Abrasive Wasserstrahlbearbeitung und -schneiden

Wasserstrahlschneiden ist heutzutage eines der gängigsten Verfahren in der modernen Fertigung und Fertigung. Mit umfangreichen Vorteilen und keinen Nachteilen wird diese Schneidmethode in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, vom Bergbau über die Metallbearbeitung bis hin zu Kunst und Möbeln.

Aufgrund der vielen unterschiedlichen Anwendungen wurden sehr unterschiedliche Arten von Wasserstrahlschneidverfahren entwickelt, die für bestimmte Anwendungen besser geeignet sind. Die abrasive Wasserstrahlbearbeitung ist eine der am weitesten verbreiteten Wasserstrahlschneidtechniken.

In diesem Artikel erfahren Sie alles über das abrasive Wasserstrahlschneiden, warum es verwendet wird und welche verschiedenen Arten es gibt. Lassen Sie uns, ohne weiter zu warten, gleich zum Hauptthema übergehen:

Was ist Wasserstrahlschneiden?

Um das abrasive Wasserstrahlschneiden zu verstehen, wollen wir uns zunächst mit den Grundlagen des Wasserstrahlschneidens selbst vertraut machen.

Wasserstrahlschneiden ist ein Kaltschneideverfahren, bei dem mit einem sehr schmalen Wasserstrahl der Einschnitt am Werkstück erzeugt wird. Im Allgemeinen reicht der Wasserstrahl an sich aus, um den Schnitt zu erzeugen, und das Verfahren wird als reines Wasserstrahlschneiden bezeichnet.

Wenn die Materialdicke oder -dichte jedoch hart ist, benötigen Sie neben der Kraft des Wassers zusätzliche Kraft. Diese zusätzliche Kraft wird durch Zugabe von Scheuermitteln zum Wasser erreicht.

Wenn der Schleifmittel enthaltende Wasserstrahl mit hohem Druck auf das Werkstück fällt, erzeugt er viel Reibung, was zu sauberen und präzisen Schnitten führt. Der Hochdruck wird von einer zuverlässigen Hochdruckpumpe erzeugt, die an der Wasserstrahlschneidmaschine angebracht ist.

Häufig verwendete Schleifmittel beim Wasserstrahlschneiden sind Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Sand und Granat. Granatschleifmittel ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften das am häufigsten verwendete Schleifmittel.

Was ist der Zweck der Verwendung von abrasivem Material in einem Wasserstrahl?

Reines Wasserstrahlschneiden kann problemlos durch weiche Materialien wie Schaumstoff, Papier, Gummi und dünne Kunststoffe schneiden. Bei harten Materialien wie Metall, Stein und harten Kunststoffen funktioniert das Schneiden mit reinem Wasser jedoch nicht oder der Prozess wird zu undurchführbar und zeitaufwändig.

Der Zweck der Verwendung von abrasiven Materialien in einem Wasserstrahl besteht darin, das Wasserstrahlschneiden für diese härteren oder dickeren Materialien nutzbar zu machen. Durch die Zugabe von Schleifmitteln können alle Vorteile des Wasserstrahlschneidens auf Edelstahl, Aluminium, Kupfer und sogar Stein genutzt werden.

Verschiedene Arten der abrasiven Wasserstrahlbearbeitung

Die abrasive Wasserstrahlbearbeitung wird durch zwei unterschiedliche Verfahren erreicht, was zu zwei unterschiedlichen Arten der abrasiven Wasserstrahlbearbeitung führt. Diese beiden Methoden unterscheiden sich hauptsächlich in der Art und Weise, wie das Schleifmittel im Schneidprozess hinzugefügt wird.

Abrasive Water Injector Jet (AWIJ)-Schneiden:

Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden wird das Abrasiv dem Hochdruckpumpenwasser nach der Düse und kurz vor dem Schneidkopf zugesetzt.

Das Strahlmittel wird zusammen mit Luft in der Mischkammer mit Wasser kombiniert und als Strahlmittelstrahl versprüht. Danach wird das Wasser durch den Schneidkopf herausgespritzt. Dies ist ein dreiphasiger Schneidprozess, wobei die drei Phasen Wasserstrahl, Schleifmittel und Luft sind.

