Резка листового металла — станки и технологии



Ленточнопильная резкаТакой процесс, как резка листового металла широко применяется не только при производстве металлоизделий, но и в строительстве, и даже в ювелирном деле.

В зависимости от задач и требуемой чистоты обработки, а также от физических особенностей различных металлов и сплавов, могут применяться различные технологии.

Основные способы резки

На практике применяют две основные технологии резки листового металла, вернее две основные группы технологий, основанные на различных физических принципах воздействия на заготовку:

  • Механическая резка — основана на применение режущего инструмента, твердость и прочность которого выше чем у обрабатываемой детали. При выполнении работ по данной технологии не осуществляется тепловое воздействие на материалы. К основным типам такой резки относят использование гильотинных и ленточнопильных устройств, а также гидроабразивная технология.
  • Горячая технология — предполагает тепловое воздействие на обрабатываемую деталь, в результате которого происходит плавление и сгорание материала в районе реза. Существует множество способов выполнения работ по этому принципу, но к основным типам относится кислородная, плазменная и лазерная резка листового металла (последняя отличается высокой точностью и чистотой обработки поверхностей).

Все эти технологии имеют целый ряд преимуществ и недостатков, поэтому при выборе определенного способа резки необходимо учитывать и экономическую целесообразность применения.

Механическая резка металла

Ручная резка листового металла ножницамиСамый дешевый способ — ручная резка листового металла специальными ножницами. Но применяться она может только для тонколистовых материалов (оцинковка, некоторые виды профлиста). Но недорогая стоимость имеет и обратную сторону — низкая производительность, необходимость прилагать значительные усилия (в течение целой рабочей смены резать металл не сможет и подготовленный человек).

Поэтому в основном все подобные работы выполняются при помощи специального электроинструмента или промышленного оборудования.

Резка при помощи ручного электроинструмента. Наиболее известны сабельная пила и углошлифовальная машинка (в просторечье «болгарка»). Работать такими устройствами гораздо проще, но оба этих способа имеют и недостатки.

Так, сабельная электропила может применяться для мягких металлов или сплавов, некоторых видов стали. А при помощи болгарки не может выполняться резка и гибка листового металла (или профилированного) с полимерными покрытиями, например металлочерепица, металлопрофиль. Применение абразивных кругов повреждает защитные покрытия и снижает срок службы изделия.

Ленточнопильная резка — технология, основанная на применении оборудования с ленточным режущим элементом. Такая режущая лента имеет ряд зубьев, шаг установки которых определяется свойствами обрабатываемого металла. Данная технология отличается высокой производительностью, неплохой чистотой обработки, при этом ширина реза на современном оборудовании составляет не более 1,5-2 мм, а скорость достигает 10 см в минуту.

Оборудование для резки листового металла по данной технологии может применяться для обработки практически любых сплавов. К преимуществам относят существующую возможность выполнять рез под определенным выставленным углом. К недостаткам обычно причисляют невозможность применять для фигурной резки, кроме того, толщина заготовки ограничивается особенностями станка.

Оснащение гильотинного типа широко применяется на многих предприятиях металлообрабатывающей отрасли. Гильотинные ножницы для резки позволяют получить достаточно ровный рез, при этом оно может быть только прямолинейным. Качество среза во многом зависит от квалификации исполнителя.

В зависимости от типа привода исполнительного механизма существуют ограничения на толщину разрезаемого металла. Так, для станков с гидравлической подачей толщина заготовки обычно не превышает 6 мм.

Гидроабразивная резкаГидроабразивная резка применяется для работы с материалами различной твердости (различные металлы, камень, бетон, железобетонные конструкции и многое другое). Принцип действия основан на применении смеси воды и абразивных материалов, которая подается при помощи насоса высоко давления (в некоторых современных устройствах этот параметр достигает 6 тысяч атмосфер). При этом смесь, проходя через выпускное сопло минимального диаметра (доли миллиметра) развивает скорость, в несколько раз превышающую скорость звука. Благодаря этому и производится резка различных материалов.

На сегодняшний день именно такой способ резки металлов считается самым перспективным. При этом тонкие металлы могут резаться даже без применения абразива, простой водой. Скорость работы во многом зависит от толщины заготовки, так 1 мм стальной лист можно резать со скоростью до 3 метров в минуту, а 10 см деталь — около 2,5 см/мин. Современное оборудование вполне позволяет работать с металлами толщиной до 30 см.

