Гидроабразивная резка и электроэрозионная резка

Водоструйная струя и EDM

Если мы сравним обрабатывающую промышленность столетней давности с рынком сегодня, изменения будут не чем иным, как удивительными.

Раньше существовала всего одна-две технологии резки и обработки материалов. Основным фактором, влиявшим на качество конечного продукта, была квалификация рабочей силы.

Сегодня существует множество инновационных технологий резки и других доступных методов резки. Выбор идеального может оказаться непростой задачей.

Гидроабразивная резка и электроэрозионная резка — два наиболее распространенных метода резки.

Давайте рассмотрим гидроабразивную и электроэрозионную резку и их преимущества перед другими методами резки. Основываясь на представленной здесь информации, вы сможете окончательно решить, какой метод резки использовать для вашего бизнеса.

В чем разница между гидроабразивной и электроэрозионной резкой?

Хотя для процесса резки используются как водоструйная технология, так и электроэрозионная обработка, их функционирование и основные принципы совершенно разные. Давайте разберемся с основным обзором этих двух методов резки.

Гидроабразивная резка

Станок для гидроабразивной резки выполняет резку, направляя высокоскоростную струю воды в точку предполагаемого разреза. Высокоскоростная гидроабразивная резка позволяет резать даже очень толстые материалы.

При использовании гидроабразивного станка для создания высокоскоростных резов тонких материалов к гидроабразивному станку можно присоединить специальную насадку или режущую головку с минимальными толщинами. В результате вода выходит со скоростью, которая может в три раза превышать скорость звука.

Электроэрозионная резка

EDM (также известный как wire EDM) расшифровывается как Wire Electric Discharge Machining. При электроэрозионной резке разрезаемый материал распадается, когда электрически заряженная режущая проволока проходит через объект, который необходимо разрезать. Этот метод используется для резки проводящих материалов.

Наука, стоящая за проволочной электроэрозионной резкой, намного сложнее, чем гидроабразивная резка. Он использует электрод для получения электрической искры. И электрод, и заготовка (заготовка — это металл, требующий резки) погружены в жидкую диэлектрическую среду.

Во время резки металлические фрагменты (частицы эрозии) от разрезаемых материалов отрываются от остальной части заготовки и движутся к электроду через диэлектрическую среду.

Гидроабразивная резка или электроэрозионная резка:какая технология лучше?

Выбор превосходной технологии между гидроабразивной технологией и проволочной электроэрозионной резкой требует тщательного анализа важных факторов, которые имеют значение при резке материалов. Давайте взглянем на эти факторы:

Первоначальная стоимость

• Станок для электроэрозионной резки проволоки для 90% приложений стоит от 100 000 до 150 000 долларов США.
• Рассчитывайте заплатить от 40 000 до 250 000 долларов США за водоструйный станок — в зависимости от области применения.
• Несмотря на то, что в технологии гидроабразивной резки существуют более дешевые и дорогие варианты, средняя цена обоих машин одинакова. Так что в этом отношении есть ничья.

Текущие расходы

• Для электроэрозионной обработки проволоки основные эксплуатационные расходы связаны с проволокой. Прочие расходы включают мелкие расходные материалы и электроэнергию.
• Вода, смешанная с абразивами при гидроабразивной резке, составляет основные эксплуатационные расходы. Другие расходы включают в себя такие предметы, как головки форсунок.
• Станки для проволочной электроэрозионной резки имеют более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с машинами для гидроабразивной резки. При использовании чистой гидроабразивной резки электроэрозионные станки теряют преимущество.

Производительность и скорость резки

• Электроэрозионные станки работают очень медленно и обычно режут со скоростью примерно 0,4 дюйма в минуту. Поэтому производство деталей обходится дороже.
• Водоструйные резаки могут резать с высокой скоростью, около 6 дюймов в минуту.
• Гидроабразивная резка примерно в десять раз быстрее электроэрозионной резки. Вы можете резать в десять раз больше за единицу времени, что повышает производительность гидроабразивных резаков. Гидроабразивная струя быстро и легко разрезает материал даже при низкой мощности.

