Rodzaje cięcia metalu: przegląd nowoczesnych technologii i urządzeń

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Jedną z najczęstszych operacji obróbki metali jest cięcie. Jest to proces technologiczny, podczas którego arkusz lub kęs dzielony jest na części o pożądanym formacie. Nowoczesne rodzaje cięcia metalu pozwalają na wykonanie tej operacji z dużą dokładnością i minimalną ilością odrzutów.

Ręczne mechaniczne metody cięcia

Nadal najbardziej dostępnym i powszechnym podejściem do cięcia metalowych półfabrykatów jest użycie narzędzi ręcznych. Zarówno w sferze domowej, jak iw budownictwie stosuje się różnego rodzaju rzeźbiarki, gilotyny, a czasem szlifierki. Przecinaki tarczowe na ramie skutecznie radzą sobie z paskami metalu, rurami i armaturą. Wystarczy mocno przymocować platformę tnącą do podłoża i używać uchwytu do wykonywania pracy. Specjalnie do obróbki blach używana jest gilotyna maszynowa. Jego zasada działania jest ogólnie podobna do noża - mistrz jest zobowiązany do wykonywania podobnych manipulacji, ale mechanika uderzenia w sam przedmiot obrabianyróżni się ze względu na konstrukcję części tnącej.

Ręczne rodzaje mechanicznego cięcia metalu z użyciem farszu elektrycznego są rzadko stosowane ze względu na niski poziom bezpieczeństwa. Metody te obejmują wspomnianą już szlifierkę kątową (szlifierkę kątową) oraz piłę tarczową, która będzie wymagała specjalnych tarcz. Obie opcje, z zastrzeżeniem zasad bezpieczeństwa, można stosować w przypadku przekrojów, przy obróbce rur, kątowników i ceowników. Ale osiągnięcie wysokiej jakości w obu przypadkach nie zadziała.

Przemysłowe cięcie mechaniczne

Na poziomie profesjonalnej obróbki w linii produkcyjnej nie stosuje się oczywiście ręcznych metod cięcia. Obecnie przedsiębiorstwa zajmujące się obróbką metali szeroko stosują instalacje pił taśmowych, składające się z korpusu z częścią nośną, silnika elektrycznego o dużej mocy do 1-1,5 kW i piły taśmowej, która jest zamontowana na kołach pasowych. Średnia prędkość skrawania na takiej maszynie dochodzi do 100 mm/min przy zachowaniu wysokiej dokładności obróbki krawędzi. Ponadto najnowsze rodzaje mechanicznego cięcia metali aktywnie wykorzystują elektroniczne środki automatyzacji i programowania operacji. Zapewnia to bardziej szczegółowe ustawienie parametrów pracy, umożliwia symulację parametrów cięcia, obróbkę tych samych krawędzi i wykonanie wykroju figurowego według szablonów grafiki komputerowej.

Przemysłowe cięcie udarowe metalu

Metoda jest zaimplementowana przez sprzęt typu gilotyna, ale nie w powyższej instrukcjiwersji, ale z napędem elektromechanicznym, hydraulicznym i pneumatycznym. Operator musi jedynie położyć obrabiany przedmiot (zwykle arkusz) na stole i zamocować go za pomocą zaciskowych elementów prowadzących. Następnie pracownik naciska przycisk przez pilota lub panel kontrolny, po czym specjalny nóż uderza w otwór technologiczny, przecinając ułożoną część. Zasada działania siły zależy od zastosowanego napędu. Na przykład gilotynowe cięcie metalu z hydrauliką jest uważane za najmocniejsze, co pozwala dokładnie radzić sobie z arkuszami o grubości 6 mm. W modelach elektromechanicznych nacisk kładziony jest na wdrożenie automatycznego podawania detali, co ma pozytywny wpływ na produktywność.

Technologia cięcia plazmowego

Ta grupa metod obróbki metali obejmuje użycie wysokotemperaturowego strumienia plazmy utworzonego z mieszanin gazów. Technologia jest stosowana od kilkudziesięciu lat, ale dopiero w ostatnich latach udało się osiągnąć wymierną optymalizację w zakresie organizacji procesu, oszczędzając wykonawcom konieczności używania butli gazowych i dużego sprzętu.

Nowoczesne rodzaje cięcia plazmowego metalu obejmują zastosowanie kompaktowych i ergonomicznych przecinarek plazmowych, które generują łuk elektryczny o wysokiej temperaturze. Pod wpływem przepływów zjonizowanego gazu powstaje stopiony metal. Metoda jest dość skuteczna, ale wymaga dużej mocy, aby utrzymać temperaturę rzędu 20 000-25 000 °C. W tych warunkach można obliczyćdla następujących grubości cięcia:

• Stopy stali stopowej i węglowej - do 50 mm.
• Miedź - do 80 mm.
• Żeliwo - do 90 mm.
• Aluminium - do 120 mm.

