فرآیندهای برش فلز از ارکان اصلی فرآوری مواد خام هستند. هر صنعت تولیدی از مواد یا ابزار فلزی استفاده می کند. بنابراین، فرآیندهای برش فلز به طور مستقیم یا غیرمستقیم کل بخش تولید را تامین می کند.
کاربردهای بی شماری از فرآیندهای برش فلز وجود دارد که هر کدام نیازمندی های خاصی دارند. بنابراین، انواع مختلفی از فرآیندهای برش فلز در صنعت پدید آمده است.
در این مقاله روش های مختلف برش فلز و نحوه انتخاب یکی برای نیاز شما بحث خواهد شد.
برش فلز چیست؟
برش فلز یک فرآیند فلزکاری تفریقی برای تقسیم یک قطعه کار فلزی به چند قسمت با استفاده از نیرو یا سایر تکنیک های فرسایش است. عمل برش را می توان با تیغه ها یا روش هایی مانند تخلیه الکتریکی و جت آب ایجاد کرد.
چه کسی فرآیندهای برش فلز را اختراع کرد؟
Henry Maudslay مخترع فرآیندهای برش فلز مانند ماشین تراش است. تاریخ واقعی فلزکاری به دوران باستانی مانند تمدن مصر باز می گردد. اواخر قرون وسطی شاهد ظهور دستگاه های پانچ فلز بود. با توسعه قطعات الکتریکی، روش های برش فلز به جای فیزیکی به عملیات الکتریکی تغییر یافت. توسعه بعدی فناوری CNC این فرآیند را بیشتر خودکار کرد.
برش فلز یکی از رایج ترین فرآیندهای فرآوری مواد خام است. فرآیندهای برش فلز، ورق فلز خام را مانند فولاد ملایم برای تکنیک های ساخت بیشتر شکل می دهد. تکنیک های پیشرفته برش فلز مانند برش واترجت می تواند به طور مستقیم قسمت نهایی را از ورق ها و بلوک های فلزی خام ایجاد کند.
انواع مختلفی از فرآیندهای برش فلز وجود دارد. برخی از این انواع عبارتند از:
برش مکانیکی
روش های برش مکانیکی مواد را با استفاده از ابزار برش تیز در برابر فلز حذف می کند. به طور عمده چهار فرآیند برش مکانیکی برای فلزات وجود دارد:
پیچ
تراشکاری معمولاً روی میله ها و میله های فلزی استوانه ای با ابزار برش غیر چرخشی انجام می شود. این فرآیند برای ایجاد برش های خارجی بر روی فلز استفاده می شود. اگر چرخش از داخل انجام شود، فرآیند خسته کننده نامیده می شود.
مزایای
سرعت برش سریع
دقت خوب
زمان تحویل کمتر
روی انواع فلزات و آلیاژها کار می کند
به اپراتور بسیار ماهر نیاز ندارد
معایب
فقط روی قطعات دایره ای کار می کند
تجهیزات گران قیمت
سایش مکرر ابزار
مقدار زیادی مواد حذف شده
تولید حرارت بالا
استفاده می کند
قطعات موتور
شفت ها
سوراخ ها
شیارها
موضوعات
Tapers
آسیاب
فرز از یک ابزار برش دوار برای حذف مواد از یک قطعه کار ثابت استفاده می کند. می تواند از انواع مختلفی از ابزارها برای رسیدن به نتیجه دلخواه استفاده کند.
مزایای
دقت بالا
فرآیند برش سریعتر
همه کاره در کاربرد مواد
معایب
مقدار زیادی مواد اضافی
نیاز به اپراتور ماهر
استفاده می کند
برش پروفیل
خطوط سطح
کاهش نرخ مرگ و میر
تجهیزات دندانپزشکی
قطعات دفاعی
اره کردن
اره کردن برای مواد مبتنی بر چوب رایج تر است اما برای فلزات نیز کار می کند. اره از یک ابزار برش دندانه دار برای برش دادن مواد استفاده می کند.
مزایای
فرآیند برش ارزان
معایب
تولید حرارت بالا
سایش سریعتر ابزار
تلفات کرف بالا
برای فلزات سخت خوب کار نمی کند
محدود به برش های خط مستقیم
استفاده می کند
برش لوله
برش لوله
برش ورق فلز برای پروژه های کوچک
برش زدن
برش دادن فرآیند برش را با عمل تیغه در دو طرف ورق فلزی انجام می دهد. ابزارهای برش در پیکربندی های مختلفی وجود دارند. برش نیمکتی یکی از رایج ترین روش های برش برای برش فلز است.