Следует сказать о том, что данная технология на сегодняшний день еще достаточно дорогостояща, в среднем час работы (с применением абразива) обойдется в 50-60 $.

Все эти методы резки металла хорошо зарекомендовали себя в условиях, когда применение термической обработки нежелательно. Различный режущий инструмент и мобильные установки для гидроабразивной обработки широко применяется в службе спасения.

Термическая (горячая) резка металла

Но все-таки гораздо чаще используют именно такие технологические приемы и оборудование.

Самая доступная цена на резку листового металла обеспечивается применением резки с использованием кислорода и горючих газов (или паров бензина или керосина). Стоит сразу отметить, что такой способ может применяться не для всех сплавов, так алюминий разрезать кислородной аппаратурой не выйдет. Основное требование — температура сгорания окислов металла должна быть меньше температуры плавления, в противном случае получить высокое качество реза невозможно.

Принцип действия основан на разогреве поверхности до определенной температуры (зависит от материала, от 1200 до 3000 градусов). Такой режим достигается благодаря смеси горючего газа и кислорода. После того, как начинают сгорать образующиеся окислы металла, в зону реза подается отдельный поток чистого кислорода, которым выдуваются все продукты горения.

Чтобы обеспечить максимальное качество реза необходимо правильно отрегулировать объем подачи горючей смеси и режущего кислорода, а также скорость перемещения резака.

Чаще всего такая технология применяется при производстве металлоизделий, монтажных работах, резке металлолома. Газовая резка имеет ряд недостатков — значительная ширина шва, необходимость последующей обработки (на кромках остаются наплывы, гарт, окалина). Кроме того, неравномерный нагрев поверхности материала может привести к деформации и потери металлом своих свойств.

Плазменная резка листового металлаПлазменная резка листового металла считается более современным способом раскроя. Она основана на применении высокотемпературного плазменного состояния газообразных веществ, получаемого под воздействием электрического дугового разряда.

Сварочный ток, необходимый для выполнения работ, создается трансформаторной или инверторной установкой, которая работает по принципу обычного сварочного аппарата.

Поток плазмы создается на рабочей насадке, плазмотроне. В ее конструкцию входит электрод, который и обеспечивает устойчивую электрическую дугу. После этого в рабочее сопло плазмотрона подается плазмообразующий газ, в качестве которого обычно применяют сжатый воздух или его смесь с аргоном или углекислым газом. При этом температура плазмы может достигать 30 тысяч градусов.

Плазменная установка может применяться для резки различных металлов и сплавов (алюминий, высоколегированная сталь, медь, чугун). Но стоит учитывать то, что применение данной технологии целесообразно только при толщине до 120-200 мм.

Высокотемпературный режим позволяет избежать термического воздействия на прилегающие к месту реза участки заготовки. Благодаря этому удается избежать тепловой деформации, что особенно важно для работы с нержавейкой.

Лазерный станок для резки листового металла с числовым программным управлением (ЧПУ)  по праву считается самым инновационным оборудованием. Принцип действия основан на применении тепловой энергии узкосфокусированного лазерного луча. Главные преимущества данной технологии — высокая точность и чистота обработки, ширина реза может составлять десятые доли миллиметра. Эти свойства широко используются в ювелирном производстве, изготовлении деталей и изделий, к которым предъявляются существенные требования.

К недостаткам лазерных установок стоит отнести их низкий КПД, на сегодняшний день он не превышает 15-20%, а это обеспечивает высокую энергоемкость процесса. Но учитывая постоянное развитие этого направления, можно сказать, что у технологии большое будущее.

На текущий момент целесообразно применение такого оборудования при толщине металла не более 12-15 мм. При этом обеспечить резку материалов с высокими отражающими свойствами очень сложно, что так же определено низкой производительностью (КПД) установок.

Широкое применение металлов в различных областях промышленности обеспечивает развитие существующих и появление новых способов обработки. И это наглядно видно по количеству технологий, применяющихся для резки металла на современном этапе.





Комментарии запрещены.

Похожие статьи