Что такое раскрой в строительстве

Для оптимизации расположения контуров заготовок на стальном листе, полосе или другом основании необходим правильный раскрой металла. Выбор технологии влияет на скорость выполнения работ, качество кромок, количество отходов. Выход – проанализировать все способы раскроя, узнать их преимущества и недостатки.

Задачи раскроя металла

Основные функции процесса – получение качественных заготовок при минимальных объемах отходов. Основание размечают на контуры требуемых изделий (заготовок). Затем с помощью инструмента (оборудования) происходит резка. Правильный раскрой листового металла начинается с формирования технических требований к процессу.

Что нужно учитывать:

• Качество кромок – ровность реза, минимальное количество дефектов, отсутствие поверхностного или внутреннего натяжения.
• Скорость выполнения. Зависит от выбранной технологии резки – механическая, лазерная или плазменная.
• Расчет отходов. Учитывают технологические потери (стружка, оплавление и испарение материала) и раскроя (металл, расположенный между контурами заготовок).
• Составление карты раскроя. Влияет на объем отходов, и скорость обработки.

К конечным изделиям (заготовкам) могут предъявляться дополнительные требования. Они описаны в нормативных документах и являются частью технологического процесса. В частности – допустимые отклонения в размерах.

Раскрой материалов

Важно: точный раскрой листа металла влияет на конечную себестоимость продукции. Последняя складывается из затрат на порезку, отходов и трудоемкости процесса.

Способы раскроя металла

Выбор способа порезки заготовки зависит от нескольких факторов – конфигурации будущей конструкции, толщины и марки металла. Возможно применение комбинированных методов, когда сначала формируются общие контуры с помощью механических резов, а затем выполняется точная обработка краев. Также учитывается однотипность заготовок. Если необходимо сформировать разные по форме изделия, необходима точная карта раскроя.

Механические

Суть метода заключается в механическом воздействии на стальной лист или полосу. Подобная резка металла применяется для формирования прямых сторон простой формы. Оборудование – гильотина, дисковые или ленточные пилы. Для небольших однотипных форм можно использовать просечной пресс.

Механические методы раскроя:

• Гильотина. Лист (полоса) фиксируется на рабочем столе, прижимается, затем лезвие разрезает необходимый фрагмент. Толщина металла – 0,45-2,5 мм. Преимущества: скорость обработки, нет температурного воздействия. Недостатки: возможны отклонения геометрии по краям, нельзя делать сложные формы.
• Дисковые или ленточные пилы. Заготовка располагается на небольшой станине, часть вырезается диском или ленточной пилой. Максимальная толщина – до 8 мм. Технология не относится к высокоточным, часто применяется как вспомогательная. Преимущества: скорость порезки, небольшой размер оборудования. Недостатки: нельзя автоматизировать процесс, невозможно делать криволинейные резы.
• Просечной пресс. Рабочая головка различной формы формируется на листе отверстия или выемки нужной формы. Технология только косвенно относится к раскрою металла. Области применения: создание рифленой формы, небольших однотипных отверстий.

Отдельно рассматривается гибка металла, принцип которой напоминает гильотинный. С помощью насадок на пресс специальной формы создается изгиб на листе. Способы давления – ручной механический, гидравлический или электрооборудованием. Выбор зависит от максимальной толщины материала, необходимого угла гибки.

Лазерный раскройщик ткани с ЧПУ Wattsan 1610 Duos Conveyer [ОБЗОР] режет кожу, мех, сыпучие ткани

Лазерная резка

Технология относится к бесконтактному способу обработки. На материал в импульсном или непрерывном режиме воздействие лазерный луч. Для удаления окалины используют вспомогательный газ. Это зависит от требований к кромке заготовки.

Эффективный лазерный раскрой металла выполняется твердотельным (YAG лазеры) или газовым (СО2-лазеры) оборудованием. Мощность – от 0,05 до 30 кВт. Максимальная толщина материала – до 8 см. Однако для большинства стандартных станков она не превышает 1 см. Также существуют ограничения на максимальный размер листа.

Они зависят от площади рабочего стола.

Преимущества лазерной резки:

• точность обработки;
• возможность создания сложных фигур;
• применяется для металлов с высокой теплопроводностью;
• реализация автоматического раскроя;
• минимальное термическое воздействие на края.

Недостатки технологии:

• ограничения по толщине заготовки;
• изменяемая скорость обработки, зависит от марки металла и его толщины;
• высокая стоимость оборудования.

Помимо этого, раскрой металла лазером минимизируется технологические потери. Толщина реза равна диаметру луча или незначительно превышает его. Это позволяет формировать сложные по форме заготовки без увеличения расхода. Но дополнительно нужно составить правильную карту раскроя.

Интересно: Кроме резки металла с помощью лазерного оборудования можно обрабатывать другие материалы: пластик, дерево, сплавы. Это делает подобные станки универсальными.

