Мало кто знает, что в Москве работает уникальная, быть может, единственная в стране установка. Она режет любые материалы — от твердого гранита до пористой синтетической губки — струей воды. Причем может вести разрез с точностью в доли миллиметра, наперед заданной компьютером. До последнего времени считалось, что на это способны только лазерные станки.
Струя воды, вырываясь из сопла под давлением около пяти тысяч атмосфер, легко режет любой материал.
Материал разрушается, когда энергия воздействия на него — в данном случае сила давления — становится больше сил энергии связи между его атомами или молекулами. Традиционно это воздействие оказывали различные пилы, сверла и резцы. Режущие кромки их делают из твердых сплавов и технических алмазов, однако в процессе работы они все равно быстро изнашиваются. Кроме того, существуют технические сложности и ряд технологических ограничений. Нельзя, скажем, сразу начать выпиливать в пластине отверстие; приходится сначала сверлить в ней дыру, чтобы пропустить пилу. Криволинейный разрез имеет довольно большой радиус кривизны, зависящий от ширины полотна: слишком крутой поворот сломает стальную ленту (именно поэтому пилки для лобзика, которым вырезают узоры из фанеры, делают очень тонкими).
В 1947 году один российский инженер получил авторское свидетельство на новый способ резки твердых материалов — струей воды. Идея была проста. Если давление в струе сделать достаточно высоким, вода будет резать материал не хуже стальной пилы. Расчеты, однако, показывали, что давление должно достигать нескольких тысяч атмосфер, и получить его было очень непросто.
Остроумное техническое решение позволило сконструировать надежную и компактную установку.
Гидростатический усилитель давления.
Вода под давлением 4700 атмосфер поступает к соплу, смонтированному на каретке, способной перемещаться по двум направлениям. Движением каретки управляет компьютер при помощи заложенной в него «рисовальной программы». Листовой материал — плиты из природного камня или керамики укладывают на координатный стол под кареткой. Струя воды толщиной в десятую долю миллиметра ведет разрез со скоростью десятки сантиметров в минуту, выпиливая в материале самые сложные узоры.
Снаряд, разрезанный струей воды вместе с взрывчаткой.
Такая технология имеет множество преимуществ перед традиционной. Во-первых, «инструмент» не подвержен износу. Во-вторых, струйка воды, начиная вырезать отверстие, может пробить материал в любом месте. И, в-третьих, линия разреза может быть любой кривизны, иметь острые углы и крутые повороты.
Броневая плита толщиной 70 мм, прорезанная насквозь струей воды.
Еще одно не менее важное качество этого метода состоит в том, что он универсален. Как правило, все способы обработки имеют ограниченное применение. Лазерный луч, например, хорошо режет углеродистую сталь, в медном листе «вязнет», а стекло проходит насквозь. Совсем другое дело гидродинамическая установка: она с одинаковым успехом и безо всякой переналадки режет твердый гранит, прозрачное стекло (в том числе триплекс для смотровых щелей бронемашин, который выдерживает удар пули), хрупкую керамику и мягкую губчатую синтетику типа поролона и все композитные материалы, в том числе особо прочные, вроде кевлара, в любых сочетаниях.
Струей воды можно резать и продукты питания: мясо (замороженное и свежее), рыбу, хлеб, кондитерские изделия. Стальные ножи окисляются при работе и портят продукт, а вода экологически чиста и абсолютно безвредна. Чтобы ускорить обработку особо твердых веществ, в струю воды подмешивают абразив — гранатовую крошку размером в десятые доли миллиметра.
Установка совершенно безопасна в работе. При разрыве трубки, ведущей к соплу, давление в системе мгновенно падает, и вода не вылетает из нее смертоносной струей, а начинает медленно сочиться по каплям.
Гидродинамическая установка применяется в реставрационных работах: восстанавливает утраченные узоры полов и стен из цветного камня в церквах и во дворцах. По эскизам художников и архитекторов она вырезает детали оформления новых особняков и административных зданий.
Передвижной ее вариант, смонтированный на грузовике, «трудился» на строительстве моста через Москву-реку. Струя воды в считанные минуты срезала старые железобетонные столбы вместе с арматурой.
Применяли ее и для уничтожения оружия и военной техники. Струей воды можно разрезать танк, ракету вместе с топливом и снаряды со взрывчаткой — безопасность метода позволяет сделать и это: температура воды в месте разреза не превышает 70оС.
Благодаря своим качествам — простоте метода, точности, универсальности и дешевизне — прогрессивная технология воды должна получить широкое распространение везде, где требуется быстрая и точная обработка самых разнообразных материалов.
Автор: С. ТРАНКОВСКИЙ
Пожалуйста, ответьте на наши опросы. Несколько минут, потраченных вами на голосование, позволят нам понять, как сделать наш сайт и портал более интересным и нужным!
Таких установок в стране больше 1000 от американских до китайского происхождения