Jakie są rodzaje maszyn do cięcia stali?

Klasyczne metody cięcia stali w zastosowaniach przemysłowych zostały już dawno zmarginalizowane. Takich urządzeń jak nożyce, gilotyny czy wyrzynarki używa się jedynie w zastosowaniach warsztatowych. W nowoczesnych zakładach przemysłowych stosuje się wydajne maszyny do cięcia stali, które zapewniają wysoką precyzję obróbki, szybkość pracy oraz oszczędności materiałowe. Przeczytaj i dowiedz się, jakie maszyn spełniają te kryteria.

Kilka sposobów cięcia metali

Pomijając tradycyjne metody cięcia metali, największym powodzeniem cieszą się nowoczesne technologie. Trzy z nich należ do termicznej obróbki metali. Są to cięcie laserowe, plazmowe i gazowe. Kolejnymi sposobami są cięcie wodą zwane water jet oraz cięcie elektroerozyjne za pomocą elektrodrążarki drutowej. Wszystkie te metody mają swoje zalety i stosowane są w zależności od rodzaju materiału, jego własności i wymiarów. Decyduje też szybkość cięcia, koszty maszyn i samego procesu.

Cięcie laserowe metali

Cięcie techniką laserową przebiega poprzez procesy wypalania, sublimacji lub topienia materiału. Do tego procesu stosuje się wysokoenergetyczne lasery, których wiązka uderza w powierzchnię materiału i silnie ją nagrzewa. Poprzez stopienie i całkowite odparowanie następuje rozdzielenie obrabianego materiału. W pewnych zastosowaniach wykorzystuje się gazy procesowe, które ułatwiają obróbkę.

W zależności od specyfiki obrabianego materiału stosuje się cięcie przez:

• odparowanie w obecności gazu obojętnego,
• topnienie i wydmuchiwanie przez gaz,
• wypalanie przez strumień tlenowy lub mieszaninę z tlenem,
• tworzenie termicznych pęknięć.

Cięcie laserem można stosować do obróbki bardzo drobnych detali, a także do przecinania grubych blach czarnych, stali nierdzewnej oraz wyrobów z metali kolorowych.

Cięcie strumieniem wody

Cięcie water jet jako obróbkę mechaniczną przeprowadza się z wykorzystaniem specjalistycznych maszyn CNC. Cięcie następuje poprzez oddziaływanie strumieniem cieczy pod bardzo wysokim ciśnieniem wraz ze ścierniwem na materiał. Powstają wówczas mikroszczeliny, które rozluźniają strukturę metalu, co przynosi efekt w postaci przecięcia. Ciecz wraz z materiałem ściernym wydostaje się poprzez specjalną dyszę o bardzo małej średnicy z prędkością sięgającą 350 m/s. Przepływ strumienia jest regulowany najczęściej w zakresie od 0,5 do 25 l na minutę. Metodą water jet można ciąć materiały o znacznej grubości sięgającej nawet 120 mm.

Cięcie łukiem plazmowym

Cięcie plazmowe jest obróbką metali wykorzystującą zjawisko łuku plazmowego. Plazma to materia niektórymi cechami przypominająca gaz, ale o zdecydowanie wyższej jonizacja cząstek. Charakterystyczne dla plazmy jest jej rosnąca zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego wraz ze wzrostem temperatury. Gdy przepływ prądu osiągnie odpowiednie wartości, plazma zaczyna emitować energię w postaci światła i ciepła. To zjawisko wykorzystuje się do budowy palników, służących do precyzyjnego cięcia elementów metalowych.

 „Cięcie plazmowe – przekonuje ekspert firmy Control z Mikołowa, która specjalizuje się w technice plazmowej – gwarantuje doskonałe efekty pracy przy jednoczesnej oszczędności czasu i niskich kosztach. Zapewnia dużą szybkość cięcia, wielokrotnie wyższą od klasycznego obróbki palnikiem tlenowo-gazowym oraz powoduje mniejsze odkształcenia i zmiany w strukturze metalu. Pozwala na precyzyjne procesy, których efektem są gładkie krawędzie i spójna powierzchnia cięcia oraz stosowanie sterowania CNC. Wąska szczelina przecięcia zapobiega dużym stratom materiałowym”.

Maszyny do plazmowej obróbki metali można podzielić na urządzenia stacjonarne oraz urządzenia przenośne do cięcia blach i rur, zwane plazmami ręcznymi. Maszyny plazmowe dzięki specjalnym głowicom do ukosowania umożliwiają swobodne ustawianie palnika i wykonywanie cięć pod dowolnym kątem. Ta technika stwarza możliwości przecinania metali o wymiarach od 0,5 mm do 160 mm i umożliwia szybkie przebijanie się przez materiał dzięki dużej energii łuku plazmowego.

Nie należy zapominać, że jakość cięcia plazmowego w dużej mierze zależy także od jakości agregatów i palników plazmowych oraz innych akcesoriów.

Inne metody cięcia metali – gazowa i elektroerozyjna

Cięcie gazowe jest popularną metodą rozdzielania metali, zwłaszcza przy cięciu stali niskowęglowych i niskostopowych. Cięcie polega na rozgrzaniu materiału do jego temperatury zapłonu specjalnym palnikiem. Powstałe w ten sposób płynne tlenki metali wydmuchiwane są przy pomocy strumienia tlenowego pod dużym ciśnieniem. Gazem palnym w tego typu procesie jest acetylen albo propan-butan. Cięcie metodą tlenową umożliwia rozdzielenie stali o grubości do 300 mm, natomiast nie sprawdza się przy blachach cieńszych niż 3 mm.

Kolejnym sposobem cięcia metali jest metoda elektroerozyjna za pomocą elektrodrążarki drutowej. Polega na usuwaniu materiału w wyniku topnienia i odparowania ubytku podczas wyładowań elektrycznych. Odbywa się to za pomocą elektrody roboczej w formie przewijającego się drutu. Powstałą szczelinę przepłukuje się najczęściej wodą demineralizowaną i dejonizowaną. Cięcie elektroerozyjne jest bardzo precyzyjne i stosuję się je do materiałów twardych i trudnoobrabialnych, takich jak węgliki spiekane, stale narzędziowe czy polikrystaliczny diament.