Плазменный раскрой

Суть метода заключается в формировании пучка плазмы в ограниченной области, в результате чего происходит испарение материала. На практике для этого между электродом и соплом нужна электрическая дуга. На нее подают воздушную струю под давлением до 8 атм. При контакте формируется плазма, температура которой может составлять 30 тыс. °С. Происходит быстрое испарение металла в узкой области.

На производстве плазменный раскрой металла применяется для обработки заготовок толщиной до 110 мм. Однако нужно учитывать конусность – изменение ширины реза в зависимости от глубины материала. Для черных металлов она составляет 1-10°, для цветных до 20°. Это влияет на требуемую геометрию кромки.

Преимущества плазменной резки:

• высокая производительность;
• возможность обработки разных материалов (сталь, чугун, алюминий, медь) без глобальной перенастройки оборудования;
• минимальная ширина реза;
• отсутствие наплывов, окалины.

Недостатки:

• ограничения по отклонению от перпендикулярности, наблюдается существенное увеличения толщины реза;
• обязательная подготовка воздушной смеси, фильтрация;
• невозможно одновременное использование сразу 2-х резаков, подключенных к одной установке.

Для получения точного реза используется прецизионная технология. Ее суть заключается в сжатии дуги, повышения плотности энергии. Однако такой метод обладает недостатком – небольшая скорость обработки. Он подходит для автоматических, механизированных комплексов.

Интересно: Помимо воздушной смеси для плазменной резки могут применять другие газы, например – азот. Это повышает эффективность раскроя, но в процессе работы выделяются вредные вещества.

Газокислородный способ

Формирование реза происходит из-за воздействия струи чистого кислорода с добавлением газа, подающегося на поверхность под высоким давлением. В результате материал сгорает с высокой скоростью, что позволяет делать раскрой металла для листов толщиной 5-60 мм. Дополнительно воздушная струя удаляет остатки продуктов сгорания, очищая поверхность.

Сложность газокислородного способа заключается в необходимости выбора интенсивности потока, а также скорости обработки. Превышение расхода кислорода может привести к охлаждению зоны обработки, а недостаточная интенсивность к неполному окислению. На небольшой скорости появляются оплавления кромок, при обратном процессе (слишком быстрая обработка) металл режется не до конца.

Преимущества газокислородного способа:

• возможность разрезания металла большой толщины, до 500 мм;
• большая скорость работы;
• при правильном подборе горючей смеси почти отсутствует конусность;
• можно использовать несколько резаков.

Недостатки:

• не все металлы можно обрабатывать, только часть черных и цветных;
• минимальная толщина при формировании раскроя от 4 мм, иначе теряется качество;
• применении активных газов повышает требования к технике безопасности.

Качество раскроя металла по газокислородной технологии зависит от правильности подготовительного процесса, расчетов и настройки оборудования. Чаще всего этот метод применятся для обработки толстостенных заготовок, листовые и рулонные обрабатываются более технологическими способами, например – лазерной резкой.

Расчет раскроя металла, минимизация отходов

Первый этап – формирование карты раскроя. Это схема расположения контуров деталей (заготовок) на листовом металле. Делается в ручном режиме, либо с использованием программных комплексов. Последний вариант предпочтителен, так как карта раскроя получается оптимальной. Это важно для потокового производства, когда нужно учитывать деловые остатки, которые уменьшат объем невозвратных отходов.

Принципы формирования карты раскроя металла.

1. Размещение однотипных заготовок позволяет использовать материал максимально эффективно.
2. Сначала размечаются габариты длинных и широких деталей, затем остальные заготовки заполняют свободное пространство.
3. Совмещение контуров для оптимизации порезки, меньше проходов резака или лазерной головки.
4. Технологическая ширина реза. Для тепловой обработки она составляет 3-5 мм от фактической ширины. При механическом раскрое не учитывается.
5. Чем больше стальной лист, тем выше коэффициент использования. Это отношение площади заготовок к площади листа.

Учитывается, какой станок или другое оборудование выбрано для раскроя металла. Основной параметр – максимальная и минимальная ширина реза, возможность изменения этой величины. Основание для выбора технологии – требования к качеству получаемой заготовки. Так, для высокоточного производства важно отсутствие конусности среза, либо минимальное значение этого параметра.

Важно: для изготовления деталей разной толщины рекомендуется составлять несколько карт, а также рассчитывать параметры оборудования. Это нужно для оптимизации процесса, повышения скорости обработки, качества изделий.

Распространенные ошибки

Основные типы ошибок при раскрое металла можно разделить на расчетные и технологические. Первые появляются при неправильном формировании схемы порезки, не учитываются размеры деталей, порядок их расположения на листе. Минимизировать эти неточности можно с помощью программ по раскрою. В платных версиях возможна организация потокового производства, в расчет берутся деловые остатки после предыдущих раскроев.