Jak mówią eksperci, przecinarki plazmowe usprawiedliwiają się bardzo precyzyjną obróbką detali o grubości do 100 mm. Grubsze produkty są bardziej odpowiednie do cięcia innymi sposobami, które zostaną omówione poniżej.

Technologia cięcia laserowego

Jedna z metod cięcia o wysokiej precyzji, która umożliwia również grawerowanie. Do chwili obecnej do cięcia metali stosuje się następujące rodzaje laserów:

• Uniwersalny. Może ciąć inne materiały niż metal, plastik, drewno i materiały kompozytowe.
• Włókno. Laser jest generowany przez wypełnienie światłowodowe, które zapewnia dużą prędkość cięcia przy minimalnych stratach materiału. Nawiasem mówiąc, szerokość linii cięcia może wynosić do 0,1 mm.
• Modele CNC. Podstawa regulacyjna oparta jest na kontroli numerycznej.
• Modele przemysłowe. Koncentrują się nie tyle na jakości cięcia, ile na mocy i wydajności. Takie urządzenia mogą przetwarzać do 10 ton wykrojów dziennie.

Jedną z niewielu wad wszystkich typów wycinarek laserowych są ograniczenia w użyciu w odniesieniu do niektórych rodzajów metali. Dotyczy to przede wszystkim tytanu i aluminium, ale niektóre z wyższych stopów mogą zostać wykluczone w zależności od wydajności.

Termiczne cięcie metalu

Dość obszerna grupa metod, które znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, budownictwie i gospodarstwie domowym. Najskuteczniejsze rodzaje cięcia termicznego metalu opierają się na połączeniu zasad obróbki laserowej i plazmowej. Nacisk kładziony jest na zrównoważone połączenie mocy cieplnej i dokładności optycznej. Technologia realizowana jest za pomocą maszyn do cięcia termicznego, które w zależności od funkcjonalności mogą również wykonywać operacje cięcia i grawerowania, fazowania oraz obróbki końcowej.

Cięcie metalu tlenowo

Metoda opiera się na działaniu wysokiej temperatury łuku spawalniczego, który powstaje podczas spalania mieszanki tlenowo-gazowej. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod obróbki gazowej, termicznej i plazmowej, ta metoda wymaga wstępnego podgrzania części i dopiero wtedy strumień tlenu wchodzi do zakładu, dokładnie formując linię cięcia na docelowej powierzchni. Jakość pracy będzie w dużej mierze zależeć od użytego narzędzia. W chwili obecnej istnieje kilka oznak separacji palników do tlenowego cięcia metalu według rodzaju:

• Miejsce docelowe - do cięcia ręcznego lub automatycznego.
• Rodzaj paliwa - acetylen, gazy zastępcze lub paliwa płynne.
• Rodzaj cięcia - separacja, powierzchnia, topnik.
• Zasada działania - bez wtryskiwacza lub wtryskiwacza.
• Poziom ciśnienia tlenu jest wysokilub niski.
• Typ ustnika - wielodyszowy lub szczelinowy.

Cięcie metalu strumieniem wody

Bardzo technologiczna i wydajna metoda obróbki różnych materiałów, dzięki której można ciąć metalowe wykroje o grubości około 300 mm. Głównym środkiem oddziaływania w tym przypadku jest strumień wody dostarczany pod wysokim ciśnieniem na poziomie 6000 bar. Do jego zasilania stosuje się dysze diamentowe, rubinowe i szafirowe o średnicy wylotu do 0,1 mm. Prawie wszystkie rodzaje cięcia metalu w ten sposób wymagają domieszki cząstek ściernych piasku (najczęściej piasku granatowego). Istnieją również techniki wykorzystujące drobny metaliczny piasek, który można ponownie wykorzystać. Jeśli chodzi o wydajność to według przeciętnych szacunków maszyny waterjet zapewniają cięcie metalu o grubości 100 mm z prędkością około 20 mm/min.

Wniosek

Cięcie metalu o określonych parametrach może być wymagane zarówno przez przedsiębiorstwa budowlane lub produkcyjne, jak i zwykłego prywatnego handlowca. Możliwe jest również rozwiązywanie takich problemów na różne sposoby, ale nie zawsze jest możliwe użycie specjalistycznego sprzętu. W związku z tym istnieje osobny rodzaj działalności - cięcie metalu z możliwością dodatkowej obróbki. Ceny takich usług wynoszą średnio 500-700 rubli/m przy grubości przedmiotu obrabianego od 70 do 100 mm. Możesz sobie poradzić sam, jeśli mówimy o małych ilościach i jestszlifierka lub przecinarka mechaniczna. Przynajmniej taki sprzęt jest dość przystępny dla tego samego domowego mistrza.