гидроабразивная резка
02.05.2019

Гидроабразивная резка камня. Станки и оборудование

Говорят, что стремление к развитию заложено в человеке на уровне генома. Из века в век движение по пути прогресса сопровождается революциями – вслед за промышленной пришла техническая, за ней научно-техническая и технологическая. Все они воплощали мечты сначала в теорию, а затем и в практику делая невозможное возможным. Влияние прогресса на отдельные отрасли промышленности не остается без последствий – цепная реакция распространения знаний и технологий вовлекает в это движение и другие сферы человеческой деятельности.

Так прогресс каменной отрасли всегда был связан с развитием технологий резки и обработки материалов. Здесь достижения промышленности воплощались в первую очередь в оборудовании и станках для обработки камня. На смену ручным штрипсовым пилам пришли дисковые пилы с электрическим приводом, затем машины с алмазными канатами. Это привело к расширению ассортимента, повышению качества и увеличению объемов производства.

Однако прогресс не стоял на месте и уже в 30-х годах XX века была изобретена новая технология – гидравлическая резка, которая после усовершенствования стала именоваться гидроабразивной.

Основы и особенности технологии ГАР

Первоначально способ гидравлической резки разрабатывался как в США, так и в СССР для добычи полезных ископаемых – каменного угля, руды, природного камня. Применение технологии в авиационной и космической отрасли привели к серьезным усовершенствованиям и расширению ее возможностей.

Сжатая насосом высокого давления вода, проходя через форсунку диаметром менее 1 мм разгоняется до сверхзвуковой скорости и превращается в идеальный инструмент, который как скальпель хирурга легко разрезает самые твердые материалы и в отличие от последнего не изнашивается и не требует заточки. Воплощенная в жизнь идея введения в этот поток измельченного абразивного песка привела к многократному увеличению эффективности процесса и повышению скорости резки.

Гидроабразивной резке (ГАР) подвластны практически любые современные материалы – гранит, базальт, габбро-диабаз, сталь, сплавы титана, пластики, керамика. При этом толщина реза может достигать 30 см и это не предел.

Оборудование для гидроабразивной резки

Стендовые испытания первого прототипа установки ГАР прошли в начале 80-х, а уже через три года было запущено производство. Важную роль в серийном выпуске играет универсальность оборудования – один и тот же станок может быть применен для обработки самых различных материалов в таких отраслях промышленности как:

  • авиационная и автомобильная – композитные материалы, титановые сплавы, шестерни;
  • металлообработка – сложные узлы из легированных сталей;
  • камнеобработка – плиты мощения из гранита, столешницы сложной формы, барельефы, фасадные плиты из габбро;
  • производство стекловолокна и уплотнителей;
  • стекольное производство – резка армированного и пуленепробиваемого стекла;
  • производство стройматериалов – бетон, керамика, брусчатка из габбро, железобетон, плитка из гранита.

Высокая работоспособность и долговечность оборудования обеспечивается использованием в самых изнашиваемых узлах (сопла режущих головок) сверхпрочных материалов – алмазов, рубинов, сапфиров. Вода для резки должна проходить фильтрацию и очистку, так как попадание даже мельчайших частиц в насос высокого давления может вывести его из строя.

Роль программного обеспечения в станках ГАР одна из ведущих. Разработчики выпускают готовые пакеты ПО, которые обеспечивают выполнение выбранной программы резки и автоматическую корректировку параметров процесса при заданных материале, давлении струи и скорости резки.

Конструктивные особенности станков

Уникальность технологии ГАР предполагает также уникальную конструкцию оборудования для ее практической реализации. Основные узлы установки, размещенные в ее корпусе:

  • Рабочий стол помещен в водяную ванну – на нем размещается заготовка и происходит резка. Вода, заполняющая ванну, обеспечивает гашение остаточной мощности режущей струи.
  • Емкость для воды – от него запитана система резки.
  • Резервуары для хранения и подачи абразива в систему резки. Снабжены контрольными датчиками объема. Позволяют контролировать и производить заправку абразивом даже во время работы станка.
  • Насос – сжимает и подает воду непосредственно к режущему устройству.
  • Режущий блок (головка) – служит для смешивания водного потока с песком и подачи его через сопло к поверхности заготовки. По виду конструкции различают одно осевые, двух осевые и головки с большим числом осей перемещения (до пяти). Позиционирование головки с точностью до сотых долей миллиметра обеспечивают датчики перемещения индукционного типа.
  • Блок автоматики (ЧПУ) – управляет движением режущего инструмента по всем осям, задает значения и следит за параметрами обработки.
  • Конструкция станков обычно допускает установку сканера для отслеживания отклонений поверхности детали, что повышает качество обработки.

Плюсы и минусы технологии

На сегодняшний день ГАР является наиболее передовой технологией в области резки. Ее основные преимущества заслуживают отдельного перечисления:

  • универсальность – один и тот же станок может быть использован для работы с различными материалами;
  • экономичность – малый диаметр струи снижает потери материала и расход смеси абразива с водой;
  • обеспечивает прецизионную резку – доп. обработка поверхности не нужна;
  • пониженное тепловыделение – рабочая температура в зоне резания – 60-90 ос;
  • позволяет производить разрезы любой конфигурации;
  • не создает проблем с экологией – все используемые компоненты экологически чистые.

Небольшой перечень недостатков не умаляет перечисленных достоинств, но о них следует упомянуть:

  • цена на абразивный песок существенно ограничивает сферы применения;
  • большой, но все же ограниченный ресурс выходного сопла головки и его высокая стоимость;
  • скорость резки некоторых металлов недостаточно высока;
  • работа оборудования сопровождается высоким уровнем шума.

версия для компьютеров