Wie funktioniert Wasserstrahlschneiden?
Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um einen sogenannten Kaltschneidprozess. Dabei wird das entsprechende Material mit Wasser und einen zusätzlichen Abrasivmittel geschnitten.
Zunächst wird dabei mit einer Ultrahochdruckpumpe ein Wasserstrahl mit einem sehr hohen Druck von rund 6.500 bar erzeugt. Um sich darunter etwas vorstellen zu können, ist ein Vergleich hilfreich: Wasser zum Löschen von Bränden kommt mit einem Druck von etwa 20 bis 80 bar aus dem Schlauch.
Mittels einer winzigen Edelsteindüse wird der vorhandene Druck in Geschwindigkeit umgewandelt. Dadurch wird ein Strahl erzeugt, der in etwa so dick wie ein menschliches Kopfhaar ist. So ist es möglich, Materialien voneinander zu trennen. Der Reinwasserstrahl kommt beispielsweise zum Einsatz beim Schneiden von Dichtungen, Schaumstoff, Papier, Isolierungen und Lebensmitteln.
Mit Hilfe von Granatsand als sogenanntes Abrasivmittel wird die Schneidkraft um das Tausendfache verstärkt. Das Wasser und der Granatsand treten mit einer Geschwindigkeit von rund 4.000 km/h aus dem Schneidekopf. Das macht es möglich, Materialien wie beispielsweise Stahl mit Abmessungen von bis zu 20 Zentimetern zu durchtrennen. Der Abrasivwasserstrahl kommt hauptsächlich für die Trennung von Materialien wie Metall, Keramik, Stein und anderen Verbundstoffen zum Einsatz. Mit Wasser Glas schneiden ist dadurch ebenfalls möglich.
Welche Anwendungsbereiche gibt es für das Wasserstrahlschneiden?
Die Anwendungsbereiche sind sehr vielfältig. Wasserstrahlschneiden kommt unter anderem in den folgenden Branchen zum Einsatz:
- Feinmechanik
- Werkzeugbau
- Baugewerbe
- Architektur und Design
- Apparatebau und Maschinenbau
- Anlagenbau in der Windkraft
- Messebau
Gegenüber anderen Schneidemethoden bietet das Wasserstrahlschneiden zahlreiche Vorteile. Da es sich um ein Kaltschneidverfahren handelt, kommt es zu keinen Veränderungen im Gefüge des Materials. Ein Nachschärfen des geschnittenen Materials ist in der Regel nicht erforderlich. Durch die hohe Präzision beim Wasserstrahlschneiden entstehen gratfreie Schnittkanten. Der Schnittspalt wird durch das Wasser ständig gekühlt, somit kann das Material auch nicht überhitzen.
Das Werkstück verfärbt und verformt sich durch den Wasserstrahl nicht. Da keine zusätzliche Chemie, sondern ausschließlich Naturstoffe verwendet werden, sind auch keine Deformationen zu befürchten. Mit der Wasserschneidmethode lassen sich so gut wie alle Materialen durchtrennen. Selbst dicke Werkstoffe lassen sich damit problemlos schneiden. Es entstehen dabei keine giftigen Dämpfe oder Gase. Deshalb ist diese Methode im Vergleich zu anderen Verfahren besonders umweltfreundlich.
Gibt es auch Nachteile beim Wasserstrahlschneiden?
Wo viel Licht ist, entsteht auch Schatten. Aus diesem Grund gibt es bei der Technik des Wasserstrahlschneidens neben der umfangreichen Liste an Vorteilen auch ein paar kleine Nachteile. Vor allem die Schneidgeschwindigkeit ist im Vergleich zu anderen Verfahren sehr langsam. Das ist nicht relevant, wenn nur eines oder wenige Stücke getrennt werden müssen. Bei der Massenfertigung ist das aber ein entscheidendes Argument gegen das Wasserstrahlschneiden.
Die Reibungskräfte an der Schnittfläche führen dazu, dass die Präzision mit zunehmender Materialtiefe an Präzision verliert. Das liegt daran, dass der Strahl an diesen Stellen nicht mehr jene Energie wie direkt an der Oberfläche oder knapp darunter aufweist.
Um die Umwelt nicht zu belasten, muss das Wasser, das zum Schneiden verwendet wird, gefiltert werden, bevor es abgeleitet wird. Das eingesetzte Abrasivmittel muss gesondert entsorgt werden.
Was kostet Wasserstrahlschneiden?
Es gibt mehrere Dienstleister in Deutschland wie beispielsweise die Innocut Solution Schäfer GmbH aus Bad Nauheim, die diese Leistung im B2B-Bereich anbietet. Die Kosten sind vor allem von folgenden Faktoren abhängig:
- Das zu bearbeitende Material
- Die zu erstellende Form
- Die Anzahl der zu schneidenden Teile
Welche anderen Schneidverfahren kommen im B2B-Bereich zum Einsatz?
Neben dem Wasserstrahlschneiden werden vor allem die folgenden beiden Verfahren häufig eingesetzt:
- Plasmaschneiden: Bei diesem Verfahren werden die Materialien durch einen Gasstrahl im Plasmazustand zum Schmelzen gebracht. Hier werden Temperaturen von bis zu 30.000 Grad Celsius erreicht.
- Laserschneiden: Diese moderne Schneidtechnik ist seit rund zwei Jahrzehnten im Einsatz. Dabei trifft ein Laserstrahl auf die jeweilige Oberfläche und sorgt durch die extreme Hitze für eine Schmelzung des Materials.
