Taglio del metallo con acqua: descrizione della tecnologia e raccomandazioni

Ogni anno, le imprese metallurgiche del mondo odoravano centinaia di migliaia di tonnellate di acciaio. L'aumento dei requisiti per la qualità del taglio ha portato all'emergere di nuove tecnologie di elaborazione. Soprattutto se si considera che molte leghe sono piuttosto dure. Le tecnologie più avanzate sono il taglio laser e acqua di metallo (idroabrasivo). L'essenza di quest'ultimo consideriamo in dettaglio in questo articolo.

Prime prove

Negli anni '30 del XX secolo, gli scienziati americani e sovietici erano confusi da questo problema. L'impeto era che era necessario raggiungere un'elevata precisione e velocità di lavoro. Il primo sviluppo iniziò a essere realizzato negli anni '50 del XX secolo da ingegneri statunitensi e dell'URSS. Nel 1979 iniziarono ad usare la sabbia, che venne aggiunta al flusso con acqua, e il concetto di "idroabrasivo" apparve. I requisiti chiave sono l'alta pressione e la portata d'acqua sulla superficie trattata.

Già nel 1983 fu lanciata la produzione in serie di attrezzature per il taglio a getto d'acqua (GAR). Infatti, ancora oggi è uno degli strumenti più ideali per il taglio, poiché non ha usura e c'è la possibilità di regolare il diametro del getto. Questo metodo può funzionare con spessori del foglio fino a 300 mm. Ciò ha portato al fatto che il taglio dell'acqua del metallo ha iniziato a essere attivamente utilizzato nella produzione di aerei, nell'ingegneria meccanica, nella lavorazione della pietra e nella produzione di veicoli corazzati e nell'industria spaziale.

Il principio di funzionamento e descrizione della tecnologia

È basato sul principio del trattamento dell'erosione. Consiste nel fatto che un flusso di acqua ad alta pressione con particelle abrasive viene fornito al metallo in lavorazione. Di conseguenza, c'è una separazione delle particelle del metallo trattato. Vari parametri, come velocità e profondità, vengono regolati utilizzando il diametro e le dimensioni del getto, nonché il consumo di abrasivo.

Il componente principale del sistema è una pompa ad alta pressione (4.000 bar). Comprime l'acqua e la fornisce ad un ugello d'acqua speciale, dietro il quale c'è una camera di miscelazione. C'è una miscela di sabbia e acqua di melograno. Quindi la miscela entra nell'ugello di diamante o carburo, che ha un diametro fino a 1,2 mm. Da esso con una velocità di oltre 1 000 m / s idroabrasivo cade direttamente sul metallo trattato. Questo è il modo in cui il metallo viene tagliato con l'acqua, e ora stiamo andando oltre.

Informazioni sulle funzionalità di GAR

Elevate proprietà di taglio possono essere ottenute grazie alla presenza di abrasivo ad alta resistenza. Allo stesso tempo, un flusso stabile è assicurato solo se le particelle di sabbia granata non superano il 30% della sezione del getto. L'acqua, per la maggior parte, svolge una funzione esclusivamente di trasporto. La dimensione dell'abrasivo dipende dai requisiti richiesti per la qualità del taglio. Più sono bassi, più grandi sono le particelle da usare.

Quando il taglio del metallo viene eseguito con acqua, è estremamente importante selezionare la durezza ottimale dell'abrasivo. L'indicatore dipende dal materiale che viene elaborato. Più è difficile, più la sabbia è dura. Si raccomanda di non utilizzare un abrasivo con una durezza inferiore a 6.5 sulla scala Mohs. Allo stesso tempo, dovresti prestare attenzione all'usura dell'ugello. Più dura è la sabbia, più veloce è soggetta a usura. Pertanto, in questa fase è estremamente importante eseguire calcoli teorici e solo successivamente procedere al lavoro.

Taglio del metallo con un getto d'acqua: i benefici

Il vantaggio principale di questo metodo è che consente di ottenere un taglio di alta qualità, ovvero ottenere la ruvidità necessaria dopo l'elaborazione. Inoltre, vale la pena evidenziare i seguenti vantaggi:

• la probabilità di un incendio o esplosione durante la lavorazione;
• pulizia ambientale del processo (nessun gas si forma durante il taglio);
• non bruciare gli additivi legati nel metallo lavorato;
• possibilità di lavorazione del metallo fino a 30 cm;
• bassa temperatura nella zona di taglio (90 gradi Celsius);
• alta efficienza dovuta alla mancanza del minimo della testa di taglio.

Come potete vedere, il taglio del metallo con acqua sotto pressione ha diversi vantaggi rispetto ad altri metodi. È ecologico, sicuro ed efficace. Le macchine moderne consentono persino la lavorazione di più fogli contemporaneamente in una sola mossa, se lo spessore lo consente. In generale, GAR si sta sviluppando sempre di più ogni anno, quindi le caratteristiche sono notevolmente migliorate.

