Funktionsweise und Anwendungsgebiete des Wasserstrahlschneidens

30 April 2021
 Kategorien: Generalunternehmer, Blog

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Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um ein Kaltschneideverfahren, das vor allem aufgrund seiner vielseitigen Einsatzmöglichkeiten und präzisen Schnitttoleranzen überzeugt. Ursprünglich wurde das Schneidverfahren bereits anfangs des 20. Jahrhunderts im Bergbau eingesetzt. Dort nutzte man es, um Kies- und Tonablagerungen, Steine sowie Goldadern abzutrennen bzw. zu schneiden. Moderne Wasserstrahlschneideanlagen kommen auch heute noch in zahlreichen Branchen zum Einsatz. Grundsätzlich unterscheidet man hierbei zwischen dem Reinwasserschneiden und den Abrasivschneiden. Ersteres Verfahren wird vorwiegend zum Trennen von weichen oder zähen Stoffen wie Dämmstoffen, Folien, Papier, Textilien oder sogar Lebensmitteln verwendet. Vom Abrasivschneiden spricht man dagegen, wenn dem Prozesswasser noch ein zusätzliches Abrasivmittel, das meist aus Granat- oder Olivsand besteht, beigemengt wird. Vorzugsweise kommt dieses Verfahren zum Trennen von eher härteren und dickeren Rohmaterialien zum Einsatz. Mit dem Abrasivschneiden lassen sich so Werkstoffe wie Panzerglas, Marmor, Keramiken, Steine sowie verschiedenartige Eisen- und Nichteisenmetalle trennen.
Moderne Wasserstrahlschneideanlagen verfügen ähnliche wie CNC-Fräsmaschinen über eine zentrale Maschinensteuerung, die entweder per Remote-Zugriff oder direkt an der Maschine über ein Touch-Display eingestellt wird. Die CNC-Steuerung sorgt dabei für das automatisierte Abfahren der gewünschten Schneidprogramme, welche die gewünschten Konturen enthalten. Durch die präzise Schnittführung sind so Genauigkeiten von wenigen hundertstel Millimetern möglich. Ermöglicht wird dies unter anderem auch durch die massive Bauweise einer solchen Wasserstrahlschneidmaschine. Ausgeführt sind diese über eine Portalbauweise, bei welcher ein beidseitig angetriebenes Stahlportal (Portalbrücke) das Kernelement bildet. Dieses Stahlportal befindet sich wiederum auf Führungsbahnen, auf welchen es vibrationsfrei bewegt wird. So gelangen die darauf befindlichen Anlagenteile bzw. Werkzeugstationen wie der Scanner, Bohrsupport und der Wasserstrahlkopf zur jeweiligen Schneideposition.
Im Wasserstrahlkopf befindet sich die Schneiddüse, aus welcher das Prozesswasser mit Überschallgeschwindigkeit aus einer maximal nur rund 0,5 mm großen Öffnung austritt. Davor wird das Prozesswasser durch eine Hochdruckpumpe auf bis zu 6.000 bar verdichtet. Die genaue Prozessführung erfolgt dabei je nach zu bearbeitender Werkstoffart und -stärke. Die Dicke, mit welcher der somit erzeugte Wasserstrahl aus der Schneiddüse kommt, entspricht in etwa der Dicke eines menschlichen Haares. Dadurch werden nicht nur geringe Toleranzen sowie optimierte Verschachtelungsdichten und damit hohe Materialausnutzungsgrade ermöglicht, sondern auch qualitativ hochwertige Schnittkanten erreicht. Deren Güte macht in der Regel nachfolgende Bearbeitungsschritte wie Entgraten oder Fräsen überflüssig. Unternehmen, die sich zur Herstellung ihrer Produkte bzw. Rohlinge für das Wasserstrahlschneiden entscheiden, profitieren zudem von den Vorzügen hinsichtlich des Arbeits- und Umweltschutzes. So entstehen bei den Wasserstrahlschneiden keine gesundheitsschädlichen Stäube bzw. Mikropartikel, Dämpfe oder Rauch. Auch der Wartungsaufwand von solchen Anlagen ist vergleichsweise gering, da man beispielsweise kein Schnittwerkzeug wechseln und nachschärfen muss. Für einen störungsfreien Betrieb ist es nur erforderlich, dass das Prozesswasser entsprechend filtriert und aufbereitet wird. Daher ist eine gut funktionierende Wasseraufbereitungsanlage sowie die nachgeschalteten Filter- und Austragungssysteme, welche den Schneideschlamm aus der Anlage befördern, von großer Bedeutung. Diesen Service bietet beispielsweise die Adolf Herzog GmbH - Mechanische Werkstätte.