Гидрорезка или гидроабразивная обработка, когда струя каменьев-абразивов в оправе из воды, соплом направляются в нужное место. И режет все что нужно.
Как появилась гидрорезка?
Успешный инженер занимающийся в основном горнодобычей, решил: неплохо породы размываются водою. И давай ставить эксперементы со шлангами.
На мысли о водяном бурении его очевидно натолкнули русла рек, размываемые на многие километры. А любой гражданин прям в быту может заметить, как мойки под давлением легко сокрушает мощные стволы одуванчиков.
Чуть позже инженеры придумали таки мощный насос с мультипликативным эффектом. Это значит один цилиндр давит на другой и так еще несколько раз. И сделать струю воды крайне тонкой, чтобы энергию насосов сфокусировать.
Сегодня лучшие из таких машин-качков качают воду с мощностью 6900 атмосфер. Для большей эффективности и без того в струю космической мощности, добавили песка.
По итогу получился гидроабразив, инструмент резки почти всего. С кучей необычных эффектов при этом.
Как работает резка водой?
Очень эффективно и главным лезвием выступает вода. Под огромным давлением.
Давление создаётся каскадом насосов. Насос, утрамбованную многократно воду, подкачивает к трубке. Куда также подшвыривается песок. Хотя не совсем песок, но в целом песок. В трубке они смешиваются и отправляются вместе сокрушать сущее.
Гидроабразив это как пескоструй, но благодаря плотности воды, абразивные частицы направляются плотнее, энергия их жестче и потому режущий инструмент становится упругий и на большей дистанции сохраняет свою прямоту
Потому пейте больше жидкости, чтоб ваш инструмент тоже был таким. Или напротив, гидроабразив, как пожарный брансбойт, но мощнее и с песчаными крупинками.
Напор воды и без абразива резать горазд, например им раскраивают пирожные, памперсы на фабрике и даже древесные плиты. И казалось бы водой же нельзя, потому что все намокнет. Но нет, потому что крайне высокая скорость движения воды и реза.
Пирожные с бумагой вообще статистическая погрешность. А например дерево толщиной 120 миллиметров, рассекает торопясь целых 15 метров в минуту. Но зачем это нужно когда есть ножи, плазма, проволока и многое другое?
Неоспоримые преимущества резки водой
Нет тепла
Лишнего. Так то струя как куча дроби бьет со скоростью реактивного истребителя, и нагревает поверхность на 60-80°, но это гораздо меньше чего бы то ни было другого.
Поэтому нет ни поверхностной закалки, не поверхностного отпуска. Зачастую нет даже заусениц.
Потому получится сэкономить на слесарных операциях, тоесть зачистке и удастся порезать легковоспламеняющиеся, горючие и деликатные материалы. Типа полимеров. И конечно каменья с стеклами
Нет давления
Равно как и у электроэррозии, когда металл режет чистая энергия, с носителем в виде проволоки. Но в гидроабразивной резке энергия кинетическая. Из-за того что нет давления, заготовка не требует жесткой фиксации, и не будет деформаций. А потому не будет на ней поверхностного напряжения. Только ровный и гладкий рез. Одинаково нежно удастся зажать и хрустальную вазу и колесную пару локомотива. И все будет разрезано безупречно
Сложности отсутствуют
Поверхности любой заковыристости с множеством внутренних полостей. Тонкостенные и необычайно изощрённые детали..
И даже множество слоев материала одновременно. Например штабеля гранитных досок или несколько пластин композитных крыльев истребителя. Вдруг захочется.
Чистота
Потому что все продукты резания: пыль, остатки режущего инструмента дым от горения смазки на деталях, смывает вода. И продуктами работы будет только ровный рез и мерное журчание компрессора. Потому станок можно поставить в кабинет и наслаждаться техногенными звуками шаговых двигателей.
И что по итогу?
Возможности резки водой
Почти любые материалы кроме алмаза и еще некотрых сверхтвердых.
Со скоростью 3 000 миллиметров в минуту, если это лист стали толщиной в 5.
