Фигурная резка листового металла своими руками

Фигурная резка листового металла — технология и оборудование

Фигурная резка металла – это возможность создавать изящные рисунки на стальных листах по очерченному контуру. Современное оборудование и технологии позволяют выполнять раскрой быстро и точно.

На рынке инструментов представлены аппараты для домашнего использования и мощные профессиональные станки.

  1. Оборудование для фигурной резки
  2. Технологии фигурной резки
  3. Лазерная резка
  4. Плазменный раскрой
  5. Гидроабразивная фигурная резка

Оборудование для фигурной резки

Фигурная резка металла своими руками может производиться на компактных станках серии MMS. Это оборудование предназначено для эксплуатации в бытовых условиях и не требует специальных профессиональных навыков. На станках можно раскраивать стальные листы по рисунку.

Профессиональное оборудование более сложное и дорогостоящее. Раскрой металла может осуществляться лазерным лучом, плазмой или гидроабразивом.

В зависимости от способа управления станки бывают:

Ручные. С их помощью осуществляется фигурная резка листового металла в небольших объемах. Это наиболее доступные по цене компактные модели. Конструктивно каждая установка состоит из крепкой станины и двух ножей, зафиксированных друг над другом. Верхний нож имеет насечки для протяжки металла, а внизу находится пассивный ролик с регулируемым углом наклона для легкого перемещения листа. Резание происходит при ручном вращении двухстороннего трещоточного ключа, через который усилие передается на вал верхнего ножа.

Автоматизированные. В промышленных масштабах ножницы для фигурной резки металлов оказываются неэффективными. Здесь используют массивные установки для профессиональной обработки. Процесс максимально автоматизирован и не требует от оператора приложения физических усилий. Работа станка задается компьютерной программой, что повышает точность фигурной резки и практически исключает риск ошибок.

Человек только размещает заготовку и выбирает тип выкройки, все остальное выполняет машина. Современное автоматическое оборудование отличается большим функционалом и высокой производительностью, но стоимость самых технологичных установок достигает нескольких сотен тысяч рублей.

Выбор станка основывается на объемах производства. Для выполнения штучной операции достаточно будет ручной установки, а для серийного выпуска изделий потребуется автоматизированный механизм.

Технологии фигурной резки

Ручные станки принципиальных различий не имеют. Принцип резания у них одинаковый. Профессиональное автоматическое оборудование в зависимости от воздействия на металл делится на три вида: лазерное, плазменное, гидроабразивное.

Лазерная резка

Лазерная фигурная резка металла универсальна в применении. С ее помощью можно обрабатывать любые сплавы – рабочие параметры настраиваются в зависимости от типа металла. Принципиальное отличие такого оборудования в отсутствии непосредственного контакта заготовки и режущего инструмента. Разрушение материала производится сфокусированным световым лучом, который создает сильнейший местный нагрев и точечно проплавляет лист насквозь.

Лазерный станок для фигурной резки металла может быть:

  • Твердотелым. Такая машина проста в устройстве, обслуживании и управлении. Стержень лазера изготавливают из неодимового стекла, способного пропускать импульсное и потоковое излучение мощностью до 6 кВт;
  • Газовым. Вместо стеклянного стержня внутри установки смонтирована газоразрядная трубка, заполненная гелием, азотом или углекислым газом. Молекулы газа возбуждаются электрическими импульсами и начинают излучать энергию, которая фокусируется в направленный пучок. Мощность некоторых моделей газовых лазеров доходит до 20 кВт. Это наиболее дорогое и производительное оборудование.

Лазер позволяет вырезать из металла фигуры любой сложности, при этом количество отходов будет минимальным. Точечное воздействие луча позволяет получать ровные и гладкие кромки без заусенцев.

Плазменный раскрой

Фигурная плазменная резка металла позволяет работать с листами толщиной до 100 мм. Наличие краски, оцинковки, ржавчины и других загрязнений не влияет на качество результата. В сопло установки подается газ под давлением. При воздействии электрических импульсов он превращается в плазму и инициирует образование электрической дуги между режущей головкой и металлом.

Во время плазменной фигурной резки происходит локальный нагрев заготовки до 30000 градусов. Такая температура расплавляет любые металлы.

