Cắt kim loại nước (cắt bằng tia nước): công nghệ và nguyên tắc làm việc

Nền văn minh hiện đại không nghĩ đến chính nó mà không sử dụng rộng rãi thép. Sắt, chỉ 400-500 năm trước được đánh giá gần như có trọng lượng bằng vàng, giờ đây có thể bị rỉ sét trong bãi rác mà không có huy chương. Thép đã tan trong hàng triệu tấn, được sử dụng hoàn toàn ở mọi nơi. Vấn đề chính thường là chế biến của nó, vì nhiều loại vật liệu này khá rắn, và các định mức công nghệ hiện đại rất cứng nhắc và không cho phép các đường cắt "thô". Để cải thiện chất lượng của thành phẩm, các nhà khoa học đã được phát minh ra nước kim loại cắt.

Khi nó bắt đầu được sử dụng trong thực tế?

Đáng ngạc nhiên, công nghệ này đã được sử dụng rộng rãi trong những năm 60 của thế kỷ trước. Lần đầu tiên nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp khá cụ thể, như ngành công nghiệp máy bay và ngành công nghiệp vũ trụ. Nhưng ngay sau đó, các công ty bắt đầu nghĩ rằng việc cắt giảm nước bằng kim loại là một sự đổi mới tuyệt vời có thể tạo ra cơ hội rộng nhất cho toàn ngành với việc mở rộng hơn vào sản xuất.

Kể từ đó, phương pháp chế biến kim loại này ngày càng trở nên phổ biến. Có thể cắt kim loại chỉ được sử dụng cho tấm kim loại, hoặc là các cấu kiện thép khác phụ thuộc vào nó? Những lợi thế và bất lợi của phương pháp này là gì? Chúng tôi sẽ cố gắng giải thích tất cả điều này trong khuôn khổ bài báo này.

Ứng dụng

Ưu điểm chính của phương pháp cắt này là thực tế là trên thực tế không có hành động cơ học quan trọng trên bề mặt của vật liệu. Mất ma sát hoàn toàn, cơ chế không nóng lên. Điều này có ảnh hưởng cực kỳ tích cực đến chất lượng cắt và toàn bộ phần đã hoàn thành.

Vật liệu đã qua xử lý

Thứ nhất, tôi muốn lưu ý ngay lập tức rằng lĩnh vực áp dụng phương pháp này không chỉ giới hạn ở kim loại một mình và các hợp kim của chúng. Nó cũng được sử dụng cho các vật liệu như:

• Đá granite, đá tự nhiên, khoáng chất khác.
• Gốm sứ và thuỷ tinh.
• Tất cả các kim loại, kể cả titan và các hợp kim của nó.
• Bê tông cốt thép và bê tông.
• Tất cả các loại nhựa và các vật liệu tổng hợp khác.

Điều thậm chí còn tốt hơn, đồng thời có thể đạt được tiêu thụ cực kỳ thấp cả nguyên liệu và các thành phần. Hơn nữa, khi làm việc với các vật liệu nguy hiểm, việc cắt kim loại là phương pháp duy nhất có thể chấp nhận được, do không có tia lửa, không gây ra sự hình thành bụi, và không có khả năng gây cháy tự phát của sản xuất.

Làm thế nào để làm việc này trong thực tế?

Như chúng ta đã nói, cán kim loại không phải là lĩnh vực duy nhất áp dụng phương pháp, nhưng vẫn 70% công việc đi chính xác trong lĩnh vực này. Bản thân công nghệ này dựa trên việc cung cấp nước với vật liệu mài mòn tốt dưới áp suất lên bề mặt vật liệu. Vậy chính xác những gì xảy ra trong quá trình cắt? Đây là những quy trình công nghệ chính:

• Nước dưới áp lực rất lớn được đưa vào một bể mạnh đặc biệt.
• Đồng thời, một "mài mòn", thường được đại diện bởi phần nhỏ nhất của cát, được "làm đầy" ở đó.
• Sau đó, hỗn hợp kết quả được đưa vào vòi phun.
• Máng chảy được hướng đến khu vực yêu cầu và bắt đầu cắt vật liệu.

Chất lượng và tốc độ cắt bằng cách tiếp cận này tăng lên nhiều lần. Thỉnh thoảng, bạn chỉ cần thêm một mài mòn. Quá trình này hoàn toàn tự động, không cần can thiệp của nhân viên bảo trì.

Cần phải tính đến việc cắt bằng tia nước cho phép đạt được tốc độ như vậy, thường chỉ có thể đạt được khi xử lý vật liệu. Nhưng! Chất lượng của cắt là như vậy mà nó có thể được lặp đi lặp lại chỉ sử dụng một laser. Chi phí của các loại công việc này, và sự phức tạp của thiết bị được sử dụng trong trường hợp này là rất khó so sánh, vì đây là những "hạng cân" hoàn toàn khác nhau.

Thiết bị nào được sử dụng cho điều này?

Ngay cả trong thời Ai Cập cổ đại, người ta cũng nhận thấy rằng nước có thể thay đổi đáng kể tính chất của những vật liệu đã tiếp xúc với nó trong một thời gian. Ngay cả đá cứng cũng chạy đến trạng thái của đá cuội, và trên bề mặt đá granit và đá cẩm thạch tương đối nhanh xuất hiện các rãnh nhìn thấy được.

Sau đó, cùng một nguyên tắc đã được áp dụng bởi ngành công nghiệp hiện đại. Tất nhiên, từ thời cổ đại, thứ tự sử dụng các khả năng của "hydro oxide" đã thay đổi đáng kể: thứ nhất, nó phải cung cấp áp suất nước chấp nhận được, và thứ hai là độ dày và hướng của máy bay phản lực. Điều này đạt được như sau:

• Một bơm đặc biệt của áp suất rất cao không chỉ tích tụ một số lượng chất lỏng, mà còn cung cấp nó cho vật liệu đang được chế biến. Nó là từ quyền lực của cơ chế này mà độ dày và mật độ của thép có thể được cắt giảm phụ thuộc. Đối với máy bơm, nước được cung cấp từ một hệ thống cung cấp nước thông thường, và (để ngăn chặn sự gián đoạn) thì nên mang nó ra từ nhiều nguồn cùng một lúc.
• Bộ điều chỉnh điện đặc biệt chịu trách nhiệm về độ dày của máy bay phản lực. Tốc độ cắt và độ dày của vật liệu được chế biến phụ thuộc không chỉ vào các thiết lập của nó, mà còn về đặc tính của vật liệu mài được sử dụng. Để "cắt" một cái gì đó nhớt hơn, bạn phải sử dụng một phụ gia ba pha, cho một thép đơn giản nó đủ nước và chất độn, trong vai trò của nó, như chúng tôi đã nhiều lần chỉ ra, có thể được sử dụng cát phổ biến nhất. Tất nhiên, điều đó có thể điều chỉnh không chỉ thành phần của hỗn hợp ... những thông số nào khác được đặc trưng bởi việc cắt kim loại bằng nước? Áp suất và vận tốc chất lỏng. Hãy nhớ rằng tốc độ nước tối thiểu chấp nhận được nên đạt 1200 m / s với áp suất khoảng 4,7 t / cm!

Thiết bị khác

Các vòi phun rất quan trọng. Đường kính của chúng, cũng như các vật liệu được sử dụng, phụ thuộc trực tiếp vào cả độ mài mòn và tốc độ của máy bay phản lực. Áp suất của nước trong quá trình chế biến kim loại cao đến mức chỉ có thể sử dụng các hợp kim có độ bền cao. Đầu phun cần phải được thay đổi, tần số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một trong những thành phần quan trọng nhất của bất kỳ máy để cắt nước "" là một máy trộn. Nó phụ thuộc vào nó sự đồng nhất của hỗn hợp kết quả, cũng như chất lượng của lát, sự có mặt hoặc không có của chip ở các cạnh của các bộ phận chế biến.

