Wasserstrahlschneiden – ein sehr effektives Schneideverfahren!

Grundsätzlich werden zwei Arten von Wasserstrahlschneiden unterschieden. Reinwasserstrahlschneiden wird für bei weichen Werkstoffen eingesetzt. Für harte Werkstoffe wird das Abrasivschneiden bevorzugt. Beide Verfahren machen sich die Kraft des Wassers zunutze (Erosion der Küsten, Felsen, etc.).

Wie sieht die Technik dahinter aus?

Beide Verfahren gelten als relativ günstige, abtragende Fertigungsverfahren und werden überall dort eingesetzt, wo andere Methoden wenig erfolgversprechend sind.

Der Wasserstrahl wird mit hohem Druck auf die Schnittstelle an der Oberfläche des Werkstücks gerichtet. Die meisten anderen Verfahren arbeiten mit thermischen Methoden (Laser-, Plasma- oder Autogenbrennschneiden). Der große Vorteil bei diesem Verfahren ist, dass sich das Werkstück dabei nicht ausdehnt. Die Scherkräfte des abfließenden Wassers verstärken den Effekt. Bei der Abrasivmethode wird der Abrieb durch eingebrachtes Pulver verstärkt. Der Abrasivwasserstrahl verursacht Mikrorisse an der Oberfläche des Werkstoffs, die sich wie bei einem Erdbeben fortpflanzen, gegenseitig verstärken und auf diese Weise das Material trennen. Bei Metallen führt dieses Verfahren zur Versprödung, die den Abrieb fördert. Die Kristallstruktur von Metallen ändert sich dadurch.

Welche Komponenten besitzt eine Wasserstrahlschneidemaschine?

Diese Fertigungsmaschinen verfügen über eine Wasseraufbereitungseinheit zum Filtrieren und Entsalzen. Dadurch wird der Verschleiß der einzelnen Bauteile gemindert. Darüber hinaus benötigen sie Pumpen, um den hohen Druck zu erzeugen. Der Strahl wird durch die Düse erzeugt. Deren Durchmesser liegt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm.

Wodurch wird die Schnittqualität beeinflusst?

Diese hängt stark vom Druck sowie dem Durchmesser der Düse ab. Das Wasser gilt dann bei hohem Druck nicht mehr als inkompressibel. Wasser wird bei einer Erhöhung des Druckes von 1 auf 4000 bar um 13,2 % des Volumens komprimiert.

Was bedeutet Rillennachlauf?

Durch das Eindringen des Wasserstrahls in den Werkstoff wird der Abraum vorangeschoben. Die Rauigkeit wird reduziert. An der Fuge entsteht die sogenannte Riefenstruktur, die Rillennachlauf genannt wird.

Die Technik des Abrasivfertigungsverfahrens

Im Schneidkopf befindet sich eine Mischkammer. In dieser wird das Abrasivpulver mit dem Wasser gemischt. Das Abrasiv besteht aus Korund, Oliv- oder Granatsand. Marmor, Holz, Keramik, Panzerglas, Stein oder Metalle lassen sich damit hervorragend schneiden. Laminate sind aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Schmelzpunkt zusammengesetzt. Daher lassen sie sich nur mit dem Abrasivschneideverfahren trennen. Durch die hohe Strahlgeschwindigkeit wird im Schneidkopf ein Unterdruck erzeugt. Das Abrasiv wird in die Mischkammer gesogen. Die Abrasivdüse fokussiert und beschleunigt das Gemisch. Der Durchmesser des Strahls ist um 0,2 mm höher als beim Reinwasserschneiden. Je härter das Abrasivmittel, desto besser das Schneidvermögen.

Fazit

Das reine Wasserstrahlschneiden, bspw. durch Adolf Herzog GmbH - Mechanische Werkstätte, trennt Materialien wie Papier, Schaumstoffe, Folien sowie Kunststoffe. Die Abrasivmethode kommt bei ungleich härteren Materialien, wie zum Beispiel Glas, Keramik oder Stahl zum Einsatz. Umweltfreundlich und kostensparend machen diese Verfahren zu den gängigsten überhaupt.