Гидроабразивная фигурная резка

Метод пользуется популярностью у профессионалов, работающих в условиях производства. Станки позволяют обрабатывать заготовки не только металлические, но и пластмассовые, деревянные, керамические. Программа настройки устанавливает также глубину резки. Это необходимо, когда требуется прорезать лист не насквозь, а только до определенной глубины.

Для удобства сравнения технологии сведены в таблицу по основным параметрам:

Преимущества и недостатки художественной резки металла

Ажурные узоры из металла выглядят сказочно и поражают контрастом — грубое железо и тонкие линии прозрачного рисунка. С помощью художественной резки металла можно сделать уникальные по красоте ворота, декоративную мебель, мангал или флюгер. Плоские фигурки из черного листа применяют в декорировании дворов, интерьеров, палисадников.

Художественная резка металла

Что такое художественная резка металла

С эстетической точки зрения художественная резка – это превращение грубого листа металла в картину с нежными линиями или оригинальный ажурный узор. Технически происходит вырезание большого количества замкнутых контуров, в результате чего возникает изображение на контрасте металла и пустот.

Металл режут различными способами на специальном оборудовании. Каждый тип станков имеет свои особенности и технические характеристики. Способ украшения забора и дома резьбой по металлу не является бюджетным, но значительно дешевле художественной ковки и проще в самостоятельном изготовлении резных деталей. Оборудования для резки в основном дорогостоящее и габаритное. В домашней мастерской его установить невозможно.

Специальный инструмент механическим способом и посредством нагрева до высоких температур режет тонкую полоску листа точно по нанесенной или запрограммированной линии. В результате получаются фигурки в рамке или со свободным криволинейным контуром. В зависимости от мощности оборудования могут обрабатываться листы до 10 мм толщиной. Для художественной резки используют прокат до 2 мм толщиной.

В результате получается элемент забора, ворота или решетка на окно. По степени неприступности изделия не уступают металлопрофилю и выглядят красивее тех, что выполнены с помощью художественной ковки. Вариантов рисунков неограниченное множество. Можно воссоздать любую двухцветную картинку из книги или интернета.

Виды художественной резки металла

Существует большое количество видов художественной резки по металлу. В основном используется плавка и механическое воздействие. Наиболее популярные методы обработки:

  • лазерная резка;
  • плазменная резка;
  • гидроабразивная обработка;
  • механические способы резания;
  • гибка;
  • калибровка.

Каждый вид обработки выполняется на специальном оборудовании или для этого приспосабливается ручной инструмент.

Плазменная резка

Механическая резка металла

Механическая обработка наиболее доступная для домашнего изготовления художественных полотен из металла. Применяются различные способы резания:

  • сверление;
  • фрезерование;
  • отрезным диском;
  • на гильотине;
  • дисковыми ножницами.

В болгарку вставляется отрезной диск и ведется по линии разметки. Края после этого защищают, удаляют заусенцы.

Перед обработкой фрезой в замкнутых контурах необходимо просверлить отверстия. Затем вручную или по программе, если станок с ЧПУ, вырезать рисунок.

На гильотине можно обработать только по наружному контуру, создав выпуклую фигуру из горных линий.

Дисковые ножницы устанавливаются под углом 12⁰. Заготовка перемещается вручную. Можно вырезать сложный узор без мелких элементов. Подходит для домашнего изготовления. Работа занимает много времени.

Гидроабразивная резка

При обработке больших заготовок пескоструйкой с поверхности детали снимается окалина, грунт, ржавчина и даже тонкий слой металла. Гидроабразивная резка действует по тому же принципу. Из узкого сопла под большим давлением вырывается песок с водой. Абразивный материал снимает тонкую полосу стали, жидкость вымывает и удаляет мелкие частицы металла и песок.

Читайте также  Высокотемпературная краска по металлу аэрозоль

Плазменная и фигурная резка материалов

Плазменная технология резки широко применяется в промышленности для раскроя проката до 100 мм толщиной. Струя горячего газа используется как режущий инструмент. На качество резки не влияет покрытие и чистота поверхности. Резак идет по заданной траектории, скорость зависит от толщины листа и состава материала.

