Mit Wasserstrahlschneiden zur einwandreien Schnittkante

Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um ein Verfahren, bei dem Werkstücke mithilfe eines Hochdruck Wasserstrahls voneinander getrennt werden. Dabei wird entweder speziell aufbereitetes Wasser oder ein Abrasivmittel verwendet, um die Schneidleistung zu erhöhen.

Es ist ein hoher Druck notwendig, der bis zu 6200 bar betragen kann, um eine Austrittsgeschwindigkeit von 1000 m/s zu erreichen. Es findet dabei nur eine geringe Erwärmung statt. Die Komponenten einer Maschine zum Wasserstrahlschneiden bestehen aus Hochdruckpumpe, Schneidköpfe (Präzision Tilt A-Jet, 3D A-Jet), Computergestützte Steuerung, X-Y-Z Traversensystem, Schneidbecken mit verstellbarem Wasserhöhenstand und Flachbett-Tisch. Wir verwenden eine Elektromechanische Pumpe, deren Wirkungsgrad Effizienter als von einer Hydraulikdruckübersetzerpumpe ist. Die Pumpe ist ein rein mechanisches Direktantriebssystem mit minimalen Reibungsverlusten, so dass Wirkungsgrade zwischen 85 und 90 % erreicht werden. Das bedeutet, mindestens 85 % (oder mehr) der zugeführten elektrischen Leistung werden tatsächlich als Kraft an die Schneiddüse abgegeben. Bei einer Druckübersetzerpumpe beträgt der Wirkungsgrad jedoch nur 65 % oder weniger.

Plasmaschneiden: Bei diesem Verfahren wird ein spezielles Gas verwendet, das bei hoher Temperatur zu Plasma wird. Das geschmolzene Material wird mit Druckluft aus der Schnittfuge entfernt. Plasmaschneiden eignet sich besonders gut für Materialien wie Stahl mit einer Stärke von bis zu 15 mm. Ein großer Vorteil des Verfahrens ist die hohe Schneidegeschwindigkeit.

Laserschneiden: Beim Laserschneiden wird mittels Lichtenergie punktuell auf den Werkstoff fokussiert, wodurch dieser verdampft. Dadurch entsteht ein sehr präziser Schnitt ohne sichtbaren Schnittspalt. Das Verfahren eignet sich besonders gut für Materialien wie Metalle, Kunststoffe, Holz und Leder.

Plotterschneiden: Beim Plotterschneiden wird ein Tangential- oder Schleppmesser verwendet, um den Werkstoff zu zertrennen. Die Schneideeinsätze können ausgetauscht werden, um verschiedene Materialien zu schneiden. Ein Plotter eignet sich besonders gut für sehr dünne Materialien wie Folien und Textilien. Die Anschaffungskosten sind vergleichsweise gering, jedoch können Fräsen und neue Schneideeinsätze langfristig zusätzliche Kosten verursachen.

Oxyfuel-Schneiden: Oxyfuel-Schneiden wird hauptsächlich für Materialien wie Stahl und Eisen verwendet. Dabei wird ein Brenngas verwendet, um das Material zu erhitzen, und anschließend wird ein Sauerstoffstrahl verwendet, um das Material zu oxidieren und zu schneiden. Das Verfahren eignet sich gut für dickere Materialien.

Draht Errodieren: Jedes der genannten Verfahren hat seine Vor- und Nachteile und eignet sich für bestimmte Materialien und Anforderungen. Es lohnt sich daher, die verschiedenen Möglichkeiten zu vergleichen und das am besten geeignete Verfahren für den jeweiligen Anwendungsfall auszuwählen.

Das Wasserstrahlschneiden ist eine sehr vielseitige Technologie, die für eine große Bandbreite von Materialien eingesetzt werden kann.

Metalle:
Aluminium
Messing
Unlegierter Stahl
Kupfer
Edelstahl
Titan
Werkzeugstahl

Natural Materialien:
Keramik
Glas
Granit
Leder
Marmor
Holz
Beton

Verbundwerkstoffe:
Kohlefaser
Verbund-Wabenplatten
High Pressure Laminate (HPL)-Platten
Glasfaser
Alu Verbundplatten
Kevlar
Phenol

Kunststoffe und Gummi
Acryl
Schaumstoff
Linoleum
Plexiglas/Polycarbonat
Gummi

Die Materialwandstärken der Werkstoffe können im Bereich von 0.1mm – 200mm mit Abrasiv Sand bearbeitet werden. Zb: Stahl bis 200mm Wandstärke ist problemlos Machbar.