Примеры технологических ошибок для различных видов резки металла:

• Плазменная резка. Неправильный режим работы приведет к формированию дефектов. Дополнительно будет сильный износ сопла, последствия – растяжение дуги, расширение реза.
• Лазерная обработка. Быстрый проход луча может стать причиной появления грата – затвердевание наплывов на кромке. Обязательна настройка направляющей рамы, ее износ влияет на точность реза.
• Механический раскрой. Частая причина искривления края – затупившаяся кромка диска, гильотины или полотна. Также для механической обработки важна фиксация листа.

Для оптимизации процесса и получения качественных заготовок можно использовать несколько технологий раскроя. Это актуально для изготовления сложных по форме изделий или для организации постоянного потокового производства. Главное преимущество такого подхода – уменьшение отходов, что положительно сказывается на себестоимости продукции.

Итоги

Выбор технологии раскроя металла начинают с составления технических требований. Учитывается толщина, свойства материала, конфигурация заготовки. Исходя из этого определяют оптимальную методику порезки.

Следующий важный момент – формирование карты раскроя. Она должна максимально эффективно использовать всю площадь листа, обеспечить минимизацию неделовых отходов. Для выполнения этой задачи используют специализированные программные комплексы.

Настройка и техническое состояние оборудования, станков для порезки напрямую влияет на качество выполненных работ. Необходимо периодически проводить диагностику, плановый ремонт и замену комплектующих.

Для эффективного раскроя металла следует учитывать все факторы – от выбора технологии до фактического состояния оборудования. Это важно не только для массового производства, но и при изготовлении штучной продукции.

Источник: umecon.ru

Обзор технологий раскроя металла: выбор метода, минимизация отходов типичные ошибки

В технологической цепочке изготовления конструкций из металла важное место занимает раскрой профильного металлопроката. От того, насколько точно и правильно выполняется данная операция, зависит трудоемкость дальнейшей обработки и сборки, а также качество готовой продукции. За длительную историю металлообработки разработано большое количество различных технологий. В нашей статье мы рассмотрим основные способы раскроя металла, которые применяются на современных производственных предприятиях.

Как подбирается наиболее экономичный способ раскроя металла

При раскрое особое внимание уделяется расположению заготовки на полосе или листе металла. Чаще всего заготовки изделий имеют форму близкую к прямоугольной, но нередко встречаются и детали, которые имеют более сложный контур.

В процессе изготовления заготовок из металла образуются отходы, объем которых определяется правильным выбором способа раскроя.

Существует два вида отходов, получаемых в ходе производства продукции из металла:

• Технологическими отходами называют материал, который теряется за счет оплавления при резке (оплавление при высокотемпературном раскрое и стружка или неровности при механической резке).
• Отходы раскроя составляет материал листа, ленты, прутка и т. д., который остается нетронутым при определенном способе изготовления заготовок.

Получение отходов раскроя обусловлено двумя факторами, по которым их можно разделить на две группы:

• отходы формы;
• отходы некратности.

Отходы формы представляют собой материал, который расположен между контурами нескольких заготовок внутри прямоугольника, который охватывает их формы и остается неиспользованным (к примеру, между прямоугольником abed и периметром заготовки).

VT-metall предлагает услуги:

Отходами некратности называют неиспользованный металл листового или другого проката, габариты которого больше суммы размеров заготовок.

Чтобы из проката металла получить как можно большее количество заготовок необходимо подобрать наиболее оптимальный способ раскроя, который сопровождается наименьшим объемом отходов. Для этого нужно принять во внимание особенности технологии получения заготовок.

Способы раскройки стали в научно-техническом прогрессе

Люди, которые привыкли что-то мастерить в домашних условиях, часто сталкиваются с вопросом о том, как удобнее разрезать металлическую заготовку. В зависимости от конкретного случая они пользуются ножовкой по металлу, болгаркой, специальными ручными и электрическими ножницами, или рубят заготовку при помощи обычного зубила. В промышленных условиях, когда объем работ значительно выше, применяются наиболее эффективные способы раскройки стали.

VT-metall предлагает услуги:

Современное высокотехнологичное производство позволяет производить раскрой металла с наименьшими потерями, благодаря чему значительно возросла экономия сырья. Используемое для этого оборудование дает возможность полностью обеспечивать металлоконструкциями строительную, машино- и автомобилестроительную, медицинскую и другие сферы деятельности. Научно-технический прогресс не стоит на месте, и теперь уже при раскройке металла производится сложнейшая его обработка, и с конвейера выходят детали и изделия нестандартной конфигурации.

Раскрой металла – это самая первая операция, которая задает контуры будущего изделия. Произведя ряд манипуляций – пробивку, резку, вырубку, отрезка, обрезку – станочник на выходе получает различные детали и заготовки. Раскрой осуществляется путем воздействия режущего инструмента на материал. Существует несколько способов раскройки стали. Рассмотрим их подробнее.

