Линейный раскрой металла: как экономить до 10 % материала
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Линейный раскрой металла

Линейный раскрой металла

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Суть технологии линейного раскроя металла
  • 4 основных способа линейного раскроя металла
  • Алгоритм расчета линейного раскроя металла
  • 2 типа ошибок при линейном раскрое металла

Линейный раскрой металла – наиболее экономичный метод создания заготовок. Такой подход позволяет существенно минимизировать отходы, расходные материалы, сохраняя высокое качество готовых изделий.

Существуют различные алгоритмы и методы линейного раскроя металла. При этом для каждого способа, каждой задачи используется свое оборудование. О том, как раскраивать металл экономично и на чем это лучше делать, вы узнаете из нашего материала.

 

Суть технологии линейного раскроя металла

В наше время во многих отраслях строительства и производственной сфере линейный раскрой погонажных материалов применяется повсеместно. Это – раскрой бумажных и тканевых рулонов в легкой и целлюлозной промышленности, резка на мерную длину труб, двутавров, швеллеров, прутков, уголков, арматурных стержней в машиностроении и в производстве металлоконструкций, погонажный распил досок и бревен в деревообрабатывающей промышленности.

Суть технологии линейного раскроя металла

На первый взгляд подобный раскрой может показаться очень простой задачей, но на самом деле это довольно сложная операция. Применение научного подхода к технологии раскроя погонажных изделий позволяет сократить производственные расходы более чем на 10 %.

Данную тему необходимо отнести к задаче по линейному программированию. Для этой цели за последние 70 лет ученые разработали несколько разных методик.

С помощью методики оптимального использования ресурсов Л.В. Канторовича и В.А. Залгаллера при определенных навыках можно, не применяя вычислительной техники, довольно точно произвести линейную раскройку. Желающим приобрести знания, связанные с этой тематикой, рекомендуется ознакомиться с книгой вышеуказанных авторов «Рациональный раскрой промышленных материалов».

В середине XX века некоторые ученые из Соединенных Штатов Америки детально разработали и описали симплекс-метод, основанный на идеях Л.В. Канторовича. Такой алгоритм применяется в надстройке программы Microsoft Excel «Поиск решения» (Solver).

Позднее были разработаны и усовершенствованы «жадный», «муравьиный» и «генетический» алгоритмы.

4 основных способа линейного раскроя металла

При выборе способа резки стального материала необходимо учитывать конфигурацию будущей конструкции, марку и толщину металла. Можно и скомбинировать методы: сначала сформировать общий контур при помощи механических резов, а после этого выполнить точную обработку краев. Также стоит учитывать и использование однотипных заготовок. При необходимости формирования разных по форме изделий следует сделать точную карту раскроя.

1. Механический способ.

4 основных способа линейного раскроя металла

Сутью метода является механическое воздействие на стальную полосу или лист. Линейный раскрой металла используют при необходимости формирования прямых сторон простой формы. Для этих целей в качестве оборудования применяют гильотину, ленточные и дисковые пилы. Небольшие однотипные формы можно обрабатывать с помощью просечного пресса.

Механический раскрой:

  • Посредством гильотины. Лист устанавливают на рабочий стол, затем с помощью гидравлики остро заточенный нож резко опускается и рубит полосу необходимой ширины. Толщина металла должна быть в диапазоне от 0,45 до 2,5 мм.

    К преимуществам этого метода можно отнести скоростную обработку без воздействия температуры. Но есть и недостатки: слабая точность геометрии по краям и невозможность изготовления сложных форм.

  • С помощью ленточных или дисковых пил. Заготовку устанавливают на станине и зажимают в гидравлические тиски, после этого при помощи диска или ленточной пилы с максимальной толщиной 8 мм отрезают части заготовки.

    Такой метод не является высокоточным и преимущественно используется как вспомогательный. Обладает следующими достоинствами: скоростная производительность резки при небольшом размере оборудования. К недостаткам относят невозможность автоматизировать процесс и производить резы по криволинейным траекториям.

