Höchste Präzision: Wasserstrahlschneiden

Zu der am schnellst wachsenden Werkzeug Technologie gehört ohne Zweifel das Wasserstrahlschneiden. Es bietet nicht nur die höchste Präzision, sondern auch eine maximale Kosteneffizienz.

Bei dem Trennverfahren können mehrere Arbeitsschritte gleichzeitig erfolgen, was zu einer wesentlich besseren Schnittleistung und Zeiteinsparung führt. Besonders gegenüber anderen Verfahren in der Fräs- und Erodier-Verarbeitung. Ein Vorteil leibt beim Wasserstrahlschneiden auch darin, dass selbst komplexe Formen sauber geschnitten werden. Dabei wird weder die Oberfläche, noch das Material deformiert. Anzuwenden ist das Wasserstrahlschneiden sowohl bei Serien, als auch Einzelanfertigungen. Minimale Toleranzen und maximale Präzision überzeugen.

Vor- und Nachteile Wasserstrahlschneiden

Es handelt sich hierbei um eine Kaltschneidetechnik. Diese lässt sich über da bewährt einsetzen, wo zum Beispiel thermische oder spanlose  Fertigungstechniken nur unzureichende Ergebnisse liefern würden. Besonders betont werden sollte dabei Titan, Kupfer, Aluminium, rostfreier Stahl, aber auch Glas und Gestein.

Die Positioniergenauigkeit beim Wasserstrahlschneiden liegt bei 0,0025 mm bis in einen Toleranzbereich von +/- 0,01 mmm. Weder sind Wärmezonen, noch ein Aufhärten notwendig.

Übersicht der Vorteile:

  • Keine Wärmezonen,
  • kein Aufhärten,
  • erzeugt keine Materialspannungen,
  • keine Rissbildung,
  • keine Materialverformung,
  • Leicht zu handhaben
  • Universell einsetzbar
  • Keine Dickeneinschränkungen (Stand 2017: Schneiddicken in das volle Material bis 300 mm Dicke)
  • Kaum Materialeinschränkungen, schneidet nahezu alles und gilt wahrscheinlich als das universellste Werkzeug
  • schnelle Prototypenherstellung,
  • 2D und 3D-Bearbeitung
  • Keine tropfende Schlacken oder Schmelzen
  • Kann auch zur Reinigung und Entgratung eingesetzt werden, Oberflächenreinigung
  • Einsatz auch zum Abtragen von Material geeignet
  • Hohe Schnittkantenqualität, nur selten Nachbearbeitung erforderlich bei einem Qualitätsschnitt
  • Erzeugt Fertigteile – dadurch kann die aufwendige Nachbearbeitung (Drehen, Fräsen) von Teilen entfallen
  • Die Investitionssumme für derartige Wasserschneidsysteme ist in den letzten Jahren deutlich geringer geworden!
  • Die Wirtschaftlichkeit eines solchen Systems kann durch Mehrkopftechnik deutlich verbessert werden und gilt heute als üblich.

Demgegenüber stehen nur wenige Nachteile:

  • Teilweise geringe Schnittgeschwindigkeit, daher ergeben sich potentielle Einschränkungen bei
  • Großserienfertigung, wenn nicht mit Mehrkopftechnik gearbeitet wird.
  • Feuchtigkeit und direkter Wasserkontakt, daher eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten, wo Kontakt mit Wasser oder hohe Luftfeuchte aufgrund des Materials/Umgebung vermieden werden muss.
  • Sorgfältige Wasseraufbereitung erforderlich und sinnvoll.
  • Entsorgung des Schlamms muss geklärt werden.

Doch wie funktioniert Wasserstrahlschneiden

Der wesentliche Bestandteil liegt in einer Hochdruckpumpe. Im hydraulischen Antriebsteil wird der erzeugte Öldruck auf einen Betriebsdruck bis zu 4180 bar erhöht. Die Druckschwankungen werden durch einen Pulsationsdämpfer auf ein Minimum reduziert. Dadurch bleibt der Wasserstrahl an der Düse gleichbleibend. In der Regel kommt enthärtetes Wasser zum Einsatz.  Granat, Quarzsand oder Korund werden als Abrasivmittel beim Wasserstrahlschneiden genutzt.

Beim 2D-Schneiden haben die Standard-Systeme 3 CNC-gesteuerte Servoachsen. Sie können sowohl für den Abrasivbetrieb als auch für den Reinwasserbetrieb genutzt werden.

Für das 3D Wasserstrahlschneiden fallen die ungewöhnlichen Leistungsbreiten auf. Schrägkanten, Schweißnähte aller Art, mit äußerster Präzision. Geht es also um die Produktion von dreidimensionalen Werkstücken hat das Kaltschneideverfahren die Oberhand.

Wo wird es angewandt

Verwendet wird es bei Materialien, die temperaturempfindlich sind. Der feine Strahl ermöglicht komplexe und sehr filigrane Konturen beim Schnitt. Ganz interessant ist hierbei, dass der Schnitt an einer beliebigen Stelle erfolgen kann und somit nicht am Rand ansetzen muss.

Im Gegensatz zu dem Laserverfahren, ermöglicht das Wasserstrahlschneiden auch die Bearbeitung von Werkstoffen, die eine Licht reflektierende Oberfläche haben. Auch in Punkto Umwelt überzeugt die Technik. So entstehen keine giftigen Dämpfe.

Bild von
Rainer Sturm  / pixelio.de