Cięcie stali polega na rozdzieleniu materiału na całej jego grubości. Nowoczesne technologie skupiają się na tym, aby proces umożliwiał rozłączenie wiązań atomowych bez jednoczesnego wpływu na strukturę powierzchni. Wybór odpowiedniej metody cięcia stali zależy od kilku podstawowych aspektów, takich jak prędkość procesu, grubość elementu czy jakość uzyskanej powierzchni. Jakie wyróżniamy sposoby cięcia stali, czym się one cechują i które z nich są najskuteczniejsze?
Najpopularniejsze rodzaje cięcia stali
Głównym celem cięcia stali jest oddzielenie od siebie dwóch jej fragmentów. Obecnie kładzie się również duży nacisk na pozostałe kwestie, które wpływają na wydajność oraz jakość procesu. Dlatego istotne jest spełnienie pozostałych kryteriów, do których zalicza się:
minimalne zużycie energii,
wąską szczelinę cięcia,
niewielki wpływ ciepła na powierzchnię rozdzielaną,
wysoką jakość uzyskanej struktury.
Cięcie laserowe
Laserowe cięcie stali to metoda cięcia stali, która polega na doprowadzeniu do topienia lub topienia i odparowania materiału na skutek oddziaływania energii wiązki promieniowania. Ma to miejsce przy udziale gazu wydmuchującego ze szczeliny resztki materiału oraz pary (najczęściej powietrza, tlenu, azotu i argonu). Rodzaje tych czynników oraz parametry procesu zostają dobrane w zależności od rodzaju materiału. Cięcie laserowe może być stosowane do blach stali o grubości do kilkudziesięciu milimetrów. Jakie zalety ma cięcie laserowe? Najważniejsze z nich to:
duża dokładność,
wysoka prędkość cięcia,
minimalne odkształcenie,
wysoka jakość ciętych krawędzi,
bardzo wąska strefa wpływu ciepła.
Prędkość cięcia zależy od grubości stali oraz gęstości mocy wiązki. Strumień lasera może być ogniskowany do niewielkich średnic, dzięki czemu nawet urządzenia o małej mocy są w stanie wygenerować impuls o dużej gęstości mocy. Laserowe cięcie rur i profili odbywa się przeważnie w sposób automatyczny, przy użyciu zaawansowanych urządzeń CNC. Stosuje się je między innymi w przemyśle motoryzacyjnym.
Cięcie wodne
Cięcie strumieniem wody to rodzaj cięcia stali odbywający się na zimno. Polega on na usunięciu materiału ze szczeliny za pomocą silnie sprężonego strumienia wody o dużej prędkości. Co sprawia, że cięcie stali bez udziału wysokiej temperatury jest możliwe? Wygenerowana wąska wiązka cieczy silnie uderza w powierzchnię materiału, powodując jego zmęczenie ścinające i miejscową erozję. W przypadku metali prędkość cięcia wodnego jest niższa niż w przypadku tworzyw niemetalicznych, a dodatkowo konieczne jest wprowadzenie udziału proszku ściernego. Cięcie wodne może być stosowane do blach stali o grubości nawet do kilkuset milimetrów.
Cięcie strumieniem wody to rozwiązanie także mające szereg zalet. Wśród nich wymienia się:
cięcie na zimno (temperatura krawędzi materiału w czasie cięcia nie przekracza 100 °C),
dobrą jakość ciętych powierzchni,
brak odkształceń.
Cięcie tlenem
Cięcie tlenem jest jednym z najpopularniejszych i najbardziej ekonomicznych sposobów na rozdzielanie fragmentów materiału. Co więcej, cięcie tlenowe może być stosowane do blach stali o różnej grubości, wynoszącej od kilku do nawet 2000 mm. Ten sposób cięcia stali polega na doprowadzeniu metalu do temperatury zapłonu w obszarze cięcia. Z tego względu stosuje się ją przeważnie do procesowania stali niskowęglowych o stosunkowo niskiej temperaturze zapłonu.
Jak to działa? Strumień tlenu wyrzucany z dużą prędkością z palnika nadtapia cięty metal – podgrzewanie jest możliwe dzięki obecności gazu palnego (najczęściej acetylenu). Wpływ na proces cięcia mają przede wszystkim: grubość materiału, zawartość pierwiastków stopowych, a także rodzaj i ciśnienie użytego gazu palnego. Pewną wadą cięcia tlenem może być jednak szeroka strefa wpływu ciepła, co nie pozostaje obojętne dla struktury uzyskiwanej powierzchni.
Cięcie skrawające
Ten rodzaj cięcia stali umożliwia obróbka skrawaniem CNC. Proces polega na użyciu frezarek czy pił taśmowych do rozdzielenia fragmentów materiału. Dużą zaletą tego rodzaju obróbki jest łatwość wykonania oraz powtarzalność, co jest szczególnie przydatne podczas produkcji seryjnej. Urządzenia sterowane numerycznie gwarantują jednocześnie wysoką precyzję cięcia stalowych bloków, rur czy prętów.
Jaką metodę cięcia stali wybrać?
Różnorodność dostępnych technologii cięcia stali sprawia, że osoby przeglądające kolejne oferty stają przed nie lada dylematem. Podjęcie decyzji stanie się znacznie prostsze, jeśli przy wyborze metody cięcia stali weźmiemy pod uwagę kilka kluczowych czynników, takich jak:
grubość stali,
oczekiwaną jakość uzyskanej powierzchni,
najważniejsze kryteria dla danego zadania – wydajność, prędkość oraz aspekty ekonomiczne.
Do precyzyjnego cięcia cienkich arkuszy warto wybrać metodę cięcia laserem. Jest to obecnie jedna z najpopularniejszych technologii, łącząca dużą wydajność z wysoką precyzją. Jeżeli warunkiem koniecznym jest zachowanie niezmienionych właściwości fizycznych uzyskanych krawędzi, rozsądnym rozwiązaniem będzie cięcie wodne. Gdy natomiast produktem obrabianym będą blachy o różnej grubości, można zdecydować się na cięcie tlenem.
