Гидроабразивная резка: плюсы и минусы технологии

Основные минусы гидроабразивной резки

К ключевым недостаткам технологии гидроабразивной резки относятся три основных пункта.

Затраты на обслуживание гидроабразивного станка

По состоянию на осень 2021 года цена 1 тонны качественного абразива из ЮАР или Китая составляет 42000-45000 рублей, из Австралии – 60000-70000 рублей. Срок эксплуатации смесительных трубок и водяных сопел исчисляется в моточасах. Принято считать, что рабочий ресурс 1 трубки (она служит порядка 80-100 часов) = 2 соплам.

История появления гидроабразивной технологии

Прототипы современных водоструйных машин появились в начале 19 века. Шахтеры из Советского Союза и Новой Зеландии использовали воду под давлением для вымывания рыхлой угольной породы. Чуть позднее такую же концепцию стали применять золотодобытчики в США во время золотой лихорадки.

Водяным потоком они вычленяли драгоценный металл и направляли его вниз по специальным каналам. И хотя сегодня гидравлическая добыча полезных ископаемых не является основной функцией гидроабразивных установок, она знаменует собой начало серии изобретений, которые привели к тому, что теперь вода является эффективным режущим средством.

В 30-ых годах прошлого столетия гидроабразивная резка стала применяться для раскроя бумаги. Процесс осуществлялся чистой водой. А в 1935 году американец Элмо Смит разработал инновационную идею добавлять в водяную струю абразив, что в свою очередь повысило качество реза и позволило работать с твердыми материалами.

Первый гидроабразивный станок американской компании KMT

Конструкция гидроабразивного станка и принцип его работы

Современные станки для гидроабразивной резки состоят из 5 основных узлов: насосной станции, координатного стола, режущей головки, системы подачи абразива и стойки оператора. Конструкция станков у разных производителей может незначительно отличаться и обрастать дополнительным оборудованием, однако в целом «скелет» установки выглядит именно так.

Насос – это «сердце» системы. Он отвечает за нагнетание давления воды. По степени мощности насосные станции гидроабразивных станков подразделяются на две подгруппы: на 4000 bar и 6000 bar. В последние годы производители стали выпускать насосы и большей мощности, однако они целесообразны на сверхсложных работах и не востребованы в условиях большинства металло- или камнеобрабатывающих предприятий.

Насосные станции также подразделяются на две группы и по конструктиву. Они бывают мультипликаторного типа и прямого действия. Первый вид создает возвратно-поступательные движения плунжеров подачи воды путём давления масла на центральный (гидравлический) поршень.

Насосные станции прямого действия представляют собой три поршня для нагнетания воды, движение которых осуществляется через коленчатый вал.

Далее по трубкам высокого давления вода направляется в режущую головку. Одним из ее элементов является смесительная камера. В ней происходит перемешивание жидкости с абразивным материалом. Полученная смесь поступает в фокусирующую трубку и со скоростью ≈1000 метров в секунду врезается в заготовку, которая лежит на координатном столе.

С добавлением абразива режущая способность воды возрастает в сотни раз, и она способна раскраивать почти любой материал. Наиболее оптимальным абразивом является гранатовый песок фракции 80 mesh. Предпочтение отдается аллювиальному (океаническому) месторождению. Такой песок обладает высокой твёрдостью, средним размером песчинок (0,25÷0,45 мм) и не забивает фокусирующую трубку.

Крупнейшие производители гидроабразивных станков в мире

Лидерами на рынке производства гидроабразивных установок являются США и ряд европейских государств. К числу лидирующих предприятий можно отнести Flow, KMT, OMAX, BFT, PTV, Waterjet Sweden, Resato, Hypertherm, WSI и ряд других компаний.

Модели и характеристики wazer

В базовом исполнении Wazer Desktop представляет собой настольный режущий станок, но существует и напольная вариация станка — Wazer Standup. Он оснащен подставкой с полкой и с ножками из анодированного алюминия. Это эффективное решение для мастерских, лабораторий и предприятий, так как не требуется искать дополнительное место для размещения станка, — оно уже предусмотрено производителем.

