Dělení materiálu

Hydroabrazivní paprsek

Vysokotlaký vodní paprsek je přesnou technologií pro dělení většiny deskových materiálů: kovy, plasty, pryže, skla, kámen, keramika apod. do tloušťky cca 100–200 mm chladným řezem.

ŘEZACÍ SYSTÉM WJ420–2Z–UJ-PJ5AX-45°

pracovní plocha stolu: 4 000 x 2 000 mm
rychlost řezání: 1–18 000 mm/min
opakovatelná přesnost řezu: 0,1 mm
pracovní tlak vody: 415 MPa, až 7,5 l tlakové vody za minutu
2 pětiosé řezací hlavy
technologie: PROGRES-JET

ŘEZACÍ SYSTÉM New line PJ-2Z-5AX

pracovní plocha stolu: 3 000 x 2 000 mm
rychlost řezání: 1–12 000 mm/min
opakovatelná přesnost řezu: 0,1 mm
pracovní tlak vody: až 420 MPa
2 řezací hlavy, z toho jedna pětiosá
technologie: PROGRES-JET

VÝHODY A NEVÝHODY TECHNOLOGIE

řez probíhá bez tepelného působení (max. ohřev cca 40–50°C) kontakt s vodou a většinou i s abrazivním materiálem (bez okamžitého vhodného ošetření rychlý nástup povrchové koroze, u nasákavých materiálů delší vysoušení, možnost změny barvy, znečištění apod.)
dílce se tepelně nedeformují omezená možnost výroby hodně malých dílců (cca pod 3–5 cm) — možno řešit můstky
i u materiálů větších tlouštěk lze klást dílce těsně vedle sebe, což přináší často úsporu materiálu, lze využít i tzv. společný řez při horších kvalitativních stupních řezu u silnějších materiálů dochází k deformaci kontury řezu ve spodní hraně vlivem tzv. výběhů paprsku
řez jakýchkoli materiálů včetně kovů a slitin i kalených či jinak modifikovaných, dále těžko opracovatelných materiálů, jako sklolaminátů, skel, gumotextitů, měkkých i tvrdých pryží, plastů, těsnění apod.
při řezu se neporuší případná povrchová úprava
náhrada souboru operací (dělení, vrtání, frézování …) jediným technologickým procesem
volba kvality řezu od nejlepší s drsností Ra pod 3,2 až po hrubý dělící řez výrazně rýhovaný s výraznými rozdíly ceny
v kvalitnějších stupních řezu většinou není nutné již žádné další opracování
tvarové omezení řezu je dáno pouze kruhovitým průřezem paprsku, je možno řezat i velice detailní kontury, možnost řezů pod úhlem až 45° a „3D“
tvorba mozaiky či intarzování, a to i ze zcela odlišných materiálů, např. kov do kamene či dlažby, sklo do plastů či dřeva apod.
při řezu nevznikají žádné ekologicky nevhodné zplodiny

Otázky a odpovědi

Základem každého řezacího systému je vysokotlaké čerpadlo, které prostřednictvím multiplikátoru generuje tlak vody. Vysokotlakým vedením je voda dopravována k řezací hlavě, kde je systémem trysek vytvořen vlastní „řezací nástroj”. Může to být cca 0,15–0,30 mm široký vodní paprsek schopný řezat měkčí materiály, jako plasty, dřevo, gumu, korek, těsnění, potraviny apod. Druhou alternativou využívanou nejčastěji je cca 0,8–1,5 mm široký hydroabrazivní paprsek s příměsí brusného prášku (nejčastěji granátového „písku”). Hydroabrazivní paprsek je díky své vysoké energii schopný řezat kovy, kámen, sklo a jiné materiály v tloušťkách 100 i více mm. Moderní vývoj umožnil osazení řezné hlavy na pětiosý držák, což přináší možnost řezání pod úhly a ve „3D“ i možnost technologických vylepšení tvarové přesnosti výrobků a rychlosti řezání.

