✨ Nekonvenční metody obrábění

Světlo, voda, jiskra

O čem to je

Jak vyřízneš z plechu složitý ornament, z kalené oceli úzkou drážku nebo z kamene písmena? Nožem ani frézou to nejde dobře. Pomůže světlo, voda nebo elektrické jiskry.

Nekonvenční metody nepotřebují břit. Materiál odebírají energií: teplem, proudem částic nebo výboji. Proto zvládnou i velmi tvrdé materiály a složité tvary.

Nové pojmy

Nekonvenční obráběníObrábění bez klasického břitu a bez velké řezné síly. Materiál odebírá energie (světlo, voda, elektřina, plazma).Laserové řezání plechu.
LaserÚzký soustředěný paprsek světla s obrovskou hustotou energie. Materiál v místě dopadu roztaví nebo odpaří.Vláknový laser řeže ocelový plech 10 mm.
Vodní paprsekTenký paprsek vody pod velmi vysokým tlakem (řádově stovky MPa). Pro tvrdé materiály se přidává abrazivo.Řezání skla, kamene, gumy i oceli.
AbrazivoTvrdý jemný písek přidaný do vody, který materiál obrušuje.Granátový písek.
ElektroerozeOdebírání materiálu elektrickými výboji (jiskrami) mezi nástrojem a obrobkem v nevodivé kapalině. Funguje jen u elektricky vodivých materiálů.Drátová řezačka vyřízne kalený střižník.
Tepelně ovlivněná oblastPás materiálu u řezu, který se ohřál a změnil vlastnosti (ztvrdl, zkřehl).U laseru a plazmy vzniká, u vodního paprsku prakticky ne.
PlazmaPlyn ohřátý elektrickým obloukem na velmi vysokou teplotu. Zúžený tryskou roztaví a vyfoukne kov.Plazmová řezačka na silné ocelové plechy.

Která metoda kdy

Je materiál elektricky vodivý a velmi tvrdý, potřebuješ přesný tvar? → elektroeroze.
Řežeš plech a chceš rychlost a přesnost? → laser.
Nesmí se materiál ohřát, nebo nevede proud (kámen, sklo, plast, kompozit)? → vodní paprsek.
Řežeš silný ocelový plech levně? → plazma.
Je potřeba vyříznout tvar z vícevrstvého kompozitu s uhlíkovými vlákny, nesmí se přehřát. Co zvolíš?
Teplo by poškodilo pryskyřici → laser ani plazma ne. Zvolíš vodní paprsek s abrazivem, řeže za studena.
Výroba střižníku složitého tvaru z kalené nástrojové oceli. Co zvolíš?
Ocel je kalená (velmi tvrdá), vede proud a tvar je složitý → drátová elektroeroze.

Zkus si to

Přiřaď materiál k metodě, kterou ho lze obrábět.

✗Elektroerozí obrobím cokoli, třeba i keramickou destičku.
✓Elektroeroze funguje jen u elektricky vodivých materiálů.

Výboj musí proběhnout mezi nástrojem a obrobkem; nevodivým materiálem proud neprojde.

Nekonvenční metody odebírají materiál energií bez břitu: laser (světlo), vodní paprsek (voda s abrazivem, za studena), elektroeroze (výboje, jen vodivé materiály), plazma.

Přehled a bezpečnost

O čem to je

Ve firmě stojí laserový stroj, vodní paprsek i drátovka. Každý má jiné výhody a jiná nebezpečí. Tady máš přehled principů, použití a bezpečnosti.

Nové pojmy

Laserové řezáníPaprsek laseru materiál roztaví, asistenční plyn (kyslík nebo dusík) taveninu vyfoukne ze spáry.Řezání nerezového plechu s dusíkem.
Plazmové řezáníElektrický oblouk zúžený tryskou ohřeje plyn na plazma o velmi vysoké teplotě, který kov roztaví a vyfoukne.Řezání ocelových plechů desítek mm.
Řezání vodním paprskemVoda pod tlakem řádově stovek MPa prochází tryskou malého průměru; s abrazivem (tvrdým jemným pískem) řeže i kovy.Řezání kamenné dlažby.
Drátová elektroerozeTenký drát (např. mosazný, desetiny mm) se odvíjí a výboji mezi ním a obrobkem vyřezává tvar. Pracuje v deionizované vodě.Výroba střižníků a střižnic.
Hloubení elektroerozíTvarová elektroda (často grafit nebo měď) se zanořuje do obrobku a vytváří dutinu svého tvaru. Pracuje v dielektrickém oleji.Dutiny forem na plasty.
Tepelně ovlivněná oblastPás u řezu, který se ohřál a změnil vlastnosti (ztvrdl, zkřehl).Vzniká u laseru a plazmy.
DielektrikumNevodivá kapalina, ve které výboj proběhne jen na krátkou vzdálenost; zároveň chladí a odplavuje částice.Deionizovaná voda, speciální olej.

Přehled

MetodaPrincipVýhodaOmezení
lasersvětlo taví/odpařujerychlý, přesný, úzký řeztepelně ovlivněná oblast, tloušťka omezená
plazmaplazmový oblouklevné řezání silných plechůhorší kvalita hrany, jen vodivé kovy
vodní paprsekvoda (+ abrazivo)řeže za studena téměř cokolipomalejší, hlučný
elektroerozeelektrické výbojetvrdé materiály, složité tvaryjen vodivé materiály, pomalá

Bezpečnost

  • Laser – přímý i odražený paprsek poškodí oči i kůži; pracuje se se zavřenými kryty, případně s brýlemi určenými pro vlnovou délku laseru; odsávání dýmu.
  • Vodní paprsek – paprsek pronikne kůží i kostí, nikdy nesahej do pracovního prostoru za chodu; chrání se sluch.
  • Plazma – UV záření jako u svařování, dým, vysoké napětí.
  • Elektroeroze – hloubení v oleji: riziko požáru, hladina oleje musí být nad místem výboje.

Zkus si to

Otoč kartičky a připomeň si, čím která metoda odebírá materiál.

  • laser – soustředěné světlo
  • vodní paprsek – voda pod tlakem s abrazivem
  • drátovka – elektrické výboje z drátu
  • plazma – zúžený elektrický oblouk
Proč se na drátové elektroerozi používá deionizovaná voda?
Je to dielektrikum: běžná voda vede proud, deionizovaná prakticky ne. Výboj tak proběhne jen v úzké mezeře u drátu, voda zároveň chladí a odplavuje částice.
Firma řeže velké množství tenkých ocelových plechů na přesné díly. Laser, nebo vodní paprsek?
Tenký ocelový plech, přesnost a rychlost → laser. Je výrazně rychlejší a tepelné ovlivnění u tenkého plechu nevadí.
✗Vodní paprsek je jen voda, rukou mi neublíží.
✓Paprsek pod takovým tlakem prořízne kůži, svaly i kost.

Proto se do pracovního prostoru za chodu nesahá a stroj má kryty.

Laser a plazma řežou teplem, vodní paprsek za studena, elektroeroze výboji v dielektriku. Každá metoda má svá rizika: záření, tlak vody, napětí, požár oleje.
💎Broušení a dokončovací metody