Wasserstrahlschneiden
Eine Wasserstrahlschneidemaschine ist eine Werkzeugmaschine zum Trennen von Materialien mittels eines Hochdruckwasserstrahles. Durch Zusatz eines Abrasiv (natürliches Schleifmittel) wird die Schneideleistung mit dreifacher Schallgeschwindigkeit erhöht.
Vorteile:
Keine Wärmezonen, kein Aufhärten, keine Spannungen, keine Rissbildung, keine Materialverformung, keine Gefügeänderung , geringe Umweltbelastung (kein Staub, Rauch oder Dämpfe), geringe Schnittfugenbreite, wenig Materialabtrag somit gute Ausnutzung, geringe Tangentialkräfte auf das Werkstück , schnelle Prototypenherstellung, keine tropfende Schlacken oder Schmelzen , universell einsetzbar, hohe Schnittkantenqualität.
Technische Daten:
6000 bar somit eine Wasserstrahlgeschwindigkeit von über 3500 km/h
Schneidetisch Größe: 2000 x 7200 mm
Materialstärken von 100 mm können mühelos geschnitten werden.
Schnittqualität
Verfahrensdefinition:
Das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden stellt eine leistungssteigernde Verfahrensvariante des Schneidens mittels Wasserstrahl dar, dem hierbei Feststoffe wie Granat, Olivin, Korund o.a. beigemischt werden. Während beim reinen Wasserstrahlschneiden der Wasserstrahl das trennende Werkzeug bildet (Einsatzgebiet: nichtmetallische Werkstoffe wie z.B. Gummi, Pappe, Schaumstoffe, Textilien), dient das Wasser beim Abrasiv-Verfahren vorwiegend als Energieübertragungsmedium zur Beschleunigung der Feststoffpartikel (Abrasivsand). Hierbei werden die einzelnen Abrasivkörner durch den Wasserdruck von ca. 4000 bar auf eine Geschwindigkeit von annähernd 3-facher Schallgeschwindigkeit beschleunigt.
Der Unterschied der beiden Schneidverfahren ist der nachfolgenden Skizze zu entnehmen:
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Rein-Wasserstrahl P ~ 4000 bar Düsen Ø ~ 0,15mm |
Abrasiv-Wasserstrahl P ~ 3600 - 4000 bar Düsen Ø ~ 1,0 mm |
Bei der Bearbeitung metallischer Werkstoffe mit dem Abrasiv-Wasserstrahl können die Abtragungsphänomene als Mikrozerspanungsvorgänge gedeutet werden. Die deformationsbedingte Reibungs- und Umformwärme verursacht keine thermische Beeinflussung der schnittflächennahen Randzone. Ebenso lässt sich keine Kaltverfestigung nachweisen. Somit entfällt bei Anwendung dieser Schneidtechnologie die aufwendige und zudem teure Nacharbeit, die bei Nutzung herkömmlicher thermischer oder mechanischer Trennverfahren unumgänglich war.
Schnitt - Qualitätsstufen
Eine exakte Definition der erreichbaren Schnittfläche ist durch die Vielzahl der Einflussgrößen nur bedingt möglich. Um eine Unterteilung verschiedener Qualitätsstufen vornehmen zu können, ist folgende Einteilung getroffen worden:
Trennschnitt mit maximaler Trenngeschwindigkeit
Glattschnittanteil > 0,2
Trenngeschwindigkeit = maximale Schneidgeschwindigkeit
Der Trennschnitt ist ein geschwindigkeitsoptimierter Schnitt, bei dem die Verfahrensparameter so gewählt werden, daß ein Teil so schnell wie möglich bearbeitet werden kann.
Standartschnitt
Glattschnittanteil = 0,5
Halbe Trenngeschwindigkeit
Der Standardschnitt ist gekennzeichnet durch gute Kanten- und Eckenqualität bei wirtschaftlich sinnvoller Schneidgeschwindigkeit.
Feinschnitt
Glattschnittanteil > 0,8 (d.h. der Glattschnitt hs beträgt mehr als 80 % der Gesamthöhe s)
Beim Feinschnitt werden die Verfahrensparameter so eingestellt, daß die Kantenqualität sehr gut wird. Der Glattschnittanteil ist sehr groß, die Kanten sind nahezu rechtwinklig.
Wichtige Kenngrößen
Glattschnitt
Die eigentliche durch den Abtragmechanismus entstehende Fläche, deren Struktur völlig regellos ist.
Restfläche
Der Flächenanteil, der durch eine wellige und riefenartige Struktur gekennzeichnet ist, die sich der regellosen Grundstruktur überlagert. Diese parallel in Richtung des Schneidstrahles verlaufenden Riefen sind entgegen der Vorschubrichtung gekrümmt. Schnitt- und Restfläche gehen fließend ineinander über.
Schnittgrat
Der Schnittgrat ist vor allem von den Werkstoffeigenschaften abhängig (z.B. das Formänderungsvermögen).
Wasserstrahl-Schnittschräge für metallische Werkstoffe ohne Dynamic Waterjet
