Wasserstrahlschneiden: Das ultimative vielseitige Werkzeug für jeden Fertigungsbetrieb

Wenn Sie eine Vielzahl von Materialien schneiden müssen oder wollen, wissen Sie, wie wertvoll eine Maschine sein kann, die all das bewältigt. Wasserstrahlschneidetechnologie wird aus diesem Grund immer beliebter und ist schnell zum vielseitigsten und unverzichtbarsten Werkzeug in der Werkstatt geworden – da Materialarten oder -dicken kein Problem darstellen. Es gibt kaum Grenzen, was Wasserstrahlen schneiden können – von Materialarten bis hin zur Härte. Das macht sie für viele Unternehmen im Fertigungsbereich, Lohnfertiger und Prototypenbau sehr begehrt. Wasserstrahlschneiden steigert die Produktivität und reduziert den Bedarf an zusätzlichen Spezialmaschinen.

Was ist Wasserstrahlschneiden?

Eine Wasserstrahlschneidanlage nutzt Wasser, das durch eine Pumpe unter Druck gesetzt und mit extrem hohem Druck durch eine Düse gepresst wird, um Materialien zu schneiden. In den meisten Fällen (außer bei weichen Materialien) wird das Hochdruckwasser mit einem Schleifmittel (Granat) vermischt, um einen präzisen Schleifstrahl zu erzeugen, der sich durch fast jedes Material fräsen kann. Der erzeugte Druck (3.450 bar / 50.000 PSI und mehr) drückt das Wasser mit solcher Kraft durch die Düse, dass es genug Energie hat, fast alles zu schneiden.

Während der Prozess an sich recht einfach ist, umfasst das Gesamtsystem komplexe Technologie, um sicherzustellen, dass die Maschine nicht schneller verfährt, als der Strahl das gegebene Material schneiden kann. Diese Technologie in Pumpen, Druck, Steuerungen und Antriebssystemen entwickelt sich ständig weiter und macht das System noch vielseitiger.

Geschichte des Wasserstrahlschneidens

Während die erste bekannte industrielle Nutzung von Wasserstrahlen über 100 Jahre zurückreicht, kam die Entwicklung von Schleifwasserstrahlsystemen erst in den frühen 1960er Jahren richtig in Schwung. In den 1970er Jahren erschienen die ersten einsatzfähigen Systeme – von Testbetten bis zu produktionsreifen Maschinen.

Ursprünglich für den Abbau von Kies- und Tonvorkommen entwickelt, um Material vom Steinbruchface abzusprengen. Spätere Tests in den frühen 1970ern entwickelten das erste funktionsfähige Wasserstrahlschneidsystem – das „Fluid Jet Cutting System“. Eines der ersten Systeme wurde von der Alton Box Board Company eingesetzt und ersetzte kommerzielle Sägen; es war für das Konturschneiden von Möbelverpackungsformen konzipiert.

Worauf Sie beim Kauf einer Wasserstrahlschneidanlage achten sollten

Der Kauf einer Wasserstrahlschneidanlage für Ihren Betrieb ist eine kluge Entscheidung, weil sie so viele Aufgaben erledigen kann – aber es gibt einige sehr wichtige Überlegungen, die Sie vor dem Kauf prüfen müssen.

Welche Größe brauche ich?

Die Größe der Wasserstrahlmaschine hängt largely von einigen Faktoren ab:

• Wie viel Platz Sie in Ihrer Werkstatt haben
• Wie groß Ihre Rohmaterialien sind
• Was Sie fertigen

Wenn möglich, wählen Sie einen etwas größeren Tisch, als Sie glauben zu benötigen – vorausgesetzt, Sie haben die Stellfläche. Es ist viel einfacher, etwas Kleines auf einem großen Tisch zu schneiden, als zu versuchen, etwas Großes auf einem kleinen Tisch zu schneiden.

Welchen Druck brauche ich?

Es gibt heute viel Hype um immer höhere Drücke beim Wasserstrahlschneiden – von 2.760 bar (40.000 PSI) Direktantriebspumpen bis hin zu 6.900 bar (100.000 PSI) Intensifier-Systemen. Aber welches System eignet sich am besten für Ihre Bedürfnisse? Der beste Ansatz ist zu verstehen, was Druck bewirkt – und ebenso wichtig, was er NICHT bewirkt.