  • Посредством прессовой просечки. Рабочий штамп с разной формой высечки вырубает в листовом материале (часто для этого используют непрерывную подачу стальной ленты) выемки или отверстия с определенной формой. Такую технологию только косвенно можно назвать раскроем металла, преимущественно она применяется для создания рифленых форм или однотипных небольших отверстий.

Стоит отдельно рассмотреть операцию гибки металла, напоминающую гильотинный процесс. С помощью установки на пресс насадок определенной формы можно сделать изгиб листового материала. Существуют несколько вариантов давления – от ручного механического с использованием рычага до применения гидравлического или электрического оборудования. При выборе способа гибки следует учитывать максимальную толщину листового материала и необходимый угол изгибания заготовки.

2. Лазерная резка.

Такая технология линейного раскроя металла представляет собой бесконтактный способ обработки. В импульсном или непрерывном режиме лазерный луч воздействует на заготовку. При определенных требованиях к кромке заготовки удаление окалин с поверхности реза производят при помощи вспомогательного газа.

4 основных способа линейного раскроя металла

Для эффективного лазерного линейного раскроя металла часто применяют наиболее распространенные типы оборудования: твердотельные YAG-лазеры или газовые (СО2-лазеры) с мощностью от 0,05 до 30 кВт. При этом используют максимальную толщину листового материала до 8 см. При этом для большинства видов стандартного оборудования она не выходит за пределы 10 мм. При этом есть ограничения на максимальные габариты листа, которые связаны с площадью рабочего стола.

Преимущества линейного раскроя металла при помощи лазерной резки:

  • высокая точность обработки;
  • возможность выполнения сложных конфигураций реза;
  • применяется для металлов с высокой теплопроводностью;
  • возможность дополнительного оснащения автоматическим оборудованием;
  • минимальное термическое воздействие на обрабатываемую поверхность заготовки.

Недостатки лазерного линейного раскроя металла:

  • определенные ограничения толщины заготовки;
  • непостоянная скорость реза, многое зависит от толщины листового металла и его марки;
  • высокие цены на оборудование.

Кроме того, линейный лазерный раскрой металла значительно минимизирует потери технологического времени, так как толщина реза приравнивается к диаметру луча или может незначительно его превышать. При формировании сложных по форме поверхностей сокращаются затраты на дополнительную обработку. Тем не менее, необходимо правильно составить технологическую карту раскроя.

С помощью лазерного оборудования можно производить не только линейный раскрой металла, но и других материалов: пластика, дерева, различных сплавов. Именно благодаря этому подобное оборудование является универсальным.

3. Плазменный раскрой.

В основе этого метода лежит формирование пучка плазмы в ограниченном пространстве, что является причиной испарения материала. Практически для этого между соплом и электродом необходимо возникновение электрической дуги, на которую необходимо подать струю воздуха с давлением до 8 атм. При их контакте начинает формироваться плазма, температура которой может достигнуть +30 000 °С. В этот момент металл начинает быстро испаряться в узкой области.

4 основных способа линейного раскроя металла

В промышленных условиях технологию плазменного линейного раскроя металла используют для резки материала толщиной до 110 мм. Но нужно учитывать такой фактор: с увеличением ширины обрабатываемой заготовки может проявляться конусность при обработке – изменение ширины реза в зависимости от глубины материала. При работе с черными металлами она может составлять от 1 до 10°, а с цветными – до 20°. Это может негативно отразиться на требуемой геометрии кромки изделия.

Преимущества плазменного линейного раскроя металла:

  • высокий коэффициент производительности;
  • обработка не только стальных и чугунных, но других материалов (медь, алюминий и др.) без капитальной перенастройки оборудования;
  • минимальный размер ширины реза;
  • отсутствие окалин и наплывов.

К недостаткам можно отнести:

  • лимит отклонения от перпендикулярности, происходит значительное увеличение толщины реза;
  • необходимость в подготовке воздушной смеси и ее фильтрации;
  • невозможность одновременного подключения двух резаков к одной установке.

