- необходимость предварительной практики перед резкой металлических деталей, поскольку человек, не обладающий необходимым опытом, не сможет осуществить действие с точностью по разметке;
- из-за определенных конструктивных особенностей профиля, существует высокая вероятность деформации изделия или получения неровного среза.
Резка алюминиевого профиля: особенности техпроцесса на разном оборудовании
Выбор технологии резки алюминиевого профиля должен основываться на объеме выполняемых работ и характеристиках заготовок. В случае, если необходимо провести резку небольшой партии тонкого алюминиевого профиля, вполне подойдут ручные инструменты или переносные электропилы. Если же речь идет о толстом материале или планируется серийное производство, понадобится специализированное оборудование для более эффективной и качественной обработки.
Все методы резки можно разделить на две основные категории:
- Использование ручного и компактного электрического инструмента.
- Применение промышленного оборудования (об этом мы поговорим в соответствующем разделе).
К первой категории относятся такие инструменты для резки профиля:
- ножовки по металлу;
- ножницы по металлу;
- электролобзики;
- болгарки;
- пилы.
Давайте подробнее рассмотрим особенности каждого метода.
Ножовка по металлу.
Не у всех есть торцевочная пила, и зачастую приходится использовать что-то более доступное. Ножовка по металлу — это инструмент, который отлично подходит для резки тонкого алюминиевого профиля и листового алюминия. Процесс резки начинается с одного края, после чего плавно переносится на заднюю часть заготовки, а в конце осуществляется распил боковых сторон.
Преимущества:
- малый вес и удобство использования;
- простота и доступность в обращении;
- экономичность по сравнению с электроинструментами;
- по эффективности данный инструмент может соперничать с электролобзиком.
Недостатки:
- замедленная скорость резки;
- возникает риск деформации профиля во время работы;
- точность реза может быть не гарантирована, так как заготовку требуется держать вручную.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Ножницы по металлу.
Этот инструмент также является достаточно простым в использовании. Процесс работы с ним даже легче, чем с ножовкой, так как требуется лишь разметить заготовку и следовать по линии при резке.
Преимущества:
- резка выполняется быстрее, чем с ножовкой;
- доступность по цене;
- опытный мастер с качественными ножницами может добиться впечатляющих результатов.
Недостатки:
- при работе с ребрами заготовки легко сбиться с линии разметки, что может привести к искажению формы и даже порче изделия;
- для достижения точной резки необходимо предварительно потренироваться на ненужных обрезках.
Электролобзик.
При использовании электролобзика важно применять полотно, специально предназначенное для резки металла. Хотя пилка для дерева тоже может резать алюминиевый профиль, к качеству конечного результата это будет иметь негативное влияние. Рекомендуется начинать с распила задней стороны заготовки, а затем выполнять рез боковых сторон по отдельности.
Преимущества:
- работать с электрическим инструментом проще, чем с ручным;
- достижение высокого качества реза без скосов и заусенцев;
- возможность быстрой резки;
- правильно выбранный нож может долго сохранять свою работоспособность;
- это самый доступный электроинструмент среди рассматриваемых вариантов.
Промышленная резка алюминиевого профиля
Использование плазменного оборудования для резки алюминиевого профиля обеспечивает отличное качество реза. Для работы с алюминием плазменным резаком рекомендуется использовать водород, аргон или азот — неактивные газы.
Для резки черного металла применяются активные газы, такие как кислород и воздух.
Сжатый воздух можно использовать для резки алюминиевых заготовок, но лишь в том случае, если их толщина не превышает 70 мм. Азотно-аргоновая смесь не предназначена для резки алюминия.
Резка алюминия с помощью чистого азота возможна, если толщина заготовки не более 20 мм. Для резки более толстых алюминиевых заготовок, например до 100 мм, следует использовать смесь азота с водородом.
Смесь аргона с водородом является оптимальной для работы с изделиями из алюминия, особенно если они имеют большую толщину — свыше 100 мм. Однако для стабильной работы плазменной дуги содержание водорода не должно превышать 20%.
Гидроабразивное оборудование, используемое для резки алюминиевого профиля, позволяет получать детали с высоким качеством среза и средними показателями шероховатости кромки.
