Резка металла: основные виды и сферы применения

Резка  металла представляет собой заготовительный процесс раскроя материала, который осуществляется по особой технологии и с помощью специальных станков и инструментов. Благодаря постоянному развитию и совершенствованию данный процесс стал повсеместно применяться не только в автомобилестроении и в области промышленного строительства, но и в других производственных сферах. Инновационные разработки позволяют создавать высокопроизводительное оборудование, которое позволяет кроить любые виды материала с максимальной точностью и скоростью.

Особенности резки металла в различных областях промышленности

Результатом процесса резки становится получение раскроенного на отдельные детали металла. С помощью резки можно сделать заготовки различного размера и формы (в т.ч. получить нестандартные детали), а также обеспечить близкий к безотходному производственный процесс.

Классификация процесса резки металла основывается на многих факторах.

Так, все виды резки металла условно делятся на две большие группы и зависят от способа воздействия на обрабатываемый материал:

1. Механическая.
2. Термическая.

Исходя из способа управления, процесс резки металла может быть:

1. Ручным.
2. Автоматизированным.

На крупных производствах чаще всего применяется бесконтактная резка металла термическим способом.

Для осуществления раскроя металла используется специализированное оборудование – станки:

• отрезные;
• фрезерные;
• лазерные станки с ЧПУ и пр.
• плазменные;
• гидроабразивные;

Совершенствование технологии резки металла позволяет использовать современные станки с высокой степенью производительности, которые в сжатые сроки помогают получить заготовки с идеальными линиями разреза и минимальными отходами.

Для резки листового материала используются специально выверенные технологии,  в которых учтены толщина, вид, состав и физические свойства металла. Одна из целей резки – получить деталь нужной формы и размера с сохранением химических свойств материала.

Лазерная резка металла

Представляет собой современный высокоточный метод раскроя материала с помощью оборудования для лазерной резки металла. Технологический процесс строится на фокусировании луча в определенной точке с регулируемой мощностью излучения. Фокусировка происходит на небольшом участке, где металл мгновенно плавится или испаряется.

Главными преимуществами лазерной резки являются:

• высокая точность резки;
• возможность получения деталей сложной формы и широкого размерного ряда;
• идеальная обработка как толстых металлических листов, так и хрупких тонких материалов;
• обработка любых типов металла;
• экономичный расход материала;
• минимальные отходы.

Среди недостатков лазерной резки можно выделить ее стоимость: чтобы купить станок для лазерной резки металла, необходимо потратить большую сумму, нежели для приобретения оборудования плазменной резки.

Сферы применения лазерной резки:

• машиностроение;
• судостроение;
• авиационная отрасль;
• космическая промышленность;
• сфера медицины;
• рекламная область;
• дизайн и пр.

Лазерная технология обработки металла в настоящее время считается самым востребованным способом резки. Оборудование, которое используется для осуществления данного вида резки металла, постоянно совершенствуется и автоматизируется, что значительно упрощает и ускоряет производственный процесс.

Плазменная резка металла

Данный термический способ раскроя металла относительно точен и универсален, как и лазерная резка. Однако в указанном случае для получения заготовок используется плазменная дуга либо сжатая дуга высокой температуры. Плазменная резка применяется для быстрого раскроя токопроводных сплавов.

С помощью плазменной резки можно раскраивать:

• конструкционную сталь;
• нержавеющую сталь;
• титан;
• сплавы цветных металлов;
• чугун;
• высоко- и низкоуглеродистую сталь;
• высоколегированную сталь и др.

Среди преимуществ плазменной резки можно назвать:

• хорошее качество резки;
• быстроту получения заготовок;
• экономичность.

Минусами является высокие требование в опыту работника-оператора, высокой стоимости расходных элементов, изнашивающихся в процессе работы и  влиянием на здоровье оператора, связанной с повышенным шумом и опасными газами, выделяемыми в процессе раскроя.

Основные сферы применения плазменной резки следующие:

• судостроение;
• машиностроение;
• металлургическая отрасль;
• сельскохозяйственная сфера.

Гидроабразивная резка металла

Представляет собой эффективный способ раскроя металла с помощью струи воды  и добавлением абразивного материала диаметром до 1 мм и давлением до 5000 Атм. Для ускорения процесса обработки материала в воду добавляют абразивные частички (чаще всего гранитный песок). Разрушение металла происходит на молекулярном уровне.

Главными плюсами гидроабразивной резки являются:

• возможность обработки стальных листов до 300 мм;
• отсутствие термического воздействия на обрабатываемый материал;
• пожарная безопасность процесса;
• получение деталей сложных форм без погрешностей;
• отсутствие деформации и изменения химических и физических свойств материала.

Среди минусов важно выделить следующие:

• гидроабразивная резка не применяется для раскроя материала, который подвержен коррозии;
• Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
• Высокая стоимость абразива (расходный материал);
• быстрый износ расходных материалов и частей оборудования.

Газокислородная резка металла

Газовый способ обработки металла считается одним из самых первых термических методов резки: время появления газокислородной резки – конец XIX века.

Данная технология предполагает воздействие струи горящего газа, направленной на линию разреза материала и призванной выдувать образующиеся окислы. При этом металл нагревается пламенем газа до температуры ок. 1000° С.

Главные преимущества газокислородной резки заключаются в возможности обрабатывать:

• детали толщиной до 200 см;
• низко- и среднелегированную углеродистую сталь.

Среди недостатков данного способа резки можно отметить:

• невозможность обрабатывать все виды металла;
• низкое качество линии реза;
• возможность деформации материала;
• пожароопасность из-за применяемых газов и большого факела открытого пламени
• высокие требования к условиям, в которых осуществляется резка.

Поэтому газокислородная резка не применяется в тех случаях, когда необходимы высокое качество и точность раскроя деталей.

Механическая резка металла

Данный способ раскроя металлических листов предполагает использование механического оборудования и значительной физической силы. Приборами для осуществления резки металла механическим способом являются:

• дисковая пила;
• ленточная пила;
• гильотина;
• аппарат для продольной резки и пр.

Плюсами механической резки являются невысокая стоимость оборудования и хорошее качество получаемых срезов.

Среди минусов можно выделить ограниченные условия использования технологии и возможность осуществлять резку только по прямой линии.

Механическая резка металла может использоваться для обработки материала в небольших объемах и стесненных условиях либо для резки крупногабаритных листов в формат для имеющегося оборыдования. Для промышленных масштабов стоит выбирать более действенные и быстрые способы резки металлических листов.

Преимущества и недостатки каждого вида резки металла: какой способ предпочтителен

Чтобы выбрать наиболее подходящий способ резки металла, следует опираться на следующие критерии:

1. Толщина металла.

Металлы с толщиной от 0,5 до 25мм лучше раскраивать лазерной резкой, от 20 до 60мм – плазменной резкой, далее резка производится газокислородным  или гидроабразивным способом в зависимости от требований к качеству реза.

2. Точность раскроя и качество получаемых заготовок.

Самыми высокоточными, быстрыми и качественными считаются лазерная и гидроабразивная виды резки металла. Хотя и другие способы при сноровке позволяют получить достойный результат.

3. Стоимость.

Данный пункт также важен при выборе способа резки, т.к. в некоторых сферах производства и промышленности не нужна идеальная точность, но важен экономный расход материала и небольшие затраты на покупку и обслуживание оборудования. Так, самыми экономичными видами резки металла являются абразивная и газокислородная технологии, а более дорогостоящими способами считаются лазерные и гидроабразивные методы.