Преимущества гидроабразивной резки с Wazer:

Применение и кейсы

Гидроабразивный резак Wazer выдает превосходное качество резки и стоит почти в 10 раз дешевле традиционных стационарных машин. Он отлично подходит для прототипирования, производства подвижных механических деталей, изготовления элементов декора и обучающих целей.

Настольный станок Wazer — это эффективное решение для частной мастерской, малого бизнеса или производственных цехов, использующих резку как промежуточный этап для изготовления прототипов, декоративных изделий, запчастей для ремонта и так далее.

Преимущества

металла имеет ряд преимуществ над техникой, применяемой в решении аналогичных задач:

1. Доступно создание сложных элементов заготовок. Оператором задаются любые формы и контуры, чтобы получить изделия, необходимые заказчику.
2. Обрабатываемая поверхность не нагревается. Тепло, которое выделяется во время работы, сразу же отводится от материала из-за взаимодействия с водой. При этом повышенная температура жидкости все равно участвует в процессе.
3. Универсальность оборудования. При производственной необходимости допускается использование техники для сверления. Применение оборудования возможно в любых атмосферных условиях. Работает агрегат даже на глубине.

На станки гидроабразивной резки металла цены указана в каталоге «Объединенной станкоинструментальной компании». Телефон: 8 800 301-01-59.

Преимущества гидроабразивной резки перед лазерным станком

Гидроабразивная резка имеет ряд неоспоримых преимуществ перед лазерными или ленточнопильными станками.

В первую очередь – это возможность резать любые материалы. Лазер или пила существенно ограничивают направления деятельности предприятия, а гидроабразивный станок легко раскраивает металл (включая титан), камень, резину, стекло, кожу, бумагу.

При этом практически нет ограничений и по толщине изделия. Гидроабразивная установка способна раскраивать каменную или металлическую заготовку в десятки сантиметров. Вопрос лишь во времени, которое потребуется струе воды, чтобы «пробить» сверхбольшие толщины.

Второй важнейший аспект гидроабразивной технологии – это отсутствие высоких температур. При обработке металла на лазерном или ленточнопильном станке кромка реза подвергается нагреву, в результате чего образуется наплавка. Для ее удаления необходимо произвести дополнительные операции, например, шлифовку.

Третьим по списку, но не по степени важности идет экономический аспект. Поскольку струя воды, выходящая из фокусирующей трубки, может иметь толщину человеческого волоса, у предприятия сокращаются затраты на лом. В процессе гидроабразивной резки минимизируется количество металлической стружки, а сами заготовки можно вырезать максимально близко друг к другу. Это позволяет экономить на материале.

Помимо многофункциональности и экономической целесообразности гидроабразив является экологически чистой технологией. Станки данного типа не выделяют в атмосферу вредных газов, поэтому они абсолютно безопасны для человека, животных, растений и окружающей среды.

Преимущества установок гидроабразивной резки dardi

Компания «КИТ-КОМПЛЕКТ» является официальным представителем одного из ведущих производителей оборудования гидроабразивной резки — DARDI International Corporation. Мы не предлагаем стандартные комплектации, подходящие только под ряд отдельных задач. Мы предлагаем намного больше: гибкое изменение комплектации установок гидроабразивной резки под индивидуальные требования!

Наши установки – это, своего рода, конструктор, из которого Вы можете сами собрать станок, отвечающий всем Вашим требованиям, а не тратить время на безуспешные поиски оборудования с необходимым набором функций среди стандартных моделей.