Основные способы раскроя металла

На производстве для оптимизации раскроя металла подбирают наиболее выгодную технологию разделения металлопроката на заготовки. К примеру, преимущество использования газовой резки или дисковых ножниц заключается в том, что заготовки для производства изделий могут размещаться в любом месте листового металла. Если же для раскроя материала применяются гильотинные ножницы, то появляется ряд ограничений по выбору места расположения контура заготовки. Она должна располагаться таким образом, чтобы обеспечивалась возможность выполнения прямолинейного реза по длине и ширине листа и прямого раскроя под углом.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Для промышленного производства больших партий изделий логичнее применять комбинированный способ раскроя. В этом случае заготовки различной формы комбинируют таким образом, чтобы их можно было сложить в прямоугольники с минимально возможными размерами. С помощью таких прямоугольников производится оптимизация заполнения листа металла.

Методика рационального заполнения листа по ширине обеспечивает снижение объемов отходов некратности. Неиспользованная часть листа в этом случае будет иметь меньший размер, чем при расположении форм по длине листа. Необходимо подобрать комбинацию заготовок таким образом, чтобы сумма их размеров способствовала наиболее полному заполнению меньшей стороны листа. Такую же методику применяют и для выполнения разметки по длине листа.

Способ разметки путем формирования размерных последовательностей предполагает размещение заготовок для раскроя от более габаритных к мелким. Задачу оптимизации раскроя металла решают особые технологические группы. Они получают от производственных единиц заявку на месяц, в которой указываются требуемые виды заготовок. Заявка содержит номер заказа, чертежи готовых изделий, марку металла и нормативы его расхода. На основании полученных чертежей сотрудники технологических групп группируют изделия по маркам металла и необходимой толщине заготовок.

После этого, с учетом размеров листов металла, который присутствует на складе предприятия, составляются карты раскроя. Вначале рассчитывается приблизительное количество необходимых листов металла. Затем технологи вычерчивают в наиболее удобном масштабе их габариты. В таком же размере необходимо выполнить раскрой шаблонов для изготовления заготовок на бумаге. Вырезанные трафареты комбинируют на чертежах листов металла таким образом, чтобы минимизировать объемы расходов.

После завершения работ над технологичными картами раскроя оформляется комплектовочная ведомость. На основании данных такого документа нужно подобрать металл и передать его вместе с документацией в цех. Для исполнителя процесса производства заготовок рабочим документом выступает карта раскроя. Если для того, чтобы изготовить нужное количество заготовок понадобится лишь часть целого листа металла, то оставшийся материал, который называют «деловым отходом», возвращается на склад с внесением соответствующей записи в учетные документы.

Описанный выше способ раскроя металла называют оперативным, так как он основан на получении информации о наличии материала на складе. На производстве может использоваться и способ перспективного раскроя. Он применим для серийного производства повторяющихся изделий. Технологичные карты в этом случае составляются ориентировочно за 6 месяцев до даты выпуска партии продукции и по ним оформляют заказ на мерный лист.

Карты раскроя не составляются, если заготовки производятся не из листового, а из профильного проката. Прутки, швеллеры, уголки и другой прокат выдается на производственные участки в мерах длины с учетом размеров заготовок и норм припуска на раскрой. После завершения резки остатки маркируются и передаются на склад. Чтобы оптимизировать расход профильного проката, заготовки из металла следует производить централизованно. Подбор материалов осуществляется в зависимости от марки, профиля и размеров таким образом, чтобы заготовка была кратной габаритам металлопроката.

Что это такое?

Раскрой металла — разметка деталей на металлическом листе, причём не просто разметка, а размещение их с наибольшей экономией, чтобы использовать лист с минимальным количеством отходов. Чем меньше отходов, тем дешевле получается деталь. Совсем избежать их получается только с изделиями правильной геометрической формы, фасонные заготовки, как правило, имеют большое количество неровных линий и кривых.

Грамотный раскрой металла — один из основных способов снизить стоимость изготовления металлического изделия.

Основные методы раскроя металла резкой

Рубка гильотиной.

В сфере производства изделий из металла используется разнообразное оборудование, позволяющее эффективно выполнять раскрой металла разными способами. Для резки материалов толщиной 0,45–2,5мм используются простые механические приспособления, а для более толстых металлов (20 мм) – электрические или пневматические ножницы гильотинного типа (такое оборудование позволяет выполнять прямой чистый рез).

Доступное по цене механическое гильотинное оборудование (к примеру, станки для раскроя листов металла) пользуется популярностью в строительной сфере для производства изделий из оцинкованного листа или металлочерепицы. С помощью таких устройств изготавливают оконные отливы, свесы карнизов и другие элементы. Самый большой недостаток гильотин (гидравлических, пневматических или электромеханических) заключается в том, что такое оборудование может выполнять исключительно прямой рез.