Качественный и точный рез можно выполнить с помощью прецизионной технологии. Она применяется для повышения плотности энергии и сжатия дуги. И все же у такого метода тоже есть один недостаток – это низкая скорость обработки. Метод прецизионной обработки применяется для механизированных и автоматических комплексов.

Для плазменного линейного раскроя металла, кроме воздушной смеси, используются и другие газы, к примеру – азот. С одной стороны, это способствует эффективности раскроя, а с другой – происходит выделение вредных веществ во время процесса резки.

4. Газокислородный способ.

Рез формируется благодаря воздействию струи из смеси чистого кислорода и газа, который подается на поверхность под высоким давлением. В этот момент материал начинает интенсивно сгорать, что позволяет раскраивать листовые металлические материалы толщиной от 5 до 60 мм. Помимо этого, струя воздуха выполняет функцию сдувания остатков продуктов при сгорании, очищая тем самым поверхность при обработке.

4 основных способа линейного раскроя металла

Сложностью газокислородного способа является необходимость постоянного выбора и регулирования интенсивности потока и скорости обработки. Повышенный расход кислорода приводит к охлаждению зоны резания, а недостаточное его подведение становится причиной неполного окисления. При маленькой скорости обработки может возникнуть оплавление кромок, при слишком быстрой – металл не разрежется до конца.

Положительные свойства газокислородного линейного раскроя металлов:

  • возможность обработки металлов толщиной до 500 мм;
  • скоростное выполнение реза;
  • почти полное отсутствие конусности при условии правильного подбора горючей смеси;
  • возможность одновременного использования нескольких резаков.

Недостатки:

  • обработке поддаются не все металлы, частично черные и цветные;
  • при обработке материалов толщиной менее 4 мм качество поверхности будет нарушено;
  • при использовании активных газов повышаются требования техники безопасности.

Качественно выполненный линейный раскрой металла с применением газокислородной технологии зависит от правильной подготовки технологического процесса, настройки оборудования и расчетов. В большинстве случаях такую методику применяют при обработке толстостенных деталей, рулонные или листовые следует обрабатывать посредством более технологичных способов, таких как лазерная резка.

Алгоритм расчета линейного раскроя металла

На первом этапе формируется карта раскроя. В принципе, она представляет собой наглядную схему расположения контуров заготовок (деталей) на металлическом листе. Делать ее можно как в ручном режиме, так и с применением программных станков. Использование последнего варианта более предпочтительно, так как можно получить оптимальную карту раскроя. Для производства на поточной линии это особенно важно, так как появляется необходимость делать учет деловых остатков для сокращения объема невозвратных отходов.

Алгоритм расчета линейного раскроя металла

Алгоритм формирования карты линейного раскроя металла.

  • Применение заготовок одного типа позволяет использовать материал с максимальной эффективностью.
  • В первую очередь на листе необходимо размечать крупногабаритные детали, после этого свободную площадь заполнить остальными более мелкими заготовками.
  • Использовать при возможности совмещение контуров для оптимизации порезки, это даст возможность производить меньшее количество проходов лазерной головки и резака.
  • Для тепловой обработки технологическая ширина реза составляет порядка 3–5 мм от фактической ширины. Механический раскрой не предполагает ее учета.
  • Чем больше размеры стального листа, тем большим коэффициентом использования он обладает. По сути, это является отношением площади заготовок к площади листового материала.

Необходимо учитывать, какой тип оборудования или станка следует выбирать для линейного раскроя металла. В качестве основного параметра следует рассматривать максимальную и минимальную ширину реза, а также возможность изменения этих параметров. Основанием для выбора технологии может быть только соблюдение качества получаемой детали. Для изготовления высокоточных деталей важно отсутствие конусности на поверхности среза либо ее минимальное значение.

Также важным является то, что для производства деталей с разной толщиной следует составлять несколько карт, а также производить расчеты параметров оборудования. Это необходимо для выполнения качественных деталей, увеличения скорости обработки и оптимизации технологического процесса.

