Funktionsweise und Anwendungsgebiete des Wasserstrahlschneidens
posted am: 26 Januar 2021
Wasserstrahlschneiden zählt als Kaltschneideverfahren zu den abtragenden Verfahren. Dieses präzise und vielseitig anwendbare Schneidverfahren wurde bereits Anfang des 20. Jahrhunderts im Bergbau eingesetzt. Dabei wurde es zum Abtrennen von Goldadern und Steinen sowie zum Schneiden von Kiesablagerungen verwendet. Noch heute kommen Wasserstrahlschneidanlagen in einer Vielzahl an Industrien unterschiedlicher Branchen zum Einsatz.
Grundsätzlich kann beim Wasserstrahlschneiden zwischen dem Reinwasserschneiden und Abrasivschneiden unterschieden werden. Beim Reinwasserschneiden dient ausschließlich Wasser als Schneidmedium, während beim Abrasivschneiden dem Wasser noch zusätzlich ein Abrasivmittel beigemengt wird. Diese geschieht über ein Abrasivmittelfördersystem, welches das Mittel vom Abrasivmittelbehälter zum Schneidkopf bzw. dessen Düse transportiert.
Die Düse verfügt dabei über einen 0,1 bis 0,5 mm großen Öffnungsdurchmesser. In Kombination mit Systemdrücken von bis zu 6.000 bar wird so ein Wasserstrahl erzeugt, der nur ungefähr so dick wie ein menschliches Haar ist und mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düse austritt. Trifft dieser im Anschluss auf die Werkstückoberfläche, so werden die Materialpartikel entsprechend bis zum vollständigen Durchtrennen des Materials abgetragen.
Reinwasserschneiden eignet sich vor allem zum Trennen von weichen sowie zähen Stoffen. Dazu zählen beispielsweise Papier, Dämmstoffe, Textilien, aber auch verschiedenste Lebensmittel. Doch auch härtere Materialien mit geringerer Dicke wie Metalle, Stein oder Keramik lassen sich so trennen.
Das Abrasivschneiden wird dagegen eher bei härteren Stoffen mit höherer Materialdicke eingesetzt. Durch die Beimengung des Abrasivmittels, meist Granat- oder Olivsand, lassen sich so problemlos dickere Metallplatten, Marmor und sogar Panzerglas durchtrennen.
Wasserstrahlschneidanlagen kommen in der Praxis häufig in Portalbauweise zum Einsatz. Diese bestehen aus einem beidseitig angetriebenem Portal, das als Portalbrücke das Kernstück einer solchen Anlage befindet. Auf der Portalbrücke befinden sich die einzelnen Werkzeugstationen wie der Bohrsupport, Wasserstrahlschneidkopf sowie der Scanner. Durch die massive Bauweise und den vibrationsfreien Antrieb auf den Führungsbahnen lassen sich die Schneidwerkzeuge auf bis zu wenige hundertstel Millimeter genau in Arbeitsposition bringen.
Das jeweilige Schneidprogramm kann dabei über eine Maschinensteuerung, die über ein Touch-Display verfügt, entweder direkt an der Maschine oder über Remotezugriff am Computer eingestellt werden. Mit der entsprechenden Software lässt sich die Anlage so über den externen PC-Zugriff in Echtzeit steuern.
Zum reibungslosen Betrieb der Anlage sollte sie ausschließlich mit aufbereitetem Prozesswasser betrieben werden. Diese Aufbereitung kann entweder direkt an der Maschine über Filter und Ionenaustauschanlagen zur Entsalzung erfolgen oder alternativ in einer zentralen Aufbereitungsanlage am Aufstellungsort.
Das Wasserstrahlschneiden, wie man es bei Adolf Herzog GmbH - Mechanische Werkstätte in Auftrag geben kann, ist nicht nur ein besonders schonendes Schneidverfahren, da im Material keine Wärmezonen mit Aufhärtungen, Verformungen oder Rissbildungen eingetragen werden, sondern hat auch aus Umwelt- und Arbeitsschutzaspekten klare Vorteile. So entstehen beispielsweise keine giftigen Dämpfe, Mikropartikel oder Rauch. Zudem erlaubt die äußerst geringe Schnittfugenbreite eine hohe Verschachtelungsdichte, die wiederum eine ökonomisch attraktive Materialausnutzung ermöglicht. Durch die hohe Schnittkantenqualität entfallen zudem nachfolgende Bearbeitungsschritte wie Fräsen oder Entgraten der Schnittkanten.