Veškeré přírodní či umělé materiály, které nepoškodí přímý kontakt s vodou. Všechny typy ocelí včetně nerezových nástrojových, kalených, pružinových. HARDOX, BRINAR, ALTRIX apod. Měď, hliník, dural, titan, mosaz, bronz a veškeré další kovy i slitiny. Průmyslové, reklamní a jiné plasty včetně vrstvených apod. Sklo čiré, barevné, lepené vícevrstvé (neprůstřelné) či jinak upravené, drátosklo s výjimkou skel kalených. Žuly, mramory a jiné přírodní či umělé kameny, brusné kameny na bázi SiC i další. Keramiku, porcelán včetně glazovaných či slinutých desek. Dřevo, dřevotřísku, lamino, překližku apod. Koberce, filc a jiné textilie, kůži, koženku apod. Pryž, libovolné těsnicí materiály, kompozity, sandwiche.

Nejvýhodnější pro řezání jsou plechy, desky či tabule, lze však opracovat i předobrobené polotovary, materiály povrchově upravené (barevné, leštěné…) apod. Díky výškovému senzoru lze řezat i zvlněné či v plynulých křivkách profilované materiály.

Tloušťka řezaného materiálu závisí na tvrdosti či houževnatosti materiálu a požadavku na přesnost a kvalitu řezu v celém profilu. Obecně platí, že lze řezat jakékoli materiály od fólií 0,x mm až do tl. 100 mm. Kvalitní přesné řezy v kovech a podobných materiálech lze realizovat do tl. cca 70 mm, hrubé dělící řezy je možno provést i v tloušťkách 120–150–250 mm.

Lze řezat veškeré tvary, které je možno v konečné podobě převést do počítačového CAD formátu *.dwg a které respektují kruhový průřez paprsku (vodní paprsek d = 0,15–0,30 mm, hydroabrazivní paprsek d = 0,8–1,5(2,0) mm.

Ve většině případů při řezání 2D vodním či hydroabrazivním paprskem určitý úkos vzniká, většinou však maximálně 1–1,5 stupně. Vznik a rozsah úkosu ovlivňuje i tvar řezu, množství abraziva apod. Tento úkos však již umí nové technologie eliminovat za pomoci vychýlení pětiosé řezací hlavy.

Program pro zpracování NC kódů k vlastnímu řezání pracuje jako nadstavba na CAD programy, proto optimálním vstupem je CAD soubor uložený na elektronickém nosiči či zaslaný e-mailem ve formátu *.dwg, *.dxf. K dispozici jsou rovněž importní filtry pro formáty wmf, sat, eps, pcx, 3ds, tif, gif, ale jejich využití je často problematické a vede minimálně ke změně měřítka výkresu. Zpracovat je možno rovněž soubory *.cdr, *.ai a některé další. Velmi vhodný je rovněž přesně okótovaný výkres či náčrt. Lze použít i věcnou předlohu – vzorek či podklad pro scanování – ostře natištěný či nakreslený obrázek. Při vytváření nápisů, tvarů, ornamentů apod. poskytujeme spolupráci založenou na bohatých zkušenostech, znalosti technologie a vlastní tvůrčí invenci.

 

Kvalitativní stupeň

Základní charakteristika

Drsnost Ra* v horní kontuře

Drsnost Ra* ve spodní kontuře

Tvarová přesnost (mm)* v horní kontuře

Tvarová přesnost (mm)* ve spodní kontuře

Q5

nejlepší řez

pod 3,2

cca 3,2

+/- 0,1

+/- 0,1

Q4

kvalitní řez

cca 3,2

cca 6,3

+/- 0,1

+/- 0,2

Q3

střední řez

cca 4,0

do 12,5

+/- 0,15

dle typu a síly materiálu

Q2

hrubý řez

cca 4,0

do 25

+/- 0,2

dle typu a síly materiálu

Q1

dělící řez

4,0-6,3

do 40

+/- 0,2

výrazně nepřesné

 (*) Hodnoty jsou pouze orientační a dle typu materiálu se mohou lišit.

Cena řezání je závislá na typu a tloušťce materiálu, požadované kvalitě řezu, tvarové složitosti řezu, sériovosti a celkovém objemu zakázek, manipulační náročnosti, spotřebě doprovodných podkladových materiálů apod.