При обработке листа толщиной 2 мм, края получаются ровными, без оплавлений. За счет возможности регулирования мощности плазменной струи на станках с ЧПУ производится объемная фигурная резка металла. Материал не прорезается насквозь, а создается заданный программой рельеф за счет удаления разного количества металла. В результате можно получить объемные картины, рельефные орнаменты.

Лазерная резка

Тонкий и мощный лазерный луч способен с большой скоростью резать металл. Линия получается узкая, чистая по краям. Лазерная резка производится с постоянной мощностью. Скорость движения инструмента зависит только от толщины металла. Сталь прожигается достаточно быстро. Производительность оборудования, при резке по заданной программе, высокая.

Можно вручную управлять перемещением лазерной головки по заданному рисунку. Оператор должен обладать навыками работы. При задержке на одном месте происходит оплавление материала вокруг луча лазера.

Методом лазерной резки, управляя процессом с помощью компьютера, можно получать сложные рисунки, заложив эскиз в программу устройства. Линии любой сложности и острые внутренние углы для лазера не являются проблемой.

Художественная гибка

Художественная гибка относится к холодной деформации. Часто применяется любителями для создания архитектурных элементов, ворот, заборов, решеток на окна.

Возможна гибка металла различного профиля:

  • круг;
  • квадрат;
  • шестигранник;
  • труба профильная;
  • полоса.

По шаблонам создаются элементы рисунка, которые соединяются в определенный орнамент. Гибка производится вручную и на вальцах.

Решетки на окнах

Воздушная гибка и калибровка

Обе операции могут производиться на одном приспособлении. Для гибки используется нижний штамп с V-образным вырезом и пуансон. Угол может быть от 30⁰.

Калибровка делается пуансоном, повторяющим форму матрицы. Полоса листа после деформации полностью повторяет форму инструмента. Независимо от толщины, пуансон давит полосу, пока она не опустится до нижней точки матрицы. Линия и радиус изгиба получаются ровные, четкие. Для каждого угла при калибровке нужен штамп.

Воздушная гибка делается под разными углами на одном инструменте. Материал не доходит до дна матрицы. Угол, который следует получить, регулируется ходом пуансона. Чем глубже погружается материал в форму, тем острее угол.

Линия изгиба не четкая, радиус с плавным переходом в ровную линию. Повторить несколько раз и создать совершенно одинаковые изгибы не получается, даже на автоматической, отрегулированной подаче пуансона. Металл может пружинить, вследствие чего угол изменяется.

Калибровка используется в массовом производстве для получения точной формы и выравнивания металла по всей плоскости. Она выполняется, как финишная операция после сложной деформации стали в холодном и горячем состоянии. При этом происходит упрочнение материала по всей поверхности.

Преимущества и недостатки

Художественная резка широко используется для создания красивых и прочных вещей, украшающих дом и двор. Она имеет свои достоинства и недостатки. Технологией фигурной обработки украшают:

  • заборы;
  • ворота и калитки;
  • решетки на окна;
  • ограждения каминов;
  • стойки под перила;
  • флюгера;
  • декоративные элементы фасадов;
  • мебель.

Металлический декор сочетает в себе брутальность черного металла и нежность ажура. Ограды получаются прочные, пропускают свет.

Лист обрабатывается холодным точечным воздействием. Это гарантирует отсутствие деформации. Полотно остается плоским, если только не производится гибка.

К недостаткам относится высокая стоимость работы и оборудования, большой расход электроэнергии. Станок плазменной резки не поставишь в маленькой мастерской. Его не покупают ради красивого забора или декора окон.

Оборудование для художественной резки

Для самостоятельного изготовления резных картин на металле подходит механическая резка. Высокопроизводительное оборудование для художественной резки использует плазменную дугу и лазер. Такие станки имеют узкую специализацию. Они занимают большую площадь, работают на промышленном напряжении.

Для художественной обработки металла, дерева и пластика применяют фрезерно-токарные станки с ЧПУ. Они могут по заданным программам вырезать сквозной рисунок и сделать объемное изображение.

Сварочные аппараты используют для создания рисунков с крупными элементами без острых углов.

