренними сечениями трубки для смешивания агрегата и водяного сопла, разделенную на два.

Выбор твердости абразивных элементов производят с учетом твердости детали, которая подвергается обработке, и вида материала, из которого она сделана. Не рекомендуется применять абразивы твердостью менее 6,5 единиц по шкале Мооса. При этом следует помнить, что режущая головка и ее отдельные компоненты изнашиваются намного быстрее, если используется очень твердый абразив.

Интересующий нас вид резки дает возможность обрабатывать:

• гранит, прочный камень, мрамор и аналогичные материалы;
• металлические, стальные, алюминиевые листы;
• армированные пластики;
• используемые в космической и авиационной сфере титановые, композитные и алюминиевые сплавы, пластмассы с особо толстыми стенками;
• деревянные изделия;
• керамические конструкции;
• любые стройматериалы, включая высокотвердую дорожную брусчатку, железобетон и бетон, блоки из гипсовых композиций;
• изделия со специальными покрытиями;
• бронированное и обычное стекло;
• шестерни и аналогичные детали из металла.

Как правило, разные материалы режутся струей, содержащей определенные виды абразива:

• армированный углеродными либо стеклянными волокнами пластик обрабатывают потоком с силикатным шлаком;
• гранит, железобетон, стальные поверхности и прочие высокотвердые материалы – черным либо зеленым кремниевым карбидом, а также частицами электрокорунда;
• сплавы на основе титана и высоколегированные стали – гранатовым песком.

Большую часть трубок для смешения воды и абразива выпускают из специальных сплавов, которые характеризуются высоким уровнем прочности. Эксплуатироваться без замены они могут до 200 часов непрерывной работы. А сопла производят, как правило, из драгоценных камней – рубина, сапфира, алмаза. Алмазные конструкции без проблем выдерживают до 1,5–2 тысяч часов использования, остальные рассчитаны на 150–200 часов.

3 Гидроабразивная резка металла и других материалов – плюсы и минусы технологии

К самым важным достоинствам процесса резки с применением струи воды и абразива относят:

• отличное качество реза, обеспечивающее показатель 1,6 Ra (средняя величина шероховатости обработанной кромки материала);
• абсолютная взрыво- и пожаробезопасность операции;
• малые потери материалов при обработке;
• отсутствие в легированных и высоколегированных сталях и сплавах на их основе явления выгорания легирующих добавок;
• отсутствие выделений газов при резке, как следствие, экологическая «безупречность» процесса;
• в зоне обработки нет термовоздействия (материал в данной области нагревается максимум до 90 градусов по Цельсию);
• большой спектр толщин материалов, которые можно разрезать (до 30 сантиметров включительно);
• высокая производительность (допускается упаковывать материалы небольшой толщины в общую связку и производить их разрезание за один проход потока);
• нет пригорания и плавления металлов в прилегающей к зоне реза областях, как, впрочем, и непосредственно в месте обработки;
• режущая головка делает минимум холостых ходов, что увеличивает общую эффективность применения технологии.

Описываемая резка признается оптимальной для изделий из меди, алюминия, латунных сплавов, которые имеют высокую теплопроводность. При других вариантах их обработки необходимо применять мощные нагревающие источники, что влечет за собой повышение стоимости работ. Даже лазерная резка медных и алюминиевых конструкций не так эффективна, как гидроабразивная.

Кроме того, такая обработка подходит для:

• выполнения скосов на обрабатываемых изделиях;
• резки объемных конструкций и высокоточного разрезания деталей по сложному контуру.

К недостаткам использования гидроабразивного оборудования относят:

• обусловленный огромной скоростью высокий уровень шума во время работы агрегата;
• малая (по сравнению с лазерной и плазменной технологиями) скорость резки тонколистовой стали;
• недолговечность головки для резания и иных компонентов оборудования;
• высокие затраты на эксплуатацию установки.

Гидроабразивная резка плитки

Нестандартные дизайнерские решения в плане обустройства современных интерьеров в ряде случаев требуют тонкого фигурного раскроя керамической плитки. С такими задачами под силу справиться только гидроабразивным станкам — сложному специализированному оборудованию по обработке твердых материалов.

В каких случаях применима гидроабразивная резка плитки?

Оборудование способно выполнять резы под любым углом — для этого используются форсунки разнообразных модификаций. С их помощью можно добиться самых затейливых конфигураций — таких, которые не сможет предложить производитель керамики в рамках массового производства.

У владельцев городского жилья технология практически не востребована. В малогабаритных квартирах хозяева предпочитают использовать плитку стандартных размеров. С ее помощью можно добиться оригинальных эффектов, но возможности плитки, обработанной гидроабразивом, еще шире.

Она позволяет создавать эффектные панно и орнаменты для облицовки стен и пола:

• ночных клубов;
• торгово-развлекательных центров;
• театров и кинотеатров;
• гостиничных комплексов;
• кафе и ресторанов;
• элитных коттеджей.

Высокотехнологичная резка плитки будет востребована везде, где нужен шик, эксклюзивность и неординарность в интерьере. Обработку керамики на таких станках можно смело назвать высокохудожественной, ведь ей под силу выкраивать абсолютно любые, невероятные по конфигурации детали для составления оригинальных панно и картин.

