Digitální učební materiál Autor: Ing. Rudolf Drahokoupil Předmět/vzdělávací oblast: Materiály a technologie Tematická oblast: Dělení materiálu Téma: Tepelné dělení materiálu Ročník: 2. Datum vytvoření: říjen 2013 Název: VY_32_INOVACE_13.2.13.STR Anotace: Tepelné dělení, řezání laserem, řezání plazmou, řezání vodním paprskem, řezání plamenem. Metodický pokyn: Učební materiál slouží jako inovativní prezentační doplněk pro výuku odborného tématu s využitím aktivizujících možností multimediálních prostředků (dataprojektor, popř. interaktivní tabule). Závěrečné kontrolní otázky zvyšují interaktivitu výuky a podporují samostatné myšlení žáků. Ve spojení s webovými stránkami školy může být prezentace využívána i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání.

Tepelné dělení a řezání kovových materiálů Tepelné dělení materiálu - je nekonvenční metoda dělení kovového materiálu, kdy je využita tepelná energie  různých zdrojů, soustředěná do místa dělení. Většinou není kladen požadavek na vzhled řezných ploch.   Tepelné řezání - je nekonvenční metoda tepelného řezání kovových materiálů a v určitých případech jsou kladeny požadavky na jakost a vzhled řezaných ploch.

Druhy tepelného dělení Nekonvenční metody Metody tepelného dělení kovových materiálů Řezání plamenem Řezání laserem Řezání plazmou Řezání vodním paprskem

Metody dělení materiálu tepelným řezáním   Řezání kyslíko-acetylenovým plamenem - založeno na ohřevu v místě řezu na zápalnou teplotu a postupném spalování a odtavování materiálu za vysokého přívodu kyslíku. Podstata metody - plamen ohřeje řezaný materiál na cca 900 °C a poté proud kyslíkového plamene vypálí úzký pruh materiálu = dojde ke spalování a odtavení materiálu. Působením přetlaku proudu kyslíku na spodní straně řezu pak vytéká z řezané drážky vzniklá struska. Je důležité volit přídavek na řez, tzn. závisí na velikosti prořezu, délce a tloušťce řezného materiálu a způsobu dělení.

Řezání a vyřezávání materiálu laserem Působení úzkého svazku laserového záření s vysokou hustotou energie. Používá se k přesnému řezání a vyřezávání kovů. Paprsek laseru je přiváděn do místa řezu soustavou zrcadel a v pracovní hlavě je zaostřován čočkou. Způsoby řezání Sublimační řezání - vysokou intenzitou laserového záření v místě řezu se materiál odpařuje. Tavné řezání - v místě řezu je materiál působením laserového paprsku roztaven a asistentním plynem odfukován. Řezání pálením - materiál je laserovým paprskem ohřátý na zápalnou teplotu a pak shoří, vzniklá struska je z místa řezu odstraněna asistentním plynem.

Řezání materiálu plazmou Plazma - elektricky vodivý stav plynu, nastávající při elektrickém výboji mezi anodou a katodou = vzniká ionizovaný plyn. Každé technologické zařízení pracující s plazmou se skládá z plazmového hořáku, zdroje elektrického proudu, řídící jednotky, manipulačního zařízení. V plazmovém hořáku dochází k přeměně elektrické energie na tepelnou energii usměrněného proudu plazmy.

Řezání materiálu vodním paprskem Podstatou dělení materiálů - je obrušování děleného materiálu tlakem vodního paprsku. Tento proces je v podstatě stejný jako vodní eroze, ale značně zrychlený a soustředěný do jednoho místa. Řezání probíhá nejčastěji na CNC řízených stolech. Pracovní tlak vody se pohybuje v mezi 2000 - 6200 Bar. Tlakovým zdrojem jsou speciální vysokotlaká čerpadla, která se liší příkonem a průtokem vody. Paprsek vzniká v řezací hlavě zakončené řezací tryskou. Při zpracování měkkých materiálů se používá čistý vodní paprsek, pro ostatní případy je třeba použít abrazivní paprsek.

Řezání materiálu vodním paprskem Vhodnou abrazivní příměsí je přírodní olivín nebo přírodní granát – volba závisí na tvrdosti děleného materiálu. Pohyb řezací hlavy a tedy i dráha řezu je řízena počítačem na základě předem sestaveného programu. Je tedy možné provést i ten tvarově nejnáročnější řez během jedné operace.

Využití řezání vodním paprskem Využití technologie řezání vodním paprskem je poměrně široké a dnes se používá v řadě výrobních oborů. Mezi materiály běžně obráběné vodním paprskem patří například: pěnové materiály, plasty, gumy překližka, balza, podlahové krytiny sklolaminát, kompozity, technické a reklamní plasty, elektroizolační a tepelně-izolační hmoty, mramor, žula, pískovec, sklo, dlažba, slitiny hliníku, titanu, mědi, niklu, ocel konstrukční, legovaná, nástrojová, tepelně zpracovaná, návarová s extrémní tvrdostí.

KONTROLNÍ OTÁZKY – diskuse Metody tep. dělení kovových materiálů Řezání plamenem, laserem, plazmou, vodním paprskem. Části zařízení při řezání plazmou Plazmový hořák, zdroj el. proudu, řídící jednotka, manipulační zařízení. 3 příklady materiálů pro řezání vodním paprskem Ocel, mramor, slitiny AL, Ti, pěnové materiály.

Použité zdroje: ŘASA, Jaroslav, Přemysl POKORNÝ a Vladimír GABRIEL. Strojírenská technologie 3. 2. vyd. Praha: Scientia, 2001, 220 s. ISBN 80-7183-227-8. Autorem schématu a dalších grafických částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Drahokoupil R.