Kunststoffe/Gummi können auch ohne mithilfe des Abrasiv Sands geschnitten werden um somit unnötige Verunreinigungen durch den Sand zu vermeiden.

Das Wasserstrahlschneiden wird in vielen Bereichen eingesetzt, in denen präzises Schneiden von Materialien erforderlich ist. Beispiele für Anwendungen des Wasserstrahlschneidens sind:

Automobil- und Luftfahrtindustrie: Schneiden von Aluminium- und Titanplatten, Dichtungen, Teppichen und Sitzen
Architektur: Schneiden von Granit- und Marmorböden, Glasplatten und Dekorationsmaterialien
Maschinenbau: Schneiden von Stahl- und Metallkomponenten, Maschinenteilen und Präzisionskomponenten
Lebensmittelindustrie: Schneiden von Käse, Fleisch, Obst und Gemüse
Werbetechnik: Schneiden von Kunststoff- und Holzplatten, Plexiglas und Acrylglas
Medizintechnik: Schneiden von medizinischen Implantaten, Prothesen und Instrumenten
Elektronikindustrie: Schneiden von Leiterplatten und Elektronikkomponenten
Bergbauindustrie: Schneiden von Stein und Gestein für die Gewinnung von Rohstoffen
Kunststoffindustrie: Schneiden von verschiedenen Arten von Kunststoffen wie PVC, ABS, PE, PP und PC
Umwelttechnik: Schneiden von Filtersystemen, Dichtungen und Dämmmaterialien.

Ja, mit Wasserstrahlschneiden können verschiedene Arten von Stahl geschnitten werden, einschließlich legierter und unlegierter Stähle. Der Strahl kann Stahl mit einer Dicke von bis zu 200 mm schneiden. Der Strahl wird dabei durch Wasserdruck beschleunigt und mit Absavisand vermengt und erzeugt so genug Energie, um das Material zu durchtrennen.

Es ist schwer zu sagen, ob das Laser- oder das Wasserstrahlschneiden genauer ist, da beide Technologien unterschiedliche Stärken haben. Ob eine Methode besser geeignet ist, hängt in der Regel von den Materialeigenschaften ab. Das Wasserstrahlschneiden ist insbesondere dann die beste Wahl, wenn das Resultat des Laserschneidens unsaubere Schnittflächen, Verzug oder Randzonenaufhärtung aufweist. Das Wasserstrahlschneiden ist eine Material-schonende Methode, die insbesondere für nichtmetallische Materialien in Form gebracht werden muss. Es kann auch für dickere Materialstärken bis zu 200 mm verwendet werden, wobei das Laserschneiden bereits bei Stärken von 50 mm an seine Grenzen stößt. Das Wasserstrahlschneiden ist auch in der Lage, neben Metallen auch Verbundwerkstoffe und Kunststoffe zu schneiden. Es ist jedoch ein relativ komplexes Verfahren, das den Einsatz von Wasserstrahl und Abrasiv erfordert und möglicherweise eine Wasseraufbereitung erfordert. Das Laserschneiden hingegen ist ein verhältnismäßig einfach strukturiertes Verfahren, das Stahl, Aluminium und Kupferlegierungen schneiden kann. Das Laserschneiden ist jedoch anfällig für Randzonenaufhärtung und es kann zu Mikrorissen oder Materialverzug kommen. Auch kann stark reflektierendes Metall den Laserstrahl zurück in die Maschine lenken und Beschädigungen verursachen. Die Wahl zwischen den beiden Verfahren hängt von den Materialien ab, die geschnitten werden sollen, und den spezifischen Anforderungen an die Schnittkantenqualität, die Schnittwinkelgenauigkeit und die Effizienz der Bearbeitung.

Entscheidende Kostenfaktoren:

Stückzahl
Werkstoff
Werkstoff Dicke
Qualitätsstufe/Optimale Schnittgeschwindigkeit bei Reinwasser
Programmieraufwand / Parametrisierung zb. bei 3D
Anzahl Lastwechsel / Einstiche
Maschinen Verunreinigung durch Werkstoff
Menge an Abrasivsand (Hängt mit Q-Stufe zusammen)

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