Как сделать надпись на металле своими руками

Чтобы в домашних условиях сделать надпись или вырезать фигурку флюгера, решетку камина, применяют механическую художественную резку по металлу. Дисковые ножницы позволяют создавать простые рисунки. Необходимо только потренироваться и точно направлять лист в зону разреза по заданной линии.

Умельцами для создания надписей на металле, особенно мягком алюминии и бронзе, используется фрезер с копировальной втулкой. Сначала делается шаблон из фанеры или другого материала. Линии его смещены в каждую сторону на разницу диаметров фрезы и кольца. Затем копир накладывается на материал и производится обработка фрезером.

Насадка для фигурной резки тонкой листовой стали


Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— клапан от двигателя автомобиля;
— листовая сталь;
— радиальный подшипник;
— квадратные трубы;
— круглые трубы;
— болты, гайки, винтики.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Основа
Первым делом изготовим основу насадки, на которой будете расположены все прочие узлы. Для начала понадобится кусок круглой трубы, диаметр должен быть таким, чтобы труба плотно надевалась на ту часть болгарки, где крепится щиток. Можно сделать из трубы хомут, а можно просто ужать ее до нужного диаметра путем резки и сварки.











Далее к круглой трубе хорошо привариваем кусок квадратной трубы, все должно быть сварено максимально крепко. Чтобы прикручивать основу к болгарке, делаем ушли из стальных пластин, эти уши прикручиваются к болгарке болтами, уши привариваем к основе.

Шаг второй. Шток
Делаем шток, который будет совершать возвратно-поступательные движения. Шток делается из стальной пластины, в нем нужно прорезать овальное отверстие под вал болгарки. В действие шток приводится радиальным подшипником, который со смещением устанавливается на валу болгарки.






Направляющими для штока служат прорези, прорезанные в квадратной трубе, которая вварена в основание. К штоку приварены упоры, именно в эти упоры и упирается радиальный подшипник.

Шаг третий. Направляющая
Делаем направляющую для рабочего органа (куска клапана), он не будет давать рабочему штоку смещаться вправо-влево. Нужную канавку автор сформировал из стальных пластин, все делается путем резки и сварки. В завершении, после шлифовки на точильном станке, все изделие выглядит цельной и надежной конструкцией.

Способы художественной резки металла

Художественная или фигурная резка металла способна создавать уникальные предметы интерьера и экстерьера. Мы рассмотрим плазменную и лазерную резку.

Художественная резка металла (другое часто встречающееся название — фигурная) — это создание или нанесение на листы материала оригинальных рисунков, надписей или других изобразительных элементов. Она может быть выполнена при помощи специального оборудования, чаще всего станков, позволяющего обрабатывать прочный и твердый материал как сталь и другие металлы и сплавы. Для работы на подобном оборудовании, как правило, не требуются профессиональные навыки, достаточно внимательно изучить инструкцию и приемы обработки.

Читайте также  Как работать гравером по металлу

Виды художественной резки металла

Фигурная резка металла выполняется одним из четырех основных способов, в основе которых лежат следующие технологии:

  • лазерная;
  • плазменная;
  • гидроабразивная;
  • гильотинная.

Каждая из технологий имеет достоинства и недостатки. Наиболее современными и потому прогрессивными и широко используемыми считаются первые две.

Лазерная резка

При лазерной резке по металлу для обработки и раскроя материала используется мощный лазер. Чаще данная технология используется в промышленных масштабах, где лазерный луч управляется специальной компьютерной программой. В результате узконаправленного воздействия происходит быстрое нагревание, плавление, а затем испарение или выдувание материала на участке, подвергаемом резке. При этом технология позволяет получать узкий рез с крайне малой зоной воздействия на обрабатываемую поверхность.

Лазерная резка имеет ряд преимуществ:

  • относительно невысокий уровень затрат (по сравнению с большинством альтернативных технологий, за исключением плазменной резки) при обработке твердых сплавов;
  • возможность работы с хрупкими сплавами, которые легко деформируются;
  • безопасность технологических процессов (при использовании исправного оборудования);
  • отсутствие или крайне малая деформация материала, которая достигается за счет узконаправленной обработки;
  • возможность создания самых разнообразных и сложных контуров;
  • отсутствие необходимости последующей отделки или обработки поверхности.