2 типа ошибок при линейном раскрое металла

Основные допускаемые ошибки при линейном раскрое металла: расчетные и технологические. Первые могут появиться из-за неточного формирования схемы порезки, при неправильном учете размеров деталей и порядке расположения их на листовой заготовке. Чтобы свести к минимуму такие огрехи, следует применять программы по раскрою материала. Платные версии позволяют организовать производство поточных линий, при котором учитывается материал, оставшийся после выполнения предшествующих раскроев.

2 типа ошибок при линейном раскрое металла

Примеры технологических ошибок для различных видов линейного раскроя металла:

  • При плазменной резке. Неправильно выбранные режимы работы могут привести к дефектам обрабатываемых поверхностей. Помимо этого, наблюдается повышенный износ отверстий сопла, а впоследствии расширение реза и растяжение дуги.
  • При лазерной обработке. При быстром прохождении луча может возникнуть грат – затвердевшие наплывы на кромке. Кроме этого, необходимо производить настройку направляющей рамы, при ее износе точность реза значительно ухудшится.
  • При механическом раскрое. Частой причиной искривления краев может быть притупившаяся кромка полотна, гильотинного ножа или диска. При механической обработке важно надежно фиксировать лист.

Чтобы оптимизировать процесс и получить качественные детали, можно воспользоваться несколькими технологиями раскроя. Особенно актуально это при изготовлении сложных изделий с осложненными геометрическими формами или при осуществлении налаженного потокового производства. Главным преимуществом такого подхода является сокращение остатков материала, что безусловно отражается на себестоимости продукции.

Чтобы определиться с выбором технологии линейного раскроя металла, необходимо начать с составления технических требований. Особо следует учесть толщину, свойства материала, конфигурацию заготовки. А, исходя из этого, определиться с выбором оптимальной методики резки.

Следующим важным моментом является формирование карты раскроя. В ней должно быть отражено максимально эффективное использование всей площади листового материала с обеспечением минимизации неделовых отходов. Большой помощью для выполнения такой задачи будет использование специализированных программных комплексов.

Техническое состояние оборудования и его грамотная настройка напрямую отразятся на качестве выполненных работ. Следует с определенной периодичностью производить диагностику станков, плановые и капитальные ремонты и замену комплектующих изношенных деталей.

Для качественного и эффективного линейного раскроя металла следует учитывать многие требования – от состояния оборудования до выбора технологии. Это важно не только при массовом производстве, но и в случаях изготовления штучной продукции.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  • Производство сварных ворот: этапы подготовки, нюансы изготовления

    Производство сварных ворот: этапы подготовки, нюансы изготовления

    Производство стальных ворот, как услуга, пользуется высоким спросом, что обусловлено рядом причин, которые будут подробно описаны ниже. Если вкратце, то их изготовление популярно из-за надежности, универсальности, относительно низкой стоимости конечной продукции. Сделать подобное ограждение можно и самостоятельно. Однако во избежание критических ошибок и перерасхода материала лучше заказать разработку эскиза и производство сварных ворот в специализированной организации.
  • Режимы полуавтоматической сварки: как правильно настроить оборудование

    Режимы полуавтоматической сварки: как правильно настроить оборудование

    Качественное изделие на выходе можно получить, только грамотно настроив режимы полуавтоматической сварки. И если опытные специалисты не испытывают с этим никаких проблем, то у новичков подобная задача может вызвать определенные трудности. Впрочем, не все так печально. В подавляющем большинстве случаев все решается с помощью «шпаргалок» – специальных таблиц, которые содержат необходимые данные. Хотя и практика, и теоретические знания в этом деле также имеют огромное значение.
  • Пробивка металла: технология, виды оборудования, сферы применения

    Пробивка металла: технология, виды оборудования, сферы применения

    Пробивка металла – один из видов металлообработки, используемый для получения в заготовке отверстий заданной формы. В зависимости от решаемых задач в этих целях используются разные виды оборудования и инструмента: от ручных до полностью автоматизированных станков с ЧПУ. В отличие от сверления, пробивка позволяет создавать множество точных отверстий в листовом металле за один проход, что экономит ресурсы компании. Из нашего материала вы узнаете, какое оборудование используется для выполнения данных операций и как выглядит сам процесс металлообработки.
  • Лазерная сварка труб: преимущества технологии

