Technologie cięcia materiałów

Sposoby dzielenia materiałów klasyfikuje się najczęściej ze względu na rodzaj czynnika tnącego oraz energii zużywanej na przeprowadzenie procesu. Zapraszam do lektury artykułu, w którym przedstawiono najpopularniejsze techniki cięcia materiałów stosowane obecnie w przemyśle, a także w gospodarstwie domowym.

Cięcie mechaniczne

Standardowe piły ręczne zostały w obecnych czasach wyparte przez urządzenia mechaniczne. Pilarki, wyrzynarki, piły tarczowe królują dziś w warsztatach , małych  zakładach i firmach  produkcyjno – usługowych .Najnowocześniejszą formą tej obróbki jest zastosowanie piły tarczowej łańcuchowej przeznaczonej przede wszystkim dla osób wykonujących intensywną, związaną z obróbką drewna pracę zawodową, takich jak cieśla czy stolarz,  ale są użyteczne także w każdym gospodarstwie domowym.
Piły tarczowe łańcuchowe  wyróżnia szczególne bezpieczeństwo użytkowania. Efekt sprzęgła, działający w przypadku zablokowania łańcucha w ciętym materiale gwarantuje dalsze, niezależne obracanie się tarczy. Rozwiązanie to z jednej strony skutecznie chroni narzędzie przed uszkodzeniem, a z drugiej – spektakularnie zwiększa bezpieczeństwo pracy użytkownika.

Kuźnia

Przecinaki inne typowe narzędzia w kuźni używane są podczas cięcia, ścinania, odcinania, przecinania i wycinania na zimno i na gorąco. Nie wolno używać przecinaków ze zbitą, zdeformowaną główką.  W czasie pracy przecinak trzyma się lewą ręką, przyciskając go do miejsca przycinanego. W prawej ręce trzyma się motek, którym uderza się w główkę przecinaka. Nie należy ściskać przecinaka zbyt mocno, aby można było odgiąć rękę w razie nie prostopadłego uderzenia. Dzięki temu zmniejsza się prawdopodobieństwo urazu ręki.

Właściwe prowadzenie przecinaka uzyskuje się przez jego odpowiednie pochylenie. Dolna powierzchnia ostrza powinna tworzyć z powierzchnią obrabianą kąt 5°. Zbyt strome ustawienie przecinaka powoduje nadmierne zagłębienie ostrza w materiale i ciągłe zwiększanie grubości ścinanej warstwy. Natomiast zbyt płaskie ustawienie przecinaka zmniejsza kąt skrawania oraz przyłożenia, a wtedy ostrze wychodzi z materiału.

Nożyce, gilotyny

Nożyce powinny być dostosowane do grubości przycinanego metalu tak, aby nacisk wywierany ręką na dźwignie nożyc wystarczał do jednego przecięcia. Podczas cięcia cienkich blach ręcznymi nożycami można łatwo zranić lewą rękę ostra krawędzią blachy lub bezpośrednio ostrzami nożyc, dlatego rozcinany materiał należy trzymać przez brezentową rękawicę, zachowując odpowiednią ostrożność. Nie należy pracować tępymi nożycami, które zamiast ciąć, powodują zgniatanie materiału. Zgniatany materiał ucieka spod nożyc zwiększając niebezpieczeństwo skaleczenia rąk. W żadnym wypadku nie wolno pracować nożycami zbyt luźno skręconymi lub zużytymi, ponieważ w tym wypadku również następuje zgniatanie blachy, co grozi skaleczeniem lewej ręki.

Cięcie laserem

Od chwili wynalezienia lasera rozwój techniki laserowej prowadzi do ciągłego rozwoju  badań nad wykorzystaniem skoncentrowanej wiązki laserowej do obróbki materiałów, a szczególnie cięcia laserem. Zainteresowanie emitowanym przez laser promieniowaniem zrodziło się na tle jego specyficznych właściwości i możliwości wyboru źródeł o różnych parametrach, takich jak: długość fali, emitowana moc, energia w impulsie, czas trwania impulsu, częstotliwość powtarzania itp. Po zogniskowaniu przez optykę obróbkową (skupiającą) wiązki laserowej uzyskuje się w plamce ogniskowej większą gęstość mocy lub większe natężenie promieniowania laserowego niż otrzymywane innymi źródłami energii. Dzięki temu wiązką laserową można topić i odparowywać wszystkie znane materiały.

