Vandstråleskæring

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 13. september 2016; verifikation kræver 21 redigeringer .

Vandstråleskæring er en form for materialebearbejdning ved skæring , hvor en vandstråle eller en suspension af slibende materiale i vand bruges som skæreværktøj i stedet for en fræser , der udsendes ved høj hastighed og under højt tryk . I naturen kaldes en lignende proces, der forekommer naturligt, vanderosion .

Historie

De første forsøg på at bruge en vandstråle i industrien blev udført i 30'erne af det XX århundrede af amerikanske og sovjetiske ingeniører til at udgrave sten, malm og kul. En seriøs drivkraft for udviklingen af ​​højtryksvandstråleskæreteknologi var dens anvendelse i fly- og rumfartsindustrien.

Teknologien med vandstråleskæring af materialer (HAS) har eksisteret i mere end 40 år. Historien om fremkomsten af ​​teknologi har sine rødder i 50'erne af det XX århundrede. Den mest aktive forskning på dette område blev udført i USSR i 1940'erne, men døde derefter af en eller anden grund. Så, i 1979, i USA, forsøgte eksperter at tilføje slibesand til strålen, på grund af hvilken dens skæreegenskaber steg mange gange. I 1980 blev den første prototype af en vandstrålemaskine designet og lanceret, og i 1983 begyndte masseproduktion af udstyr og komponenter til GAR.

Skæreprocessen opstår som et resultat af den erosive effekt på materialet af en vandstråle med faste slibende partikler tilført under ultrahøjt tryk. Til dato er GAR-teknologien med rette en af ​​de mest dynamisk udviklende metoder til skæring af materialer og er en seriøs konkurrent til så traditionelle teknologier som laser- og plasmaskæring samt bearbejdning. Vandstrålens fysiske egenskaber gør den til et ideelt skæreværktøj uden slid. Strålediameteren kan være 0,5 - 1,5 mm (afhængigt af typen af ​​anvendte dyser og blanderør), på grund af hvilket spild af det forarbejdede materiale er minimalt, kan skæringen startes på ethvert punkt langs konturen af ​​enhver kompleksitet. Fraværet af termiske og mekaniske (deformerende) effekter er en anden fordel ved GAD, på grund af hvilken de oprindelige fysiske og mekaniske egenskaber af det forarbejdede materiale forbliver uændrede. Processen med vandstråleskæring er miljøvenlig og absolut brandsikker, da muligheden for brænding / smeltning af materialet og dannelse af skadelige dampe er udelukket. For nogle typer materialer - keramik, kompositter, flerlags- og honeycomb-strukturer - er der ikke noget behandlingsteknologisk alternativ til GAD. Udvalget af forarbejdede tykkelser er også imponerende - 0,1 mm - 300 mm og derover, hvilket gør vandstråleskæremaskinen nogle gange til et vigtigt værktøj inden for områder som maskinteknik, værktøjsproduktion, rumfartsindustrien, produktion af produkter til forsvar og transport industrier, stenforarbejdning .

Beskrivelse af vandstråleskæreteknologi

Teknologien til vandstråleskæring er baseret på princippet om erosiv virkning af en blanding af højhastighedsvandstråle og hårde slibende partikler på materialet , der behandles . Den fysiske essens af mekanismen til vandstråleskæring består i adskillelse og medrydelse af materialepartikler fra det skårne hulrum ved en højhastighedsstrøm af fastfasepartikler. Strømningsstabiliteten og effektiviteten af ​​den tofasede jet ( vand og slibemiddel) sikres ved det optimale valg af en række skæreparametre, herunder tryk og vandflow , samt flow og partikelstørrelse af slibematerialet.

Fordele ved vandstråleskæring

• ingen termisk påvirkning af materialet ( temperaturen i skærezonen er 60-90ºС);
• ingen udbrænding af legeringselementer i legeret stål og legeringer;
• ingen smeltning og afbrænding af materialet på kanterne af de bearbejdede dele og i det tilstødende område;
• fuldstændig brand- og eksplosionssikkerhed i processen;
• væsentligt mindre materielle tab;
• en bred vifte af skærematerialer og tykkelser (op til 150-300 mm og mere);
• høj effektivitet af skærepladematerialer med en tykkelse på mere end 8 mm;
• muligheden for at skære tynde arkmaterialer i en pakke med flere lag for at øge produktiviteten, herunder ved at reducere tomgangsslag af skærehovedet;
• miljømæssig renhed og fuldstændig fravær af skadelige gasemissioner;
• høj skærekvalitet ( kantruhed Ra 1,6).

