Moderní technologie využívané v kovářství


Tvarové řezání materiálů

Tvarové řezání materiálu se týká zejména plochých materiálů, jako jsou plechy. Pro tuto technologii se používají 4 základní postupy.

  • Řezání acetylenovým plamenem
  • Řezání plasmou
  • Řezání laserovým paprskem
  • Řezání vodním paprskem

Tvarové řezání materiáluTvarové řezání materiálu

Řezání acetylenovým plamenem

Řezání plamenem je vhodné pro silnější materiály (případně až nad 1 000 mm). Jeho princip spočívá v zahřátí kovu na jeho spalovací teplotu v proudu čistého kyslíku, při teplotách pod bodem tavení. Při tomto postupu nedochází k roztavení kovů. Touto technologií je možné řezat materiály, které hoří v kyslíkovém proudu. Podmínkou je, aby zápalná teplota byla nižší, než teplota tavení a bod tavení strusky musí být nižší, než bod tavení železa, aby se dala struska tlakem kyslíku z otvorů vyfoukat. Postup řezání je v kovářství mnoho desetiletí znám a byl využíván při ručním řezání, případně při řezání pomocí přípravků na kolečka nebo dle šablony.

Acetylenový pálící stroj.

Moderní technologie v dnešní době umožňují řezání pomocí dvouosých, výjimečně tříosých CNC pálicích strojů. Řezy mohou být v předmětu kolmé, případně pod libovolným úhlem. Tyto pálicí stroje mají při dělení materiálu poměrně vysokou přesnost a to i u značně tlustých materiálů. Při tloušťce nad 20 mm mívají většinou (není to podmínka) vyšší kvalitu řezu než plasma a laser. V uměleckém kovářství se tato technika používá buď pro dosažení zvláštního efektu úmyslně páleného díla, anebo pro vytvoření tvarů, které by při použití klasických technik byly buď velmi pracné, nebo by nebyly všechny výrobky naprosto stejné. I když se jedná o technologii velmi starou, je hojně využívána ve většině kovářských dílen.

Řezání plasmou

Plasmové řezání materiálu je technologie, která umožňuje dělení materiálu s nižšími náklady u tenkých materiálů, než řezání acetylenem. Při použití této technologie se mezi řezaným materiálem a plasmovou tryskou po přivedení elektrického napětí vytvoří elektrický oblouk. Z trysky, za těchto podmínek, je vyfukován vysokou rychlostí extrémně horký ionizovaný plyn, který je do trysky vháněn z tlakových lahví. Tato teplota vytvořeného plazmatu může na ústí trysky dosahovat až 30 000 °C a nadzvukovou rychlost. Plyn, který se používá v tryskách, a je pak zahříván, je rozdílný podle druhu řezaného materiálu, ale nejčastěji se používají směsi z argonu dusíku, kyslíku a vodíku. Výhody řezání plasmou oproti acetylenu: snížení vneseného tepla do materiálu, možnost řezání i vysoce legovaných ocelí a hliníku, snadná automatizace a mechanizace, kvalita povrchu řezaného materiálu má minimální vliv na kvalitu řezu, minimalizování ztrátových časů, vyšší řezná rychlost, dosažení vysoké kvality řezu u tenkých materiálů. Nevýhody: velký vývin škodlivého dýmu, vyšší pořizovací náklady, vyšší hladina hluku, horní hrana plechu je zaoblená, je obtížnější řezání pod úhlem a je obtížné propalování materiálu nad 15 mm. Plasmové řezací stroje se dají pořídit od ceny přibližně 40 000,- Kč.

Plazmou řezané díly

Řezání laserovým paprskem

Laserem je možno dělit značné množství druhů materiálů od papíru, textilu, dřeva až po 30 mm tlustou ocel (v praxi je kvalita laserového řezání přijatelná většinou do tloušťky 15 mm, nad tuto tloušťku je vhodné zvolit jinou technologii). V porovnání s výše uvedenými technologiemi je laserové řezání výrazně rychlejší, ekonomičtější a přesnější. Tato technologie v dnešní době využívá dva druhy laseru a to buď CO2 lasery nebo vláknové lasery. Tyto technologické jednotky mohou být zabudovány buď v 2D ploterových řezacích strojích, a to až značně velkých formátů (ve světě až 4 x x12 m), anebo 3D robotických laserových systémech.

Řezání laserovým paprskem:

Tyto systémy umožňují vyřezávat otvory do kulatých nebo hranatých trubek, a to i pod měnícím se úhlem. Stroje si materiál automaticky podávají a dělí, jedná se o vysoce produktivní pracoviště, které je v mnoha případech rentabilnější, než mechanické prostřihávací zařízení. Novou technologií je také použití tzv. vzdáleného řezání (remote cutting), kdy se laserový svazek vede k místu pálení pomocí optiky a těžká laserová hlava zůstává nehybná. Tato technologie výrazným způsobem zrychluje řezání, neboť eliminuje setrvačnost těžké laserové hlavy. Snižuje se tím nepatrně přesnost výroby. V uměleckém kovářství se využívá pro výrobu mnoha polotovarů od výchozích tvarů barokních listů, až po hotové moderní výrobky kombinující klasické kovářské postupy s nestandardními designovým i díly.

Řezání vodním paprskem

Principem řezání vodním paprskem je abrazivní odbrušování materiálu za velmi vysoké rychlosti proudění vodního paprsku s přidáním brusiva. Vysokotlaké zařízení dokáže stlačit vodu až na tlak převyšující 4 000 barů. Ve směšovací komoře se do proudu takto stlačené vody přimísí abrazivní materiál, a tato směs následně projde tryskou o průměru přibližně 1 mm. V trysce vytvořený paprsek má natolik velké množství energie, že dokáže řezat i materiály z velmi vysokou pevností, ale i materiály měkké a křehké. Stejně jak výše uvedené technologie je možné využívat 2D nebo 3D CNC stroje. Výhody: při řezání nedochází k tepelnému namáhání materiálu, a tím ke vzniku pnutí, řez lze provést těsně u okraje (nedochází k odsunutí do volného prostoru, a tím se snižuje spotřeba materiálu), nevznikají žádné nebezpečné spaliny nebo prach, při dělení nevznikají mikro trhliny, lze dělit materiál se sendvičovým složením, nedochází k mísení ani chemickému ovlivnění materiálu. Při dělení vzniká ostrá hrana, nedochází k poškození povrchu materiálu, je dosahována vysoká přesnost. Nevýhody: materiál dochází do styku materiálu s vodou, v případě kovových materiálů je nutné je ošetřit proti korozi, některé nasákavé materiály je nutno dodatečně vysušovat. Použití v kovářské praxi není až tak při tvorbě vlastního výrobku, jako spíše při tvorbě nářadí. Tato technologie umožňuje řezat a vytvářet otvory různých tvarů do již zakaleného nářadí bez jeho poškození. Dále umožňuje dělení barevných kovů, které při použití technologií mění některé své vlastnosti, např. dělení mosazných plechů při tvorbě pasířských výrobků.

Řezání vodním paprskem


POKRAČOVAT V KURZU