Innovation-News
3D Wasserstrahlschneiden
08.08.2019
Neben den thermischen Schneideverfahren wie der Laser- oder Plasmatechnik ist momentan auch das 3D Wasserstrahlschneiden auf dem Vormarsch. Mit dem innovativen Konzept können die verschiedensten Werkstoffe besonders zuverlässig und exakt zugeschnitten werden, weshalb es sich in zahlreichen Industriebereichen großer Beliebtheit erfreut. In diesem Artikel möchten wir daher einen Blick auf die genaue Funktionsweise des neuartigen Verfahrens sowie seine Anwendungsbereiche und Vorteile werfen.
Hohe Druckwerte für eine optimale Präzision
Beim 3D Wasserstrahlschneiden wird ein Kernstrahl aus reinem, verdichteten Wasser unter hohem Druck auf das Werkstück gerichtet. Mit bis zu 6.000 bar fräst sich der Strahl durch die unterschiedlichsten Materialien. Auf diese Weise können beispielsweise 35 mm dicke Holzstücke in einem Arbeitsschritt durchgeschnitten werden, bei Gummi beträgt die maximale Dicke sogar rund 80 mm. Ob das Material in Plattenform vorliegt oder es sich um einen Hohlkörper bzw. ein Rohr handelt, spielt dabei keine Rolle. Müssen härtere Werkstoffe wie Stahl oder einige Kunststoffe bearbeitet werden, kommt ein spezielles Abrasivmittel zum Einsatz, welches dem verdichteten Wasser in einer Mischkammer beigefügt wird. In den meisten Fällen wird hierzu der natürlich vorkommende Granatsand verwendet. Gesteuert wird der innovative Hochdruckstrahl mithilfe einer CAD (computer aided design) bzw. CAM (computer aided manufacturing) -Software.
Die beliebtesten Anwendungsbereiche des 3D Wasserstrahlschneidens
Bereits in den 1960er Jahren wurde das innovative Konzept des Wasserstrahlschneidens in der Industrie eingesetzt, allerdings lediglich in der zweidimensionalen Ebene. Durch den technologischen Fortschritt der vergangenen Jahre konnte das Verfahren stetig verbessert werden, sodass heute auch die Bearbeitung von dreidimensionalen Körpern problemlos möglich ist. Anwendung findet das 3D Wasserstrahlschneiden in beinahe allen Industrie- und Handwerksbranchen. Besonders hervorzuheben sind hierbei die Bereiche Maschinen- und Fassadenbau sowie die Automobilzulieferung. Ein weiteres wesentliches Anwendungsgebiet ist die Luft- und Raumfahrttechnik, wo das Hochdruck-Schneideverfahren bevorzugt für den Zuschnitt von CFK Bauteilen zuständig ist. Auch in der Architektur- und Designwelt, der Bahn- und Kraftwerkstechnik sowie beim Bau von Fahrzeugen, Schiffen, Filteranlagen und Pumpen werden moderne 3D Wasserstrahl-Schneideanlagen intensiv verwendet.
Die wichtigsten Vorteile im Überblick
Im Vergleich zu den klassischen Schneideverfahren, die alle auf der Grundlage von Wärmezufuhr funktionieren, besitzt das 3D Wasserstrahlschneiden einige Pluspunkte und Alleinstellungsmerkmale. Ein wichtiger Vorteil liegt darin, dass beim Schneiden mittels Hochdrucksztahl keine Wärmeeinflusszone entsteht und somit beim Abkühlen keine Schrumpfung auftritt. Da der beim Schneiden entstehende Spalt durch den Wasserstrahl ständig gekühlt wird, ist ein Verzug bzw. eine Torsion des Bauteils so gut wie ausgeschlossen. Auch eine Verfärbung des Materials findet in aller Regel nicht statt.
Durch die hohe Präzision und die zuverlässige Arbeitsweise entfällt die Notwendigkeit einer mechanischen Nachbearbeitung, weshalb bereits nach einem Arbeitsschritt hochwertige, präsentable Ergebnisse erzielt werden können. Durch den lediglich rund einen Millimeter breiten Schnittspalt wird das Material geschont und gleichzeitig in seiner Fläche bestmöglich genutzt. Bei der Konstruktion und Gestaltung der Werkstücke stehen dem Benutzer durch die CAD bzw. CAM Software außerdem unzählige Möglichkeiten zur Verfügung.
Ein nicht unwesentlicher Vorteil des 3D Wasserstrahlschneidens sind die maximal zulässigen Materialdicken, welche abhängig von der Maschine bei bis zu 200 mm für Stahl und Edelstahl bzw. 350 mm im Werkstoffbereich Aluminium und Titan liegen. Alles in allem stellt das 3D Wasserstrahlschneiden eine erstklassige Alternative zum gängigen, thermischen Schneiden dar, weshalb man sie auf alle Fälle im Blickfeld behalten sollte.
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