Rezanje metala vodom spada među nestandardne postupke obrade metala, koje se temelje na postupku mehaničkog odnošenja materijala. Na kojem principu radi rezanje vodom, koji se sve materijali mogu rezati, doznajte u ovom članku.

Na kojem principu radi rezanje metala vodom?

Vodeno rezanje je tehnika razvijena 1950-tih godina. Ondašnji šumarski inženjer N. Franz isprobavao je tehnike rezanja vodenim mlazom na drvenoj građi ali njegovi pokusi nisu urodili tržišnim prihvaćanjem ove tehnike.

1970-tih godina Egipćanin M.Hashish u vodu koja služi za rezanje dodaje abrazivne čestice što je označilo prekretnicu u ovoj tehnologiji koja nakon toga pronalazi industrijsku upotrebu.

Rezanje metala vodom odvija se pri brzinama tri puta većim od brzine zvuka (brzina zvuka: 1000 m/s). Tlak vode koji se upotrebljava prilikom rezanja može sezati čak do 6000 bara što je tisuću puta više od tlaka u vodovodnim cijevima.

Debljina metala koji se može rezati upotrebom vodenog mlaza iznosi od 1 mm do 50 mm. Međutim, ukoliko se u vodu koja se primjenjuje u rezanju metala dodaju abrazivne čestice debljina metala (mekših) se penje do 500 mm.

Koji se sve materijali mogu rezati vodenim mlazom?

• Konstrukcijski čelik (do 150 mm debljine)
• Inox (nehrđajući čelik)
• Aluminijske legure
• Kaljeni čelik
• Bakar i mjed
• Staklo (neprobojno)
• Kamen
• Plastika
• Guma
• Drvo

Jedna od glavnih karakteristika rezanje metala vodom jest ta da se materijal koji se reže ne zagrijava. Ta činjenica je posebno važna za materijale koji su kasnije namijenjeni toplinskoj obradi.

Rezanje vodenim mlazom se najčešće upotrebljava kod rezanja alatnog čelika kod kojih je važno da se materijal ne zagrijava. Širina reza kod rezanja vodom je vrlo mala što omogućuje maksimalno iskorištavanje sirovine. Nakon rezanja, materijal nije potrebno dodatno obrađivati pošto rubovi nisu nazubljeni već glatki.

 

Alatni stroj za rezanje vodenim mlazom

Stroj koji se koristi za rezanje vodenim mlazom ima nekoliko glavnih dijelova:

• Elektromotor za pokretanje pumpe
• Pumpu za visoki tlak
• Spremnika za vodu pod visokim tlakom
• Sustav za filtriranje
• Mehanizma za upravljanje
• Mlaznica
• Sabirni spremnik

Na slici se vidi mlaznica koja se koristi pri rezanju vodenim mlazom. Broj jedan označava ulaz vode iz spremnika koji sadržava vodu pod visokim tlakom. Voda iz spremnika ulazi pod tlakom od 280 do 690 MPa. Pozicija broj dva prikazuje dragi kamen kroz kojeg prolazi mlaz vode. Treća pozicija prikazuje dodavanje abrazivnog sredstva u vodeni mlaz. U cijevi za miješanje (pozicija četiri) dolazi do miješanja vode sa abrazivnim sredstvom koji se nakon toga pomoću vodilice (pozicija pet) usmjerava na metal (pozicija sedam).

 

Prednosti rezanja vodom

Postoje stanovite prednosti rezanja vodom. Neke od njih su sljedeće:

• Visoka preciznost reza (0,05mm)
• Prilikom rezanja ne dolazi do promjene u strukturi materijala
• Stupanj kvalitete reza kreće se od 1 – 5
• Sigurnost radne okoline
• Brzina rezanja je vrlo velika
• Smanjuju se troškovi alata
• Mogućnost rezanja u svim pravcima
• Tijekom rezanja vodenim mlazom nema zagrijavanja materijala
• Nisu potrebni završni radovi
• Velika fleksibilnost i iskorištenost materijala koji se reže

 

Rezanje čistim i abrazivnim vodenim mlazom

Vodenim mlazom koji u sebi ne sadrži abrazivno sredstvo, mogu se rezati organski, ali i anorganski materijali. Međutim, ova tehnika rezanja vodenim mlazom se koristi za rezanje mekših materijala, poput papira, tekstila, kože itd.

Ako se poveća tlak vode i smanji promjer mlaznice, postiže se veća dubina reza. Što se tiče rezanja metala čistim vodenim mlazom, ono nije moguće.

Međutim, ukoliko se poveća tlak mlaza vode do 1000 MPa rezanje metala je moguće, ali trenutna raspoloživa tehnologija nema rješenja za tako veliki tlak vode.

Iz tog razloga se za rezanje metala vodenim mlazom primjenjuje abrazivno sredstvo. Kod ovakvog rezanja vrlo je važno da mlaznica i cijev za miješanje vode i abrazivnog sredstva budu dobro centrirane. Količina materijala koja se odnosi ovakvom vrstom reza ovisi o brzini abrazivnog zrna, tvrdoći istog, odnosno tvrdoći materijala koji se reže.