Rezanie plechu vodným lúčom: moderná technológia delenia materiálov

Rezanie vodným lúčom je moderná a vysoko presná metóda delenia materiálov, ktorá využíva ultra rýchly prúd vody pod vysokým tlakom. Táto technológia si získala popularitu vďaka svojej univerzálnosti, presnosti a schopnosti rezať širokú škálu materiálov bez tepelného ovplyvnenia. Rezanie vodným lúčom je špičková technológia presného delenia materiálov, ktorá využíva vysokotlakový prúd vody, často v kombinácii s abrazívnym materiálom.

Technológia rezania a delenia vodným lúčom je veľmi univerzálna a nachádza uplatnenie v mnohých odvetviach. Vodný lúč umožňuje vyrezať takmer čokoľvek do akéhokoľvek materiálu - od kovov, keramiky, plastov, gumy, textílií, kompozitných materiálov až po sklo a kamenné materiály. Rezanie vodným lúčom je šetrné k materiálu, ekologické a veľmi efektívne, čo ho robí ideálnym riešením pre rôzne priemyselné odvetvia - v strojárstve na výrobu náhradných dielov, v stavebníctve, v reklame, ale aj v ľahkom priemysle.

Spoločnosť NTec s.r.o. bola založená v roku 2002 so základným zameraním na využitie efektívnych technológií delenia materiálov tak pre oblasť strojárenstva, ako aj pre ostatné odvetvia priemyslu. Delenie materiálu vodným lúčom je moderná technológia, ktorej princíp je známy už veľmi dávno, avšak až vedecko-technický pokrok posledných rokov umožnil jej praktické využitie. Z tohto dôvodu tak vo svete, ako aj u nás vznikajú centrá, ktoré túto službu ponúkajú širokému spektru zákazníkov.

City Plasma Services je rodinný podnik so sídlom v Spojenom kráľovstve, ktorý sa tak stal oficiálnym dodávateľom strojov najmodernejšieho radu technológií rezania plazmou, laserom, kyslíkom a vodným lúčom, po komplexné automatizované pracoviská, ktoré kombinujú rôzne technológie rezania s riešeniami automatického nakladania/vykladania a integrujú ich s CAM softvérom.

Princíp technológie rezania vodným lúčom

Princíp delenia materiálov vodným lúčom je založený na intenzívnom hydroerozívnom účinku úzkeho vodného prúdu. Proces rezania vodným lúčom funguje na rovnakom princípe ako vodná erózia. Voda je stlačená na extrémne vysoký tlak (v rozmedzí 50-400 MPa, čo je 500-4000 barov) a následne prechádza cez malú dýzu, čím sa vytvorí tenký, ale veľmi silný lúč vody. Pracovný tlak vody sa pohybuje v rozmedzí 1000 - 4000 Bar. Lúč vzniká v rezacej hlave zakončenej tryskou.

Pri spracovaní mäkkých materiálov používame čistý vodný lúč. Technológia rezania vodným lúčom využíva v podstate jednoduchý princíp. Potrebujeme tenký lúč vody s určitým priemerom, vysokým tlakom a rýchlosťou, a tým pôsobíme na rezaný materiál. Pre ostatné prípady je potrebné použiť abrazívny lúč (hydroabrazívny lúč). Zmes vody a abrazíva, ktoré napomáha rezať tvrdšie materiály. Na zlepšenie účinku rezania, najmä pri rezaní kovových materiálov, sa pridáva abrazívum (korund a pod.). Vhodnou prímesou je napríklad granát - abrazivo zvolené podľa tvrdosti rezaného materiálu. Lúč vody z primárnej vodnej trysky potom prúdi do zmiešavacej komory, kde sa zmieša s abrazívom.

Pohyb rezacej hlavy a teda celá dráha rezu je riadená počítačom podľa vopred zostaveného programu. Je možné vykonávať aj tvarovo zložité rezy počas jednej operácie. Delený materiál nie je silovo namáhaný. Rezná hrana nie je nijako tepelne ovplyvnená, vždy sa jedná o studený rez.