مزایای
کم هزینه
راه اندازی ساده
بدون نیاز به اپراتور بسیار ماهر
بدون افزایش دما
معایب
دقت پایین
فقط محدود به برش های مستقیم است
سایش ابزار بالا
ایمنی پایین
استفاده می کند
پردازش سریع ورق فلزی با حجم بالا
مشت زدن
پانچ از نیروی فیزیکی پرس برای بریدن شکل مورد نیاز از فلز استفاده می کند. قالب ها فلز را نگه می دارند و پرس به شکل برش مورد نیاز است.
مزایای
فرآیند برش ساده
ارزان
بدون نیاز به اپراتور بسیار ماهر
معایب
هدر رفت مواد زیاد
دقت ضعیف
استفاده می کند
برش اشکال هندسی اولیه
برش ساینده
فرآیندهای برش ساینده با حذف ذرات فلز کار می کنند. عامل اصلی در اینجا اصطکاک به جای نیرو یا لبه های تیز ابزار برش است.
برش واترجت
برش واترجت یکی از بهترین تکنیک های برش فلز است. تکنیک برش واترجت از نیروی آب با فشار بالا برای فرسایش ذرات فلزی استفاده می کند. این یک فرآیند برش سرد است که نیازی به تماس فیزیکی سر برش واترجت با قطعه کار ندارد. برش واترجت می تواند برش های خطی، غیر خطی و داخلی را در قطعه کار ایجاد کند.
مزایای
دقت بالا
بدون اثرات حرارتی
حداقل هدر رفت مواد
سرعت سریع
ایمنی بالا
برش واترجت می تواند مواد ضخیم را برش دهد
برای تمام فلزات و غیر فلزات کار می کند
کیفیت لبه برتر
معایب
برش واترجت به اپراتور ماهر نیاز دارد
استفاده می کند
تجهیزات جراحی
پردازش مواد خام
کارگاه های فلز سازی
بخش خودرو
تجهیزات دفاعی
صنعت هوافضا
سنگ زنی
سنگ زنی از چرخ های ساینده برای حذف حداقل مواد از قطعه کار استفاده می کند. به طور کلی در فرآیندهای تکمیل ثانویه برای فلزات استفاده می شود. مواد حذف شده توسط این فرآیند حداقل است. با این حال، هیچ گونه قابلیت برش قابل توجهی ندارد.
مزایای
می تواند سطح خوبی را به پایان برساند
حذف مواد کمتر
برای تبدیل قطعه کار به ابعاد دقیق مناسب است
معایب
قابلیت های محدود
فقط برای صاف کردن سطوح و لبه ها کار می کند
استفاده می کند
هر برنامه تکمیل ثانویه
برش حرارتی
فرآیندهای برش حرارتی فلزات را با ذوب مواد از محل مورد نیاز برش می دهند. فرآیندهای برش حرارتی دقت خوبی دارند. با این حال، آنها مناطق متاثر از گرما را ایجاد می کنند که می تواند یکپارچگی مواد قطعه کار را از بین ببرد.
فرآیندهای مختلف برش حرارتی عبارتند از:
برش لیزری
در فرآیند برش لیزری از پرتوهای نور با فرکانس بالا برای ذوب قطعه کار استفاده می شود. برش لیزر به دلیل باریک بودن زیاد پرتو لیزر یکی از دقیق ترین روش ها می باشد. فرآیند برش لیزری به برش های خطی محدود نمی شود. با این حال، برش لیزری نمی تواند برش های چند محوره ایجاد کند.
مزایای
برش لیزری روی هر ماده ای کار می کند
دقت بالا
برش لیزری می تواند اشکال پیچیده را برش دهد
معایب
مناطق تحت تأثیر گرما
برش لیزری محدودیت های شدیدی در ضخامت مواد دارد
تولید تفاله در اثر اکسیداسیون فلزات ذوب شده
استفاده می کند
قطعات بدنه خودرو
موتورها
پانل ها
بدنه گوشی های هوشمند
برش پلاسما
برش پلاسما از جریان یونیزه شده گازها برای ذوب فلز برای برش استفاده می کند. هنگامی که فلز ذوب می شود، جریان هوا با فشار بالا مواد ذوب شده را دور می کند. جت یونیزه شده دارای عرض بسیار باریکی است که منجر به برش با دقت بالا می شود. نکته مهمی که باید به آن توجه داشت این است که این روش فقط بر روی مواد رسانای الکتریکی کار می کند. بنابراین، هر آلیاژ فلزی غیر رسانا را نمی توان با برش پلاسما برش داد.
مزایای
برش پلاسما برای موادی مانند فولاد ضد زنگ خوب است
هزینه کم مواد مصرفی
دقت بالا
معایب
تشکیل مناطق متاثر از گرما
برای مواد ضخیم تر کار نمی کند
انتشار دود سمی
تابش قوس الکتریکی ایجاد می کند
استفاده می کند
ساخت فلز
یاردهای نجات
پروژه های ساختمانی
معماری
برش اکسی سوخت
برش اکسی سوخت با نام برش شعله ای نیز شناخته می شود. از مخلوط سوخت قابل اشتعال اکسیژن با گازهای دیگر برای تولید دماهای بالا استفاده می کند. دماهای بالا مواد را ذوب می کند و منجر به عمل برش می شود.
