Die Geschichte des Wasserstrahlschneidens

Der Wasserstrahl ist weithin als die effizienteste Schneidmethode auf dem Markt anerkannt, aber viele Menschen wissen nicht, wie lange es schon gibt. Während es im Laufe der Jahre modifiziert wurde, stammt der erste jemals verwendete Wasserstrahl aus dem 19. Jahrhundert. Bevor wir in die faszinierende Geschichte des Wasserstrahls eintauchen, lassen Sie uns zunächst erläutern, was genau ein Wasserstrahl ist.

Was ist ein Wasserstrahl?

Allgemein ausgedrückt ist ein Wasserstrahl eine Maschine, die einen Hochdruckwasserstrahl verwendet, um Materialien zu durchtrennen. Wasserstrahlen können alles von Pappe und Gummi bis hin zu Metall und Stein durchschneiden. Um zu verstehen, unter welchem ​​Druck Wasserstrahlen arbeiten, lassen Sie uns dies ins rechte Licht rücken. Ein durchschnittlicher Wasserhahn für Küchenspülen kann Wasser mit einem Druck von bis zu 60 psi oder maximal Pfund pro Quadratzoll abgeben. Wasserdüsen hingegen stoßen Wasser mit einem Druck von 90.000 psi aus.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Wasserstrahlen:rein und abrasiv. Reine Wasserstrahlen verwenden nur Wasser, um Druck auszuüben, und funktionieren am besten mit weicheren Materialien wie Kunststoff und Schaumstoff. Abrasive Wasserstrahlen fügen dem Wasserstrahl abrasive Partikel, typischerweise Granat, hinzu, damit er härtere Materialien wie Glas und Metall schneiden kann. Aufgrund seiner Fähigkeit, fast alles zu durchschneiden, gewann der Wasserstrahl aufgrund seiner Vielseitigkeit schnell an Popularität. Wasserstrahlen übertreffen auch konkurrierende Schneidmethoden in Bezug auf Effizienz, Geschwindigkeit und Umweltverträglichkeit.

Die Ursprünge des Wasserstrahls

Das Wasserstrahlschneiden wurde erstmals in den 1850er Jahren zum Abbau von Materialien in Kohlebergwerken in Neuseeland und Russland eingesetzt. Diese hydraulische Bergbautechnik wurde dann von Kohlebergleuten in Kalifornien angepasst und verwendet, um das Gold zu finden, das sich unter Felsen versteckte. Zu dieser Zeit ermöglichte die Dampfkraft dem Wasser, einen Druck von 800 psi zu erreichen. Im Laufe der Jahre konnte mehr Druck ausgeübt werden, wodurch mehr Materialien mit dem Wasserstrahlschneideverfahren geschnitten werden konnten.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts konnten die Arbeiter 1600 psi erreichen und damit den Wasserdruck verdoppeln, mit dem sie zu Beginn des Schneidens begonnen hatten. Das Wasserstrahlschneiden wurde erstmals in den 1930er Jahren in einem industriellen Umfeld außerhalb des Bergbaus eingesetzt. Leslie Tirrell und Elmo Smith erfanden eine Jet-Stream-Technik und die Papierindustrie begann mit dem Wasserstrahlschneiden, um ihr Papier zu schneiden. 1935 hatte Smith die Idee, dem Wasserstrahl Schleifpartikel hinzuzufügen, um dem Wasserstrahl zu ermöglichen, härtere Materialien zu schneiden.

Die Evolution des Wasserstrahls

In den Jahren, seit Menschen begannen, Wasser zum Schneiden von Materialien zu verwenden, hat der Wasserstrahl einen bemerkenswert langen Weg zurückgelegt. In den 1950er Jahren begann ein Ingenieur namens Norman Franz damit, Hochdruckwassersystemen Schleifpartikel hinzuzufügen, um Holz zu schneiden. Seine Ergebnisse bewiesen, dass abrasive Wasserstrahlen beim Schneiden durch härtere Materialien wirksam waren, als zuvor verwendet wurden.

In den späten 1950er Jahren hatten Ingenieure ein System entwickelt, das in der Lage war, den Wasserdruck auf bis zu 100.000 psi zu erhöhen, was ein unglaublicher Durchbruch in der Entwicklung der Wasserstrahlschneidemethode war. Dieses System umfasste eine Pumpe mit einem Hyperschall-Flüssigkeitsstrahl mit der Fähigkeit, hochfeste Legierungen wie Edelstahl zu durchtrennen. Obwohl diese Methode nicht effektiv war, ermöglichte sie es den Forschern, die Idee zu erweitern, Wasserstrahlschneiden zu verwenden, um selbst die stärksten Materialien zu durchtrennen.

In den 1970er Jahren ermöglichte die Erfindung der Kristallwasserstrahlöffnung die Kommerzialisierung des Wasserstrahlschneidverfahrens. Kristallöffnungen wurden von der Bendix Corporation entwickelt und trugen dazu bei, Wasserstrahlen zum Mainstream zu machen. Diese Version des Wasserstrahls konnte einen Wasserdruck von 60.000 psi erreichen. Obwohl sie teuer waren, wurden sie immer noch als kostengünstiger angesehen als die traditionellen Schneidemethoden, die in der Herstellung verwendet wurden.

Einer der relevantesten Durchbrüche in der Geschichte des Wasserstrahls kam in den 1980er Jahren, als Mohamed Hashish, ein ägyptischer Ingenieur, eine Düse zum abrasiven Wasserstrahlschneiden entwickelte, die für den kommerziellen Einsatz geeignet war. In den letzten vierzig Jahren wurde das Wasserstrahlschneidsystem ständig verbessert, um es so präzise, ​​effizient und vielseitig wie möglich zu machen. Die Fähigkeiten des Wasserstrahls entwickeln sich ständig weiter, da die Fertigungsindustrie die Grenzen dessen, was sie leisten kann, immer weiter verschiebt.

Die Zukunft des Wasserstrahls

Wie bei jeder Technologie gibt es unzählige Forscher und Hersteller, die ständig versuchen, die Wasserstrahlschneidemaschine zu verbessern. Im Laufe der Jahre wurde der Wasserstrahl kommerzialisiert, kostengünstiger, vielseitiger und kleiner gemacht. In den kommenden Jahren können Sie davon ausgehen, dass Wasserdüsen in noch größerem Umfang eingesetzt werden, da immer neue und kostengünstigere Modelle auftauchen. Unter dem Gesichtspunkt der Effizienz werden kleinere Maschinen tendenziell als attraktiver angesehen, sodass Sie erwarten können, dass Ingenieure in Zukunft kleinere Wasserstrahlschneidemaschinen entwickeln werden. Als Titan der Schneidindustrie gehen Wasserstrahlen sicherlich nirgendwo hin.