Металлообрабатывающая промышленность минимизирует потери материала при использовании этой технологии. Процесс гидроабразивной резки не способствует нагреву заготовки, делая его безопасным в плане возникновения пожаров или взрывов.
Резка осуществляется с помощью узконаправленной струи воды под высоким давлением. В воду добавляются абразивные частицы, состав и размер которых могут варьироваться в зависимости от параметров обрабатываемого материала и условий труда.
Гидроабразивная технология позволяет резать металл толщиной до 300 мм, и выполнять резку сразу нескольких тонких листов металла одновременно.
В процессе гидроабразивной резки алюминиевого профиля возможно получение деталей со сложными формами с высокой точностью, что позволяет качественно осуществлять даже такие непростые операции, как формирование скосов, внутренних радиусов и острых углов.
При этом данная технология является безопасной для окружающей среды, так как в процессе работы не происходит образования вредных химических веществ и летучих частиц, загрязняющих воздух. Для обработки больших партий профиля используют гидроабразивный станок с числовым программным управлением (ЧПУ). Оператор лишь наблюдает за работой оборудования, которое самостоятельно обрабатывает алюминиевый профиль в заданном режиме, согласно установленной программе.
Гильотина представляет собой кузнечно-прессовую установку, существующую в трех вариантах: ручные, механические и гидравлические гильотины.
Механические гильотины функционируют по принципу кинематической цепи, тогда как гидравлические используют рабочую жидкость для своего функционирования.
С помощью ручных гильотин можно легко разрезать тонкие листы алюминия, применяя рычажно-пружинных механизм.
Механические гильотины работают от электрической сети.
Такого рода устройства находят применение, когда высокая точность обработки не является критически важной. В этом случае резка на механических гильотинах допускает отклонения 2 мм и более.
Только стационарные гидравлические гильотины, оборудованные задними линейками, обеспечивают достаточно высокий уровень точности разреза.
Современные двигатели, устанавливаемые на гидравлических гильотинах, повысили их мощность, что позволяет резать алюминий практически любой толщины.
Ножовка по металлу
При работе на строительных площадках специалистов выручает торцевая пила, позволяющая производить резку листового металла. Тем не менее, иногда использование электроинструментов может быть неуместным. Для таких случаев лучше выбрать ручной инструмент, например, простую и надежную ножовку по металлу.
При резке алюминиевых листов, которые не отличаются значительными размерами, имеются определенные недостатки:
- некомфортность процесса, когда оператор вынужден одновременно фиксировать профиль и выполнять резку, что негативно сказывается на конечном качестве изделия;
- в процессе нарезки материал может потерять свою первоначальную форму;
- ручная резка затрачивает больше времени, чем работа на машинных станках.
Как резать поликарбонат – характеристики, преимущества, виды поликарбоната, особенности резки, подготовка, инструменты для резки
К числу плюсов использования ножовки следует отнести следующие факторы:
- простой принцип работы, который доступен даже новичкам;
- небольшой вес инструмента позволяет долго работать без усталости;
- универсальность применения в самых разных ситуациях;
- независимо от того, что ручная работа занимает больше времени, общая производительность обработки остаётся сопоставимой с некоторыми электрическими инструментами.
Ножницы по металлу
Этот инструмент отличается простотой и удобством в работе с алюминием. Для корректной работы с листами металла необходимо предварительно разметить заготовки.
Недостатками работы с ножницами можно считать:
- необходимость предварительной тренировки перед точной резкой металла. Человек без практического опыта не сможет точно следовать линиям разметки;
- в силу особенностей строения профиля существует вероятность деформации изделия или нарушения ровности среза.
Дисковая пила
Одним из лучших и недорогих способов распилить алюминий является использование стальных дисков с твердосплавными зубьями. В зависимости от необходимых задач, для резки могут использоваться как ручные дисковые пилы (известные также как «лягушки»), так и стационарные отрезные пилы. Ручная пила, особенно если она комплектуется направляющей, позволяет быстро и аккуратно распилить лист или плиту, тогда как отрезная пила хорошо справляется с резкой прутков. Максимальная толщина реза определяется диаметром диска — можно эффективно разрезать алюминиевые заготовки толщиной до 100 мм.
Рекомендуется использовать специализированные диски по алюминию, но в случае их отсутствия, вполне подойдут диски, предназначенные для древесины. Тем не менее, зубья у дисков обычно имеют одинаковый материал, и отличаются лишь формой заточки. Диски для алюминия обеспечивают более чистый и быстрый рез. Важно, чтобы у диска было максимальное количество мелких зубьев. Например, для диска диаметром 190 мм рекомендуемое количество зубьев составляет не менее 45-50.
Также необходимо отметить, что для промышленной резки алюминия существуют большие распиловочные станки, которые представляют собой рабочий стол для заготовки с пилой, движущейся по направляющим. Часто это автоматизированные машины, что позволяет поддерживать оптимальную скорость реза.
Электрический лобзик
Одним из недостатков дисковой пилы является то, что она предназначена лишь для выполнения прямых резов. Если же необходимо вырезать детали сложной формы, отлично подойдет электрический лобзик. С его помощью можно осуществлять криволинейные резы и даже делать отверстия. Рекомендуется использовать специальные пилки для алюминия, так как они обеспечивают лучшее качество реза. При работе с лобзиком следует очень хорошо закрепить заготовку, чтобы избежать ее перемещения, вызванного движением пилки. Этой метод может быть не подходящим для слишком тонких листов, поскольку они могут быть деформированы.
Хотя портальная ленточная пила является инвестиционным инструментом, она, вероятно, является единственным способом разрезать толстые прутки диаметром 150 мм и более. Чем больше и дороже пила, тем больший диаметр прутков она может обрабатывать, но такие машины стоят относительно дорого. В то же время, такая пила подходит и для резки небольших, но толстых алюминиевых плит.
Виды оборудования для лазерной резки алюминиевых пластин
Оборудование для лазерной резки алюминия подразделяется на три типа:
- станки для лазерной резки на основе углекислого газа;
- станки для лазерной резки с использованием волоконного лазера;
- лазеры с ламповой накачкой.
При проведении обработки алюминия с использованием СО2-лазера, значительная часть энергии теряется в виде отражения, поэтому только малый её процент может быть поглощен, что недостаточно для расплавления или испарения алюминия.
Для решения этой задачи потребуется мощный СО2-лазер с высокой частотой, который сможет быстро достигать поверхности алюминия, чтобы компенсировать потери мощности, вызванные отражением. Волоконный лазер может обеспечить скорость резки алюминия почти в три раза выше по сравнению с СО2-лазером аналогичной мощности.
С точки зрения стоимости и инвестиций, наиболее широко используется оборудование с волоконными и YAG-лазерами, которое демонстрирует хорошую производительность как при резке алюминия, так и других материалов, таких как нержавеющая и углеродистая сталь.
Поскольку алюминиевая пластина является высокоотражающим материалом, ни волоконные лазеры, ни YAG-лазеры не справляются с резкой чрезмерно толстых алюминиевых пластин. Особенно рекомендуется использовать азот в процессе лазерной резки, чтобы достичь равномерного цвета разреза и предотвратить окисление алюминия, сохранив его характеристики.
Критерии выбора лазерного резака
Для выбора оптимального оборудования для лазерной резки алюминия, необходимо учитывать следующие важные факторы:
- Качество реза;
- Скорость реза;
- Экономика процесса резки.
Качество реза
Алюминиевый профиль считается высокоотражающим материалом, поэтому как волоконные, так и YAG-лазеры имеют пределы для резки толстого алюминия. Существуют характеристики по толщине реза: лазер на 2000 Вт может резать толщину 6-8 мм, 4000 Вт — 12 мм, 6000 Вт — 16 мм. Оптическое волокно предпочтительно для резки алюминиевых пластин, учитывая, что алюминиевые материалы не устойчивы к высокой температуре и часто образуют заусенцы в процессе резки.
Скорость резки
Скорость резки является ключевым фактором, который значительно влияет на окончательный результат. Слишком быстрая скорость приводит к образованию заусенцев, тогда как слишком медленная может вызывать трещины. При использовании лазеров с одинаковой мощностью, волоконный лазер демонстрирует более высокую скорость резки.
Экономика процесса резки
Стоимость обработки на лазерных станках, как правило, значительно ниже, чем на других типах оборудования. При сравнении волоконных и YAG-лазеров, лазерная резка с использованием волокна оказывается более экономичной. Тем не менее, в долговременной перспективе алюминиевые материалы могут привести к серьезным повреждениям, сокращая срок службы волоконного лазера, что делает стоимость обработки на YAG ниже.