Abrasive Water Suspension Jet (AWSJ)-Schneiden:

Bei einem Abrasiv-Wasser-Suspensionsstrahl wird zuvor eine Suspension (Flüssigkeitsgemisch) aus Wasser und Abrasiv erzeugt und später unter Druck gesetzt. Diese unter Druck stehende Suspension wird dann zum Schneiden durch eine Fokussierdüse (Schneidkopf) geleitet.

Ein wesentlicher Unterschied bei dieser Methode ist die Abwesenheit von Luft wie bei der vorherigen Methode. Aufgrund der Abwesenheit von Luft dehnt sich der Strahl des abrasiven Wasserstrahls während des Schneidens nicht aus, was zu einer geringeren Schnittfugenbreite und einer höheren Genauigkeit führt.

Genau aus diesem Grund kann das Abrasiv-Wassersuspensionsstrahlschneiden auch verwendet werden, um schnellere Schnitte zu erstellen oder dickere Materialien effizient zu schneiden. AWSJ wird auch ausgiebig für Unterwasser-Schneidanwendungen wie Offshore-Installationen oder Bombenräumungen eingesetzt.

Der aus dem Schneidkopf austretende Wasserstrahl ist ein zweiphasiger Schneidstrahl, wobei die beiden Phasen Wasser und Schleifmittel sind.

Was ist der Unterschied zwischen abrasivem und reinem Wasserstrahlschneiden?

Bis zu diesem Punkt haben Sie wahrscheinlich eine klare und grundlegende Vorstellung davon, was abrasives Wasserstrahlschneiden ist und wie es sich vom herkömmlichen reinen Wasserstrahlschneidverfahren unterscheidet.

Im weiteren Sinne sind die Vorteile des abrasiven Wasserstrahlschneidens gegenüber herkömmlichen Schneidmethoden und dem Schneiden mit reinem Wasser mehr als das, was sie scheinen.

Stellen Sie sich vor, Sie würden ein Blatt Papier mit einer sehr stumpfen Schere schneiden. Es könnte die Arbeit erledigen, aber es kann die Schnittkanten ruinieren oder das Papier selbst zerknittern. Wenn Sie jetzt die gleiche Arbeit mit einem scharfen Werkzeug machen, erhalten Sie einen sauberen und sauberen Schnitt.

So funktionieren abrasives Wasserstrahl- und reines Wasserstrahlschneiden. Auch wenn reines Wasserstrahlschneiden neben weichen auch harte Materialien schneiden kann, dauert es lange und die Schnittkanten werden erheblich beschädigt. Abrasives Wasserstrahlschneiden erledigt die Arbeit schnell, präzise und sauber.

Schleifmittel vs. Reinwasserschneiden

Hier ein Überblick über die verschiedenen Aspekte, in denen sich das abrasive Wasserstrahlschneiden vom reinen Wasserstrahlschneiden unterscheidet.

Unterstützte Werkstückmaterialien:

Reines Wasserstrahlschneiden:Reines Wasserstrahlschneiden kann verwendet werden, um weiche Materialien wie Lebensmittel, Papier, Schaumstoff, Gummi, Filz und weiche Kunststoffe zu schneiden.

Abrasives Wasserstrahlschneiden:Abrasives Schneiden kann verwendet werden, um Metalle, harte Kunststoffe, Keramik, Stein, Glas, Holz, Erde und jedes andere erdenkliche Material zu schneiden.

Geschwindigkeit

Reines Wasserstrahlschneiden ist offensichtlich langsamer als abrasives Wasserstrahlschneiden. Dies liegt daran, dass der abrasive Wasserstrahl feinere Partikel hat, um eine erheblich größere Reibung zu erzeugen, was zu einer schnelleren Schneidwirkung führt.

Macht

Sowohl reine als auch abrasive Wasserstrahlschneidemaschinen haben ähnliche Leistungsanforderungen. Da die abrasive Wasserstrahlmaschine die Arbeit jedoch schnell erledigen kann, verbraucht sie insgesamt weniger Strom.

