Что такое гидроабразивная резка и где она применяется?

Появление и внедрение гидроабразивной резки

В СССР в 1947 году один российский инженер получил авторское свидетельство на новый способ резки твердых материалов — струей воды. Идея заключалась в том, чтобы создать такую силу воздействия воды на материал, чтобы она превосходила силу соединения между молекулами самого материала. Для этого требовалось давление в несколько тысяч атмосфер.

Американцы же утверждают, что именно они изобрели принцип водной резки. Правда, это не так, ибо американский «папа» этой технологии начал исследования только в 50-х годах прошлого столетия. Норман Франц, лесной инженер, искал новые методы разделки толстых деревьев на доски. Ему удалось добиться струй, выходящих под очень высоким давлением, способных резать дерево и другие материалы, но эти струи были краткосрочными. Францу было трудно поддерживать высокое давление. По иронии судьбы сегодня водная резка мало используется для резки дерева. В 1979 году сотрудник американской корпорации Flow по имени Мохамед со странной фамилией Гашиш придумал добавлять в водный поток абразивный материал, что позволило резать практически любой материал.

В 1980 году гидроабразивная струя использовалась впервые для резки стали, стекла и бетона. В 1983 году была продана первая гидроабразивная система для резки автомобильного стекла. Первыми технологию гидроабразивной резки широко применили авиационная и космическая промышленность, которые стали пользоваться ею для резки очень прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, титан и композитных материалов, вроде углеволокна, используемых в авиации. С тех пор гидроабразивная струя используется для резки камня, керамики, в создании авиационных двигателей, в строительстве и в других областях.

Гидроабразивная резка ( ГАР ), водоабразивная, резка водой, гидрорезка, водорезка, акварезка, абразивоструйная – синонимы одного и того же процесса. Основой принципа гидроабразивной резки является способ разделения металлов и материалов с помощью водяной струи высокого давления. Вода, сжатая первым основным компонентом системы, насосом – мультипликатором, до давления более 4000 атм, проходит через водяное сопло, образующее струю диаметром около 0.5 мм, которая попадает в смесительную камеру.

      Гидроабразивная резка — альтернатива не только механической, но и лазерной, плазменной, электроискровой и кислородной резки, а при необходимости обработки материалов, не терпящих температурного воздействия, является единственно возможной. Струя воды не создает прямого давления на поверхность материала. Механическое воздействие происходит лишь на микроскопическом уровне. Таким образом, несмотря на большую кинетическую энергию струи воды, отсутствует какая-либо деформация материала и высокоточная резка выполняется без появления неровностей кромки.

        Станки гидроабразивной резки (водоабразивной) позволяют производить раскрой листового материала, задавая любой сложный профиль реза с любыми радиусами закругления. Ширина реза составляет всего 1 мм, поэтому отходы в процессе обработки материала минимальны, в отличие от традиционных методов обработки. Так-как температура в зоне резания менее +60С, и возникающее в процессе резания тепло практически мгновенно уносится водой, это исключают деформацию заготовки, оплавление кромок и пригорание материала в прилегающей зоне реза. Соответственно, водорезка не изменяет физико-механические свойства обрабатываемого материала, что зачастую дает возможность экономии на дополнительных технологических операциях по чистовой обработке кромок материала, необходимых после высокотемпературных воздействий. Ни одна технология, кроме водоабразивной резки, не может обеспечить отсутствие термического влияния на материал в зоне реза.

Установка гидроабразивной резки практически универсальна, потому что на одном станке и без его переналадки можно обработать с высокой точностью и производительностью и самые твердые и самые мягкие, эластичные материалы, а также самые различные их комбинации. Высокая точность реза мало уступает технологиям фрезерования и лазерной резки.

        Оборудование для гидрорезки  позволяет осуществлять фигурную (контурную) резку и производить раскрой широкого перечня материалов: стекло, зеркало, триплекс, фарфор, графит, магний, слюда, природный камень, натуральный и искусственный гранит и мрамор, керамика, металлокерамика, керамогранит, керамическая плитка, кафель, черные металлы и сплавы, в том числе труднообрабатываемые (твердые и магнитные сплавы, титан, коррозионно-стойкие и жаропрочные стали), нержавейка, алюминий, латунь, медь, бронза, цирконий, полимерные материалы, винипласт, фторопласт, оргстекло, гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, пластик, пенопласт, фольгированная и металлизированная пластмасса, композитные материалы, кевлар, бумага, картон, ткани, кожа, резина, поролон, древесина ( дерево ), фанера, мыло, пищевые продукты и др.

В комплект оборудования для гидроабразивной резки обычно входят фильтр и промежуточный резервуар для воды, насос высокого давления (100-400 МПа), блок режущей головки (смеситель-сопло), устройство для подачи абразива, гибкий шланг длиной до 100 м от насоса до блока режущей головки, рассчитанный на высокое давление, механизм перемещения головки и устройство, управляющее (программирующее) процессом резки.