Типичное применение

Чем хороши станки гиброабразивной резки? В какой отрасли их лучше всего применять? Эта статья раскрывает с какими задачами лучше всего справляются станки ГАР. Все, чтобы помочь Вам принять решение, понадобятся ли станки ГАР Вашему предприятию.

Наилучшее применение

Материалы и толщина

В настоящее время применение ГАР непосредственно связано с такими материалами,как алюминий, инструментальная и нержавеющая, мягкая сталь и титан толщиной около 2.5 см. Эти материалы широко применяются во многих современных технологиях. – С помощью точной системы для гидроабразивной резки, управляемой персональным компьютером они очень легко поддаются обработке. Кроме того, Вы легко достигнуте точности обработки детали приблизительно 0.1 мм с очень высоким качеством обработки боковых поверхностей вырезаемого элемента.

Самой быстрой является обработка с применением установок «ОМАХ» для толщины от 4.7 мм до 25 мм, которые режут намного быстрее, чем другие станки. Если, допустим, толщина составляет более 25 мм, тогда скорость резки с использованием установки гидроабразивной резки немного уменьшаеться, а качетсво отделки поверхностей и точность детали вдоль нижней кромки снижается. Более сложными для вырезки являются такие детали, как перпендикулярные и остроугольные повороты потому, что это требует свободного передвижения струи, вдобавок из-за большой толщины уменьшается точность в нижней части разрезаемого материала.

Толщина материала превышаюшая 50 мм замедляет процесс резки и тогда сложно получить точность резки приблизительно 0.1 мм. Сопло большей мощности (высшее давление или уровень потока воды) может ускорить процесс резки в случае использования материалов больших толщин, но это не обозначает, что точность обработки улучшится.

Формы

Станок ГАР в состоянии быстро и точно изготовить любую плоскую форму (имеющую два измерения) – из материала толщиной меньше, чем 25 мм. Единственное ограничение вытекает из того, что минимальный внутренний радиус в углу равняется половине диаметра струи или примерно 0.4 мм либо 0.25 мм, если применяется головка ОМАХ Мini-Jet.

Сложные элементы, с множеством острых внутренних углов, которые можно изготовить быстро и точно из материалов толщиной 25 мм, вырезаются медленнее и с меньшей точностью из материала толщиной 75 мм. А это значит, что, чем более простая форма для резки, тем больше требует дуг и длинных прямых отрезков, и тем более толстый может быть материал, чтобы процесс резки с использованием установки ГАР оставлася эффективным и сравнительно дешёвым.

Объем производства

Одним из настоящих достоинств программного обеспечения «ОМАХ» – это уменьшенные временные затраты, требуемые для того, чтобы запрограммировать и запустить станок для изготовления детали. программирование детали и установка материала на вертикальном центре обработки занимает у опытного программиста и оператора целый день, на станках «ОМАХ» осуществляется в течение нескольких минут.

Поэтому станок «ОМАХ» идеален для изготовления деталей с короткими циклами обработки или деталей, которые режутся партиями насчитывающими от одной до нескольких сотен штук. Это свойство выгодно также для тех мастерских, которые вынуждены останавливать основную продукцию, чтобы выполнить срочный заказ для особого клиента. Это идеальное решение для предприятий занимающихся прототипами и ремонтных мастерских, которые изготовливаяют детали по необходимости, или по одной штуке в рамках конкретного заказа.

ОМАХ быстро справляется с переходом из одной детали или из одного материала на другой. Станки ОМАХ используются также в серийном производстве, хотя в этом случае легкость, с какой можно установить и настроить станок не имеет такого значения.

Вырезка отверстий

Одной из ключевых особенностей станков ГАР является их способность вырезать отверстия, которые не требуют первоначального механического засверливания. Однако существуют некоторые ограничения по хрупким материалам.

«ОМАХ» предлагает опции стационарной, динамичной или передвижной ('wiggle') вырезки отверстий. Результат стационарной вырезки отверстий – это круглое отверстие диаметром 0.9 мм для большинства материалов тольщиной 25 мм. В случае более твёрдых материалов толщиной превышающих 25 мм струя во время резки отверствий начинает отражаться обратно. Это может быть причиной того, что струя начинает терять круглую и простую форму. Кроме того, это значительно замедляет процесс резки отверстий.

Непосредственная вырезка отверстий в куске инструментальной стали толщиной больше, чем 50 мм может требовать больше времени, так как струя ослабевает из-за своего отражения. "Передвижная" резка исключает риск исчезающей струи благодаря автоматическим движениям головки назад и вперёд на линии длиной 2.2 мм. Это значительно ускоряет процесс резки отверстий, в результате чего, появляется линия резки длиной приблизительно 2.2 мм и шириной 1 мм. Чтобы применить функцию "передвижной" вырезки, начальная вводящая линия, по которой проходит резка, должна иметь длину, по крайней мере 2,5 мм.

Динамическая вырезка отверстий применяется как альтернатива для передвижной вырезки в местах, в которых достаточно пространства для вырезания во время движения сопла. Этот метод резки может быть значительно быстрее, чем стационарная и передвижная вырезка, но при условии, что для её применения достаточно пространства.