Kerbe:

Einfach ausgedrückt ist die Schnittfuge die Menge an Material, die beim Schneiden entfernt wird (ähnlich wie Sägemehl bei der Holzbearbeitung). Reines Wasserstrahlschneiden benötigt eine größere Zeit zum Schneiden des Materials. Wasser dehnt sich beim Verlassen des Schneidkopfes aus, daher führt eine längere Zeit zu einer größeren Ausdehnung und einer höheren Schnittfuge.

Dicke:

Wenn der Wasserstrom durch das Werkstückmaterial strömt, verliert er durch die Dicke des Materials an Schwung. Das Hinzufügen von Schleifmitteln in Wasser erhöht die Kraft, mit der das Wasser auf die Oberfläche trifft. Daher ist eine abrasive Wasserstrahlmaschine in der Lage, eine größere Materialstärke zu durchtrennen.

Genauigkeit und Schnitttoleranzen:

Abrasive Wasserstrahlmaschinen sind aufgrund ihrer hochpräzisen und genauen Natur bekannt. Wie bereits erwähnt, ist der Unterschied zwischen abrasiven und reinen Wasserstrahlschneidern ähnlich wie bei scharfen und stumpfen Scheren.

Wann sollten Sie abrasive Wasserstrahlschneidemaschinen gegenüber reinen Wasserstrahlschneidemaschinen verwenden?

Abrasive Wasserstrahlmaschinen schaffen immer bessere Schnitte als reine Wasserstrahlschneider. Sie fragen sich vielleicht, warum Sie oder jemand anderes reines Wasserstrahlschneiden für ein Projekt überhaupt in Betracht ziehen sollte.

Die Antwort darauf ist einfach – die Kosten für Schleifmittel. Die Schleifmittelkosten sind der größte Kostenfaktor beim abrasiven Wasserstrahlschneiden. Daher wird bei Projekten, die ohne Schleifmittel auskommen, das reine Wasserstrahlschneiden bevorzugt.

Die meisten Projekte, die üblicherweise reines Wasserstrahlschneiden verwenden, sind Papierindustrie, Schaumschneiden und Gummischneiden. Abgesehen von dieser Situation erfordern hygienische Anforderungen (z. B. das Schneiden von Lebensmitteln) auch das reine Wasserstrahlschneiden.

Auf der anderen Seite erfordert jedes Projekt, das sich mit der Fertigung, dem Schneiden von Steinen, der Holzbearbeitung oder sogar dem Schneiden von Hartgummi befasst, die Notwendigkeit des abrasiven Wasserstrahlschneidens.

Schlussfolgerung

Abrasives Wasserstrahlschneiden ist eines der Geschenke, die uns die moderne Technologie gemacht hat. Obwohl die Wissenschaft dahinter seit mehr als einem Jahrhundert verwendet wird, wirken die neuesten Maschinen immer noch wie ein Wunder, wenn man sieht, wozu sie fähig sind.

Nehmen Sie zum Beispiel das Angebot an abrasiven Wasserstrahlschneidern von PWRpack. Von Fertigungswerkstätten bis hin zu Luft- und Raumfahrtprojekten werden diese Maschinen überall eingesetzt. Sie sind in der Lage, dicke Blätter aus härtesten Materialien wie Metall zu schneiden, als wäre es eine einzelne Seite Papier.

Wenn Sie für Ihr nächstes Projekt oder Ihre Werkstatt den Kauf einer neuen Schneidemaschine erwägen, sollten Sie auf jeden Fall Wasserstrahlschneider in Betracht ziehen.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Welche Materialien können nicht mit Strahlbearbeitung bearbeitet werden?

Abrasive Wasserstrahlbearbeitung kann fast jedes Material schneiden. außer Diamanten und gehärtetem Glas. Theoretisch können Sie jedes Material durch abrasives Wasserstrahlschneiden schneiden, vorausgesetzt, das Schleifmittel ist härter als das zu schneidende Material.