Ulemper ved denne teknologi

• Utilstrækkelig høj skærehastighed af tynde stålplader;
• Begrænset ressource af individuelle komponenter og skærehoved;
• De høje omkostninger ved slibemidlet (forbrugsvarer);
• Korrosion af metal.

Klip materialer

Ved hjælp af en vandstråle kan du skære næsten ethvert materiale:

• jernholdige metaller og legeringer ;
• vanskeligt at bearbejde legeret stål og legeringer (herunder varmebestandigt og rustfrit stål);
• ikke-jernholdige metaller og legeringer (kobber, nikkel, aluminium, magnesium, titanium og deres legeringer);
• kompositmaterialer;
• keramiske materialer (gnejs granit, fliser);
• naturlige og kunstige sten (granit, marmor osv.);
• glas og kompositglas (triplex, pansret glas, armeret glas, glasfiber osv.);
• porøse og gennemsigtige materialer;
• honeycomb og sandwich strukturer;
• beton og armeret beton .

Skæring af bløde materialer såsom polyurethan , skumgummi og andet skum, plast , læder, pap, stoffer osv. udføres kun med en vandstråle uden tilsætning af slibemiddel.

HAR-teknologien bruges også i fødevareindustrien til udskæring og portionering af fødevarer.

Vandstråleskæresystem

Vandstråleskæring udføres ved hjælp af vandstråleskæremaskiner.

Sådan virker det

Vand, komprimeret af en af ​​hovedkomponenterne i systemet - en højtrykspumpe (4000 bar eller mere), passerer gennem en vanddyse og danner en stråle med en diameter på 0,2-0,35 mm, som kommer ind i blandekammeret. I blandekammeret blandes vand med et slibemiddel (granitsand), og derefter passerer det gennem en anden hårdlegerings- eller diamantdyse med en indvendig diameter på 0,6-1,2 mm. Fra denne dyse kommer en vandstråle med et slibemiddel ud med en hastighed på omkring 1000 m/s og rammer overfladen af ​​det materiale, der skæres.

Vandstrålemaskiner i industrien

• Vandstrålemaskiner kan skære rustfrit stål op til 200 mm tykt. For maskinen er det lige meget, hvor hårdt materialet er, om det er ikke-jernholdigt metal eller ej. Den lille strålestørrelse (ca. 1 mm) muliggør fremstilling af skarpt definerede hjørner med meget lave tolerancer.
• Vandstrålemaskiner med højtydende proces natur- og kunststen.
• Vandstrålemaskiner er en af ​​de mest effektive glasskæremaskiner . Det er muligt at skære både det tyndeste krystalglas og slidstærkt skudsikkert glas med mikron præcision.
• Vandstrålemaskiner bruges ofte til fremstilling af pakninger .
• GAR er velegnet til at skære alt fra hærdet fjederstål til ikke-jernholdige metaller som messing og kobber, samt tynde grafitkompositmaterialer og bløde materialer som gummi og papir.
• Vandstråleskæring bruges ofte til batch- og små batchproduktion og prototypeproduktion.
• Vandstrålemaskinen er også anvendelig til skæring af skum, gummi, plast, isoleringsmateriale, stof. Takket være den fine stråle kan der opnås stramme snit. Højtydende vandstråle opnås ved brug af udstyr med automatisk lastning/losning.

Designfunktioner

Arbejdsbad af maskinen

• Maskinens lejestøtter er lavet af rustfrit stål og kan nemt udskiftes i tilfælde af slid.
• For at understøtte materialet, der behandles, er der installeret hurtigskifte-ribber på lejestøtterne, hvilket giver maksimal beskyttelse af lejestøtterne mod stød fra en hydroslibende stråle.
• For at beskytte arbejdsområdet mod støj og genereret støv er maskinens bad udstyret med et system til hurtigt at hæve / sænke vand, som giver dig mulighed for at behandle en del helt nedsænket i vand.
• Alt det støv, der genereres under behandlingen, forbliver i vandet, og støjniveauet under behandlingen reduceres til 65 dB.