 

Vzhledem k množství možných proměnných pro tvorbu ceny ji nelze stanovit zcela taxativně a objektivně. Proto nevydáváme ani žádné informativní ceníky. Cenu ke každé poptávce kalkulujeme individuálně (na přání i ve variantách např. pro různé kvality řezu, pro různé série, včetně materiálu i bez apod.).

Laserový paprsek

Laser je progresivní přesná technologie pro dělení především konstrukčních, nerezových a dalších ocelí do tloušťky cca 15–20 mm.

SALVAGNINI L1Xe (vláknový/fiber laser)

velikost zpracovatelných formátů

3 000*1 500 mm

výkon pevnolátkového vláknového zdroje

2000 W (porovnatelný s CO2 zdrojem 3 000 W)

opakovatelná přesnost řezání

cca +/- 0,05 až 0,1 mm

řezná spára

cca 0,1-0,15 mm

 

možno řezat čistý hliník, měď, mosaz, bronz, apod.

 

možnost značení laserovým gravírováním

Mitsubishi 3015 eX – 45CF-R (CO2 laser)

velikost zpracovatelných formátů

3 000*1 500 mm

výkon CO2 zdroje

4 500 W

pojezdová rychlost

až 150 m/min.

opakovatelná přesnost řezání

cca +/- 0,05 0,1 mm

řezná spára cca

0,2–0,5 mm

 

vhodný především na silnější oceli a nerezy

Brilliantcut

vysoká kvalita řezu na nerezy tl. 6-12 mm

 

možnost značení laserovým gravírováním

VÝHODY A NEVÝHODY TECHNOLOGIE

vysoká opakovatelná přesnost řezání cca +/- 0,1 mm

dochází i k výraznému vzniku a přenosu tepla, které může negativně ovlivnit některé dílce

vysoká rychlost řezu

u větších tlouštěk kovů jsou na řezu patrné stopy natavení, mohou vznikat návarky a s rostoucí tloušťkou rovněž přibývá omezení tvarových možností řezu

u menších tlouštěk materiálu velice kvalitní, hladký řez, téměř bez okují a stop tepelného zpracování

některé dílce mohou být i celkově teplem lehce deformovány – prohnuty

povrch leštěných či jinak mechanicky upravených plechů zůstává při laserovém řezání neporušen

teplotně ovlivněná zóna je rovněž méně vhodná (vytvrzení) pro jemnější obrábění

při zpracování nerezu v dusíkové atmosféře hladký lesklý řez, laser Mitsubishi dosahuje při použití funkce Brilliantcut na nerezech tl. 6–12 mm absolutně dokonalý řez

vzhledem k vysoké produktivitě pracoviště není ekonomické laserem zhotovovat kusové nebo výrazně malosériové zakázky

úzká řezná spára cca 0,1–0,5 mm

 

pevnolátkovým vláknovým laserem je možno řezat i čistý hliník a další barevné kovy a slitiny

 

pro většinu strojírenských aplikací optimální poměr kvalita – cena

 

počítačová optimalizace využití materiálu, v některých případech možnost využití tzv. společného řezu

 

u tenčích materiálů (cca do 5 mm) možnost řezání i velice detailních dílů, možnost využití mikromůstků

 

Otázky a odpovědi

Základem každého řezacího systému je zdroj laserového paprsku. Paprsek je ze zdroje systémem zrcadel nebo optickým kabelem doveden až k řezací hlavě nesené na portálu řezacího stolu. Dnes užívané CNC stoly určené pro řezání ve 2D jsou v zásadě dvou koncepcí — s tzv. hybridní optikou, kdy v jedné ose vykonává pohyb upnutý materiál a v druhé se pohybuje řezná hlava, nebo s tzv. létající optikou, kdy pohyb v obou osách vykonává řezná hlava. V řezné hlavě je paprsek zaostřen do technologicky přesně definovaného ohniska závislého na typu a tloušťce materiálu. Působením soustředěné energie laserového paprsku je řezaný materiál taven a řezná spára je průběžně „profukována” asistenčním inertním plynem, nejčastěji dusíkem – tzv. „tavné řezání” (čisté nezoxidované lesklé řezy), taven a zároveň spalován kyslíkem coby asistenčním plynem při tzv. „oxidačním řezání” (řezy s patrnou stopou oxidace), případně je taven a odpařován při méně používaném řezání „sublimačním”. Horní hranice technologických možností kvalitního laserového řezání pro běžnou průmyslovou praxi leží dnes v rozmezí tloušťky materiálu 25–30 mm a stále se díky vývoji posouvá.

