Schneidtechniken Schnelleres Wasserstrahlschneiden ohne Präzisionsverlust

Das Wasserstrahlschneiden hat einen eigenen Platz zwischen all den anderen Schneidtechniken erobert. Immer mehr Unternehmen erwägen Investitionen auf diesem Gebiet. Der niederländischen Resato International ist es durch einen linearen Direktantrieb gelungen, die Schnittgeschwindigkeit zu erhöhen. Außerdem wurde durch die Einführung des linearen Direktantriebs zum Positionieren des Schneidkopfes die Präzision und damit auch die Qualität des Wasserstrahlschneidens erhöht.

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Franke GmbH

trivid GmbH

Hezinger Maschinen GmbH

Beim Wasserstrahlschneiden wird das zu schneidende Material mit einem Wasserstrahl unter hohem Druck – maximal 6000 bar – getrennt. Bei diesem Verfahren sind zwei Varianten möglich: mit und ohne Abrasivmittel. Wenn nur mit Wasser geschnitten wird, eignet sich das Verfahren insbesondere für weiche Materialien. Das Anwendungsspektrum wird viel breiter, wenn dem Wasserstrahl ein Abrasivmittel, eine Art feiner Sand, beigemischt wird. Das Vermischen erfolgt im Schneidkopf, dem Mittelpunkt der Wasserstrahlschneidmaschine.

Dort wird der hohe Druck eines Wasserstrahls in Geschwindigkeit umgesetzt: Der Wasserstrahl verlässt den Schneidkopf mit einer Geschwindigkeit, die dreimal so hoch ist wie die Schallgeschwindigkeit, zirka 1000 m/s. Dieses Umsetzen von Druck in Geschwindigkeit erfolgt in der Düse, deren Kern in Anbetracht der hohen Verschleißbelastung aus Material mit einer sehr hohen Härte hergestellt ist. Düsen aus Diamant haben eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit als Düsen aus Saphir oder Rubin, sie halten mindestens 20-mal länger.

Zum Wasserstrahlgerät gehört unter anderem eine hydraulische Pumpe, die einen regelbaren primären Druck aufbaut. In dem so genannten Intensifier (Druckübersetzer) wird dieser Druck weiter erhöht, bis der hohe Druck erreicht ist, der für das Schneidverfahren benötigt wird. Dieser sekundäre Wasserdruck ist das Produkt des primären Drucks und des Verhältnisses des Durchmessers der primären und sekundären Zylinder im Intensifier.

Wasserbecken baut Restenergie ab

Eine komplette Wasserstrahlschneidanlage besteht aus verschiedenen Komponenten. Die Maschinenkonstruktion, die in den meisten Fällen aus Stahlprofilen aufgebaut ist, enthält separate Achsen, die den Schneidkopf in die richtige Position lenken. Über dem Rahmen bewegt sich bei den meisten Maschinen ein Portal (Traggerüst), auf dem ein oder mehrere Schneidköpfe angebracht sind. Die Schneidköpfe sind in der Längsrichtung des Querbalkens und in der Höhe verstellbar.

Die Restenergie des Wasserstrahls, die nach der Schneidbearbeitung übrig bleibt, kann auf unterschiedliche Arten abgebaut werden. Am gängigsten ist die Verwendung eines Wasserbeckens, das als sogenannter „Strahlfänger“ fungiert. In diesem Becken, mit einem Wasserstand von mindestens 600 mm, wird die Restenergie des Wasserstrahls in Wärme umgesetzt. Andere Komponenten sind die bereits genannte Hochdruckpumpe, die Steuerung und die Ableitanlage. Das mit Schneidmaterial und Abrasivmittel vermischte Schneidwasser muss aus dem Wasserbecken entfernt werden. Das kann kontinuierlich durch eine Ableitvorrichtung oder von Hand geschehen.

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