На максимальную толщину до 600 мм для всяких резин. Сталь порежет максимум на 300, алюминия 400 и с точность 5 сотых.
Отклонением плоскости реза от плоскости детали 0,04 мм. Что вполне себе лучше фрезеровки. И качеством поверхности до 3,2 Ra.
Что нужно для резки водой
Кроме того что станок, кстати стоят такие устройства от 3 до 20 и до бесконечности. Потребуется:
- абразив
- вода
- сопла
- энергия
Примерно 30 киловатт электричества или меньше, для питания компрессора, хотя есть машины и 100. Самые огромные и мощные как нейтронная звезда.
Вода любая
Вот абразив и сопло это интересно
Абразив для резки водой
Нашли массу всяких штук, главное чтобы частички режущей массы были от 0,1 до 0,6 мм. Но пользуются не таким большим ассортиментом. Всего то:
Силикатный шлак
Максимум для алюминия подойдут, потому что это отходы производства слишком мягки. Зато дешево и сердито.
Кварцевый песок
Менее популярен как оксид кремния или силикатный, но широко известен как наполнитель пляжей. Чуть твёрже вышеуказанного и работает всего раз, потом требует очистки или замены. За это профессионалы кварцем режут не часто. Только жадюги из-за большого количества пыли и еще большей неравномерности зёрен.
Песок граната
Альмандиновый еще менее известный как амальлиновый песок по шкале твердости на 7 строчке.
Самый популярный, потому что умеренно жесткий и не изнашивается как кварцевый. Подходит для многократного использования. Одинаково хорошо режет большинство материалов.
Электрокорунд
Твердостью дотягивает до 9 строки топ чарта. Может резать керамику и другие твердые материалы с хорошей поверхностью по итогу. Но достаточно дорог.
Карбид кремния
Или карбокорунд, самый прочный, для самых тяжелых задач. Например резать жесткой керамики или бронепластины.
Как выбрать абразив?
Важно соблюсти баланс между твердость частиц и разрезаемого материала. Чтобы не торопятся за скоростью, но выбрать всего то чуть тверже. Потому что и силикатный шлак на такой скорости как в машине изнашивает все узлы.
Через это все рассчитывать следует
Как и самый мягкий брать бессмысленно, ведь придется резать долго и платить за электричество больше. А если слишком быстро, придется платить за повышенный расход абразива и износ всего.
Таки проходит абразив из бункера с песком и все колотит на пути, в том числе сопло. Расшатывает последнее, иногда на 2 сотки в час. И хотя умные станки мониторят нарастающие изъяны и корректируют работу, чтобы рез не становился кривым. С неизбежностью гравитации сопла станут кривыми дырками. Для того чтобы реже трогать мокрые щели, делают этот ответственный узел из:
Рубина
Еще есть из сапфира, но они очень близки. Ровно такой же драгоценный камень, хоть и искусственный, состоит из оксида алюминия, как и корунд, которым режут. Служит бриллиантовый до 200 часов или чуть больше. И стоит около 2-3 т р
Карбида
В смысле карбида вольфрама. Почти как твердосплавная пластина, но по другому выглядит. Служит в 2 раза дольше сапфира.
Алмаза
Прям из алмаза, поликристаллического или нет. Главное что ресурс в 10 раз больше. Как и стоимость. Рубиновое умноженное на 10. Потому только для успешных профессионалов кромсать всякое водой алмаз и сгодится.
Цифры приблизительные, потому что устройства дорогие, делают все кому не лень. А потому качество может отличаться в десятки раз.
Кстати: есть совсем крохотный станок гидроабразив, Wazer Desktop за миллион. С рабочим полем 300-460 мм, и режет сталь толщиной до 4 мм. Сам весит 100 кг. Для мелких мастерских шикарно. Не у меня, прост классный✌🏼
Итого: резка водой дороже некоторых способов, но режет то что другие не могут. Потому если вам нужно раскромсать то что сложно представить, точно берите гидроабразив.
Спасибо за внимание. Подписывайтесь, буду рассказывать вам еще много, ставьте пальцы вверх чтобы я знал что молодец. И вот еще про такелажную оснастку
