Im Prinzip wird zwischen den zwei Hauptarten, dem Abrasiv- und dem Wasserschneiden unterschieden. Darüber hinaus wird zwischen dem Plasma-Schmelzschneiden, dem Brennschneiden und dem Laserstrahlschmelzschneiden verifiziert.
Wie sehen die einzelnen Verfahren aus?
Zunächst wird beim reinen Wasserstrahlschneiden nur mit Wasser gearbeitet. Beim Abrasivschneiden wird dem Wasser hartes Pulvermaterial zugesetzt. Aus der Natur des Materials resultieren die Anwendungsmöglichkeiten. Das Reinwasserstrahlschneiden eignet sich für weiche Werkstoffe wie zum Beispiel Papier, Schaumstoffe, Kunststoffe oder Folien. Das Abrasivschneideverfahren hingegen wird für Glas, Keramik oder Stahl sowie Verbundwerkstoffe, die sonst nur schwer trennbar sind, verwendet.
Das Plasmaschneiden bedient sich des thermischen Trennens und wird hauptsächlich zum Schneiden von unterschiedlichen Blechen verwendet. Dafür werden ein Plasmabrenner und eine Plasmastromquelle benötigt. Darüber hinaus kommen eine entsprechende Kühlung, ein Führungssystem und eine Gassteuerung sowie diverse andere Komponenten dabei zum Einsatz. Bei diesem Trennverfahren wird die Wärme eines Plasmas genutzt, um Material zu verflüssigen. Der verflüssigte Werkstoff wird dann mit hoher kinetischer Energie (Plasmagasvolumenstrom) ausgeblasen.
Beim Laserschneiden werden Festkörper durch Materialablation durchtrennt. Dies geschieht durch gepulster oder kontinuierlicher Laserstrahlung. Dieses Fertigungsverfahren kommt bei Metallen, organischen Materialien oder Dielektrika zum Einsatz. Die ausschlaggebenden Parameter bei diesem Verfahren sind die Pulsdauer und -energie, die Wellenlänge sowie die mittlere Leistung. Entscheidend für das Resultat sind die Bestrahlungsstärke sowie die Pulsdauer. Eingesetzt wird dieses Trennverfahren überall dort, wo es um dreidimensionale Durchbrüche oder beinahe kraftfreie und berührungslose Bearbeitung geht. Besonders gut sind Gaslaser, Faserlaser und Festkörperlaser geeignet.
Wasserstrahlschneiden – die Technik dahinter
Die Oberflächenqualität wird durch die hohe des Druckes, der Geschwindigkeit, dem Düsenabstand sowie -durchmesser bestimmt. Drücke bis zu 4000 bar und Geschwindigkeiten bis zu 900 m/s sind in diesem Bereich üblich. Beim Strahlen mit einem Abrasivmitteln kommen der Massenstrom, die Körnung sowie Fokuslänge- und -durchmesser zum Tragen. Die verwendeten Feststoffe bewirken eine Erhöhung des Trennvermögens und eine breitere Fuge. Die Schnitttiefe wird durch den Schneidedruck bestimmt.
Worin bestehen die Vorteile bei diesem Fertigungsverfahren?
Wasserstrahlen kann darüber hinaus noch zum Gussputzen und Entgraten verwendet werden. Das Verfahren ist relativ einfach und kostengünstig. Darüber hinaus eignet sich dieses Trennverfahren hervorragend für temperaturempfindliche Oberflächen. Der Schnitt kann überall angesetzt werden. Viele Verfahren können nur am Anfang oder Ende des Werkstückes ansetzen. Gans besonders gut lassen sich glasfaserverstärkte Kunststoffe damit bearbeiten. Dieses Fertigungsverfahren garantiert die Unversehrtheit des Werkstückes. Beim Wasserstrahlen gibt es kein Verklemmen. Da hier niedrige Bearbeitungstemperaturen zum Einsatz kommen, können keine giftigen Dämpfe entstehen.
Seit wann ist dieses Verfahren bekannt?
Dieses Trennverfahren wurde bereits im 20. Jahrhundert im Bergbau eingesetzt. Damals diente es zum Abtragen von Ablagerungen aus Ton und Kies. In den Goldminen wurden Erde und Steine getrennt.
Fazit
Das Wasserstrahlschneiden wird als eine effektive, wirtschaftliche Fertigungsmethode eingesetzt, beispielsweise von der Adolf Herzog GmbH - Mechanische Werkstätte. Dieses Verfahren lässt sich besonders gut für temperaturempfindliche Werkstoffe einsetzen.