Schleuderschneiden (AJM): Funktionsweise & Hauptvorteile

Was ist Schleuderschneiden?

Schleuderschneiden (Abrasive Jet Machining, AJM), auch als abrasives Mikrostrahlen, Stiftstrahlen oder mikroabrasives Strahlen bekannt, ist ein Strahlbearbeitungsverfahren, bei dem Abrasivpartikel durch ein hochgeschwindiges Gas auf das Werkstück geschleudert werden, um Material abzutragen.

Typische Anwendungen sind das Schneiden hitzeempfindlicher, spröder, dünner oder harter Materialien, insbesondere für komplexe Formen oder spezifische Kantenformen.

Material wird durch feine Abrasivpartikel (meist ca. 0,001 Zoll / 0,025 mm Durchmesser) abgetragen, die von einem hochgeschwindigen Fluidstrom angetrieben werden. Übliche Gase sind Luft oder Inertgase. Drücke reichen von 25 bis 130 PSIG (170–900 kPa oder 4 bar), Geschwindigkeiten bis zu 300 m/s (1.000 km/h).

Auch als Stiftstrahlen bekannt, ist AJM ein Bearbeitungsverfahren in der Fertigungsindustrie zum Entfernen unerwünschten Materials von Werkstücken. Harte Abrasivpartikel werden mit hoher Geschwindigkeit über ein Gas auf das Werkstück geschleudert und erodieren dessen Oberfläche.

Funktionsweise des Schleuderschneidens

Das Verfahren wird mit einer speziellen Maschine durchgeführt, die an einen Luftkompressor angeschlossen ist. Dieser nutzt entweder Inertluft oder -gas. Während des Prozesses treibt eine Düse feine Partikel auf das Werkstück.

Die Partikel sind sehr fein, oft nur 0,001 Zoll im Durchmesser. Wenn die Mischung aus Gas/Luft und Abrasivpartikeln auf das Werkstück trifft, entfernen sie Material von dessen Oberfläche.

Die meisten Schleuderschneidemaschinen sind werkbankmontiert. Der Kompressor mischt das Gas mit den Abrasivpartikeln. Das Werkstück wird vor der Maschine positioniert. Zum Materialabtrag wird die Maschine mit der Düse im gewünschten Bereich aktiviert.

Anwendungen

• Schneiden von Nuten, dünnen Abschnitten, Konturen, Bohren, Herstellen flacher Nuten, Entgraten und komplexer Formen in harten und spröden Materialien.
• Reinigen und Polieren von Kunststoff-, Nylon- und Teflonkomponenten, Mattieren von Glasrohr-Innenflächen, Ätzen von Markierungen auf Glaszylindern etc.
• Entgraten, Ätzen und Reinigen von spröden Metallen, Legierungen und nichtmetallischen Materialien.
• Polieren von Kunststoff und Nylon.
• Bohren.
• Bearbeiten fragiler Materialien.

Vorteile des Schleuderschneidens

• Fähigkeit, komplexe Lochformen in Materialien beliebiger Härte und Sprödigkeit zu schneiden.
• Bearbeitung empfindlicher und hitzeempfindlicher Materialien ohne Schädigung, da durch Gas-/Luftdurchgang keine Wärme entsteht.
• Normalerweise unzugängliche Bereiche können mit guter Genauigkeit bearbeitet werden.
• Geringe Investitionskosten.

Nachteile des Schleuderschneidens

• Langsame Materialabtragsrate, daher begrenzte Anwendung.
• Aufweitung (Flaring) kann groß werden.
• Schlechte Bearbeitungsgenauigkeit und hohe Düsenverschleißrate.
• Zusätzliche Reinigung der Werkstückoberfläche nötig, da Abrasivkörner in weicheren Materialien haften bleiben können.
• Teures Verfahren.