• FAKT: Druck definiert NICHT, WAS Sie schneiden können.
  Sie können jedes Material – ja, wirklich JEDES – mit jedem Wasserstrahldruck schneiden. Mehr Druck bedeutet lediglich, dass der Schneidprozess schneller verläuft.
• FAKT: Druck definiert NICHT, WIE DICK Sie schneiden können.
  Ein weiterer weit verbreiteter Irrglaube: Man bräuchte ultrahohe Drücke für dickere Materialien. Auch das stimmt nicht. Sie können praktisch jede Dicke schneiden, die unter Ihre Düse passt. Der Druck bestimmt nur, WIE SCHNELL Sie es schneiden können.
• FAKT: Ultra-Hochdruck-Systeme KOSTEN MEHR – VIEL MEHR. Zwar sind die Teilezykluszeiten kürzer, aber nicht nur die Anschaffungskosten sind erheblich höher – auch Wartung und Unterhalt sind teurer. Sie haben deutlich höhere Ausfallraten, und alle Hochdruckleitungen, Armaturen und Verbindungen versagen viel früher als bei typischen 3.450–4.140 bar (50.000–60.000 PSI) Systemen.

Benötige ich Taper-Kompensation oder einen 5-Achsen-Kopf?

Ob Sie einen „dynamischen“ oder konuskorrigierenden Kopf wählen, sollte von der Genauigkeit abhängen, die Sie bei Ihren Teilen benötigen. Wie bei allem: Je mehr Sie Ihrer Wasserstrahlanlage hinzufügen, desto mehr kann schiefgehen und ausfallen. Typischerweise werden Taper-Kompensationsköpfe als „Geschwindigkeits“-Feature verkauft, da sie es der Maschine erlauben, schneller zu fahren, während der Strahlverzug in den Ausschussbereich „geworfen“ wird.

Taper-Kompensation erfordert 3 Faktoren, um jedes Mal korrekt zu funktionieren:

1. Oberflächenhöhe – Das System muss die Oberflächenhöhe Ihres Materials kennen, um den Versatz und Winkel zu berechnen. Das erfordert ein zusätzliches bewegliches Teil im schleifmittelbeladenen Bereich des Schneidkopfs – einen Taster. Es bedeutet auch, dass Ihre Maschinenzykluszeit um die Zeit reduziert wird, die das Tasten und die Zykluszeit für den Taster benötigen.
2. Planheit: Ihr Teil muss nach dem Tasten flach auf dem Arbeitstisch bleiben. Höhenunterschiede des Teils führen dazu, dass der Strahl an falschen Tangentialpunkten in das Material eindringt – was zu schlechter Definition oder im schlimmsten Fall zu Ausschuss führt.
3. Wartung: Neben der allgemeinen Maschinenwartung erfordern die 5-Achsen-/Taper-Kompensations-Komponenten Wartung und sind anfälliger für Beschädigungen bei nachfolgenden Kollisionen während des Wasserstrahlschneideprozesses.

Sofern Ihre Anwendung für Wasserstrahlschneiden NICHT zwingend Taper-Kompensationsköpfe erfordert (die meisten tun es nicht), folgen Sie wahrscheinlich dem bewährten Prinzip: K.I.S.S. (Keep It Simple, Stupid – Mach es so einfach wie möglich).

Spezielle Funktionen

Weitere Sonderausstattungen an einer Wasserstrahlanlage können Wasserrückgewinnungssysteme und integrierte Schleifmittel-Abscheidesysteme umfassen. Zwar werten diese Ihren Maschinenkauf auf, doch die Amortisation bleibt oft aus, da Kosten und Wartung dieser Zusatzkomponenten dem entgegenstehen.

Transformieren Sie Ihr Geschäft

Öffnen Sie die Tür zu neuen und mehr Möglichkeiten für Ihr Unternehmen, indem Sie Ihre Fähigkeiten erweitern. Sie können die Produktivität steigern und viele neue Projekte übernehmen. Sehen Sie sich unseren Bestand an neuen oder gebrauchten Maschinen an und finden Sie die, die ein großer Gewinn für Ihr Geschäft sein wird.