Przyczyną zwiększającego się zastosowania ubytkowej obróbki laserowej w technice wytwarzania nie jest tendencja do zastępowania nią wszystkich innych konwencjonalnych sposobów obróbki. Chodzi jednak o wprowadzenie jej wszędzie tam, gdzie jej cechy technologiczne objawiają się szczególnie korzystnie.

Cięcie wodą

Strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (40 MPa do 220 MPa) można czyścić, zdzierać lub ciąć różne powierzchnie. Wysokociśnieniowy strumień wody uderza w powierzchnię z prędkością ponaddźwiękową, docierając do najtrudniej dostępnych miejsc. Woda pod ciśnieniem 200 MPa przecina stal o grubości 8 mm. Przykładowe zastosowania tej metody to: czyszczenie po-wierzchni betonu i stali, czyszczenie wewnętrzne rur (instalacje cieplne i wod-ne), przecinanie betonu, twardych powłok ebonitowych, kamienia kotłowego. Najważniejszym zastosowaniem jest jednak cięcie stali w miejscach szczególnie niebezpiecznych (kotły po materiałach łatwopalnych).

Cięcie plazmą

Plazma to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz. Dzięki specyficznym właściwościom zwana jest czwartym stanem materii. Plazma złożona jest zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. W plazmie współwystępują zjonizowane atomy oraz elektrony, jednak cała objętość zajmowana przez plazmę jest elektrycznie obojętna.

Ze względu na obecność dużej ilości jonów o różnym ładunku oraz swobodnych elektronów, plazma przewodzi prąd elektryczny, ale jej opór, inaczej niż w przypadku metali, maleje ze wzrostem temperatury.
W zależności od natężenia przepływającego prądu w plazmie rozróżnia się trzy stany:
– przy bardzo małym natężeniu prądu nie widać świecenia (czarny prąd),
– przy większym natężeniu prądu plazma zaczyna wytwarzać światło – znamy to zjawisko z powszechnie występujących lamp jarzeniowych,
– gdy natężenie prądu wzrośnie i przekroczy pewną graniczną wartość to powstaje łuk elektryczny – i to jest ta właściwość, którą wykorzystujemy przy cięciu i spawaniu plazmą.

Cięcie plazmą polega na topieniu i wyrzucaniu metalu ze szczeliny cięcia silnie skoncentrowanym plazmowym łukiem elektrycznym o dużej energii kinetycznej, jarzącym się między elektrodą nietopliwą a ciętym przedmiotem. Plazma tworzona jest za pomocą palnika do cięcia plazmą. Przepuszczanie strumienia sprężonego gazu przez jarzący się łuk elektryczny powoduje jego jonizację i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza się strumień plazmy. Dysza zamontowana w palniku skupia łuk plazmowy. Chłodzone ścianki dyszy powodują zawężanie kolumny łuku. Zasada działania cięcia plazmą wykorzystuje wysoką temperaturę w jądrze łuku plazmowego (10000÷30000K) i bardzo dużą prędkość strumienia plazmy, co powoduje, że cięty materiał jest topiony i wydmuchiwany ze szczeliny.
Najczęściej stosowanym gazem plazmotwórczym jest powietrze. W urządzeniach o dużych mocach z reguły używa się argonu, azotu, wodoru, dwutlenku węgla oraz mieszanki argon-wodór i argon-hel. Strumieniem plazmy jest możliwe cięcie materiałów przewodzących prąd elektryczny – wykonanych ze stali węglowych i stopowych, aluminium i jego stopów, mosiądzu, miedzi oraz żeliw.

Może Ci się również spodoba

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *