Základy řezání vodním paprskem

Základy řezání vodním paprskem

Jak funguje proces řezání vodním paprskem?

Technologie vodního paprsku je proces řezání za studena, kdy se k řezání materiálu používá voda nebo voda s brusivem o nadzvukové rychlosti.

Proč je tento proces mezi výrobci oblíbený? Zde je několik důvodů:

  • Je to nejuniverzálnější proces řezání tvarů.
  • Tato technologie poskytuje nejvyšší přesnost řezání prakticky jakéhokoli materiálu.
  • Proces lze na stejné součásti kombinovat s řezáním plazmou nebo plamenem.

Nejuniverzálnější proces řezání

Řezání vodním paprskem je univerzální proces, protože vodním paprskem lze řezat prakticky libovolný materiál. Tento proces využívá proudu vody o ultravysokém tlaku k dopravení brusného zrna na místo. Řezání tímto brusným vodním paprskem je mechanické řezání, což zajišťuje hladký a přesně řezaný povrch. Výjimkou jsou velmi křehké materiály, jako je tvrzené sklo nebo některé druhy keramiky.

Vodní paprsek je také velmi přesný. Má úzkou šířku spáry řezu, umožňuje vyřezávání jemných obrysů a výrobu dílů s vysokou tolerancí. Ve srovnání s plazmou je to však u většiny kovů velmi pomalý a nákladný proces.

Společnost ESAB nabízí patentovanou kombinaci vodního paprsku a plazmy na jednom stroji. Tato možnost vám umožní využít přesnosti vodního paprsku tam, kde je jí třeba. Také nabízí užitek z rychlosti a nízké ceny plazmy tam, kde není nutná vysoká přesnost. Výsledkem je výroba požadovaných dílů s podstatně nižšími náklady a za podstatně kratší dobu.

Jak funguje čerpadlo zesilovače vodního paprsku

Proces řezání vodním paprskem začíná čerpadlem zesilovače, které vytváří ultravysoký tlak vody (až 620 MPa) potřebný pro řezání tvrdých materiálů.

Čerpadlo zesilovače přenáší hydraulický tlak na vodní soustavu. Motor o velkém výkonu pohání hydraulické čerpadlo a vytváří hydraulický tlak, který následně pohání píst ve válci.

Různé součásti čerpadla zesilovače:

  1. Nízkotlaký přívod vody
  2. Posilovací čerpadlo
  3. Vodní filtr
  4. Vstupní zpětné ventily
  5. Hydraulické čerpadlo
  6. Píst zesilovače
  7. Akumulátor
  8. Vypouštěcí vodní ventil
  9. Řezací hlava
  10. Systém dávkování brusiva

Přes nízkotlaký vstup vody (1) se nasává čistá voda, která je přes vstupní filtr (3) a dále přes vstupní zpětné ventily (4) vytlačována do zesilovače. Hydraulické čerpadlo (5) stlačuje hydraulickou kapalinu a přepíná tlak tam a zpět mezi dvěma stranami hydraulického pístu (6). Tím dojde k natlakování vody v zesilovači. Tlaková voda vytéká ze zesilovače do akumulátoru (7), který pomáhá vyhladit tlakové vlny. Poté voda proudí vysokotlakým potrubím k řezací hlavě (9). Průtok vody do řezací hlavy je regulován uzavíracím ventilem (8). Díky tomu může CNC stroj proces řezání ve vhodnou dobu spouštět a zastavovat. V mísící komoře řezací hlavy (9) se mísí granátové brusivo s vysokotlakou vodou. Tok granátového brusiva je regulován systémem dávkování brusiva (10).

Jak v zesilovači vzniká ultravysoký tlak

Hydraulický tlak je zesílen poměrem většího hydraulického válce, který tlačí menší píst do válce naplněného vodou, čímž vzniká ultravysoký tlak vody. Dejme tomu, že velikost hydraulického válce je 20krát větší než velikost vodního válce. Pak se hydraulický tlak o velikosti 20 MPa zesílí na hodnotu 420 MPa nebol v poměru 30:1 na tlak vody o velikosti až 600 MPa.

Jak funguje řezací hlava na vodní paprsek

Tlaková voda se do řezací hlavy přivádí buď vysokotlakým potrubím nebo hadicí. V řezací hlavě se vysokotlaká voda soustředí do otvoru s typickým průměrem v rozmezí 0,15–0,5 mm. Tento otvor je vyvrtán v diamantu nebo safíru, aby odolal otěru vysokotlakou vodou. Otvor vymezuje a vytváří proud vody, který následně prořezává příslušný materiál.

Jakmile proud vody opustí otvor v hlavě, lze do něj přidat brusivo, které umožní řezání tvrdých materiálů. Při řezání tvrdých materiálů, včetně oceli, nerezové oceli, hliníku, kamene, dřeva, plastu, skla atd., vykonává skutečné řezání právě brusivo prostřednictvím mechanického řezání.

Brusivem je obvykle drcený granát, stejný typ materiálu, jaký se často používá jako brusivo pro brusný papír. V některých speciálních aplikacích se používají i jiné typy brusiva.

Při řezání měkkých materiálů, jako je pryž, kůže, látka, papír, lepenka, izolace, pěna atd., vykonává řezání samotný proud vody o ultravysokém tlaku, bez použití brusiva.

Společnost ESAB vyrábí stroje na řezání vodním paprskem Hydrocut CNC pro velké i malé řezací aplikace a dokáže tyto stroje přizpůsobit tak, aby přesně vyhovovaly vašim potřebám.