Резка металла ленточными и дисковыми пилами.

Если выбранный способ раскроя металла не требует высокой точности, то самым популярным решением для резки материала будет использование углошлифовальной машины (обычная «болгарка»).

Стационарные пилы, которые могут работать с дисками большого диаметра, позволяют получать заготовки с более точными размерами. Такое оборудование применяют в мелкосерийном производстве продукции из металла для строительства и промышленности. При выборе этого способа раскроя толщина пропила составляет 0,08 см. Его преимущество заключается в том, что резка материала может выполняться под углом. Но таким способом очень сложно выполнить фигурный рез по криволинейному периметру.

Просечные прессы.

При промышленном изготовлении конструкций из алюминия либо для чистовой обработки листов металла (к примеру, для производства просечно-вытяжных листов) используются специальные просечные прессы.

Газокислородная резка

– высокопроизводительный способ раскроя металла, которые применяется в разных производственных сферах. Его недостаток заключается в получении широкого реза, по краям которого формируется окалина с неровностями. Кроме того, газокислородная река не может использоваться для раскроя тонких листов металла.

Газокислородная резка стали

Начало газокислородной резке было положено в 1840 году немецким химиком Д. Рихманом, который изобрел первый аппарат, способный выделять водород с последующим получением водородного пламени в горелке. Аппарат мог сваривать и разрезать легкоплавкие металлы. До нынешнего времени этот способ раскройки стали остается несложным и самым доступным по цене среди термических методов.

Подобная технология более подходит для разрезки толстолистового проката, в частности, для листов толщиной более 32 мм. Газокислородная резка происходит посредством сгорания металла в струе технически чистого кислорода, причем этот же поток удаляет из реза образующиеся шлаки.

За долгое время использования такого способа раскройки стали учеными и инженерами разработаны и применяются на практике несколько его разновидностей. Наиболее употребительными стали:

Шлаки, образующиеся в процессе резки кислородным копьем, выдуваются наружу через зазор между трубкой и стенками образуемого отверстия под действием давления кислорода.

Кислородным копьем прожигают отверстия и разрезают детали большой толщины. Обычно резку копьем совмещают с работой резака, которым прорезают щель, в нее вводят копье и продолжают рез. Способом комбинированной работы резака и копья можно резать стальные болванки толщиной до 2 м.

Данный способ раскройки стали отличается рядом преимуществ:

• разрез производится под любым углом;
• позволяет резать низколегированную и низкоуглеродистую, а также конструкционную сталь;
• при относительной простоте операций процесс отличается высокой производительностью;
• наряду со стационарными машинами используются инструменты, которые легко транспортировать;
• умеренная цена оборудования, аппаратуры и сварочных материалов;
• доступность расходных материалов;
• контроль температуры пламени;
• низкие энергозатраты.

К минусам газокислородной резки стали обычно относят то, что способ подходит не для всех, а только для металлов с низкой теплопроводностью.

Иногда при разрезании на кромках деталей образуются наплывы и окалины, поэтому требуется их дополнительная обработка. Также этот способ раскройки стали не очень экономичен: потери металла образуются из-за довольно-таки большой ширины реза.

Лазерный и плазменный раскрой металла

Основным преимуществом этого способа раскроя является высокая производительность процесса и возможность выполнения фигурного реза при изготовлении заготовок из листов металла.

Для плазменной резки применяется технология нагрева металла в зоне линии раскроя с дальнейшим удалением расплава потоком плазмы. Для этого используется энергия электрической дуги. Высокая температура потока ионизированного газа (от +15 000 до +30 000 °C) обеспечивает необходимую скорость выполнения резки металла. Плазменная резка – самый эффективный способ раскроя листов металла.

Рассматривая преимущества этого способа, кроме высокой точности реза, следует выделить:

• Возможность применения для производства заготовок сложной формы.
• Отсутствие термической деформации металла.
• Эффективность для изготовления повторяемых, однотипных изделий, с допуском по контуру до 0,5 мм.
• Способ раскроя полностью безопасный и экологичный.
• Возможность применения для раскроя черного металла, а также нержавеющей стали разной толщины.

Способ раскроя плазменной резкой может применяться для:

• Алюминиевых заготовок толщиной до 12 см.
• Медных и бронзовых сплавов толщиной до 8 см.
• Листов из легированных сталей толщиной до 5 см.

Разная допустимая толщина реза для различных металлов обусловлена их характеристиками теплопроводности. Чем больше толщина листа, тем менее выгодным в экономическом плане является этот способ раскроя, так как значительно увеличиваются энергозатраты.

Экономия при раскройке стали

Для снижения себестоимости выпускаемой продукции любое предприятие заинтересовано в сокращении расходования материалов. Даже небольшая экономия на одну произведенную деталь может сохранить несколько десятков тонн металла. Однако при любом способе раскройки стали неизбежно образуются отходы. Они подразделяются на технологические и те, что появляются непосредственно при раскрое.

Первый тип отходов, образующихся вследствие технологической обработки, включает в себя, например, оплавление и окалину при использовании газовой резки, стружку, снимаемую с поверхности заготовки по время точения или фрезерования, металлические опилки. Эта часть металла уже не будет использована в дальнейшем производстве.

Отходы раскроя образует та часть металла, которая не будет использована при определенном способе раскройки стали.

Остатки получаются в результате отходов формы заготовок и отходов некратности. Под первыми принято считать ту часть металла, которая располагается между наружным контуром одной или нескольких заготовок и контуром, который ограничивает габариты заготовок. Отходы некратности образуются при сравнении размеров листа и раскроя заготовок. Неиспользованные остатки металла появляются в том случае, если размеры листа не совпадает с суммой размеров заготовок, расположенных вдоль его сторон.

При раскрое необходимо учитывать технологические методы, которые будут применены для разделения листа на заготовки, от них напрямую зависит выбираемый вариант раскроя. Так, при газовой резке и резке на дисковых и вибрационных ножницах допускается любое расположение заготовок. А вот при гильотинной их уже следует расположить так, чтобы обеспечить возможность сквозных прямолинейных разрезов вдоль или поперек листа либо прямолинейные разрезы под углом.

Отходы, которые остаются при производстве отдельных деталей, как правило, тщательно сортируют как по величине, так и по назначению, а затем применяют для изготовления других деталей.

От правильности раскроя листового материала зависит наибольший процент его использования, поэтому специалисты выбирают наиболее рациональный из различных возможных способов раскройки стали.

При необходимости изготовления больших партий разнообразных деталей весьма целесообразно использовать комбинированный метод раскроя прокатного листа, который позволяет из отходов одной детали при помощи того же штампа выкраивать другие, меньшего размера.

Суть комбинированного метода в том, чтобы в минимальную по размеру форму вписать как можно больше различных заготовок.

При наличии прямоугольных деталей их лучше располагать меньшей стороной вдоль полосы, таким образом уместив их большее число. Это позволит сэкономить материал при разрезке листов на полосы и тем самым повысить производительность комбинированного метода.

Если экономичность раскроя одинакова при различном расположении деталей на полосе, то лучше выбрать вариант с более широкой полосой.

Круглые или многоугольные детали рационально располагать в шахматном порядке в несколько рядов. Иногда из-за высокой стоимости многорядных штампов от такого способа отказываются, считая его экономически невыгодным.

При методе размерной последовательности раскроя заготовки размещают от наиболее крупных к мелким.

Чтобы определить экономически выгодное расположение деталей со сложной конфигурацией, используют несколько шаблонов из плотной бумаги. Прикладывая их на лист металла, выбирают наибольший коэффициент использования материала.

Косой раскрой почти не используется в различных способах раскройки стали из-за сложностей, возникающих при проектировании и изготовлении штампов.

Экономный раскрой металла, сокращение количества отходов – отличный путь к высокоэффективному производству и качественной продукции.

Недостатки плазменного раскроя:

• Повышения твердости кромок при высоких температурах.
• Наличие зоны побежалости и радужное изменение цвета материалам вдоль линии раскроя.

В каталогах производителей оборудования для металлообработки представлен широкий выбор устройств разного класса. Для раскроя металлов высокую эффективность демонстрируют контактные аппараты. Этот способ резки основан на использовании электрической дуги между листом материала и электродом.

Основные элементы оборудования для плазменной резки:

• Плазмотрон обеспечивает преобразование энергии электрической дуги в тепло плазмы.
• Источник электропитания.
• Компрессор или газовый баллон обеспечивают подачу газовой струи.

Выполнять раскрой металла способом плазменной резки могут только высококвалифицированные специалисты. Необходимо поддерживать стабильный зазор между плоскостью листа и соплом. Это достаточно сложный и ответственный процесс, так как неравномерное перемещение резака во время выполнения резки становится причиной появления наплывов по краям металла и образования окалины.

Лазерный способ раскроя основан на фокусировке излучения, в котором сконцентрирована тепловая энергия, в точке реза. При использовании такой технологии можно получить тонкие резы с высокой точностью и минимальными расстояниями между линиями разметки. Сам процесс раскроя полностью автоматизирован. Роботизированное оборудование выполняет точное перемещение лазера по электронным чертежам, которые вносятся в программу станка.

Преимущества лазерной раскройки металла:

• Возможность производить резку по сложным замкнутым криволинейным контурам.
• Экономичный расход материала обеспечивается максимально плотным расположением заготовок деталей на листе металла и применение программного раскроя, снижающего вероятность ошибки.
• Резка металла производится без длительного механического или термического воздействия, поэтому края заготовок не деформируются и отсутствует цвет побежалости.
• После раскроя заготовки получают перпендикулярные кромки с низким коэффициентом шероховатости.