Výhody rezania vodným lúčom

Absencia tepelného ovplyvnenia: Jednou z hlavných predností rezania vodným lúčom je, že ide o "studený rez". Pri rezaní vodným lúčom nedochádza k teplotnému ovplyvneniu rezaného materiálu. Na rozdiel od laseru sa materiál neprehrieva, nevznikajú deformácie, trhliny ani spálené okraje. Materiál nie je tepelne ovplyvnený, čo je obzvlášť dôležité pri spracovaní zušľachtených a kaliteľných ocelí, kde by teplo mohlo zmeniť ich vlastnosti.
Vysoká presnosť: Vodný lúč je schopný dosiahnuť veľmi vysokú presnosť rezu, s toleranciou ± 0,04 mm. S vodným lúčom dokážeme rezať s toleranciou ± 0, 04 mm. To je ideálne pre aplikácie, kde sú požadované minimálne odchýlky.
Univerzálnosť: Vodným lúčom je možné rezať širokú škálu materiálov, vrátane kovov (oceľ, nerez, dural), skla, keramiky, kameňa, plastov, gumy, textílií a kompozitných materiálov. Univerzálnosť - delí takmer všetky materiály. Môžeme rezať vrstvené materiály s odlišnými fyzikálno chemickými vlastnosťami.
Minimálne napätie a trhliny: Neprítomnosť tepelného ovplyvnenia znižuje riziko vzniku napätí a trhlín v materiáli, čo často odstraňuje potrebu prídavkov na opracovanie hrán.
Možnosť rezať zložité tvary: Vodný lúč umožňuje rezať ľubovoľné krivky a tvary bez poškodenia povrchu materiálu. To je výhodné pri zhotovovaní viacfarebných mozaík, intarzií a architektonických interiérových doplnkov. Možnosť rezať ľubovoľné krivky a tvary bez poškodenia povrchu a to i v prípade skla s napareným povlakom (zrkadlá).
Ekologickosť: Pri rezaní vodným lúčom nedochádza k vzniku žiadnych splodín ani nebezpečných odpadov. Pri rezaní vodným lúčom nedochádza k vzniku žiadnych splodín. Použitá voda sa dá recyklovať a abrazívny materiál je možné likvidovať ako bežný odpad.
Vysoké využitie materiálu: Malý prierez vodného lúča umožňuje efektívne využitie polotovaru, pretože medzi jednotlivými výrobkami sa ponechávajú len minimálne medzery (cca 3 mm).
Príprava na zváranie: Technológia vysokotlakového vodného lúča je vhodná aj na prípravu materiálu na zváranie.
Nedochádza k zakaleniu materiálu: Po rezaní vodným lúčom nedochádza k čiastočnému zakaleniu kovového materiálu, ktorý sa potom zle obrába a tupí nástroje (ako pri rezaní kovu plameňom).

Aplikácie rezania vodným lúčom

Vďaka svojim výhodám sa rezanie vodným lúčom uplatňuje v širokom spektre priemyselných odvetví:

Strojárstvo: Výroba presných súčiastok a komponentov, náhradných dielov, rezanie kovových fólií a masívnych plechov. Vďaka svojim výhodám sa rezanie vodným lúčom využíva pri výrobe presných súčiastok a komponentov do technologických celkov.
Stavebníctvo: Rezanie obkladov, dlažieb, kamenných prvkov, výroba architektonických prvkov. Spoločnosť NTec je špecialistom na presné rezanie kamenných materiálov pomocou vodného lúča. Pomocou tejto progresívnej technológie dokážeme rezať takmer každý kamenný či keramický materiál.
Automobilový priemysel: Výroba interiérových a exteriérových dielov, tesnení, izolácií.
Letecký priemysel: Rezanie kompozitných materiálov, hliníkových zliatin, titánu.
Reklama a dizajn: Výroba reklamných tabúľ, log, dekoratívnych prvkov, mozaík, intarzií. Vodné lúče umožňujú rezanie zložitého a jemného dizajnu na rôznych materiáloch ako sklo, drevo, kameň, textil či plast.
Sklársky priemysel: Rezanie skla, zrkadiel, výroba umeleckých sklenených predmetov, sklenených architektonických prvkov.
Keramický priemysel: Rezanie keramických obkladov, dlažieb, výroba keramických mozaík a dekorácií.

Proces rezania vodným lúčom

Proces rezania vodným lúčom zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:

Príprava výkresu: Zákazník dodá výkres požadovaného dielu v elektronickej forme (DWG, DXF) alebo v papierovej forme, prípadne náčrtok s rozmermi. 1. 2. varianta Výkres v papierovej forme, prípadne náčrtok s rozmermi, na základe ktorého spracujeme potrebnú dokumentáciu v elektronickej forme.
Programovanie: Na základe výkresu sa vytvorí program pre CNC riadiaci systém rezacieho stroja, ktorý definuje dráhu rezu.
Nastavenie stroja: Obsluha stroja nastaví parametre rezania (tlak vody, prietok abrazíva, rýchlosť posuvu) podľa typu a hrúbky rezaného materiálu.
Rezanie: Stroj automaticky reže materiál podľa naprogramovanej dráhy.
Kontrola kvality: Po ukončení rezania sa diel skontroluje, či spĺňa požadované rozmery a kvalitu rezu.

Alternatívne technológie rezania

Okrem rezania vodným lúčom existujú aj ďalšie technológie delenia materiálov, ako napríklad:

Rezanie laserom: Využíva laserový lúč na tavenie alebo odparovanie materiálu. Je vhodné pre presné rezanie kovov, plastov a niektorých keramických materiálov.
Rezanie plazmou: Využíva horúcu plazmu na tavenie materiálu. Je vhodné pre rezanie hrubších kovových materiálov.
Rezanie kyslíkom: Využíva prúd kyslíka na spaľovanie železa v oceli.

Spoločnosť MicroStep má okrem štandardných zariadení na rezanie plazmou, vodný lúčom, kyslím a laserom taktiež široké portfólio špeciálnych riešení dedikovaných na produkciu komplexných dielcov pre oceľové konštrukcie.