С точки зрения технологии раскрой листового проката на отдельные элементы и фигурная резка металла – это одни и те же операции. Отличие заключается лишь в точном и тонком исполнении радиусных переходов и криволинейных разрезов. Фигурная резка – это комбинация чёрных и цветных металлов с ажуром, обеспечивающая красоту, оригинальность и одновременно прочность декоративного изделия. Фигурная резка требует опыта работы со станками с ЧПУ, детального знания технологии оператором, точности настроек оборудования.
Фигурная резка направлена на создание уникальных предметов и экстерьера, и интерьера. С её помощью можно не только вырезать сложные фрагменты из листа металла, но и наносить на их поверхность оригинальный рисунок, узор, текстуру. Благодаря развитию современных цифровых технологий сегодня можно перенести любой векторный рисунок в ЧПУ, «оцифровать» его и получить 3D-макет будущего изделия. Программное обеспечение самостоятельно вычислит необходимые режимы резки, скорость подачи металла, фокусное расстояние, необходимую мощность лазера, температуру струи плазмы и т.д.
Основные области применения фигурной резки – это:
- создание декоративных элементов фасадов зданий;
- изготовление обрешёток входной группы, флюгеров, стоек перил;
- производство фурнитуры и декоративных элементов для мебели;
- изготовление сувенирной продукции.
Несмотря на то, что фигурная резка является сложным техническим процессом, её стоимость не так высока. Сегодня практически в каждом городе функционирует минимум 3-5 мастерских, оказывающих услуги фигурной резки металла.
Технология ажурной резки
Классические методы холодной обработки листового металла, например, с помощью гильотины, не позволяют получить кривые разрезы нужной точности и чистоты при толщине заготовки более 1 мм. Для этого применяются специальные криволинейные ножницы с заточкой режущих кромок под углом до 12°. Также нельзя выполнить сложные элементы и с помощью гидроабразивного раскроя. Поэтому в основном используются станки для плазменной или лазерной резки металла. Их стоимость довольно высока в сравнении с обычными токарными и фрезерными станками, но они позволяют получать художественные элементы высокого качества и точности.
Лазерная резка
Принцип художественной лазерной резки основан на высокотемпературном воздействии лазерного луча на поверхность металла. Такая технология чаще применяется на крупных промышленных предприятиях, но сегодня множество частных компаний и мастерских имеют на своих производственных базах компактные станки с ЧПУ. Лазерный луч управляется программой станка и движется вдоль линии реза. В результате сконцентрированного, узконаправленного воздействия луча на сталь происходит её быстрое нагревание и плавление, а затем испарение и выдувание из зоны реза вспомогательными газами. Технология позволяет получить тонкий, чистый, аккуратный рез высшего качества.
Художественная лазерная резка имеет ряд достоинств:
- сравнительно низкие затраты и себестоимость продукции;
- возможность резки даже хрупких металлов;
- высокая безопасность технологического процесса для обслуживающего персонала;
- возможность создания сложных узоров;
- отсутствие необходимости в чистовой обработке кромок на механических станках.
Недостаток у лазерной фигурной резки один – с её помощью нельзя обрабатывать нержавеющие стали. Нержавейка обладает эффектом «зеркала», отражая лазерный луч от поверхности. Такие сплавы необходимо раскраивать с помощью плазменных резаков.
Плазменная резка
Раскрой металла выполняется струёй плазмы, воздействующей на поверхность с температурой до 25 тыс. градусов цельсия. Струя плазмы разжигается электрической дугой. Дуга генерируется специальными инверторами или трансформаторами, входящими в состав станка для плазменной резки. Из сопла плазменного резака под большим давлением подаётся рабочий газ, который под действием электрической дуги превращается в плазменную струю. Струя плазмы направляется на металл со скоростью до 1500 м/сек. Её «разгон» осуществляется внешним магнитным полем.
Преимущества такого способа фигурной резки:
- возможность работы с нержавеющими сталями;
- чистый и гладкий рез;
- высокая производительность оборудования;
- остутвтие деформаций металла из-за высокотемпературного воздействия.
Плазменную резку можно использовать и в отношении загрязнённых сталей, и в отношении сплавов, имеющих коррозию. На качество процесса это не влияет. В сравнении с лазерной резкой плазменная считается более производительной, а набор сталей и сплавов, которые можно обрабатывать – выше.
Особенности гидроабразивной технологии
Гидроабразивная фигурная резка применяется реже, но всё же существует и по сей день. На обрабатываемую поверхность под давлением в сотни атмосфер подаётся тонкая струя воды, смешанная с абразивным материалом. Происходит мгновенное разрушение поверхностного слоя металла. Струя воды направляется через сопло, диаметр которого не превышает 0,10-0,30 мм. Такой способ позволяет обрабатывать стали толщиной до 30 мм. Скорость подачи металла составляет в среднем 2,7-2,9 м/мин.
Отличия гидроабразивной резки – ровные шлифованные края, возможность выполнения сложных кривых и радиусных переходов, высокая экономичность установки. Недостатки – шумность и большие эксплуатационные расходы.
Особенности фигурной резки алюминия
Алюминий также используют для изготовления декора, сувенирной и иной оригинальной продукции. Но очень часто после резки на кромках образуется большое число заусенцев. Поэтому для его обработки выбирают и приобретают оптоволоконные лазерные станки. Их отличие в том, что для достижения высокого качества реза к рабочему газу, например азоту, добавляется кислород.
Принцип работы волоконного, или иттербиевого лазерного станка, основан на воздействии на поверхность алюминия лазерного луча, который генерируется в активном волокне. Внутри волокна расположен иттербий размером 6-9 мкм, генерирующий и активизирующий лазерный луч. Иттербиевый излучатель не имеет отражающих зеркал, поэтому потери мощности сводятся к нулю. Именно за счёт сверхвысокой мощности лазерного луча и выполняется резка алюминия и его сплавов.
Фигурная резка алюминия должна выполняться при определённых технологических условиях:
- невысокой скорости движения лазерного луча;
- сбалансированной подаче азота и кислорода в зону реза;
- выверенном фокусном расстоянии.
Алюминий режется лазером быстрее чёрных и цветных металлов при одинаковых настройках оборудования и толщине заготовки. А дополнительным фактором, ускоряющим операцию и не допускающим оплавления кромок, является кислород.