    Лазерная сварка труб: преимущества технологии

    Лазерная сварка труб – технология, которая появилась сравнительно недавно, но уже успела стать востребованной и доказать свою эффективность. В отличие от обычных способов соединения кромок деталей путем расплава, она обеспечивает большую скорость производства при более высоком качестве сварного шва. Используются как ручные, так и автоматизированные установки с разными типами лазеров. Из нашего материала вы узнаете об основных нюансах применения лазерной сварки труб, преимуществах и недостатках технологии, видах используемого оборудования.
  • Сварочный стол с отверстиями: преимущества разных конструкций

    Сварочный стол с отверстиями: преимущества разных конструкций

    Сварочный стол с отверстиями – это универсальное изделие, которое нужно как в быту, так и в производственных цехах. Благодаря продуманной простой конструкции и возможности применения различных вариантов оснастки такие столы пользуются большой популярностью. Отверстия в столешнице позволяют создавать модульные столы, обладающие рядом достоинств в сравнении со стандартными конструкциями. О том, какие это преимущества и на что обратить внимание при выборе сварочного стола с дырками, вы узнаете из нашего материала.
  • Как правильно варить полуавтоматом: инструкция для начинающих сварщиков

    Как правильно варить полуавтоматом: инструкция для начинающих сварщиков

    Как правильно варить полуавтоматом – вопрос, который задают не только новички, но и мастера-самоучки с большим опытом, ведь ошибиться во время работы и привыкнуть так делать, не значит выполнять это правильно. Существуют определенные правила сварки полуавтоматом. Различаются условия, используемые устройства, металл, тип соединения и т. д. Все эти нюансы необходимо учитывать, чтобы научиться варить полуавтоматом правильно. Из нашего материала вы узнаете, как настроить оборудование и применять правила.
  • Линейный раскрой металла: как экономить до 10 % материала

    Линейный раскрой металла: как экономить до 10 % материала

    Линейный раскрой металла – наиболее экономичный метод создания заготовок. Такой подход позволяет существенно минимизировать отходы, расходные материалы, сохраняя высокое качество готовых изделий. Существуют различные алгоритмы и методы линейного раскроя металла. При этом для каждого способа, каждой задачи используется свое оборудование. О том, как раскраивать металл экономично и на чем это лучше делать, вы узнаете из нашего материала.
  • Газовая сварка деталей из разных металлов: техника и технология

    Газовая сварка деталей из разных металлов: техника и технология

    Газовая сварка деталей активно применяется уже более ста лет. И, несмотря на то, что технологии сварочных работ уже шагнули далеко вперед, этот способ находится на втором месте по популярности после методов с использованием электрической дуги. Большой спрос на газовую сварку объясняется ее надежностью, простотой и тем, что она позволяет соединять детали из чугуна, черных металлов, углеродистой стали, то есть востребована для большинства видов материалов. Технология основана на плавлении с помощью высокой температуры. Обо всех преимуществах, а также о том, как осуществляется газовая сварка деталей, расскажем далее.
  • Металлический шкаф со стеклом: преимущества и разнообразие моделей

    Металлический шкаф со стеклом: преимущества и разнообразие моделей

    Преимущества металлического шкафа со стеклом очевидны. Помимо плюсов этого материала (гигиеничность, легкость в уходе и надежность), этот предмет интерьера позволяет буквально заглянуть внутрь, не открывая дверцы. В таких шкафах можно хранить бухгалтерскую или архивную документацию. А если вам достался изысканный предмет в современном стиле, его полки можно украсить книгами, посудой или дизайнерскими вещичками. И пусть противники говорят, что металлический шкаф непрактичен и вообще не вписывается в интерьер. На самом деле, у него есть очевидные достоинства по сравнению с деревянными и тем более ДСП-«собратьями». Обо всем этом, а также о том, на что нужно обратить внимание при выборе металлического шкафа со стеклом, расскажем далее.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция