Резка металла является технологическим процессом, выступающим предварительным этапом обработки проката при производстве различных изделий и конструкций.

Резка выполняется с целью раскроя листов на фрагменты (заготовки) разных размеров и формы.
Компании, специализирующиеся на металлообработке, используют несколько технологий резки, которые возможно разделить на две категории: механический и термический.

Механические

Механическая резка выполняется посредством воздействия на металл инструмента из специальной закаленной стали, что обеспечивает бОльшую прочность и твердость режущей части, а, соответственно, и возможность раскроя. Механические методы не предполагают нагрев металлического листа, поэтому их нередко называют холодными.
Для выполнения механической резки чаще всего используется ленточная пила, гильотина, диск с зубьями. Особым методом является ударная резка гильотиной, которая нередко именуется рубкой. Для механического воздействия также используются ручные инструменты: гильотинные ножницы, лобзик, ножовка, угловая шлифмашина.
Но ручная резка не отличается высокой эффективностью, поэтому не используется в промышленных масштабах, применяется только в бытовых условиях.
Поэтому далее рассмотрены три технологии механической обработки, каждая из которых обладает собственными плюсами и минусами. Но важно отметить, что всем технологиям механической резки присущи некоторые аналогичные недостатки: возможность выполнения обработки только по прямой линии и под углом, получить детали нестандартной формы очень сложно.

1. Ленточная пила является главным элементом ленточнопильного станка (ЛПС). Представляет собой замкнутое в ленту полотно, с одной стороны которого располагаются зубья.
   Работа двигателя станка обеспечивает вращение шкивов, результатом которого является непрерывное движение ленты. Средняя скорость работы станка составляет 100 мм. в минуту.
   Для производства ленточных пил чаще всего используется углеродистая сталь или биметаллический сплав.
   Технологию целесообразно применять для резки сортового металла, подходит для быстрого производства небольших изделий.
   Особенную эффективность ленточнопильные станки демонстрируют при резке дорогостоящих металлов.
   Технология обладает целым перечнем достоинств. ЛПС являются популярным видом оборудования, т.к. отличаются невысокой стоимостью, простотой обслуживания и хорошей производительностью. Оснащенные электроникой современные машины легко адаптировать в состав производственной линии. Ленточнопильный станок обеспечивает точность заданным параметрам и экономичность, т.к. ширина реза составляет всего 1,5 мм. Кроме этого, оборудование неприхотливо к виду разрезаемого материала, существует возможность обработки любого проката.
   Одним из главных преимуществ ленточнопильных станков является возможность выполнения резки под углом, НО фигурный рез получить невозможно, размеры листов ограничены возможностями ЛПС.
   При работе важно точно подобрать шаг зубьев пилы, который соответствует сечению разрезаемого листа, в этом помогают специальные таблицы. Важное значение играют скорость подачи и резки.
2. В основе метода резки гильотиной лежит применение специальных ножниц и ножей. Заготовка располагается на рабочей поверхности и закрепляется прижимной балкой, выполняется рез.
   Основным преимуществом технологии является то, что раскрой осуществляется одномоментным резом (ударом) ножа. Такая обработка обеспечивает получение идеально ровного реза без лишних кромок, зазубрин и заусенцев. Кроме этого, кривизна реза равняется нулю, т.к. разрезание осуществляется одновременно по всей ширине листа. Технология подходит для резки различных видов листовых материалов.
   Различают четыре вида гильотин: гидравлические, пневматические, электромеханические и ручные, принцип работы которых одинаков. Но в первых трех видах используется электроника, обеспечивающая точность реза и безопасность исполнителя. Ручная гильотина приводится в действие посредством нажатия на педаль, в производственных условиях используется редко.
   Недостатками являются ограничения по толщине разрезаемого металла, для гидравлических машин максимальный показатель составляет 6 мм., отсутствие возможности выполнения фигурной резки, невысокая точность, которая в основном зависит от квалификации оператора.
3. Дисковые станки отличаются универсальностью, компактностью, простотой обслуживания и эксплуатации. Оборудование оснащено диском с зубьями, защищенным кожухом, который приводится в действие электродвигателем. Результатом обработки является рез со стабильно высоким качеством. Но отсутствует возможность выполнения фигурной резки.
   Раскрой металла чаще всего является начальной стадией обработки, спрос на прямосторонние заготовки ограничен. Поэтому после выполнения механической резки детали отправляются на дальнейшую обработку.
   Но она не требуется при использовании термических методов реза. Данные технологии позволяют получать готовые элементы сложной конфигурации с отверстиями, высечками и прочими деталями.
   Гидроабразивная (или водоструйная) резка хотя и является одним из методов механической обработки, имеет отдельные отличия от представленных выше технологий, поэтому нередко рассматривается отдельно.
   Основным элементом системы резки является насос сверхвысокого давления. В качестве режущего инструмента выступает смесь воды и абразивных частиц (чаще всего, песка), которая подается из сопла диаметром не более одного мм. под высоким давлением, величина которого достигает 6 000 бар. Технологию отличает высокая скорость, при раскрое листа из нержавеющей стали толщиной в 1 мм. показатели достигают 2 700 мм/мин. Резка мягких металлов осуществляется чистой струей воды, смесью возможно обрабатывать материалы любой твердости.
   Основным преимуществом технологии перед альтернативными решениями является отсутствие нагрева заготовок. Максимальная температура не превышает +90 градусов, что исключает возможность плавления, возникновения напряжения и деформации, выделения вредных/опасных паров, а также обеспечивает возможность работы с металлами, чьи свойства изменяются при нагревании. Результатом является получение реза высочайшего качества, не требующего последующей обработки. Обеспечивает технология и экономичность, т.к. тонкая струя воды создает значительно меньшие потери металла. Гидроабразивная технология подходит для обработки листов толщиной до 300 мм.
   Метод позволяет обрабатывать несколько листов одновременно, что особенно актуально и удобно в промышленных условиях. Выполнять работы возможно в газоопасных помещениях,
   т.к. технология полностью надежна с точки зрения пожарной безопасности.
   Водоструйная резка универсальна, но подразумевает намокание заготовки, что может приводить к образованию коррозии на некоторых металлах, что является одним из основных недостатков.
   Но главным минусом выступает высокая стоимость резки при заказе услуги у специалистов, что обусловлено не только значительной стоимостью оборудования, но и постоянными и высокими расходами, связанными необходимостью контроля и ремонта изнашивающихся из-за давления рабочих деталей.