Срок службы

• Части проволочного электроэрозионного станка быстро изнашиваются из-за постоянного износа.
• Детали гидроабразивных резаков имеют долгий срок службы и могут служить тысячи часов, за исключением головок сопла.
• Гидроабразивная резка имеет более длительный срок службы, чем электроэрозионная резка.

Диапазон поддерживаемых материалов

• Кусачки для электроэрозионной обработки проволоки предназначены только для резки электропроводящих материалов, таких как металлы и графит.
• Гидроабразивная резка не ограничивается резкой только токопроводящих материалов и может резать как толстые, так и тонкие материалы. Они также могут обрабатывать отражающие материалы, чего не могут лазеры. Исключения составляют алмаз и закаленное стекло.
• Что касается диапазона поддерживаемых материалов, споров не возникает, поскольку гидроабразивные резаки могут работать с большим количеством материалов и, таким образом, выигрывают с большим отрывом.

Максимальная толщина резки

• Проволочные электроэрозионные станки могут резать материал толщиной не более 16 дюймов.
• Водоструйные резаки могут резать более толстые детали и пробивать в материале отверстия размером до 30 дюймов. В горнодобывающей промышленности гидроабразивная резка может производить резку толщиной до 100 футов.
• Водоструйные станки снова побеждают, выдерживая вдвое большую толщину резки. Это означает, что они имеют большую мощность резки, чем проволочные электроэрозионные станки.

Допуски и точность резки

• Тщательно контролируемые электроэрозионные станки могут обеспечивать лучшие допуски, всего 0,0001 дюйма, и производить радиусы меньше 0,001 дюйма.
• Машина для гидроабразивной резки может обеспечить допуск около 0,001″. Они обеспечивают меньшую точность, но оставляют нетронутой большую часть разрезаемого материала, который можно использовать повторно или перерабатывать.

Электроэрозионные станки имеют меньший допуск на резку, что делает их более точными и точными, чем станки для гидроабразивной резки. Особенно, когда выполняются различные очистные проходы с использованием промывки под низким давлением. Скользящая резка — это нормальное явление для электроэрозионной обработки.

Нагрузка на материал во время процесса

• Проволочный электроэрозионный станок осуществляет рез за счет повышения температуры в месте электрического пробоя. Таким образом, возникает напряжение в близлежащем материале.
• Гидроабразивная резка не вызывает напряжения в остальной части материала, так как нет прямого контакта и повышения температуры.
• Гидроабразивная резка имеет преимущество, когда крайне важно сохранить целостность материала и исключить нагрузку на него.

Безопасность

• Электронная электроэрозионная обработка предполагает пропускание через разрезаемый материал больших токов. Существует также много отходов, что делает этот вариант менее безопасным.
• Гидроабразивная резка происходит в замкнутой системе. Высоких токов и повышения температуры нет. Поэтому это очень безопасный метод резки.
• Гидроабразивная резка – лучший выбор, если вы особенно заботитесь о безопасности своей рабочей силы.

Эффекты, связанные с теплом

• Электроэрозионная обработка проволоки приводит к образованию видимой зоны термического влияния вблизи среза из-за высокой температуры.
• Гидроабразивная резка не требует высоких температур, поэтому не возникает теплового воздействия.
• Гидроабразивная резка предпочтительнее, так как не вызывает эффектов, связанных с нагревом.

Необходима дополнительная отделка

• Если вы хотите удалить тепловые эффекты материала, материал потребует вторичной обработки.
• Гидроабразивная резка не требует обработки поверхности, поскольку видимых деформаций нет. Поэтому никакой вторичной обработки не требуется.
• Гидроабразивная резка лучше, так как нет дополнительных затрат и времени на окончательную отделку поверхности материала. Он даже оставляет отрезанный материал нетронутым для повторного использования.

