Путь к промышленному применению

Но все это — предыстория. Началом же истории гидрорезки принято считать выдачу в 1947 году советскому инженеру авторского свидетельства на новый метод резки материалов при помощи высокоскоростной водной струи. В то время это была лишь идея, не имеющая под собой достаточной для реализации технологической базы. Это дает американцам основания для того, чтобы приписывать первенство в этой области своему соотечественнику лесному инженеру Норману Францу, который в пятидесятых годах предпринял попытку резать водой древесину.

Для разгона водной струи до скоростей, при которых она способна разрушать межмолекулярные связи твердых веществ, Норман Франц использовал метод гидроудара. Рабочее давление в его установке создавалось тяжелым грузом, падающим в узкой емкости на поверхность воды. Вода при этом выбрасывалась из узкого сопла, образуя струю, которая легко резала древесину и другие материалы. Эти опыты, положившие практическое начало водной резке, однако не стали самостоятельным проектом из-за импульсного действия водного «резака».

Те давления, которые удавалось создавать и поддерживать непрерывно, позволяли резать картон, бумагу, пластик и другие подобные материалы. В конце шестидесятых годов прошлого века гидрорезка использовалась в авиастроении для обработки оптоволоконных материалов, сотовых и ламинатных композитов

Водяная струя, имеющая скорость, почти вчетверо превышающую скорость звука, не создает в материале термических нагрузок, не вызывает его деформацию, не создает вибрации и сильного шума. Некоторые материалы, особенно тонкие, очень трудно достаточно точно и аккуратно разрезать традиционными, механическими способами. В этом и заключается основная привлекательность гидрорезки. Кроме того, высокоскоростная струя воды оставляет на краях реза очень мало влаги. Рез остается практически сухим! Такая, поистине «волшебная» технология не могла не занимать умы инженеров и оставаться без применения.

Следующий толчок развитию водоструйной резки дал сотрудник американской компании Flow Industries Мохаммед Хашиш, который нынче является ее главой. Он предложил добавлять в режущую струю абразив, в качестве которого был использован мелкий гранатовый песок. В результате режущая способность струи возросла в несколько раз. Это изобретение и стало основой гидроабразивной резки в ее современном виде.

Вода, несущая с собой абразивный песок, стала легко резать практически любые материалы, включая твердые сплавы, керамогранит и стекло. Водоабразивная струя толщиной в десятые доли миллиметра буквально вымывает встречающееся на ее пути вещество, оставляя идеально ровные края, не имеющие сколов, наплывов и других дефектов. Шероховатость плоскости реза в основном определяется размером абразивных частиц.

Гидроабразивная резка одинаково легко производится по прямой или по контуру любой сложности, при этом нет опасности деформации или хрупкого разрушения материала. Из стекла, например, можно вырезать произвольную фигуру, тонкий лист металла текстолита или пластика будет разрезан без деформаций и трещин. Струя воды с песком по сути представляет собой идеальный инструмент, который не оказывает паразитных воздействий на материал и никогда не нуждается в заточке.

В 1980 году был изготовлен первый прототип станка для гидроабразивной резки, а в 1983 году начато серийное

производство станков гидроабразивной резки промышленного назначения.

Эти станки изначально были предназначены для тех операций, которые трудно или невозможно производить традиционными методами. Учитывая потенциальные возможности гидроабразивной резки, станки оснащались самыми совершенными системами, способными реализовать эти возможности.

Совершенству нет придела

Современный станок гидроабразивной резки — это сложный комплекс систем и устройств, необходимых для получения конечного результата, — точного и чистого реза на любом материале. Важнейшие из них:

• насосная станция с системой подготовки воды;
• система отделения и очистки (регенерации) абразива;
• система позиционирования и перемещения режущей головки;
• система локации поверхности заготовки;
• система управления уровнем воды в ванне;
• система управления.

Компьютеризированная система управления станком обеспечивает точное повторение операций при производстве серийной 24 продукции и быструю перенастройку станка на другое изделие. Система позиционирования режущей головки совместно с системой локации заготовки позволяет в любой позиции удерживать оптимальное расстояние до точки реза. Регулируемый уровень воды в ванне позволяет поглощать не только режущую струю, но и пыль, и шум от нее.

Дальнейшее развитие технологии гидроабразивной резки идет в направлении увеличения скорости струи, повышения ресурса направляющего сопла и совершенствования системы управления резанием.