Достоинства и недостатки гидрорезки

Уникальная методика резки остается одной из самых высокотехнологичных и востребованных благодаря целому ряду преимуществ:

• заготовка не нагревается, обработанные края лишены деформаций, пригораний и оплавлений;
• рез получается ровным и качественным с шероховатостью кромки не более Ra 1,6;
• удается добиться высокой точности геометрии реза, погрешности обработки составляют около 0,5 мм;
• есть возможность обрабатывать керамогранит, толщина которого доходит до 300 мм;
• позволяет сформировать контур заготовки любой сложности, с изгибами и отверстиями;
• в процессе резки плитка не испытывает существенного механического воздействия, сводится к минимуму вероятность раскола и деформации;
• ход работ отличается высокой взрыво- и пожаробезопасностью;
• нет необходимости восстанавливать режущую кромку инструмента, достаточно пополнить абразив и закачать в резервуар воду.

Но методику нельзя назвать идеальной из-за некоторых существенных минусов:

• высокая стоимость резки, обусловленная дорогостоящим оборудованием — заказ услуги будет оправдан тогда, когда необходимо резать керамику в больших количествах;
• ряд комплектующих устройства имеет ограниченный срок службы;
• при обработке тонкостенных материалов снижается скорость работы оборудования.

Принцип фигурной резки

Технология гидроабразивной резки основана на естественном физическом процессе разрушения и вымывания горных пород, получивших название водной эрозии. Режущим инструментом в устройствах такого типа выступает струя воды, которая подается под большим давлением и на высокой скорости.

Разгоняемая агрегатом струя доставляется к участку реза и вымывает частицы керамики. Одновременно происходит охлаждение зоны реза, что позволяет избежать оплавления и деформации кромки.

Для обработки сверхпрочных материалов к струе воды добавляют молекулы абразива — песка или искусственного алмаза. Оба компонента соединяются в смесительной камере, куда под большим давлением нагнетается жидкость и алмазная пыль.

Необходимая конфигурации керамики достигается благодаря программному обеспечению, куда закладывается графическая информация о конечном результате обработки. Ширина прорези в пласте кафеля не превышает четверти миллиметра, поэтому подгонка отдельных составляющих будущего панно осуществляется с высокой точностью.

Край обрезанной плитки получается идеально ровным, без сколов и зазубрин.

Как работает агрегат?

В корпус типового гидроабразивного станка заключены такие элементы:

• резервуар для жидкости объемом от 2 м3 — здесь хранится вода;
• емкость для смешивания — здесь вода соединяется с абразивными частицами;
• мощный насос — под высоким давлением он подает водяную струю из резервуара к линии реза;
• штуцер с форсункой — своеобразный «режущий» элемент, регулирующий направление подачи жидкости и пропускную способность канала;
• рабочий верстак с ванной — здесь размещается и крепится заготовка, предназначенная для обработки.

В станках ручного типа предусмотрена система управления резаком. В промышленных масштабах работа оборудования регулируется автоматически. Числовое командное управление контролирует перемещение резака и рабочего стола, задает параметры реза и контролирует сам процесс.

Раскраиваемый материал помещают во вместительную ванну для резки. Емкость заполняют солевым раствором так, чтобы участок раскроя был погружен в жидкость. Сам процесс выглядит так:

1. Вода под давлением попадает в камеру для смешивания.
2. Струя воды соединяется с мелкодисперсным абразивом (для работы с твердыми материалами).
3. Полученная смесь поступает в сопло, формирующее конечную абразивную струю.
4. В головке резака вода набирает максимальную скорость и ударяется о поверхность заготовки.
5. Из полости обрабатываемого участка отрываются и вымываются молекулы, создавая рез заданной геометрии.

Лазерная резка керамогранита и ее особенности

Раскрой керамики лазером выступает альтернативой гидроабразивному методу. Технология предполагает задействование лазерного ножа, который производит резку узким пучком интенсивного света. В процессе лазерной резки используются вспомогательные технологические газы. Они повышают качество работы и предотвращают появление на участках раскроя сколов и трещин.

Элементы керамики, из которых создается панно, должны быть подогнаны практически бесшовно. Из-за высокого нагрева плитки лазером повышается вероятность появления неровностей и оплавлений, что создает трудности в процессе стыковки готовых изделий.

На этом фоне гидроабразивное режущее оборудование смотрится наиболее выигрышно, ведь с его помощью орнаменты получаются идеальными.

Интерьеры с кафелем фигурной резки

Фигурная резка находит применение прежде всего при создании высокохудожественных панно. Она предоставляет неограниченные возможности для выражения дизайнерской фантазии, позволяя добиваться уникального оформления стен и пола.

Интерьер с эксклюзивными керамическими панно и картинами смотрится очень богато и роскошно, приобретает статусность и подчеркивает хороший вкус владельца.

При качественно произведенной резке поверхности с орнаментом смотрятся очень естественно. Невооруженным глазом практически невозможно обнаружить в облицовке швы — настолько точно подогнаны элементы друг к другу.

Отделка такого типа будет уместна в больших помещениях — крупногабаритных гостиных, залах, холлах, на открытых площадках. Но при грамотно подобранном орнаменте керамическим панно можно украсить и небольшие интерьеры или сделать несколько единичных вставок на стандартной кафельной облицовке.

Высокая стоимость гидроабразивной резки плитки вполне оправдана. Методика демонстрирует потрясающие результаты раскроя и не портит материал, а безупречное качество работы не разочарует даже претенциозного заказчика.

Видео обзор