Наше оборудование гидроабразивной резки имеет литой корпус, обеспечивающий стабильность и надежность работы, и надежные компоненты известных производителей (электрика — Schneider Electric; шаровинтовые пары — Тайвань; сервоприводы — YASKAWA). Комплектуются установки следующими опциями:

• Конструкция. Может быть портальной или консольной. Портальные, обладают большими размерами, а, следовательно, позволяют раскраивать материалы больших размеров. Также портальные установки, обладают более высокой скоростью перемещения режущей головки и позволяют резать материал большей толщины. Консольные установки имеют более компактные размеры, по скорости и точности резки ничуть не уступают портальным. Также мы предлагаем роботизированные установки гидроабразивной резки, позволяющие выполнять трехмерную резку любого материала.
• Система высокого давления. Мы предлагаем системы высокого давления от двух крупнейших производителей: KMT (Германия) и DARDI (Китай). Система высокого давления сердце станка, именно благодаря ее работе создается необходимое давление для того, чтобы вода стала высокоточным резаком. Вы можете выбрать насос с нужными техническими характеристиками (максимальное создаваемое давление, мощность, пропускная способность и т.д.)
• Режущие головки с дополнительными осями. 4х и 5и осевые режущие головки позволят выполнять более сложную резку, осуществить резку под углом и по малым окружностям. Применение таких режущих головок позволит значительно сократить время работы в случае сложной фигурной резки.
• Опцион. Доукомплектовать можно целым рядом дополнительных опций, направленных на увеличение производительности работ (автоматические системы выгрузки и загрузки абразива, наклонный рабочий стол, двойная режущая головка), защиту отдельных частей установок и продление срока их службы (система смягчения воды, система охлаждения масла, регулятор высоты режущей головки).
• ЧПУ и программное обеспечение. Помимо перечисленного, Вы сами можете решить, каким программным обеспечением и устройством ЧПУ будет оборудован Ваша установка. Среди предлагаемых нами систем управления итальянская ESA, испанская Fagor и китайская Washing. Что касается ПО, независимо от того выберете Вы IGEMS (Швеция) или NewCam (Тайвань), Вы получите современное совместимое с AutoCAD программное обеспечение, обладающее всеми необходимыми функциями и возможностями.

Принцип работы

Процедура резки происходит при подаче воды на заготовку под определенным давлением. В ее состав добавлен некоторый объем абразивного материала. Происходит это так:

1. Вода подается на первый элемент конструкции – смеситель.
2. Туда же отправляется состав, в котором находится абразив. Чаще всего применяется мелкий песок.
3. Вода смешивается с абразивом, после чего состав отправляется на сопло, где и формируется гидроабразивная струя.
4. Смесь направляется на материал для его раскроя.

Такой принцип работы позволяет добиться высокого качества резки металлических и иных материалов. Повышается и производительность предприятия.

Рентабельность работы и конкуренция на рынке гидроабразивной резки

Рентабельность гидроабразивной резки варьируется от региона к региону. На нее влияют цена электроэнергии, водоснабжения, ставка заработной платы оператора. В среднем маржа составляет 40%-60% от стоимости минуты реза, которая, как правило, варьируется на уровне 100-150 рублей и включает все производственные затраты.

Стоит отметить, что количество гидроабразивных установок в России в сотни раз меньше числа лазерных станков. Как следствие, конкуренция в данной нише существенно ниже. В городе-миллионнике на гидроабразивных станках работает не более 5-10 предприятий, при этом возможности применения такого оборудования безграничны.

Стоимость гидроабразивных станков

Цена нового станка зависит от его комплектации: размера координатного стола, типа режущей головки и их количества, мощности насосной станции. Важную роль в ценообразовании играет и бренд оборудования. Наиболее дорогостоящими моделями станков являются «американцы».

Универсальность технологии гидроабразивной резки

Главное преимущество гидроабразивной резки ее универсальность. С помощью одного станка можно резать широкую номенклатуру материалов: стекло, резина, пластик, металлы и сплавы, натуральный и искусственный камень, дерево, композитные материалы, бумага, картон, ткани, продукты питания, углепластик, инструментальная сталь и прочее. В настоящее время технология гидроабразивной резки используется в следующих отраслях промышленности: