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CNC-Wasserstrahlen liefert präzisere Schneidergebnisse

| Autor/ Redakteur: Roland Simon / Peter Königsreuther

Beim Wasserstrahlschneiden bieten sich dem Nutzer viele Vorteile im Vergleich zu anderen Trennverfahren wie dem Sägen oder Plasmaschneiden, die das Werkstück thermisch oder mechanisch belasten. In Kombination mit einer CNC können viele harte oder weiche Werkstoffe noch genauer und flexibler geschnitten werden.

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Diese Produktbeispiele aus verschiedenen technischen Materialien sollen die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des CNC-unterstützten Wasserstrahlschneidens demonstrieren.
Diese Produktbeispiele aus verschiedenen technischen Materialien sollen die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des CNC-unterstützten Wasserstrahlschneidens demonstrieren.
( Bild: STM )

Um das Wasserstrahlen präzise und effizient zu beherrschen, kommt es ganz entscheidend auf die Steuerungstechnik an. Dabei sind die Experten von Eckelmann gefragt, die sich als Steuerungspartner für die Automatisierung von Schneidmaschinen einen Namen gemacht haben.

Denn die meisten CNC können zwar recht universell für viele Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden, doch ihre wahre Meisterschaft zeigt sich erst, wenn sie ihre Fertigkeiten in einer speziellen Disziplin, wie dem Wasserstrahlschneiden, konkret unter Beweis stellen müssen. In dieser Hinsicht ist die CNC von Eckelmann eine Besonderheit.

Das Schneidwerkzeug der kalten Art schont das Material

Beim Wasserstrahlschneiden wird Wasser mit Hochdruckpumpen verdichtet und im Schneidkopf durch eine Düse (Durchmesser: 0,25 bis 0,4 mm) aus Diamant, Rubin oder Saphir gepresst, wobei Drücke zwischen 4000 und 6000 bar auftreten. Der Strahl erreicht so eine Geschwindigkeit von 1000 m/s. Beim Wasserstrahlschneiden mit Abrasiv wird nun noch der Zusatz eindosiert und in einer Mischkammer wegen des breiteren Rohrquerschnitts angesaugt (ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe aus dem Laborbereich). Der Strahl wird dann in einem Fokussierrohr gebündelt.

Die Vorteile des Verfahrens sind vielseitig: Anders als thermische Trennverfahren wie Plasma- und Autogenschneiden sowie der Laser belastet das Wasserstrahlschneiden als Kaltschneidverfahren das Material im Bereich der Bearbeitungsrandschicht thermisch kaum und hat die Kühlung gewissermaßen „eingebaut“. Verbrennungen, Aufhärtungen, Verzug, tropfende Schlacke oder Schmelzen treten bei diesem Verfahren folglich nicht auf.

Unterwasserschneiden reduziert Lärm

Allerdings darf man das Thema Kühlung auch beim Wasserstrahlschneiden nicht völlig außer Acht lassen, denn die enorme kinetische Energie des Wasserstrahls wird im Sammelbecken in Wärme umgewandelt und es müssen entsprechende technische Vorkehrungen getroffen werden, damit diese Wärme nicht die Randbedingungen bei längeren Schneidzeiten beeinträchtigt und etwa zur Ausdehnung des Werkstücks führt.

Das Wasser wird hierbei auf doppelte Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Deshalb kann es beim Wasserstrahlschneiden auch ziemlich laut werden, wobei ein Schalldruck bis maximal 120 dB auftreten kann. Die Lärmentwicklung ist jedoch materialabhängig und kann beispielsweise durch Unterwasserschneiden gemildert werden. Mit Wasserstrahlschneid-Anlagen erzielt man Schnittkanten mit einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,05 mm.

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