Термические

Термическая резка разделения листового металла подразумевают использование горячей струи. Данная технология нередко именуется бесконтактной, т.к. режущий инструмент не взаимодействует с поверхностью металлического листа. Специалистами металлообрабатывающих предприятий используется несколько технологий термической резки:

1) Газовая, различают три разновидности, но чаще всего используется газокислородная, которая наиболее популярна благодаря собственной производительности.
Процесс выполнения газокислородной обработки включает два этапа. На первом осуществляется предварительный прогрев места реза до температуры воспламенения, который выполняется пламенем резака. Рабочим газом является ацетилен. В зависимости от толщины заготовки и состояния поверхности время подогрева варьируется в пределах от 5 до 40 секунд.
После выполнения предварительного прогрева начинается второй этап. Осуществляется подача кислорода, поток которого одновременно разрезает размягченный металл и удаляет окислы.
Но условием для получения качественного реза является постоянное поддержание одинакового расстояния между резаком и обрабатываемой поверхностью, величина которого подбирается опытным путем.
Технология позволяет обрабатывать листы толщиной до 200 мм. Технология подходит для обработки не всех металлов, ее возможно использовать для материалов с низкой теплопроводностью.
Например, она неэффективна при работе с алюминием. Не подвергаются газокислородной резке высокоуглеродистые, высоколегированные и хромоникелевые стали.
Технология наиболее экономична и отлично подходит для низколегированных сталей. Кроме этого, газокислородная технология подходит для раскроя титановых листов и резки многослойного материала.
При работе важно подобрать скорость передвижения сопла, расходы газа и кислорода. Так как слишком большая скорость приводит к получению реза с неровной поверхностью, а слишком малая — приводит к оплавлению кромок и увеличению ширины реза.
Скорость возможно определить следующим образом, искры и шлак должны выбрасываться по небольшим углом от вертикальной оси с обратной стороны обрабатываемой заготовки.
К недостатком данной технологии относится большая ширина реза и его низкое качество, значительное термическое воздействие, невозможность выполнения реза по малым криволинейным контурам.
Неравномерный нагрев приводит к созданию напряжений и деформациям, искажению геометрии. Напряжения возможно снять только посредством термической обработки, но это требует дополнительных затрат.