Lasery obecně mohou při různých speciálních úpravách řezat vedle kovů i některé plasty, dřevěné materiály apod. Vzhledem k tomu, že řezání většiny těchto materiálů je však výhodnější vodním paprskem (i z důvodu vzniku škodlivých zplodin), je naše pracoviště specializováno na řezání kovů: konstrukční oceli do tl. cca 25–28 mm (při použití speciálních plechů optimálně modifikovaných pro laserové řezání např. Raex, SAEY-LaserFORM, Domex apod. až do tl. 30 mm), nerezové oceli do tl. 20 mm (při řezání jednodušších tvarů až 25 mm), hliník a Al slitiny do tl. 18 mm (ve větších tloušťkách vzniká otřep a je lepší použít řezání vodou), mosaz, bronz, měď a další kovy do tl. cca 3–5 mm, děrované plechy apod. Nejvhodnější je použití plechů speciálně již výrobci upravených pro laserové řezání, kde poněkud vyšší cena materiálu je kompenzována rychlejším a levnějším řezáním a lepší kvalitou řezu. Povrch některých plechů je nutno před řezáním upravit obroušením či naolejováním apod. U plechů nejasného složení či původu doporučujeme provedení řezacích testů před vlastní realizací řezání.

Plechy potažené ochrannou fólií lze úspěšně řezat za předpokladu, že fólie je použita pouze jednostranně a že se jedná o fólii přímo určenou pro laserové řezání (většina výrobců toto řešení běžně nabízí). Je třeba počítat s tím, že okraj fólie je mírně opálen, ale na výrobku to nezanechává stopy. V případě nejasností je opět lepší provést řezací test konkrétního materiálu.

Laserem nelze řezat více plechů na sobě ani u nízkých tlouštěk, dochází ke svařování dílců k sobě a jiným komplikacím při řezání.

Obecně lze říci jakékoli, které je možno přenést do počítačového kreslicího CAD programu. Laserový zaostřený paprsek má při řezu kruhový průřez o průměru od 0,1 do 0,5 mm, takže vnitřní rohy a vnitřní ostré úhly jsou zaobleny, většinou však zanedbatelným rádiusem maximálně 0,3 mm, vnější rohy mohou být zcela ostré. Do hodnoty cca 0,5 mm se rovněž pohybuje šířka řezné spáry. Veškerá ostatní tvarová omezení vycházejí z množství tepla vneseného do materiálu při řezání, a tedy stupně natavení materiálu a následných deformací. Obecně lze říci — čím tenčí plech, tím rychlejší řezání, a tudíž méně tepla a méně omezení tvarů.

Otvory lze řezat do černých plechů o minimálním průměru rovném cca 0,8 až jednonásobku tloušťky materiálu (např. D 8 do tl. 10, D 15 do tl. 15…), do nerezu lze řezat i otvory menší již od cca 0,5násobku tloušťky. Toto pravidlo přiměřeně platí i pro otvory jiných tvarů. Ve speciálních případech lze testovat i řezání otvorů menších, záleží na materiálu, hustotě otvorů apod. Čím větší je podíl řezů a propalů na jednotce plochy (husté sítě otvorů, tvarově velice složité řezy…), tím větší je riziko tvarových deformací materiálu — prohyby, kroucení apod. Tato závislost je opět provázána i s tloušťkou materiálu — čím silnější materiál, tím větší rizika. V krajním případě může dojít až k nereálnosti řezání — materiál se vlivem vysokého prohřátí taví, zpětně zavařuje řezy apod. S rostoucí tloušťkou materiálu rovněž klesá možnost využití tzv. společného řezu. Naopak je nutno zvětšovat distance mezi dílci, a tím poněkud klesá procento využití materiálu.