Благодаря особенностям технологии, с использованием лазерной резки можно выполнять рисунки любой сложности, не требующие при этом дополнительной обработки, так как кромки и края сразу получаются гладкие и ровные.

К недостаткам лазерной резки относится невозможность работы с алюминием и его сплавами с нержавеющей сталью. Это вызвано отражающими свойствами материала. Он может быть обработан только с использованием особо мощного лазерного оборудования.

Художественная лазерная резка металла является качественным способом создать узор с наименьшими затратами материала и времени.

Плазменная резка

  • образуется электрическая дуга (между соплом и электродом или между металлом и электродом), зажигание которой происходит за счет импульса или короткого замыкания;
  • из сопла подается газ, находящийся под давлением;
  • под действием электрической дуги он превращается в плазменную струю, температура которой достигает 30 тыс. градусов, а скорость — 1,5 тыс. м/с.

При помощи фигурной плазменной резки возможна обработка листа толщиной до 10 см, а при использовании некоторых промышленных станков — до 20 см.

Плазменная резка металла обладает следующими достоинствами:

  • возможность создания рисунков и фигур любой сложности;
  • качественный, чистый и гладкий разрез;
  • возможность обработки всех видов металлов;
  • скорость и производительность используемого оборудования;
  • отсутствие деформации материала;
  • безопасность технологических процессов (если используемое оборудование исправно).

Художественная плазменная резка может применяться к материалам с ржавчиной или загрязнением, что не приводит к ухудшению качества обработки. По сравнению с резкой при помощи лазерного оборудования, плазменное обладает большей производительностью и диапазоном материалов, которые возможно обработать.

К недостаткам данного способа резки относятся:

  • образуемый на кромке конус, вызванный особенностью технологии;
  • несколько большая, по сравнению с резкой лазером, ширина реза.

Учитывая достоинства и недостатки каждого из описанных методов обработки, практикующие специалисты склоняются к тому, что плазменная резка наиболее востребована, так как имеет лучшее соотношение цена-качество.

Оборудование для художественной резки

Лазерная резка

Станки для обработки металлов лазером достаточно дороги. Их выпускает множество зарубежных компаний, самыми известные из которых: Trumpf (Германия), ESAB (Швеция), MultiCam (США), Mazak (Япония), Bystronic (Швейцария) и т.д. Несмотря на то, что технология используется два десятка лет, приобрести новое оборудование перечисленных компаний могут позволить себе только относительно крупные промышленные производства.

Тем не менее, необходимо учитывать, что на рынке широко представлено предложение оборудования данной категории, уже бывшее в употреблении, но находящееся в рабочем состоянии. Даже в таком виде, оно практически всегда превосходит многочисленные аналоги китайского производства, которые даже новые не отличаются ни качеством обработки, ни надежностью при эксплуатации.

Плазменная резка

  • инвенторная плазморезка. Компактная, отличается экономным расходованием энергии, но боле требовательная к стабильности напряжения;
  • транформаторная плазморезка. Более надежная, но требующая значительного расхода энергии, имеет большие размеры.

При выборе оборудования для плазменной резки металла учитывают следующие критерии:

  • мощность;
  • производительность работы;
  • материал, из которого выполнена горелка;
  • внешний вид и дизайн агрегата.

Оборудование для плазменной резки крайне широко представлено на современном рынке, поэтому каждый желающий без труда найдет модель, подходящую именно ему.

Заключение

Применение лазерной или плазменной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.

Интересно узнать опыт людей, использовавших различные технологии художественной резки металла на практике. Его можно изложить в комментариях под статьей.

Как резать листовой металл

  • Инструменты для резки листов металла
  • Как болгаркой резать лист металла
  • Ножовка по металлу
  • Электролобзик
  • Циркулярная пила
  • Чем и как изготовить отверстие в листе металла?

Резка листового металла своими руками. Как ровно отрезать лист металла подручными материалами. Вырезаем круг и другие фигуры.

Листовой металл — распространенный строительный материал, который используется для изготовления заборов, водоотливов и козырьков. Часто в продаже можно найти уже готовые изделия из оцинкованной стали, такие как коньки или трубы для отвода дождевой воды с крыши. Но как быть, если изделие нестандартного размера и необходима резка листового металла своими руками?