Экологически чистый

• Диэлектрическую жидкость в электроэрозионном станке необходимо постоянно промывать, что делает этот метод менее безопасным для окружающей среды.
• При гидроабразивной резке вся используемая вода повторно используется системой. Фрагменты металла из разреза можно продать как лом.
• Гидроабразивная резка — это экологически безопасный метод, идеально подходящий для компаний, которые ценят экологичные технологии.

Потребление энергии

• Электроразрядная обработка обычно потребляет около 15 кВт электроэнергии.
• Гидроабразивные установки обычно потребляют около 20 кВт электроэнергии.
• Электроэрозионные станки имеют небольшое преимущество, если учесть разницу в энергопотреблении между двумя методами резки.

Техническое обслуживание

• Детали электроэрозионных станков быстро изнашиваются и требуют частой замены.
• Водоструйные машины имеют долговечные детали.
• Водоструйные станки позволяют снизить затраты на рабочую силу и запчасти.

Приложения

• Электроэрозионные станки обладают высокой точностью, поэтому их используют для резки металлов, например, изготовления штампов для монет, прототипов и сверления небольших отверстий.
• Гидроабразивные станки могут резать что угодно, поэтому они используются во многих отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, горнодобывающая и т. д.
• Гидроабразивные станки обладают значительно большей универсальностью и преимуществами, чем электроэрозионные станки, что делает их гораздо более экономичными.

Сравнительная таблица гидроабразивной и электроэрозионной резки

Фактор	Гидроабразивная резка	EDM	Победитель
Первоначальная стоимость	40 000–250 000 долл. США	100 000–150 000 долл. США	Галстук
Текущие расходы	Абразивные материалы и насадки	Проволока и электроды	ЭДМ
Скорость и производительность резки	Может резать 6 дюймов в минуту	Может резать 0,4 дюйма в минуту	Гидроабразивная резка
Срок службы	Детали имеют долгий срок службы	Детали изнашиваются быстрее	Гидроабразивная резка
Диапазон поддерживаемых материалов	Может прорезать почти все	Прорезает только электропроводящие материалы	Гидроабразивная резка
Максимальная толщина резки	30 дюймов	16 дюймов	Гидроабразивная резка
Допуск и точность резки	0,001 дюйма, точность	0,0001 дюйма, очень точно	ЭДМ
Напряжение, вызванное материалом	Никакого стресса	Стресс из-за сильной жары	Гидроабразивная резка
Безопасность	Очень безопасно	Умеренно безопасно	Гидроабразивная резка
Эффекты, связанные с нагреванием	Нет тепловых эффектов	Формирование видимых зон термического влияния	Гидроабразивная резка
Требования к вторичной отделке	Не требуется	Обязательно	Гидроабразивная резка
Экологичность	Очень экологично	Не экологично	Гидроабразивная резка
Потребление энергии	~20 кВт	~15 кВт	ЭДМ
Техническое обслуживание	Требуется меньше обслуживания	Требуется частое обслуживание	Гидроабразивная резка
Приложения	Разнообразные приложения, такие как аэрокосмическая промышленность, горнодобывающая промышленность, оборудование, инструменты, развертывание, формование	Прототипирование, сверление небольших отверстий, изготовление штампов для монет	Гидроабразивная резка

Окончательный вердикт

Выбор между машинами для гидроабразивной резки и станками для электроэрозионной резки прост.

Хотя обе эти машины стоят более или менее одинаково для процесса резки, гидроабразивные резаки имеют в десять раз более высокую скорость резки и производительность по сравнению с электроэрозионными резаками. Это означает, что с помощью гидроабразивного резака вы можете резать в десять раз больше длины, при этом тратя меньше средств на техническое обслуживание и замену деталей.

Когда мы добавляем все другие важные факторы, весы только сильнее склоняются в сторону гидроабразивных резаков. Самое приятное то, что даже если вы купите гидроабразивный резак для резки металла, вы сможете использовать его для множества дополнительных материалов и приложений.

На самом деле, чтобы вырезать одну и ту же форму из разных материалов, вы можете сложить материалы друг на друга и обработать их с помощью гидроабразивной резки. Вы увеличите свою производительность в геометрической прогрессии.