Плазменные и лазерные станки
На сегодняшний день, плазменные и лазерные резаки являются наиболее эффективными с точки зрения качества и скорости, но не предназначены для использования в домашних условиях. Оба типа оборудования имеют статус профессионального и встречаются в промышленных металлообрабатывающих предприятиях. Если существуют возможности использовать такое оборудование для резки алюминиевого профиля, стоит не упускать шанс ими воспользоваться.
Преимущества:
- резка профиля занимает всего несколько минут;
- оператору необходимо лишь произвести настройку оборудования; остальную работу выполняет машина;
- качество реза является наилучшим среди всех рассмотренных методов.
Недостатки:
- стоимость такого оборудования может достигать нескольких миллионов рублей;
- недоступность для домашнего использования или в условиях гаража;
- высокий уровень шума во время работы.
Фрезерная установка
При использовании фрезерной установки необходимо, чтобы оборудование было настроено оператором именно для работы с алюминием. Это связано с тем, что алюминий является мягким и пластичным металлом. Также важно установить низкие обороты фрезы (от 5000 до 9000 в минуту) и предварительно обильно смазать область реза. Важно обеспечить плавную и аккуратную подачу, чтобы не повредить фрезу. Достоинства и недостатки данного метода аналогичны плазморезу и лазерной технологии, однако качество обработки деталей может оказаться чуть ниже.
Циркулярная пила
Циркулярная пила аналогична ручной, но обладает большей мощностью. Она имеет следующие возможности:
- выполняет продольные, поперечные, наклонные срезы;
- можно резать с любого участка заготовки (не только с конца);
- современные устройства предотвращают перегрев двигателя, отключаясь в нужный момент или сигнализируя оператору;
- пользователю предоставляется возможность выбора скорости работы в зависимости от толщины заготовки.
Преимущества:
- долговечность оснастки — диска для работы по металлу (особенно эффективного по алюминию);
- высокая скорость работы;
- маневренность;
- возможность выполнения резки под углом до 45 градусов;
- стоимость, сопоставимая с более специализированными аналогами (торцовыми пилами для алюминия).
Недостатки:
- обычно оборудование громоздкое и тяжёлое, что может усложнить работу;
- высокая цена, если инструмент планируется использовать только для одноразовых работ;
- стоимость варьируется в зависимости от допустимой толщины разрезаемого профиля (например, ручная циркулярка Evo 180 может резать профиль толщиной до 56 мм при угле 90 градусов и 35 мм при 45 градусах, при этом стоит около 25 тысяч рублей).
Дисковая пила
Например, стоит рассмотреть настольный пильный станок Yilmaz KY 305. Это специализированное устройство для резки тонкостенных металлопрофилей. Механический зажим фиксирует заготовку, можно выставить угол резки до 45 градусов (в любую сторону) и выбрать фиксированный угол (0, 15, 30 и т.д.).
Преимущества:
- возможность резать более крупные заготовки (до 130х65 мм);
- компактность;
- возможность углового реза;
- высокая скорость и точность работы;
- доступность оснастки (пильный диск диаметром 300 мм).
Недостатки:
- высокая стоимость (средняя установка стоит 40-50 тыс. рублей);
- не является компактным и легким инструментом.
Торцовочная (маятниковая) пила
Данная пила конструктивно схожа с ранее описанными моделями, но рабочим элементом здесь служит не цельный метал, а абразивный диск, как в угловых шлифовальных машинах. Этот инструмент считается одним из лучших решений для резки алюминиевых профилей в условиях домашнего использования по ряду причин:
- возможность прямолинейных, наклонных и поперечных резов;
- оператору нужно лишь опустить рабочую часть (маятник) на заготовку, что требует минимум усилий;
- надежная фиксация заготовки во время работы;
- возможность работы с длительными профилями из алюминия;
- существуют модели, которые по функциональности и стоимости аналогичны дисковым пилам, но имеют больше возможностей.
В качестве примера можно привести торцовочную пилу Makita LF 1000, которая обладает высоким качеством и надежностью, делая её идеальным выбором для работы с алюминиевыми профилями.