Našimi stroji nelze řezat úkosové a prostorové 3D řezy, řez musí jít vždy skrz celou tloušťku materiálu. Našimi stroji je možno provádět značení a popisy dílců tzv. laserovým gravírováním. Vzhledem k tomu, že se nejedná o stroje speciální pro tento účel, jde o operaci poměrně pomalou, a tím i cenově srovnatelnou s vlastním řezáním.

Konečný výsledek řezání je vždy závislý na souhrnu všech shora popsaných jevů a na použitém materiálu, správném naprogramování a nastavení řezných parametrů. Vyzkoušet je možné téměř vše, a proto doporučujeme v případě nejasností provést řezací testy.

Při laserovém řezání je dosaženo nejmenšího úkosu ze všech tepelných metod dělení materiálů. Opět se projevuje závislost na tloušťce materiálu, na tenčím plechu je řez téměř kolmý, na tloušťkách kolem 10 mm se úkos může pohybovat cca do 1 stupně.

Program pro zpracování řezacích kódů pracuje jako nadstavba na vlastní CAD modul. Proto je potřeba vždy zadávané tvary přenést do CADového formátu. Optimální je zadání souborů *.dxf. Umíme si poradit i s modely STEP. Programovací pracoviště je vybaveno rovněž programem CorelDRAW 9, takže je možno zpracovávat soubory dodané ve formátu *.cdr (u těchto souborů je vhodné zahrnout do výkresu poměrové měřítko nebo provést okótování alespoň několika rozměrů, při přenosu do CAD totiž může dojít ke zkreslení měřítka). Samozřejmě je bezproblémově možné zpracovat klasické strojírenské řádně okótované výkresy či řádně okótované náčrtky apod. V případě dodání pouze vzorku výrobku je nutno počítat s tím, že při překreslování je použito běžných měřicích metod (posuvné měřítko, metr, dílenský úhloměr apod.), a může tak dojít k drobnějším odchylkám. Při zadávání nápisů, reklamních dílců apod. můžeme být nápomocni z vlastních databází či vlastní tvůrčí invencí podpořenou navíc znalostmi možností technologie.

U laserového řezání nelze měnit kvalitu řezu v různých stupních nastavením řezacích parametrů. Vždy je nutno nastavit optimální řezné parametry, a tím dosáhnout optimální kvality řezu. Ta je opět závislá na tloušťce materiálu. Obecně lze říci, že do tl. cca 5–8 mm je řez hladký, rovný, bez okují, s narůstající tloušťkou se projevuje charakteristické laserové drážkování a na spodní straně mohou vznikat drobnější okuje a návarky. U horní hranice tloušťky je pak drážkování již dosti výrazné a negativní prvky na spodní straně mohou být také podstatnější (opět záleží na množství vneseného tepla). V případě požadavku jsme schopni dílce začistit. Díky novému odjehlovacímu brousicímu stroji a vysoké kvalitě řezu moderních laserových strojů dodáváme vedle běžných výpalků i výpalky dokonale odjehlené či začištěné dle konkrétního požadavku zákazníka. + FOTO

U nerezi lze místo dusíku (se kterým se dosahuje lesklého kvalitního řezu) použít jako asistenční plyn kyslík, což přináší poměrně výraznou cenovou úsporu v řádu cca 20 %. Kvalita řezu je však výrazně horší, řez je černý, zoxidovaný, drsný.

Cena řezání je závislá na typu a tloušťce materiálu, tvarové složitosti řezu, množství propalů a otvorů, sériovosti zakázky, celkovém objemu dlouhodobé spolupráce, manipulační náročnosti, požadavcích na čištění, začišťování, balení apod. Vzhledem k velkému množství proměnných ovlivňujících cenovou tvorbu nelze stanovit jakékoli objektivní „ceníkové, informativní…” ceny za řezání 1 m apod. Na základě Vaší poptávky Vám velice rychle zpracujeme přesnou cenovou nabídku.