Минусы раскроя металла лазером:

• Толщина металла не может превышать 2 см.
• При использовании этого способа раскроя значительно падает производительность резки при обработке материалов с высокими отражающими характеристики, (к примеру, полированной нержавейки). Это обусловлено снижением мощности воздействия лазера.

Лазерный раскрой листовой стали широко используется при изготовлении серийных деталей с высокими требованиями точности в автомобилестроении, в сфере производства высокоточного оборудования, эксклюзивных декоративных изделий и т. д.

Способы лазерной и плазменной резки – это относительно новые технологии, которые получают все более широкое применение в разных сферах.

Раскройка стали плазменной дугой

Этот способ раскройки стали осуществляется аппаратом под названием плазморез, который создает поток высокотемпературного ионизированного воздуха (плазму), разрезающий заготовку. Между рабочей металлической поверхностью и электродом возникает дуга, локально разогревающая заготовку. При этом металл плавится и появляется рез. Температура плазмы может достигать +25 000…+30 000 °С. Частички расплавленного металла, появившиеся на поверхности разрезаемой заготовки, сдуваются с нее потоком воздуха из сопла.

При использовании высокой температуры дуга молниеносно врезается в материал. При условии, что специалист подобрал оптимальное соотношение мощности дуги и толщины металла, разрез происходит через всю заготовку.

Плазменно-дуговая резка применяется при производстве деталей с прямолинейными и фигурными контурами, вырезании отверстий, резке труб и профилей.

Метод плазменной резки, использующий высокотемпературную дугу, позволяет получить ряд преимуществ перед другими способами раскройки стали, а именно:

• высокая скорость процесса;
• возможность производить резы любой формы, в том числе геометрические узоры и фигурную резку самой высокой сложности;
• высокое качество кромки в отличие от других способов;
• скорость и качество работы не зависят от толщины заготовки;
• возможность работы под углом, что помогает освоить широкие листы металла;

Как и любой другой способ раскройки стали, плазменная резка имеет и недостатки:

• предел толщины металла для резки составляет всего 100 мм;
• сложное оборудование, требующее высококвалифицированного обслуживания;
• определенный шум во время процесса, так как сжатый воздух или газ подаются с огромной скоростью;
• дороговизна аппаратов и комплектующих к ним.

Быстрый износ расходных материалов может быть вызван неправильно выбранным углом отклонения от перпендикулярности реза. Приемлемый угол отклонения не должен превышать 10–50°, при большем – происходит существенное расширение реза, что нежелательно при раскройке стали.

Учитывайте и такой нюанс: из-за довольно сложного оборудования невозможно подключить к одному аппарату одновременно два резака.

Как выбрать способ раскроя металла на основании метода резки

Как было отмечено ранее, правильный выбор способа раскроя является очень важным этапом изготовления заготовок и деталей из листового металла. От этого зависит ряд моментов: качество кромки, точность реза, объемы отходов материала и дополнительной обработки после раскроя.

Гильотина	Газокислородная резка	Плазменная резка	Лазерная резка	Гидроабразивная резка
Стоимость раскроя	Средняя	Средняя	Низкая	Низкая	Очень высокая
Толщина раскраиваемого металла	До 20 мм черная сталь, до 16 мм нержавейка	До 350 мм	До 100 мм	До 16 мм	До 300 мм
Марки	Черный нержавеющий металл, алюминий, сплавы на основе меди	Металлы с высокой температурой плавления	Черный нержавеющий металл, алюминий, сплавы на основе меди	Черный нержавеющий металл, алюминий, сплавы на основе меди	Любые
Качество кромки	Заусенцы	Закаленная кромка, низкое качество	Закаленная кромка, низкое качество	Высокое	Высокое
Шероховатость кромки	Небольшая, Rz40	Очень высокая от Rz100	Высокая Rz60–100	Минимальная Rz5-10	Rz20–80
Ширина реза	0,1 мм	До 20 мм	2-3 мм	0,15–0,3 мм	0,2–1 мм
Термовоздействие	Отсутствует	Очень высокое	Очень высокое	Среднее, 0,2 от края	Отсутствует
Точность	Низкая	Низкая	Средняя	Очень высокая	Очень высокая
Фигурные контуры	Нет	Да	Да	Да	Да
Необходимость постобработки	Большой объем работ	Высокая, кромка будет закалена	Высокая, кромка будет закалена	Практически не требуется	Практически не требуется
Преимущества	Выгодно для производства уголков и прямолинейных полос	Относительно высокая производительность	Высокая производительность	Изготовление сложных контуров высокой точности при низкой стоимости и высокой скорости производства	Обработка практически любых материалов без термического воздействия
Недостатки	Только подготовительные работы, в дальнейшем потребует больших затрат на завершение изделия	Низкая точность, закаливается кромка, потребует больших усилий для завершения изделия	Низкая точность, закаливается кромка, потребует больших усилий для завершения изделия	Сравнительно небольшая толщина обрабатываемого материала	Очень дорогостоящий вид раскроя

Гидроабразивная резка – самый распространенный способ раскройки стали

При гидроабразивной резке в качестве резца выступает струя воды (воды и абразивного материала), которая под большим давлением подается с высокой скоростью. При взаимодействии с обрабатываемой заготовкой происходит естественная эрозия.