Brevemente sulle carenze

Ma l'ideale questo sistema non può essere. Pertanto, ci sono alcuni svantaggi. In primo luogo, a causa della portata elevata dell'acqua con pressione abrasiva e grave, il processo è piuttosto rumoroso, è auspicabile avvicinarsi solo ai tappi per le orecchie. In secondo luogo, la bassa velocità di lavorazione della lamiera d'acciaio. Ma questo è quando confrontato con le tecnologie laser e plasma. Inoltre, la testa di taglio si consuma abbastanza rapidamente. Questo, a sua volta, porta a costi operativi elevati. Pertanto, qualsiasi macchina per tagliare il metallo con acqua dovrebbe essere regolarmente mantenuta e sostituita con meccanismi rotti o usurati. In caso contrario, l'efficienza del lavoro e la qualità del taglio diminuiranno gradualmente.

Attrezzature nell'industria

Le moderne macchine per uso professionale consentono di lavorare acciaio inossidabile con uno spessore fino a 20 centimetri. Allo stesso tempo, gli indicatori di forza e un gruppo di metalli non sono importanti. Il diametro del getto piccolo (1 mm) consente di ottenere un taglio con una tolleranza molto elevata. Se si utilizza una macchina industriale, è possibile lavorare pietra e altre rocce dure, come il marmo, ecc.

Attualmente, è uno dei metodi più efficaci e popolari per tagliare il vetro. GAR funziona con vetro sottile e vetro antiproiettile con precisione micrometrica. Oggi le macchine GAR sono utilizzate per la produzione di guarnizioni, lavorazione della schiuma, come gomma e plastica. Ma per ottenere risultati ottimali, è necessario utilizzare moderni sistemi elettronici e vari scanner.

Informazioni sulle caratteristiche del design

Per ottenere il risultato desiderato nel settore utilizzando macchine esclusivamente con CNC. Pertanto, il processo è quasi completamente controllato dall'elettronica. La composizione della macchina professionale comprende vari sistemi. Ad esempio, controllo del gioco ottimale. Un tale sistema fornisce la migliore distanza tra la testa di taglio e il metallo da lavorare per la massima precisione nel punto di taglio. Usato e materiale di scansione del sensore. È necessario per scansionare il metallo per rilevare eventuali irregolarità. Le letture vengono trasmesse al CNC, causando il cambiamento dello spazio.

Per automatizzare il processo, nel sistema viene introdotto un sensore di controllo dell'alimentazione abrasiva. Regola la quantità di sabbia granata. Inoltre, un tale sistema interrompe il funzionamento se elementi di terzi entrano nella pompa ad alta pressione (juta, frazione grossolana). Tutto questo dovrebbe funzionare come uno, e solo in questa situazione può raggiungere risultati ottimali. Una moderna macchina industriale costa un sacco di soldi, quindi richiede una manutenzione regolare. Se non farlo, può fallire completamente.

Tagliare il metallo con l'acqua con le tue mani

È abbastanza logico che per uso singolo nessuno acquisti attrezzature industriali con CNC. In questo caso, le cosiddette macchine manuali sono molto utili. Non hanno il controllo del software, quindi l'operatore imposta tutti i parametri di taglio. In realtà, la qualità del taglio dipende completamente dalla qualifica dello specialista. Con il giusto approccio, è possibile ottenere risultati non peggiori rispetto alle attrezzature professionali. Le macchine manuali hanno ancora i loro vantaggi. Consistono nel basso costo dell'attrezzatura e nella capacità di realizzare uno spazio vuoto della forma geometrica richiesta da un certo angolo. Ma per questo è desiderabile comprendere appieno la gestione, e quindi tagliare il metallo con l'acqua sarà un compito abbastanza facile.

Riassumiamo

Attualmente, il metodo di trattamento più diffuso è il taglio dei metalli con acqua. La pressione in questo caso è molto alta, che non dovrebbe essere dimenticata. La mancata osservanza delle istruzioni di sicurezza può portare a conseguenze disastrose. Prestare attenzione anche al fatto che non è possibile fabbricare tali apparecchiature da soli. Ciò è dovuto al fatto che le parti devono essere di altissima qualità.

La macchina manuale per uso domestico è la più ottimale. Non costa tanto denaro come uno industriale, ma allo stesso tempo ha un ambiente flessibile e consente al proprietario di effettuare un taglio di altissima qualità. È abbastanza probabile che nel prossimo futuro il taglio del metallo sott'acqua sarà migliorato e anche qui sarà possibile applicare un tale principio come GAR.