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Mikrowasserstrahlschneiden –Trennen nach vorgegebenen Toleranzen

| Autor: Annedore Bose-Munde

Präzision ist auch beim Wasserstrahlschneiden ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Erst recht dann, wenn die Teile sehr klein sind und Nacharbeit unerwünscht ist. Ein Unternehmen aus Thüringen arbeitet beim sogenannten Mikrowasserstrahlschneiden innerhalb engster Toleranzen und hat sich so einen zuverlässigen Kundenstamm aufgebaut.

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Den Rahmen für Größenordnungen und Toleranzen beim Mikrowasserstrahlschneiden bietet die Richtlinie VDI 5210 Blatt 3. Sie wurde vom Fachausschuss Mikrobearbeitung und Wasserstrahlschneiden im Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren der VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik unter Mitwirkung von Dick & Dick entwickelt und herausgegeben.
Den Rahmen für Größenordnungen und Toleranzen beim Mikrowasserstrahlschneiden bietet die Richtlinie VDI 5210 Blatt 3. Sie wurde vom Fachausschuss Mikrobearbeitung und Wasserstrahlschneiden im Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren der VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik unter Mitwirkung von Dick & Dick entwickelt und herausgegeben.
( Bild: Dick & Dick )

Angefangen hat alles mit dem Laserstrahl. Als Lohnfertiger startete das Unternehmen Dick & Dick im Jahr 1994 mit einer Laserschneidanlage und vier Beschäftigten im thüringischen Dingelstädt. Es folgten kleine Schweißaufträge und schließlich hochpräzise Schweißbaugruppen, vor allem aus den Bereichen Schienenfahrzeuge und Busse. Also wurde bereits 1995 investiert und erweitert. Das Unternehmen zog in eine neu gebaute Halle, eine zweite Laserschneidanlage kam dazu, außerdem CNC-Biegetechnik von EHT sowie eine mechanische Fertigung. Doch zunehmend fragten Kunden dickere Teile an, die sich per Laser nicht mehr trennen ließen. Und so erwarb Firmengründer Karl-Heinz Dick 1996 dann die erste Wasserstrahlschneidmaschine: eine Anlage der Firma Foracon mit drei Schneidköpfen und einem Arbeitsbereich von 3 m x 3 m.

„Mit dieser neuen Technik erwarb sich unser Unternehmen einen sehr guten Namen. Wir konnten unsere Kunden schnell und in hoher Qualität beliefern“, blickt Kai Stöber zurück. Er ist seit 1995 bei Dick & Dick und verantwortlich für den Bereich Wasserstrahl- und Mikrowasserstrahlschneiden. Die Vorteile des Verfahrens liegen für ihn auf der Hand: schnelle und kostengünstige Herstellung von Prototypenteilen, Schneiden ohne Wärmeentwicklung, Werkstoffverhärtungen, Verfärbungen oder gar Risse und optimale Werkstoffausnutzung. Und nicht zuletzt kann fast jeder Werkstoff mit diesem Verfahren getrennt werden.

Wasserstrahlschneiden in anderen Dimensionen

Dann aber folgten Anforderungen der Kunden, die das konventionelle Wasserstrahlschneiden nicht mehr erfüllen konnte: Die Teile sollten mit höchster Präzision gefertigt werden und keine Nacharbeit mehr benötigen. Geschäftsführer Martin Dick, der 2007 die Geschäfte des Vaters übernahm, blickt zurück: „Auf die Vorteile des Wasserstrahlschneidens wollten wir nicht verzichten. Aber um unsere Kunden zu bedienen, musste die Präzision deutlich erhöht werden, sodass Nachbearbeitung überflüssig würde.“

Der Versuch, die vorhandene Anlage umzubauen, misslang, da die maschinenbautechnische Basis der Anlage die nötige mechanische Präzision nicht hergab. Also ließ sich Dick eine Wasserstrahlanlage für präzise Schnitte maßschneidern und nahm sie 2008 in Betrieb. „Das brachte zwar eine Verbesserung, aber Positionier- und Wiederholgenauigkeit reichten für höchste Ansprüche immer noch nicht aus“, so Martin Dick. Letztendlich war es dann die sprichwörtliche Schweizer Präzision, die die Lösung brachte.

Das Mikrowasserstrahlschneiden erfordert eine besondere Präzision

„Wir haben Walter Maurer angerufen, den Gründer der Schweizer Waterjet AG. Er gilt als Papst des Wasserstrahlschneidens und entwickelte gerade eine Mikrowasserstrahlanlage, die er auch selbst einsetzte“, erinnert sich Martin Dick. Danach ging alles recht schnell: Dick ließ sich bei Maurer dessen Technik in der Praxis vorführen und war überzeugt. Die Womajet-F3-Anlagen, die ab der Version F4 unter dem Namen Microwaterjet im Handel waren, besaßen ein sehr stabiles Maschinenbett und ein beidseitig gelagertes Portal, das über zwei Kugelrollspindeln angetrieben wird. „Im Vergleich zu anderen Wasserstrahlschneidanlagen kann die Genauigkeit um den Faktor zehn gesteigert werden“, unterstreicht Kai Stöber.

Seit Ende 2009 läuft die erste Womajet F3 bei Dick & Dick und noch am Ende des gleichen Jahres kam eine zweite baugleiche Anlage dazu. Eigens für das Mikrowasserstrahlschneiden wurde im Jahr 2008 eine Nebenstelle im 20 km südlich von Dingelstädt liegenden Mühlhausen eröffnet. Und um die Präzision auch nachweisen zu können, wurde 2008 eine optische Messmaschine angeschafft, mit der Protokolle und Begutachtungen für die Kunden erstellt werden. „Wir waren die ersten in Deutschland, die den Wasserstrahl mit dieser Präzision in der Fertigung eingesetzt haben“, sagt Kai Stöber. Doch was bedeutet eigentlich Mikrowasserstrahlschneiden mit Blick auf Zahlen und Toleranzen? Den Rahmen hierfür bietet die Richtlinie VDI 5210 Blatt 3, die vom Fachausschuss Mikrobearbeitung und Wasserstrahlschneiden im Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren der VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik unter Mitwirkung von Dick & Dick entwickelt und herausgegeben wurde. Sie soll helfen, die geeignete Maschine und damit auch den richtigen Ansprechpartner für klar vorgegebene Anwendungen der Wasserstrahl-Schneidtechnologie zu finden.

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