Lưu ý rằng cắt bằng tia nước là không thể mà không sử dụng tự động hóa độ chính xác cao. Một tính năng của phương pháp xử lý kim loại này là độ dốc của cạnh, do tính chất của nước trong các điều kiện cụ thể như vậy cho ứng dụng của nó. Tốc độ càng cao thì giá trị càng lớn. Nhưng! Với sự tăng lên của vỏ conicity, chất lượng cuối cùng của việc chế biến nguyên liệu là tỷ lệ thuận. Để giảm tác động tiêu cực, có thể sử dụng công nghệ Flow Dynamic Waterjet đã được cấp bằng sáng chế và các phương pháp kiểm soát chất lượng sản phẩm tương tự.

Nguyên tắc của công nghệ thông minh là gì? Tất cả mọi thứ là tương đối đơn giản: tự động hóa tự xác định loại, độ nhớt và mật độ của vật liệu được xử lý, và sau đó thay đổi một cách độc lập góc độ nghiêng và đường kính của vòi phun. Chỉ sau khi này, tiếp tục sửa chữa cắt kim loại với cát và nước bắt đầu.

Hoạt động chuẩn bị

Cuối cùng, không kém phần quan trọng là hệ thống chuẩn bị chất lỏng sơ bộ để sử dụng sau này trong hệ thống cắt kim loại. Để tối đa hóa tuổi thọ của thiết bị, và để đảm bảo chất lượng chế biến tối đa, chất lượng nước tinh thể rõ ràng là rất quan trọng. Điều này đạt được bằng cách lọc qua bộ lọc "độ chính xác cao", qua đó tất cả các tạp chất tương đối lớn có trọng lượng phân tử lớn sẽ được lấy ra khỏi chất lỏng.

Điều quan trọng là phải hiểu rằng các nhà sản xuất khác nhau cung cấp các thiết bị phun nước khác nhau, khả năng trang bị thêm các chức năng trực tiếp phụ thuộc vào chi phí của máy móc. Vì vậy, chức năng mở rộng cho phép, nếu cần thiết, để thực hiện cắt các con số thậm chí phức tạp, không kể đến các hoạt động đơn giản hơn.

Khả năng làm việc của nước cắt

Trong nhiều lĩnh vực nghệ thuật, cắt kim loại bằng nước, giá thấp hơn nhiều so với chế biến laser (từ 15 rúp / mét) cũng đã tìm thấy ứng dụng rộng nhất. Thực tế là một trong những ưu điểm của phương pháp này là sự vắng bóng hoàn toàn của chip, cũng như sự gia nhiệt bề mặt, làm cho hình ảnh hoặc hình ảnh kết quả chính xác mà nhà thiết kế hoặc nghệ sĩ muốn nhìn thấy. Dưới đây là các tính năng chính mà phương pháp xử lý nguyên liệu này cung cấp:

• Tuỳ chỉnh cắt kim loại. Điều quan trọng là ở bất kỳ độ nghiêng của vòi phun cắt được thu được rất chất lượng. Tính chính xác là các bộ phận hoàn thiện sau khi sản xuất có thể được sử dụng thực tế mà không cần chuẩn bị.
• Máy hiện đại có thể làm việc với sự can thiệp tối thiểu của con người, hoặc không đòi hỏi sự có mặt của nhân viên bảo trì. Với cùng một thiết bị, bạn có thể cắt bỏ các chi tiết của cấu hình phức tạp nhất, và làm điều đó trong thời gian ngắn nhất, nhưng với việc bảo quản chất lượng cao nhất có thể.
• Gia công kim loại là đặc biệt phổ biến. Do đó, máy cắt kim loại bằng nước có thể cắt đến 20 cm thép cacbon trung bình. Đối với titan, các chỉ số này khiêm tốn hơn - trong vòng 15-17 mm. Các hợp kim đặc biệt mạnh - khoảng 12 mm. Hệ số tối thiểu chia sẻ trên đồng và chỉ có 4-5 mm.
• Các yếu tố trang trí và trang trí bằng cách sử dụng phương pháp này không chỉ đạt được chất lượng cao mà còn rẻ. Ngoài ra, cấu hình của các sản phẩm hoàn chỉnh không phụ thuộc vào kinh nghiệm của nhân viên chứ không phải trên "độ cứng của bàn tay", mà chỉ dựa trên các thiết lập. Nếu độ lệch khi cắt không vượt quá 0,5%, sử dụng thiết bị để cắt kim loại bằng nước với CNC.

