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Schneiden

Strahlverfahren und ihre Möglichkeiten beim Schneiden

03.02.2010 | Autor: Ingo Decker

Das Wasserstrahlschneiden ist hinsichtlich der Werkstoffauswahl das universellste Strahlschneidverfahren. Dabei ist zwischen dem Pur- und dem Abrasiv-Wasserstrahl zu unterscheiden. Für weiche Materialien einschließlich Holz reicht der feine Hochdruckwasserstrahl allein aus, um in das Material einzudringen, während bei harten Kunststoffen, Metallen, mineralischen Werkstoffen und Glas dem Wasserstrahl ein fein gekörnter Abrasivstoff hinzugefügt werden muss.

Wasserstrahlschneiden beruht allein auf Impulsübertrag

Im Unterschied zum Plasmastrahlschneiden, das ein thermisches Trennverfahren ist und das damit das Material im Schnittfugenbereich bis auf Schmelztemperatur aufheizt, ist das Wasserstrahlschneiden ein kaltes Trennverfahren, bei dem allein der Impulsübertrag aus dem hochbeschleunigten Partikelstrahl in den Werkstoff hinein den Abtrag des Schnittfugenmaterials bewirkt.

Da wegen dieses kalten Trennvorgangs auch bei Vorschubgeschwindigkeiten von unter 0,2 m/min der Werkstoff nicht verbrennt, können mit solch langsamen Geschwindigkeiten Werkstoffdicken von über 100 mm getrennt werden, bei Aluminium sogar bis zu 200 mm Dicke und bei homogenem Stein sowie Marmor noch darüber hinausgehend.

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Wasserstrahlschneiden bietet mehr Genauigkeit als Plasmaschneiden

Im unteren Dickenbereich bis 10 mm werden je nach Werkstoff, eingestelltem Druck, Abrasivmenge und gewünschter Schnittqualität Geschwindigkeiten von 0,2 bis 3 m/min erreicht, wobei Trennschnitte ohne besondere Qualitätsanforderungen jeweils mit deutlich höherem Vorschub gefahren werden können. Die erreichbaren Schnittflächen–Genauigkeiten übertreffen mit 0,1 mm diejenigen des Plasmastrahlschneidens.

Bei dünnem Material ist das Paketschneiden von Vorteil, bei dem mehrere Bleche übereinanderliegen und mit einem Schnitt gleich mehrere Schneidteile entstehen. Im Gegensatz zu den thermischen Trennverfahren verschmelzen die Schnittkantenbereiche dabei nicht.

Anlagen mit mehreren Schneidköpfen ermöglichen höhere Ausbringung

Für eine höhere Teileausbringung stehen die Hydro-Jet-Schneidanlagen mit zwei oder mehreren Wasserstrahl-Schneidköpfen zur Verfügung. Zum Herstellen von Schneidteilen mit angeschrägten Schnittflächen (Fasen oder Bauteile mit auf der Werkstück-Ober- und -Unterseite unterschiedlicher Geometrie) ist der 3D-Schneidkopf einschließlich der Maschinensteuerung mit fünf simultanen Bewegungsachsen zu integrieren.

Das Laserstrahlschneiden rundet die Strahlschneidverfahren bei kleineren Werkstoffdicken, komplexeren Schnittgeometrien und höherer Genauigkeit ab (Bild 3). Es kann ebenfalls für einige nicht-metallische Werkstoffe wie Holz oder bestimmte Kunststoffe, insbesondere Acryl-Glas, herangezogen werden.