Rejsesystem

• Maskinen har et udkraget design med et remtræk til at flytte akserne.
• Remtrækket er nemt at betjene, nemt at udskifte, når det er slidt og er mest velegnet til arbejde på vandstråleskæremaskiner, da det praktisk talt ikke er bange for slibende materiale .
• For at forbedre positioneringsnøjagtigheden er der installeret lineære induktive sensorer på maskinen, som gør det muligt at opnå en positioneringsnøjagtighed på ± 0,025 mm.
• Bevægelsen af ​​akserne udføres langs lineære guider , hvilket sikrer høj positioneringsnøjagtighed, glathed og bevægelseshastighed.

Højtrykspumpe

• Den vigtigste del af enhver vandstråleskæremaskine er højtrykspumpen .

CNC system

• CNC -systemet er installeret på vandstrålemaskiner .

Fjernbetjening med håndhjul

• Når du arbejder på enhver maskine, er det meget praktisk at bruge et håndhjul og en fjernbetjening.
• Disse enheder giver dig mulighed for at binde eller konfigurere så hurtigt og præcist som muligt.

Slibemiddeltank

• Tankens design er lavet på en sådan måde, at det er muligt at genopfylde lageret af slibemiddel selv under driften af ​​installationen, hvilket sparer tid betydeligt.
• Tanken er udstyret med passende sensorer til styring af niveauet af slibende materiale.

Konstant clearance system

• Dette system er en speciel kontaktmekanisme, der, når du bevæger dig langs arket, giver dig mulighed for at opretholde et optimalt mellemrum mellem fokusrøret og materialet, hvilket bidrager til nøjagtigheden og kvaliteten af ​​snittet, og som også giver dig mulighed for ikke at bekymre dig om fare for, at fokuseringsrøret kolliderer med materialet.

Vinklet hoved

Det vinkelformede hoved giver dig mulighed for at rotere skærehovedet i to planer med en maksimal hældningsvinkel på op til 60 grader, hvilket giver dig mulighed for at behandle affasninger , buede overflader og kompensere for tilspidsning under forarbejdningen. Vinkelhovedet er udformet på en sådan måde, at når der kompenseres for en tilspidsning eller affasning af en kontur, udføres bevægelsen kun langs én roterende akse, hvilket sikrer høj bearbejdningsnøjagtighed og en konstant vinkel. Ved bearbejdning af komplekse overflader har maskinen mulighed for at arbejde med det samme i 5 koordinater.

Mediescanningssensor

Ved forarbejdning på vandstråleskæremaskiner er der et problem forbundet med ujævnheden i det materiale, der behandles. For at løse dette problem kan der installeres et laser- eller ultralyds - materialescanningssystem på maskinen . Dette system scanner materialet før forarbejdning med et specificeret interval, hvilket giver dig mulighed for at opretholde det nødvendige mellemrum under behandlingen af ​​materialet og sikrer maksimal behandlingsnøjagtighed. Når du arbejder med små dele, er det muligt kun at scanne indgangspunkter.

Slibende kontrolsensor

Slibemiddeltilførselskontrolsensoren kontrollerer mængden af ​​slibemateriale, der tilføres under bearbejdningen, hvilket tillader skæring uden konstant tilstedeværelse af operatøren, hvilket giver dig mulighed for at stoppe bearbejdningen, hvis fremmedmaterialer såsom jute eller fremmedfraktion kommer ind i skærehovedet. Området af tilladte værdier indstilles direkte fra operatørens skrivebord og kan ændres selv under behandlingen.

Enhed til fjernelse af slibemidler

Et system til fjernelse af slibeaffald, bestående af en bundfældningstank og en pumpe, kan installeres på en vandstrålemaskine. Et karakteristisk træk ved dette system er brugen af ​​en membranpumpe , som er mest tilpasset til at arbejde i aggressive miljøer og er nem at vedligeholde. Af hensyn til arbejdet har slibeaffaldstanken lynkoblinger til tilslutning af slanger og er tilpasset til transport med en bjælkekran eller en læssemaskine.

Metalbelastningsanordninger

Vandstrålemaskiner er udstyret med forskellige materialelastningssystemer. De mest almindelige kranbjælker med telphers, udstyret med vakuum eller mekaniske greb; pneumatiske og hydrauliske løftere med justerbare arme, der understøtter materialet på de vigtigste områder.

Se også

• kryogen skæring
• laserskæring
• Plasmaskæring