Trong những năm gần đây, đường ống đang ngày càng cắt. Với mục đích này, các máy móc đặc biệt được sử dụng, qua đó cắt đường ống ban đầu được đánh bóng và rất trơn. Do đó, cắt bằng tia nước, được cung cấp ở bất kỳ thành phố lớn nào đang trở thành phương pháp ngày càng phổ biến và phổ biến để chế biến nhiều loại vật liệu.

Máy Phun CNC

Đặc biệt mở rộng phạm vi của phương pháp này đã giúp máy công cụ điều khiển số, cho phép bạn xử lý nhiều loại vật liệu, điều chỉnh linh hoạt chất lượng công việc, độ dày cắt tối đa và tối thiểu, cũng như các thông số khác.

Sai lệch từ các thông số thiết lập là tối thiểu, hầu như không thể đạt được bằng các phương pháp cắt tiêu chuẩn. Nguyên tắc hoạt động của loại thiết bị này như sau:

• Thứ nhất, phần mềm thích hợp được cài đặt, có thể khác nhau cho từng loại vật liệu. Chương trình sẽ tự động lựa chọn thành phần của hỗn hợp, loại chất mài mòn và lượng nước cần thiết, áp suất và các thông số khác. Các chương trình cắt đặc biệt có trách nhiệm cắt các vật liệu.
• Theo quy định, xử lý bổ sung của phần hoàn thành không còn cần thiết. Nếu các thông số cắt đã được nhặt không chính xác hoặc không chính xác, có thể thấy một số sự gồ ghề của sản phẩm hoàn thiện. Nhưng! Nếu bạn sử dụng một máy CNC có thể tự lựa chọn các thông số cắt, điều này sẽ không xảy ra. Trong trường hợp này, thiết bị tự động lựa chọn chế độ mong muốn, dựa trên độ dày, độ nhớt và mật độ của kim loại.
• Ngoài việc cắt, những máy này còn cho phép khoan lỗ có đường kính và cấu hình khác nhau. Đồng thời, chúng ta lặp lại những từ đã được mô tả ở trên: nếu cần có một thứ gì đó đặc biệt từ thiết bị, thì cần phải chọn những mô hình có các chức năng bổ sung tương ứng.
• Đôi khi những máy này có thể được sử dụng không chỉ để cắt, mà còn để đánh bóng các sản phẩm hoàn chỉnh và các bộ phận đã được thực hiện trên các thiết bị khác.

Cắt bằng tay

Trong một số trường hợp, người vận hành máy móc có thể được kiểm soát bởi một nhà điều hành có trình độ. Trong chế độ này, tất cả cài đặt phải được đặt ở chế độ thủ công, điều này không phải lúc nào cũng tiện lợi. Nhưng họ có phương pháp thủ công cắt kim loại và nhiều lợi thế, bao gồm những điều sau đây:

• Chi phí của các chi phí làm việc như vậy rẻ hơn một lần rưỡi.
• Sự hình thành cấu tạo của người vận hành, tuy nhiên, rất lạ, không thực sự quan trọng. Thực tế là việc điều khiển bằng tay những máy này là khá đơn giản, và không có nhiều chức năng phức tạp. Thiết bị này được sử dụng trong những trường hợp đó khi cần phải cắt bỏ các chi tiết có hình dạng hình học đơn giản.
• Chức năng của các máy vẫn ở mức tương đương. Mài cắt, khoan lỗ và các hoạt động đơn giản khác - tất cả điều này có thể được thực hiện với điều khiển bằng tay. Ngoài ra, có khả năng chế biến không chỉ kim loại, mà còn các vật liệu khác.

Chúng tôi hy vọng rằng bạn hiểu kim loại đang cắt nước như thế nào. Phương pháp này là rất phổ biến trong ngành công nghiệp hiện đại, nó có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận của hầu như bất kỳ hình dạng và cấu hình.