Уникальное свойство воды под давлением менять форму предметов люди заметили очень давно и постепенно внедряли в промышленном производстве. Активные исследования специалистов СССР и США привели к тому, что в 1979 году инженеры попробовали добавлять в струю воды абразивный песок, благодаря чему ее режущие свойства многократно увеличились.

В 1983 году началось серийное производство оборудования и комплектующих для гидроабразивной резки. Такой способ раскройки стали динамично развивается и составляет серьезную конкуренцию традиционным технологиям.

Метод практически идеален, так как при нарезании металл не нагревается и не деформируется, а количество отходов – минимальное.

К достоинствам такого способа раскройки стали также можно отнести:

• возможность резки металлических листов до 200 мм;
• безопасность и экологичность производственного процесса;
• возможность нестандартной и фигурной нарезки;
• одновременный разрез нескольких стальных листов.

А вот следующие факторы можно отнести к недостаткам:

• Малая рентабельность станка, одинаковая скорость порезки как для тонких, так и для толстостенных материалов.
• Деформация, появление конусности (особенно при обработке толстостенных металлов). Необходимость дополнительной обработки торца детали.
• Дорогостоящее оборудование и обслуживание.

Какие изделия получают с помощью лазерной резки

С помощью раскройки металла лазером можно получить разные виды изделий. Это и листовые панели для отделочных работ в строительстве и ремонте, и набивка резьбы на инструментах для работы с металлом, и всевозможные металлические номерки, таблички, брелоки, сувенирная продукция с гравировкой, промышленные металлические изделия для производств и предприятий.

Полный ассортимент изделий:

детали машин

радиоэлектронная аппаратура

элементы металлоконструкций

части дымоходов, каминов и емкостей

элементы ворот, ограждений и перил

детали витрин магазинов

рекламные конструкции

крепежные элементы

декоративные изделия

элементы интерьера

корпуса вендинговых аппаратов

стеллажи

вентиляционные решетки

противопожарные изделия

От чего будет зависеть цена раскроя

Стоимость услуги зависит от нескольких факторов: — толщина материала: чем толще и прочнее металл – тем больше мощности и времени потребуется мастеру для его обработки; — качество возделываемого материала и оборудования: качественные твердосплавные материалы нуждаются в обработке на более дорогом оборудовании; — сложность чертежа/детали: лазер кроит изделия по заданному чертежу, который составляется заранее мастером при помощи компьютерной программы; — время работы: срочные работы стоят дороже.

Этапы работ:

получение заявки

обработка, расчет стоимости

процесс изготовления

отгрузка

Резка оцинкованной стали от профессионалов

осуществляет резку оцинкованных листов с соблюдением всех необходимых правил и технологий. Благодаря этому клиенты получают детали необходимого качества — с ровными, не окисленными краями, нужных размеров.

Поскольку при резке оцинкованной стали используется газовая среда, чистота газа — один из показателей, который влияет на результат. В случае с азотом это не менее 99,5% чистоты, благодаря чему можно получить ровный и чистый шов. Именно от этого показателя отталкиваются наши специалисты, настраивая и подготавливая оборудование к работе. Вы всегда можете рассчитывать на то, что получите отменный результат.

Распространенные ошибки

Основные типы ошибок при раскрое металла можно разделить на расчетные и технологические. Первые появляются при неправильном формировании схемы порезки, не учитываются размеры деталей, порядок их расположения на листе. Минимизировать эти неточности можно с помощью программ по раскрою. В платных версиях возможна организация потокового производства, в расчет берутся деловые остатки после предыдущих раскроев.

Примеры технологических ошибок для различных видов резки металла:

• Плазменная резка. Неправильный режим работы приведет к формированию дефектов. Дополнительно будет сильный износ сопла, последствия – растяжение дуги, расширение реза.
• Лазерная обработка. Быстрый проход луча может стать причиной появления грата – затвердевание наплывов на кромке. Обязательна настройка направляющей рамы, ее износ влияет на точность реза.
• Механический раскрой. Частая причина искривления края – затупившаяся кромка диска, гильотины или полотна. Также для механической обработки важна фиксация листа.

Для оптимизации процесса и получения качественных заготовок можно использовать несколько технологий раскроя. Это актуально для изготовления сложных по форме изделий или для организации постоянного потокового производства. Главное преимущество такого подхода – уменьшение отходов, что положительно сказывается на себестоимости продукции.

Источник: stepplay.ru