Проблему во время резки часто составляет ломкий, слоевой или композитный материал (композиты). Когда струя изначально ударяет в материал, удар может вызвать трескание ломкого, слоевого или композитного материала, как например, стекло или камень; может быть причиной образования расслоений или разбивки на части слоевого или композитного материала. В большинстве случаев эту проблему может устранить низконапорная вырезка с помощью минимального давления воды (иногда даже только 69.000 kPa). У станков«ОМАХ» есть функции низконапорной вырезки отверстий, а также специальный режим работы с ломкими материалами, который медленно поднимает давление во избежание трещин и расслоений.

Однако рекомендуется выполнить пробную резку в слоевом и композитном материале, чтобы определить, насколько низконапорная резка эффективна для данного применения. Некоторые комплексные материалы очень неоднородны, поэтому нет гарантии, что вырезка отверстий будет всегда эффективной. В таких ситуациях альтернативой вырезки небольшого отверстия будет применение системы механического засверливания.

Можно тоже использовать головку с дополнительным элементом для автоматической предварительной рассверловки, которя позволяет аккуратно и надёжно (не повреждая материал) сделать отверстия в ламинатах и композитах перед началом резки абразивным материалом.

Вопросы, касающиеся точности деталей

Наиболее точный стол X-Y не гарантирует точности во время резки деталей, даже если применяется система ГАР. Эта проблема, в основном, касается гибкости самой режущей струи и факта, что у нее не всегда отчетливо выработано качество обрабатываемых кромок материала. Существенное значение имеют следующие вопросы:

Отклонение струи

По мере того, как струя перемещается по поверхности материала, нижний отрезок струи не успевает за верхним отрезком. В случае прямой резки это не составляет проблемы. Однако, когда надо вырезать угол или дугу, струя должна идти медленнее, чтобы это опоздание подвергалось контролю, в противоположном случае деталь будет подрезана или недорезана.

Отклонение струи – это такого рода явление, которое устраняется с помощью специально разработанного программного обеспечения ОМАХ (на основе компьютерного алгоритма, который моделирует процесс резки струёй), и оно обычно совсем неплохо функционирует. Но, когда материал толщиной больше 5 см, очень сложно сбалансировать поведение струи, что препятствует получению таких же пределов, какие возможны у более тонкого материала.

Резка струёй и скорость движения

В общем, чем медленнее передвигается головка по разрезаемому материалу, тем шире выполняется резка. Этот эффект можно прогнозировать в случае более твёрдого и тонкого материала (напр. нержавеющая сталь, 12 мм), но может набрать величину 0.1 мм или даже больше в случае более толстого или мягкого материала.

"Уравнительная" установка в программном обеспечении «ОМАХ» служит для корректировки ширины резки струёй. Но, поскольку корректировку осуществляет оператор и она опирается на среднюю ширину струи, она не учитывает вполне даже небольших расхождений в ширине резки, когда струя на углах замедляет или ускоряет ход во время прямой резки.

Конусность

Конусность чаще всего встречается у тонких материалов, затем уменьшается, когда толщина материала достигает 1.2 см и опять повышается вместе с ростом толщины. В случае материалов очень большой толщины, конус принимает бочкообразную форму, т.е. у верхнего и нижнего края могут быть точные размеры, но посередине отклонение может быть значительным. Режим резки с качеством минимальной конусности (quality of minimum taper) в управляющей программе «ОМАХ» помогает в некой степени внести корретивы и изъять конуснообразную форму струи.

Кроме того, на конусность влияет твёрдость материала. Мягкие материалы характеризуются большим конусом.

Расстояние

Основной причиной большого конуса является расстояние головки (то есть расстояние между окончанием головки и разрезаемым материалом). В общем, чем больше расстояние, тем больше конус в пересечении.

С другой стороны, если расстояние слишком маленькое, головка может забиваться во время первой пробивки материала(у струи воды нет достаточного пространства, чтобы выйти из смесительной трубки и в связи с этим, она направляется в отверстие, через которое проходит абразив). Расстояние обычно составляет около 1 мм. Если верхняя поверхность отрезаемого материала нерегулярна или крива, расстояние будет меняться в зависимости от того, как сопло будет передвигаться над этой поверхностью. Это также приведёт к изменению конуса и повлияет на точность изготовления детали.

Все установки «ОМАХ» разработаны так, чтобы рабочая поверхность и сопло были размещены парралельно друг к другу, поскольку это делает возможным получение очень небольших расстояний. Чтобы получить самую высокую точность резки, можно предварительно вырезать все отверстия в детали с расстоянием, которое будет самым подходящим для резки отверстий, а затем резать детали с соблюдением очень небольшого расстояния, которое соответствует точности вырезки кромок. Однако в случае резки большинства деталей достаточно установить расстояние длиной 1 мм.

Неоднородная резка

Если струя проходит через разрезаемый материал, затем через более мягкий материал, воду или воздух, затем заново через материал, предназначенный на деталь, нижняя резка обычно будет выделяться меньшей точностью и большей шероховатостью, чем верхняя резка.