Инструменты для резки листов металла

Изначально при выборе инструментов нужно определиться с задачами. Имеет значение не только количество работы, но и временные рамки, аккуратность среза и возможность повреждения защитного покрытия. На стройке часто пользуются электроножницами. При этом не стоит ожидать очень ровного края. Преимущество такого аппарата – скорость проведения работ.

Как ровно отрезать лист металла? В домашних условиях проблема решается достаточно просто – применением ножниц по металлу. Но этот метод требует много времени и физических сил. Не подойдут ножницы, если нужно вырезать длинные полосы. Наиболее ровный срез можно получить, используя шлицевые ножницы. Такой инструмент достаточно дорогой и его обычно используют профессионалы.

Оборудование для резки профилированного и оцинкованного листа:

  • болгарка;
  • низкооборотная пила;
  • электроножницы;
  • ножовка;
  • лобзик по металлу.

Как болгаркой резать лист металла

Одним из самых быстрых способов раскроить оцинкованный лист считается резка болгаркой. Среди недостатков такой обработки — рваные края, которые придется дополнительно зачищать и выравнивать. Болгарка не подойдет для резки профнастила, так как искры во время резки могут повредить полимерное покрытие. Но для несложных работ, которые не требуют высокой точности и аккуратности, болгарка вполне подойдет.

Обратите внимание, при использовании такого электроинструмента приобретите специальный диск, который не повредит защитного покрытия на листе оцинковки. После резки профнастила края нужно зачистить и покрыть специальной краской. Таким оборудованием можно воспользоваться, если вы строите сарай из профлиста или делаете козырек. В таком случае вам не придется приобретать специальный и дорогостоящий инструмент.

Правила при работе с болгаркой:

  • выбирайте диски с твердосплавными зубьями;
  • работайте на низких оборотах;
  • места среза обработайте специальным антикоррозийным покрытием.

Ножовка по металлу

У многих мастеров имеется ножовка по металлу. Это универсальный и самый дешевый инструмент. Его не стоит использовать при необходимости вырезать фигурные края, но для изготовления ровных пластин, ножовка подойдет. Самый большой недостаток такого инструмента – время на проведение работ. Его нужно очень много.

Читайте также  Виды резьбы по металлу

Электролобзик

Если необходимо вырезать круг в листе металла, стоит воспользоваться электролобзиком. Он работает довольно быстро, поэтому аккуратное отверстие вы получите за считанные минуты. Среди недостатков оборудования – шум и возможность появления обгорелого края при обработке профлистов.

Тонкости работы электролобзиком:

  • необходимо использовать пилы с мелкими зубьями;
  • нужно выбирать возвратно-поступательный режим;
  • необходимо контролировать наклон режущей части;
  • быстрый выход из строя расходных материалов.

Циркулярная пила

Иногда для резки металла применяют циркулярную пилу. Если вы работаете с профнастилом, то оборудование нужно включать на низких оборотах. В противном случае можно повредить полимерное покрытие. Для работы вам понадобится напарник, который будет удерживать лист. Среди преимуществ этого инструмента можно выделить то, что работа выполняется без нагрева, соответственно защитное покрытие на профлисте вы не повредите. Лучше всего использовать круг по алюминию.

Чтобы наладить быструю работу циркулярной пилой, вам нужно подготовить лекало из фанеры. В этом листе вырезается паз не до конца. Это будет своеобразной заготовкой, позволяющей сохранить оцинкованное или полимерное покрытие на листе. Отличным инструментом для резки метала, является двухдисковая пила. Она, в отличие от болгарки, не оставляет рваного края и работает гораздо тише. К сожалению, не у каждого мастера имеется подобный инструмент.

Чем и как изготовить отверстие в листе металла?

Все зависит от размера отверстия. Если диаметр небольшой, подойдет дрель. Если необходимы отверстия большого размера, применяются специальные коронки на дрель. Обратите внимание, на материал из которого изготовлена конка. Для обработки профлиста стоит использовать насадки с твердосплавным покрытием. Обработка должна проводиться без повышения температуры.

Для изготовления отверстия большого диаметра используется электролобзик. С этим инструментом не составит особого труда вырезать круг большого диаметра. Во время работы применяйте пилу с мелкими зубьями