Wasserschneiden: die Vorteile

Das Wasserschneiden oder, genauer gesagt, das Wasserstrahlschneiden ist besonders beim 2D-Schneiden von schweren Blechanwendungen weit verbreitet. Der enorme Druck, mit dem sich der Wasserstrahl durch das Metall bohrt, sorgt für einen äußerst präzisen Schnitt. Das Geheimnis dahinter besteht aus dem Zusatz von Feinsand (Abrasivschneiden), Geschwindigkeit und dem genau dosierten Druck hinter dem Wasserstrahl.

In diesem Artikel behandeln wir den Prozess des Wasserstrahlschneidens und die Vorteile dieses Verfahrens.

Abrasivschneiden

Im Gegensatz zu einem Brennschneidverfahren, bei dem Wärme als Hauptquelle genutzt wird, ist das Wasserstrahlschneiden ein mechanisches Verfahren, bei dem ein hauchdünner, mit Sand vermischter Wasserstrahl durch den Werkstoff gedrückt wird. Dieses Schneiden mit Sand wird als Abrasivschneiden bezeichnet. Das Abrasiv – oder der Sand – besteht aus gemahlenem Granat. Granat wird auch häufig auf Schleifpapier verwendet und ist ein relativ hartes Gestein. Der zugesetzte Sand sorgt dafür, dass der Wasserstrahl „rasiermesserscharf“ wird und dickere Bleche durchdringt als wie es beispielsweise beim Laserschneiden der Fall ist.

Wasserstrahlschneiden mit Höchstdruck

Der Druck und die Geschwindigkeit, mit der der Wasserstrahl auf das Blech trifft, bilden die Erfolgsformel dieses Bearbeitungsverfahrens. Im Prinzip hat ein Wasserstrahl wenig Masse. Um eine Wirkung auf eine Stahlplatte zu erzielen, muss eine hohe Geschwindigkeit erzeugt werden. Das Wasser wird im Schneidkopf der Maschine unter Höchstdruck gesetzt und dann durch eine sehr kleine Düse freigegeben. Das Prinzip ist das gleiche wie beim Zudrücken eines Gartenschlauchs: das Wasser schießt viel schneller heraus, wenn auch mit weniger Masse. Der Schneidkopf der Wasserstrahlschneidemaschine hängt dabei knapp über dem Werkstück.

Kapazität einer Wasserstrahlschneidemaschine

Der Wasserstrahlschneiddruck unserer Resato-Maschinen liegt zwischen 50.000 und 60.000 psi. Das Wasser wird bei diesem Druck durch eine kleine Düse mit einer Öffnung von 0,1 bis 0,3 mm freigegeben. Der daraus resultierende Wasserstrahl ist supersonisch, d. h. er ist schneller als der Schall. Es werden ca. 3 Liter Wasser pro Minute verbraucht.

Die Bildung des Wasserstrahls durch die Düse und das Beimischen des Schleifmittels im Strahl erfolgen im Schneidkopf. Dumaco verfügt über eine Maschine mit einem 2,5D-Schneidkopf. Diese sind so konzipiert, dass sie auch schräge Teile aus Metall schneiden können. Der Schneidkopf kann bis zu 30 Grad geneigt werden (gemessen vom Blech). Im Schneidkopf vermischt sich der Sand mit dem Wasser und wird unter hohem Druck durch die Düse gedrückt. Der winzige Strahl verursacht dabei nur wenig Wärme. Die geringe Wärme wird auch durch den Wasserstrom schnell abgekühlt, bevor sie Zeit hat, den umgebenden Werkstoff zu erwärmen. Die Geschwindigkeit des Wasserstrahls hält Wasser und Sand nach dem Verlassen des Schneidkopfes lange in einer geraden Linie, was bei vielen verschiedenen Werkstoffen zu einer extrem geraden und präzisen Schnittfläche führt.

Welche Werkstoffe sind für das Wasserstrahlschneiden geeignet?

