Wasserstrahlschneiden vs. EDM-Schneiden

Wasserstrahl vs. EDM

Wenn wir die Fertigungsindustrie vor einem Jahrhundert mit dem heutigen Markt vergleichen, wären die Veränderungen geradezu überraschend.

Früher gab es nur ein oder zwei Technologien zum Schneiden und Bearbeiten von Materialien. Der Hauptfaktor, der über die Qualität des Endprodukts entschied, war die Qualifikation der Arbeitskräfte.

Heute stehen viele innovative Schneidtechnologien und andere Schneidverfahren zur Verfügung. Das perfekte auszuwählen kann eine Herausforderung sein.

Wasserstrahlschneiden und EDM-Schneiden sind zwei der gebräuchlichsten Schneidverfahren.

Lassen Sie uns das Wasserstrahl- vs. EDM-Schneiden untersuchen und wie sie andere Schneidmethoden übertreffen. Anhand der hier bereitgestellten Informationen können Sie entscheiden, welche Schneidemethode Sie für Ihr Unternehmen verwenden möchten.

Was ist der Unterschied zwischen Wasserstrahl- und EDM-Schneiden?

Während für den Schneidprozess sowohl die Wasserstrahltechnologie als auch die Funkenerosion zum Einsatz kommen, liegen zwischen der Funktionsweise und den Grundprinzipien Welten. Lassen Sie uns den grundlegenden Überblick über diese beiden Schneidemethoden verstehen.

Wasserstrahlschneiden

Eine Wasserstrahlschneidemaschine führt den Schneidvorgang aus, indem sie einen Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit auf die Stelle des beabsichtigten Schnitts schießt. Der Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl erzeugt die Schneidwirkung auch bei sehr dicken Materialien.

Bei Verwendung einer Wasserstrahlmaschine zum Erstellen von Hochgeschwindigkeitsschnitten in dünnen Materialien kann eine spezielle Düse oder ein Schneidkopf mit minimalen Dicken an der Wasserstrahlmaschine angebracht werden. Das resultierende Wasser tritt mit einer Geschwindigkeit aus, die die dreifache Schallgeschwindigkeit erreichen kann.

EDM-Schneiden

EDM (auch Drahterodieren genannt) steht für Wire Electrical Discharge Machining. Beim EDM-Schneiden zerfällt das geschnittene Material, wenn ein elektrisch geladener Schneiddraht durch das zu schneidende Objekt geführt wird. Die Technik wird zum Schneiden von leitfähigen Materialien verwendet.

Die Wissenschaft hinter dem Drahterodieren ist viel komplexer als das Wasserstrahlschneiden. Es verwendet eine Elektrode, um einen elektrischen Funken zu erzeugen. Sowohl die Elektrode als auch das Werkstück (das Werkstück ist das zu schneidende Metall) werden in ein flüssiges dielektrisches Medium getaucht.

Während des Schneidens lösen sich die Metallfragmente (abgetragene Partikel) des geschnittenen Materials vom Rest des Werkstücks und wandern durch das dielektrische Medium zur Elektrode.

Wasserstrahlschneiden vs. EDM-Schneiden – Welche Technologie ist die überlegene?

Die Wahl der überlegenen Technologie zwischen Wasserstrahltechnologie und Drahterodieren erfordert eine sorgfältige Analyse der wichtigen Faktoren, die beim Schneiden von Materialien eine Rolle spielen. Lassen Sie uns einen Blick auf diese Faktoren werfen:

Vorabkosten

• Eine Drahterodiermaschine für 90 % der Anwendungen kostet zwischen 100.000 $ und 150.000 $.
• Rechnen Sie mit 40.000 bis 250.000 US-Dollar für eine Wasserstrahlmaschine – je nach Anwendung.
• Während es in der Wasserstrahltechnologie günstigere und teurere Optionen gibt, ist der Durchschnittspreis für beide Maschinen gleich. In dieser Hinsicht gibt es also ein Unentschieden.

Laufende Kosten

• Beim Drahterodieren kommen die Hauptbetriebskosten vom Draht. Andere Kosten umfassen kleinere Verbrauchsmaterialien und Strom.
• Das mit Strahlmitteln vermischte Wasser beim Wasserstrahlschneiden macht die Hauptbetriebskosten aus. Andere Ausgaben beinhalten Dinge wie die Düsenköpfe.
• Drahterodiermaschinen haben niedrigere Betriebskosten im Vergleich zu abrasiven Wasserstrahlschneidemaschinen. Beim reinen Wasserstrahlschneiden verlieren Erodiermaschinen den Vorteil.

Produktivität und Schnittgeschwindigkeit

• EDM-Maschinen sind sehr langsam und schneiden normalerweise mit einer Geschwindigkeit von ~0,4 Zoll pro Minute. Teile kosten also mehr in der Herstellung.
• Wasserstrahlschneider können mit hohen Geschwindigkeiten schneiden, etwa 6 Zoll pro Minute.
• Wasserstrahlschneider sind etwa zehnmal schneller als Erodierschneider. Sie können in einer bestimmten Zeit zehnmal mehr schneiden, was zu einer höheren Produktivität mit Wasserstrahlschneidern führt. Abrasive Wasserstrahlen schneiden schnell und einfach durch Material, selbst bei geringerer Leistungseinstellung.

Lebensdauer

• Die Teile eines Drahterodierschneiders verschleißen schnell durch ständigen Verschleiß.
• Die Teile von Wasserstrahlschneidern haben eine lange Lebensdauer und können Tausende von Stunden halten, mit Ausnahme der Düsenköpfe.
• Wasserstrahlschneider haben eine längere Lebensdauer als Erodierschneider.

Bereich unterstützter Materialien

• Drahterosionsschneider sind auf das Schneiden von elektrisch leitfähigen Materialien wie Metallen und Graphit beschränkt.
• Wasserstrahlschneider sind nicht darauf beschränkt, nur leitfähige Materialien zu schneiden und können dicke und dünne Materialien schneiden. Sie können auch mit reflektierenden Materialien umgehen, was Laser nicht können. Ausnahmen sind Diamant und gehärtetes Glas.
• Wenn es um die Auswahl an unterstützten Materialien geht, gibt es kaum Diskussionen, da Wasserstrahlschneider mehr Materialien verarbeiten können – und somit mit großem Vorsprung gewinnen.

Maximale Schnittstärke

• Drahterodiermaschinen können eine begrenzte maximale Materialstärke von 16 Zoll schneiden.
• Wasserstrahlschneider können dickere Teile schneiden und Löcher bis maximal 30 Zoll in das Material stechen. Im Bergbau können Wasserstrahlen eine Dicke von bis zu 100 Fuß schneiden.
• Wasserstrahlmaschinen gewinnen erneut und verarbeiten etwa die doppelte maximale Schnittstärke. Das bedeutet, dass sie mehr Schneidleistung haben als Drahterodiermaschinen.

Schnitttoleranzen und -genauigkeit

• Sorgfältig gesteuerte EDM-Maschinen können bessere Toleranzen von bis zu 0,0001″ und Radien von weniger als 0,001″ liefern
• Die Wasserstrahlschneidemaschine kann eine Toleranz von etwa 0,001″ bieten. Sie bieten weniger Präzision, lassen aber den größten Teil des geschnittenen Materials intakt – das wiederverwendet oder recycelt werden kann.

Erodiermaschinen haben eine geringere Schnitttoleranz, wodurch sie präziser und genauer sind als Wasserstrahlschneidmaschinen. Vor allem dann, wenn diverse Schlichtschnitte mit Niederdruckspülung absolviert werden. Skim Pass Cutting ist bei EDM normal.

Beanspruchung des Materials während des Prozesses

• Drahterosion führt den Schnitt aufgrund eines Temperaturanstiegs am Punkt des elektrischen Durchschlags durch. Daher wird im nahegelegenen Material Spannung verursacht.
• Das Wasserstrahlschneiden belastet das restliche Material nicht, da kein direkter Kontakt und keine Erwärmung.
• Wasserstrahlschneider haben einen Vorteil, wenn es darauf ankommt, die Unversehrtheit des Materials zu bewahren und sicherzustellen, dass es nicht belastet wird.

Sicherheit

• EDM beinhaltet hohe Ströme im geschnittenen Material. Außerdem wird viel verschwendet, was diese Option weniger sicher macht.
• Das Wasserstrahlschneiden erfolgt in einem geschlossenen System. Es gibt keine hohen Ströme oder einen Temperaturanstieg. Daher ist es eine sehr sichere Schneidemethode.
• Wasserstrahlschneiden ist die erste Wahl, wenn Sie besonders auf die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter achten.

Hitzebedingte Effekte

• Drahterosion führt aufgrund der verwendeten hohen Temperatur zur Bildung einer sichtbaren Wärmeeinflusszone in der Nähe des Schnitts.
• Wasserstrahlschneiden beinhaltet keine hohen Temperaturen und führt daher zu keinen wärmebedingten Effekten.
• Wasserstrahlschneiden ist der Gewinner, da es keine hitzebedingten Effekte erzeugt.

Nachbearbeitung erforderlich

• Wenn Sie wärmebedingte Materialeffekte entfernen möchten, muss das Material nachbearbeitet werden.
• Wasserstrahlschneiden erfordert keine Oberflächenbearbeitungstechniken, da es keine sichtbaren Verformungen gibt. Es ist also keine Nachbearbeitung erforderlich.
• Wasserstrahlschneiden ist besser, da keine zusätzlichen Kosten und Zeit für die endgültige Oberflächenbeschaffenheit des Materials aufgewendet werden. Es lässt sogar geschnittenes Material zur Wiederverwendung intakt.

Umweltfreundlich

• Die dielektrische Flüssigkeit beim EDM muss ständig gespült werden, was es zu einer weniger umweltfreundlichen Methode macht.
• Beim Wasserstrahlschneiden wird das gesamte verwendete Wasser vom System recycelt. Die Metallfragmente aus dem Schnitt können als Schrott verkauft werden.
• Wasserstrahlschneiden ist eine äußerst umweltfreundliche Methode, ideal für Unternehmen, die Wert auf grüne Technologie legen.

Energieverbrauch

• Elektroerosionsbearbeitung verbraucht typischerweise etwa 15 KW Strom.
• Wasserstrahlmaschinen verbrauchen normalerweise etwa 20 KW Strom.
• EDM-Maschinen haben einen leichten Vorteil, wenn man den Unterschied im Stromverbrauch zwischen den beiden Schneidemethoden berücksichtigt.

Wartung

• Die Teile von Erodiermaschinen nutzen sich schnell ab und müssen häufig ausgetauscht werden.
• Wasserstrahlmaschinen haben langlebige Teile.
• Wasserstrahlmaschinen führen zu niedrigeren Arbeits- und Teilekosten.

Anwendungen

• EDM-Maschinen haben eine hohe Genauigkeit, daher werden sie zum Beispiel zum Schneiden von Metallen, zum Herstellen von Münzstempeln, Prototypen und zum Bohren kleiner Löcher verwendet.
• Wasserstrahlmaschinen können alles durchschneiden, daher werden sie in vielen verschiedenen Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Bergbau und mehr eingesetzt.
• Wasserstrahlmaschinen haben eine erheblich größere Vielseitigkeit und Vorteile als Erodiermaschinen, wodurch sie viel kosteneffizienter sind.

Vergleichstabelle Wasserstrahl vs. EDM

Faktor	Wasserstrahlschneiden	EDM	Gewinner
Vorabkosten	40.000 $ – 250.000 $	100.000 $ – 150.000 $	Unentschieden
Betriebskosten	Schleifmittel und Düsenköpfe	Draht und Elektroden	EDM
Schnittgeschwindigkeit und Produktivität	Kann 6 Zoll pro Minute schneiden	Kann 0,4 Zoll pro Minute schneiden	Wasserstrahlschneiden
Lebensdauer	Teile haben eine lange Lebensdauer	Teile verschleißen schneller	Wasserstrahlschneiden
Bereich unterstützter Materialien	Kann fast alles durchschneiden	Schneidet nur durch elektrisch leitfähige Materialien	Wasserstrahlschneiden
Maximale Schnittstärke	30 Zoll	16 Zoll	Wasserstrahlschneiden
Schnitttoleranz und -genauigkeit	0,001 Zoll, genau	0,0001 Zoll, sehr genau	EDM
Materialbelastung	Kein Stress	Stress durch starke Hitze	Wasserstrahlschneiden
Sicherheit	Sehr sicher	Mäßig sicher	Wasserstrahlschneiden
Hitzebedingte Effekte	Keine hitzebedingten Auswirkungen	Bildung sichtbarer Wärmeeinflusszonen	Wasserstrahlschneiden
Sekundäre Endbearbeitungsanforderung	Nicht erforderlich	Erforderlich	Wasserstrahlschneiden
Umweltfreundlich	Sehr umweltfreundlich	Nicht umweltfreundlich	Wasserstrahlschneiden
Energieverbrauch	~20 KW	~15 KW	EDM
Wartung	Weniger Wartungsaufwand	Häufige Wartung erforderlich	Wasserstrahlschneiden
Anwendungen	Vielfältige Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Bergbau, Hardware, Werkzeuge, Reiben, Formen	Prototyping, Bohren kleiner Löcher, Herstellung von Prägestempeln	Wasserstrahlschneiden

Endgültiges Urteil

Die Wahl zwischen Wasserstrahlschneid- und EDM-Schneidmaschinen ist einfach.

Während beide Maschinen für den Schneidprozess mehr oder weniger gleich viel kosten, haben Wasserstrahlschneider die zehnfache Schnittgeschwindigkeit und Produktivität im Vergleich zu EDM-Schneidern. Das bedeutet, dass Sie mit Wasserstrahlschneidern die zehnfache Länge schneiden können, während Sie weniger für Wartung und Austausch von Teilen ausgeben.

Wenn wir alle anderen wichtigen Faktoren hinzufügen, neigt sich die Waage nur noch stärker in Richtung Wasserstrahlschneider. Das Beste daran ist, dass Sie, selbst wenn Sie den Wasserstrahlschneider zum Schneiden von Metall kaufen, ihn für viele zusätzliche Materialien und Anwendungen verwenden können.

Um die gleiche Form aus verschiedenen Materialien zu schneiden, können Sie die Materialien übereinander stapeln und mit einem Wasserstrahlschneider bearbeiten. Sie werden Ihre Produktivität exponentiell steigern.