مزایای
این یک روش برش بسیار قابل حمل است
نیازی به برق نیست
این یک فرآیند ارزان و ساده است
معایب
دقت بسیار ضعیفی دارد
انتشار گازهای سمی وجود دارد
ایمنی ضعیف
برای مواد ضخیم تر کار نمی کند
استفاده می کند
کارگاه های فلزی در مقیاس کوچک
ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM)
ماشینکاری تخلیه الکتریکی با ذوب فلز از طریق قوس الکتریکی کار می کند. یک الکترود بدون تماس فیزیکی به قطعه کار نزدیک می شود. قطعه کار به الکترود دیگری تبدیل می شود. در کاربرد ولتاژ، یک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود وجود دارد. این ترشحات باعث افزایش دما و ذوب شدن مواد می شود.
مزایای
امکان ایجاد برش های غیر خطی
دقت بالا
با مواد سخت کار می کند
معایب
مصرف برق بسیار بالا
سرعت برش کم
فقط برای مواد رسانا کار می کند
تشکیل مناطق تحت تأثیر گرما
استفاده می کند
عملیات ساخت قالب و قالب
ساخت ابزار فلزی
ماشینکاری الکتروشیمیایی
ماشینکاری الکتروشیمیایی استفاده از الکتریسیته را با واکنش‌های شیمیایی برای حذف مواد قطعه کار ترکیب می‌کند. از مکانیسم معکوس آبکاری الکتریکی پیروی می کند. می تواند قطعات فلزی را به سرعت تولید کند.
مزایای
با فلزات با سختی بالا به خوبی کار می کند
مناطق متاثر از گرما را ایجاد نمی کند
هیچ سایش ابزار وجود ندارد
سرعت سریع
معایب
فرآیند برش فلز پر هزینه
احتمال خوردگی فلز
فقط برای مواد رسانا مناسب است
استفاده می کند
برش مواد سخت
کار بر روی قطعات کوچک در جایی که روش‌های دیگر کاربرد ندارند
کار بر روی اشکال پیچیده و غیر مسطح
رایج ترین روش برای برش فلز چیست؟
حفاری رایج ترین فرآیند برش فلز است. این در ارتباط با سایر فرآیندهای فلزکاری برای برش سوراخ استفاده می شود. فرزکاری در بین کاربردهای صنعتی که شامل برش قطعات فلزی به چند بخش است، رایج است. با این حال، تکنیک هایی مانند برش واترجت و برش لیزری به دلیل مزایایی که دارند ترجیح داده می شوند.
سریعترین فرآیند برش فلز چیست؟
برش لیزری سریعترین فرآیند برش فلز است. لیزر 1000 وات می تواند فولاد کربنی با ضخامت 3 میلی متر را با سرعت حدود 3 متر در دقیقه برش دهد. سرعت دقیق هر فرآیند برش فلز به نوع و ابعاد قطعه کار بستگی دارد.
دقیق ترین فرآیند برش فلز چیست؟
برش واترجت دقیق ترین روش برش با تحمل +/- 0.001 اینچ است. برش لیزری نیز می تواند دقت مشابهی با این مقدار ارائه دهد. با این حال، برش لیزری مناطق متاثر از گرما ایجاد می کند که دقت آن را تا حدی کاهش می دهد.
چگونه یک تکنیک برش فلز را انتخاب کنیم؟
روش های متعددی برای برش فلز برای متخصصان صنعت وجود دارد. انتخاب روش مناسب باید پس از ارزیابی عوامل متعدد انجام شود. پاسخ به این عوامل می تواند بر اساس پروژه خاص متفاوت باشد. این عوامل عبارتند از:
نوع مواد
ضخامت مواد
دقت مورد نیاز
حجم تولید
هزینه
الزامات تکمیل
سایش ابزار برش
اثرات زیست محیطی
مهارت مورد نیاز اپراتور
در دسترس بودن فضای کارگاهی
ایمنی
هدر رفت مواد
یادداشت های پایانی
یک ماشین برش فلز خوب می تواند تفاوت بین انبوهی از قطعات رد شده و یک نتیجه با کیفیت خوب باشد.
دستگاه های برش واترجت تکنی واترجت چشم انداز فرآوری فلزات را به کلی تغییر داده است. این ماشین ها می توانند هر ضخامتی را تحمل کنند و حتی قطعات فلزی تمام شده را بدون پردازش ثانویه ایجاد کنند. اگر به دنبال دستگاه برش فلز هستید، Techni Waterjet ممکن است مورد توجه قرار گیرد.
www.fed.ir