Wasserstrahlschneiden von Stahl

Unsere Wasserstrahlschneidemaschinen können alle Arten von Stahl schneiden. Das Wasserstrahlschneiden erzeugt eine glatte Schnittkante ohne Brandflecken, Risse, überflüssige Grate oder andere Probleme, die normalerweise beim thermischen oder mechanisches Schneiden auftreten können. Da der Abrasivstrahl keine Wärmeeinflusszone erzeugt, wird die Oberschicht des Stahls durch den Schneidprozess nicht verändert.

Wasserstrahlschneiden von Edelstahl

Alle Arten von Edelstahl können an der Wasserstrahlschneidemaschine mühelos geschnitten werden, ohne Hitze oder Verformung. Dadurch wird das Blech nicht beschädigt und sind keine Nachbearbeitungen erforderlich.

Wasserstrahlschneiden von Aluminium

Wahrscheinlich wird an einer Wasserstrahlschneidemaschine mehr Aluminium geschnitten als jedes andere Metall, weil sie so schnell und sauber schneidet, ohne thermische Verformung. Aluminium hat eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, sodass dieser Werkstoff beim Laserschneiden schnell beschädigt werden kann. Ein weiterer Vorteil von Wasserstrahlschneidemaschinen ist die Möglichkeit, auch dickeres Aluminium präzise zu schneiden.

Fünf Vorteile des Wasserstrahlschneidens

Was sind die fünf wichtigsten Vorteile des Wasserstrahlschneidens?

Zuallererst ist darauf hinzuweisen, dass es zwei Arten von Wasserstrahlschneideverfahren gibt: das Reinwasserstrahlschneiden und das Abrasivschneiden. Der Unterschied besteht darin, dass das Reinwasserstrahlschneiden zum Schneiden von weichen Werkstoffen wie Schaumstoff oder Papier verwendet wird, indem nur der Wasserstrahl zum Schneiden verwendet wird. Bei Dumaco setzen wir nur das Abrasivschneiden ein. Dadurch können harte Werkstoffe wie Metall oder Keramik leicht geschnitten werden.

Im Folgenden werden fünf wichtige Vorteile des Wasserstrahlschneidens aufgeführt, die auch Ihr gesamtes Know-how im Bereich der Wasserstrahltechnik verbessern!

1. Keine Materialeinschränkungen

Das Wasserstrahlschneiden eignet sich für nahezu alle Materialien: Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Metalle, Glas, Stein oder Fels, Keramik und Gummi. Unter Zusatz eines Abrasivs kann eine Wasserstrahlschneidemaschine Qualitätsschnitte an Werkstücken bis zu einer Dicke von 150 mm durchführen.

2. Keine Wärmeeinflusszone

Ein großer Vorteil des Wasserstrahlschneidens besteht darin, dass dabei keine Materialschäden durch Wärmeeintrag entstehen. Das Wasserstrahlschneiden ermöglicht nicht nur saubere Schnitte, sondern erhöht auch die Sicherheit des Bedieners erheblich, da es das Risiko eines Wärmeeintrags ausschließt.

3. Keine Materialverformung

Mit dem Wasserstrahlschneiden kann die Wärmeeinwirkung umgangen werden, was besonders bei Werkstoffen wie Stahl und Edelstahl wichtig ist. Es führt zu einem feinen Schnitt ohne Verformung des Werkstoffs.

4. Keine zusätzlichen Nachbearbeitungen

Die hohe Schnittqualität sorgt für ein sauberes und präzises Ergebnis und vermeidet zusätzliche Nacharbeiten wie Schleifen oder Polieren. Dadurch wird der Schneidprozess erheblich beschleunigt und Zeit gespart, was die Gesamteffizienz erhöht.

5. Keine gefährlichen Abfälle

Die wachsende Bedeutung umweltfreundlicher Prozesse in der Industrie wird immer deutlicher. Ein großer Vorteil des Wasserstrahlschneidens ist, dass dabei im Gegensatz zu anderen Schneidtechnologien keine weiteren gefährlichen Abfälle in Form von Dämpfen und Gasen entstehen.

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