2) Плазменная резка по мнению многих специалистов является наиболее универсальной технологией. Первое оборудование для плазменной резки появилось во второй половине 20-го века, но оно было громоздким и дорогостоящим, поэтому применение плазменной резки имели возможность позволить себе только крупные предприятия.
Но со временем оснащение совершенствовалось, популярность резки плазмой росло.
В качестве режущего инструмента выступает струя плазмы, представляющая собой ионизированный газ с температурой до 30 000 градусов и получаемая с помощью электродугового разряда.
Популярность плазменной резки обусловлено не только высокой производительностью, но и другими достоинствами:

• для работы требуются только воздух и электроэнергия, что обеспечивает простоту, удобство и экономичность процесса резки;
• высокое качество реза, которое обеспечивают многие факторы, в частности, отсутствие наплывов и окалины;
• возможность выполнения фигурной резки;
• локальный нагрев исключает перекаливание изделия;
• возможность выполнять обработку широкого спектра металлов, в том числе, сталь, титан, чугун и пр.;
• современные станки с ЧПУ позволяют производить качественную резку независимо от квалификации оператора;
• отсутствует необходимость подготовки поверхности, качественный рез получается даже при обработке поверхности с остатками грязи и краски, ржавчиной;
• технология целесообразна для резки листов из алюминия и алюминиевых сплавов толщиной до 120 мм., медных заготовок — до 80 мм., чугунных — до 90 мм., изделий из легированных и углеродистых сталей — до 50 мм.; при обработке листовых металлов толщиной 120-200 мм. рекомендуется использовать газокислородную технологию, она обеспечивает бОльшую выгоду.
  Но плазменная резка обладает и отдельными недостатками. Термический способ влияет на качество кромок, кромки приобретают бОльшую твердость, что требует выполнение дополнительной обработки, а это лишние расходы, наблюдается потеря материала.

3) Лазерная резка является одной из наиболее передовых технологий. Ее суть заключается в воздействии на металл тепловой энергии в форме узко сфокусированного лазерного луча.
Специальное оборудование обеспечивает прицельное направление луча в определенную точку. Воздействие луча приводит к нагреву, закипанию и испарению металла.
Плавно передвигаясь лазерный луч разделяет лист на части. Метод обладает массой достоинств:

• высокая производительность;
• малая ширина реза, достигающая всего 0,1 мм.;
• высокое качество поверхности, ровные края без заусенцев, но на срезе возможно увидеть след от воздействия значительных температур;
• отсутствие напряжений;
• возможность раскроя изделий со сложной геометрией;
• точность, достигающая 0,01 мм., модели с ЧПУ демонстрируют точность до микрон;
• опыт и квалификация оператора в минимальной степени влияет на качество реза, т.к. работы автоматизированы, управление возложено на компьютер;
• экономичность, минимальное количество отходов и отсутствие стружки;
• возможна обработка высокотвердых и тугоплавких металлов;
• подходит для резки тонких листов.

Но технология не лишена и недостатков. Низкий КПД лазера, который составляет всего 15%, что не позволяет резать листы толщиной более 12 мм. Технология предназначена для металлов с низкой теплопроводностью и слабыми отражательными свойствами, не подходит для алюминия, титана, высоколегированных сталей.
Рабочий процесс характеризуется значительными энергетическими затратами. Таким образом, каждая технология обладает определенными достоинствами и недостатками. А выбор оптимального метода резки зависит прежде всего от типа обрабатываемого материала и требований к результату работ.