Innovatives Schneidverfahren: Die Wasserstrahl-Technologie

    Innovatives Schneidverfahren: Die Wasserstrahl-Technologie

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    Quelle: Pixabay cocoparisienne

    Das Wasserstrahlverfahren bringt Präzision im Schneiden von Werkstoffen mit sich. Obendrein ist es sogar umweltfreundlich. Es ist allem voran für harte Materialien gut geeignet. Im Vergleich zu anderen Schneidverfahren hat es fast nur Vorteile, lediglich die Geschwindigkeit des Arbeitsprozesses verzögert sich bei der Wasserstrahl-Technologie.

    Zugrunde liegende Technik

    Professionelle und breit aufgestellte Unternehmen, wie es z.B. bei der Innocut Solution Schäfer GmbH der Fall ist, bieten alle drei Techniken im Bereich des Wasserstrahlschneidens an:

    • Rein-Wasserstrahlschneiden
    • Abrasiv-Wasserstrahlschneiden
    • Mikro-Wasserstrahlschneiden

    Beim erstgenannten Verfahren, daher die Bezeichnung als „rein“, wird Wasser ohne jegliche Zusätze genutzt. Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden erfolgt eine Ergänzung des Wassers um ein Abrasiv-Mittel. Hierbei handelt es sich um Sand, der scharfkantig ist und durch den Unterdruck im Schneidkopf den Wasserstrahl beschleunigt. Das Mikro-Wasserstrahlschneiden kann wiederum in beiden Formen – sowohl rein als auch abrasiv – vorliegen, hat als Alleinstellungsmerkmal jedoch eine wesentlich höhere Präzision. Auf diesem Wege sind sogar zehnfach genauere Schneidverfahren als beim gewöhnlichen Rein- und Abrasiv-Verfahren möglich.

    Unabhängig von der jeweiligen Verfahrensart, ist das Grundgerüst immer dasselbe: Das Wasser wird in einer Mischkammer unter einen Druck von bis zu 6.000 Bar gesetzt, sodass es mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 m/s aus einer Öffnung schießt. Was die Präzision garantiert, ist der geringe Durchmesser der Öffnung. Die Öffnung weist je nach Gerät und Schneidverfahren eine andere Größe auf. Während beim Rein- und Abrasiv-Wasserstrahlschneiden von einer Größe von bis zu 0,4 Millimeter auszugehen ist, fällt sie beim Mikro-Wasserstrahlschneiden wesentlich geringer aus. Dies ist einer der Gründe für die hohe Präzision des Mikro-Wasserstrahlschneidens.

    Bearbeitung von Werkstoffen und Anwendungsbereiche

    Das Wasserstrahlverfahren in seiner Gesamtheit weist kaum Grenzen bei der Auswahl von Materialien zum Schneiden auf. Dabei ist die Entscheidung zwischen Rein- und Abrasiv-Verfahren ausschlaggebend dafür, welche Arten von Materialien geschnitten werden können. Das Abrasiv-Verfahren ist aufgrund des Zusatzes des Abrasiv-Mittels für härteste Materialien geeignet. Beispielsweise sind Materialien im Stahlbereich von bis zu 230 mm Dicke kein Problem. Unternehmen sprechen davon, es lasse sich im Prinzip jeder Werkstoff schneiden. Dementsprechend reichhaltig fallen beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden die Anwendungsbereiche aus.

    Das Rein-Wasserstrahlschneiden hat bei weicheren Stoffen seine Berechtigung:

    • Schaumstoff
    • Gummi
    • Holz
    • Kunststoff
    • Pappe und Papier (Eignung wird in einem Schneidtest geprüft)

    Hier sind die Anwendungsbereiche z.B. Dichtungen, Dämpfer, Koffereinlagen und Bodenbeläge. Auch Handwerksbetriebe in Berlin setzen vereinzelt auf Technologien wie das Wasserstrahlschneiden.

    Vor- und Nachteile der Wasserstrahl-Technologie

    Die Vor- und Nachteile des Wasserstrahl-Technologie ergeben sich aus einem Vergleich mit den anderen Verfahren, wozu allem voran das Plasma-, Laser- und Drahtschneiden gehören. Letzteres ist häufig unter den Synonymen Drahterodieren und EDM aufzufinden.

    Im Vergleich weist die Wasserstrahl-Technologie Vorteile in den folgenden Aspekten auf:

    • Geringe Betriebskosten
    • Präzision im Schnitt
    • Umweltfreundlichkeit
    • Vielfache Anwendungsbereiche

    Allerdings muss eingestanden werden, dass die Präzision des Schnitts analog zur erforderlichen Schnitttiefe sinkt. Sollten dicke Materialien bearbeitet werden, empfiehlt es sich demzufolge, Gebrauch vom Mikro-Wasserstrahlschneiden zu machen, da dieses die Präzisionsverluste wirksam reduziert. Die Umweltfreundlichkeit des Wasserstrahlschneidens rührt daher, dass es keine Schadstoffe im Schneidprozess entstehen lässt. In heutigen Zeiten ist dies für Anwender ein zunehmend wichtiger Aspekt. Hinsichtlich der Anwendungsbereiche profitieren Anwender beim Wasserstrahlschneiden von wesentlich mehr Spielräumen als bei anderen Schneidverfahren. Laminate weisen ungünstige und variable Schmelzpunkte auf und sind demzufolge sogar nur mit der Wasserstrahl-Technologie schneidbar.

    Auf der Seite der Nachteile des Wasserstrahlschneidens steht allem voran die geringe Geschwindigkeit, die die Fertigung großer Serien erschwert. Zudem ist ein hoher Geräuschpegel möglich. Das Ausmaß der Geräusche hängt davon ab, ob das Überwasser geschnitten wird.

    Fazit: Das Wasserstrahlschneiden füllt wichtige Lücken der anderen Schneidverfahren

    Letzten Endes lassen sich sämtlichen Schneidverfahren Vor- und Nachteile abgewinnen. Dabei macht das Wasserstrahlverfahren qualitativ aus, dass es Lücken füllt, die andere Schneidverfahren belassen. Damit ist gemeint, dass Werkstoffe, die sich mit anderen Schneidverfahren nicht oder nur unpräzise bearbeiten lassen, dank des Wasserstrahlschneidens adäquat geschnitten werden können. Somit genießt die Wasserstrahl-Technologie zurecht ihren Status als innovatives Schneidverfahren.

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