Технология гидроабразивной резки

Технология гидроабразивной резки (сокр. ГАР), водорезка (резка чистой водой без абразива), waterjet или просто гидрорезка — её называют по разному, но принцип один.
Как Вы считаете, что будет, если обычную воду сжать под давлением 1000—5000 атм, а потом пропустить через отверстие 0,2-0,4 мм? Она потечёт, и очень быстро потечёт, превышая скорость звука 400-1200 м/с и разрезая все на своем пути. А если смешать эту струю воды с абразивом ? То тогда мы получаем многократно увеличенную мощь струи, которая позволяет резать любой материал с увеличенной скоростью. Да! Вы не ослышались, в любом материале гидрорезка способна вырезать любой сложный контур.
Натуральный или искусственный камень — гранит, мрамор, кварцит, керамогранит, агломерат, галька в смоле, даже просто булыжник.
Металлы — любой сплав, даже самый твердый как по маслу. Не нарушив структуры, т.к. рез является холодным.
Стекло — прекрасно режется и этот, казалось бы хрупкий материал. Полное отсутствие микротрещин. Особенно актуальна эта технология при резке триплекса. Единственное наверно, что не возможно резать — это каленое стекло.(взрывается на мелкие осколки).
Ну а остальные материалы перечислять смысла нет — любой художественный вырез.

Любой процесс резки — раскроя материала требует к себе определенное количество энергии. Гидрорезка это уникальный способ резки для разделения материалов. Огромная энергия, которая передается в виде давления (до 6200 бар) через воду, преобразуется в кинетическую энергию, которая концентрируется в пучок при помощи сопла из драгоценного камня, имеющего размер всего лишь несколько десятых миллиметра. При этом, водяная струя достигает скоростей в 3 раза выше скорости звука. Эта струя с высокой энергией состоит из чистой воды или смеси воды с добавлением абразива. Это фактически является инструментом процесса микрорезки. Одним из основных преимуществ этой технологии гидрорезки является то, что это процесс холодной резки. Это важно для резки различных материалов, поскольку этот процесс не оказывает отрицательного воздействия на структуру материала вдоль обрезанной кромки и не приводит к потерям материала.

Опишем самые главные преимущества гидрорезки:

• Поскольку не образуется тепло, которое может отрицательно воздействовать на структуру металла, обычно не возникает необходимости в дорогостоящей доработке;
• Чрезвычайно низкая потеря материала благодаря тончайшим зазорам резки;
• Материал можно резать во всех направлениях;
• Обрезанная кромка имеет постоянно высокое качество, поскольку инструмент не может затупиться или загрязниться;
• Обеспечивает легкую интеграцию в гибкие производственные системы;
• Существующие режущие инструменты, как правило, могут быть заменены в текущих процессах на гидрорежущие установки без каких-либо трудностей.

В следующей таблице приведено сравнение лазерной, плазменной и гидрорезки и соответствующего материала и характеристик обработки. Каждый метод имеет определенные преимущества и недостатки в зависимости от обрабатываемого материала.

Гидрорезка — часто задаваемые вопросы

• Какие материалы можно резать?
  В принципе, водяные струи можно использовать для резки материалов всех типов. Этот метод чаще всего используется для резки металлов, камня и пластмассы. Однако водяными струями можно также резать стекло, пищевые продукты или кожу.
• Как быстро можно резать материал?
  Скорость резки определяется следующими факторами: давлением насоса, эффективностью создания высокого давления и конфигурацией режущей головки, толщиной и свойствами материала, требующимся качеством обрезанной кромки, диаметром сопла, количеством и качеством абразивного материала. См. также таблицу скоростей резки ниже.
• Какова максимальная толщина материала, которую можно резать водяными струями?
  Для металлов, максимальная толщина обычно составляет 150 мм. однако гидрорезка используется также в специальных случаях для материалов толщиной до 400 мм.

Скорость резки

Скорость резки определяется следующими факторами:

1. Давление
   Чем выше давление, тем больше плотность мощности режущей струи и тем лучше результаты резки.
2. Толщина материала
   Действует следующее эмпирическое правило: уменьшение толщины материала наполовину дает возможность для увеличения вдвое скорости резки.
3. Диаметр сопла
   Сопло большего размера концентрирует больше энергии на материале, поэтому скорость резки увеличивается. Если размер сопла увеличивается в два раза, объем воды для резки, подаваемый через него, увеличивается в четыре раза. Это означает, что скорость резки увеличивается на 80% в зависимости от случая применения. Поэтому часто бывает целесообразно использовать малые сопла для разрезания нескольких деталей вместе.
4. Количество абразивного материала
   Чем выше концентрация абразива в режущей струе, тем выше скорость резки. При увеличении расхода абразивного материала вдвое, скорость резки можно увеличить на 20 — 40% в зависимости от материала.
5. Качество резки
   Время обработки значительно изменяется в зависимости от того, требуется ли просто разделить материал или получить обрезанную кромку высокого качества.

Особые преимущества гидрорезки

• Многослойная резка
  Гидрорезку можно использовать для разрезания нескольких обрабатываемых изделий или слоев разных материалов в одном технологическом процессе. Тем не менее, полости между слоями могут снизить эффект резки, особенно если после твердого слоя идет мягкий слой. Верхний твердый слой материала замедляет скорость струи на ее кромках, тогда как центральная часть струи режет с исходной высокой энергией. В результате, струя оказывается под воздействием кинетической составляющей, которая работает в боковом направлении, что приводит к распылению струи. При входе во второй слой материала, водяная струя становится, таким образом, значительно шире, чем она была на выходе из сопла.
• Резка полых изделий
  Для разрезания труб методом гидрорезки потребуется специально оборудованный станок. Это необходимо, поскольку струя расширяется изнутри после прохождения верхнего участка трубы, поэтому водяная струя, воздействующая на противоположную стенку трубы, не будет сконцентрирована в той степени, которая требуется для надлежащей резки.
• Угловые погрешности
  В зависимости от требований к качеству обрезанной кромки, можно получить превосходную угловую точность, соответственно регулируя давление насоса, расход абразива и скорость резки. Программное обеспечение помогает оптимизировать угловую точность путем регулирования угла режущей головки.