Harte Tropfen schneiden den Stein

Wasserstrahlschneiden: immer neue Einsatzgebiete

Seit Beginn der 70er Jahre hat sich die Wasserstrahl-Schneidtechnologie fortwährend weiterentwickelt. Aufgrund der flexiblen Einsatzmöglichkeiten der Wasserstrahl- Schneidtechnologie findet dieses Verfahren immer neue Einsatzgebiete. Das Unternehmen Flow gibt als Hersteller von Ultrahochdruck-Pumpen und kompletten HD-Reinigungs- und Schneidsystemen einen Überblick über Technologie und Anwendungsgebiete.

14. März 2001

Es wäre falsch, das Wasserstrahlschneiden als Konkurrenz der klassischen industriellen Schneid- und Bearbeitungsverfahren anzusehen. Wenn die im folgenden erwähnten Vorteile zum Tragen kommen, ist es eine echte Ergänzung.

Wasserstrahlschneiden ist eine Kaltschneidtechnologie, das heißt,

es entstehen saubere Schnittkanten ohne Gefügeänderungen;

es gibt keine Wärmeeinwirkungen auf den zu schneidenden Werkstoff;

es bilden sich keine giftigen Gase und Dämpfe.

Wasserstrahlschneiden ist ein Verfahren, das ohne direkten Anpreßdruck des Werkzeuges an das Werkstück arbeitet:

Es entsteht eine Schnittkontur mit hoher geometrischer Genauigkeit;

Es bildet sich eine qualitativ hochwertige Oberfläche, ohne direkte Berührung zwischen Werkzeug und Werkstück.

Toleranzen besser 0,1 mm sind erreichbar.

Wasserstrahlschneiden trennt, ohne daß freier, eventuell toxischer Staub entsteht:

Neben arbeitsmedizinischer Sicherheit sind hierdurch auch

produktionstechnische Vorteile gegeben.

Wartungsarm und langlebig

Kompetenz und Innovationen machten Flow - die deutsche Niederlassung ist in Darmstadt - zu einem Technologieführer und erfolgreichen Systemlieferanten. Die Flow- Hochdruckpumpe, das Herz einer Wasserstrahl-Schneidanlage, liefert nahezu 4.000 bar. Jahrzehntelange Erfahrung, Forschung und ständige Weiterentwicklung zeichnen die Flow-Pumpe aus: Moderne, hochwertige Materialien garantieren eine lange Lebensdauer und einen wartungsarmen Betrieb. Aber andere Komponenten, wie zum Beispiel der Wasserstrahl- Schneidkopf, sind eine Flow-Eigenentwicklung.

Flow unterscheidet zwei verschiedene Wasserstrahl-Schneidverfahren. Mit dem Waterknife- Wasserstrahl-Schneidverfahren (reines Wasser) bietet Flow eine Technologie, die unter anderem für Kunststoffe, Faserverbundwerkstoffe, Dämmstoffe wie Glas- und Steinwolle, aber auch für Babywindeln, Tissue- und Papierprodukte, Leiterplatten und Lebensmittel ihren Einsatz findet. Qualitativ hochwertige Saphirdüsen mit langen Standzeiten erzeugen mit Durchmessern von etwa 0,1 bis 0,5 mm eine Wasserstrahlgeschwindigkeit von bis zu 1.000 m/min.

Gute Standzeit und Schnittqualität

Das Paser-Abrasivwasserstrahl-Schneidverfahren von Flow (Hochdruckwasser unter Zugabe eines Abrasivs) wird für Stein, Keramik, hochlegierte Metalle, Glas, Verbundwerkstoffe und andere harte Materialien eingesetzt. Langlebige Spezialwerkstoffe für die Wasserdüse und für das Fokussierrohr sichern hohe Standzeiten und eine präzise Schnittqualität. Durch den einfachen Aufbau des Paser 3- Schneidkopfes lassen sich alle Verschleißteile schnell und ohne Nachzentrierung wechseln. Diese besonderen Konstruktionsmerkmale steigern die Produktivität.

Der Bengal ist die kleinste PC-gesteuerte Abrasiv-Wasserstrahl-Schneidanlage.

Konzepte für jede Anwendung unterschiedlich

Für unterschiedliche Anwendungen gibt es auch verschiedene Maschinenkonzepte. Flow unterscheidet zum Beispiel ein-, zwei- und dreidimensionales Schneiden sowie die Flow- Robotic-Box.

Eindimensionales Schneiden: Zum Trennen, Portionieren oder Randbesäumen während des kontinuierlichen Produktionsprozesses werden die Schneidköpfe entweder stationär positioniert oder linear verfahren. Hierzu gibt es individuelle Kundenlösungen von den HD-Komponenten bis zu kompletten Systemeinheiten.

Zweidimensionales Schneiden: Zur industriellen Produktion von geometrisch definierten Teilen im 2D-Bereich bietet das Abrasivstrahlschneidsystem T1 1-2000-System optimale Voraussetzungen. Der 3-Achs-Koordinatentisch wird in der Größe und Ausstattung individuell nach Kundenwunsch ausgeführt. Je nach Anwendung kommen ein oder mehrere Schneidköpfe zum Einsatz. Ein sich selbstreinigender Tank als Strahlfangbecken gehört ebenso zu diesem System wie die komplette CNC-Steuerung mit vorgeschalteter Hard- und Software mit CAD/CAM-Programm.

Schneiden in jeder Dimension

Dreidimensionales Schneiden: Für das 3D-Schneiden hat Flow das Maschinenkonzept Abrasivstrahlschneidsystem T11- 3D als 5-Achs-Koordinatentisch entwickelt. Dies besteht aus einer Kombination von drei kartesischen Achsen mit einer speziell entwickelten und patentierten C-B Kipp- und Rotationsachse.

Durch mechanische Kopplung der Rotationsbewegungen der beiden Achsen befindet sich der Schneidkopf zu jeder Zeit in einem Winkel von 90° zur Werkstückoberfläche und bewegt sich um den Tool-Center-Point. Höchste Genauigkeit und einfache Programmierung sind das Resultat dieser Technik.

Flow-Robotic-Box (FRB): Wenn größere Werkstücke wie Kunststoffteile für die Automobilindustrie geschnitten werden sollen, dann ist höchste Flexibilität gefragt. Randbesäumung, das Schneiden von Ausbrüchen oder gar Komplettbearbeitung werden optimal mit einer Flow-Robotic-Box erreicht. Die Kombination eines 6-Achs-Industrieroboters mit der Wasserstrahltechnologie setzt neue Maßstäbe im schnellen und wirtschaftlichen Bearbeiten solcher Teile. Ob der Roboter den Wasserstrahl oder das zu schneidende Werkstück führt, hängt von der jeweiligen Geometrie und den Randbedingungen ab.

Der Bengal - die kleinste PC-gesteuerte Abrasiv-Wasserstrahl-Schneidanlage

Der Bengal ist die derzeit wohl kleinste Wasserstrahl-Schneidmaschine auf dem Markt. Mit Hilfe einer integrierten Hochdruckpumpe sowie des hochmodernen Abrasivstrahl- Schneidkopfsystems Paser 3 kann der Bengal in einfacher Handhabung präzise und genaue Teile aus nahezu allen Materialien fertigen. Die robuste 2D-Maschine besteht im wesentlichen aus drei Komponenten und läßt sich problemlos aufstellen. Um sie startbereit zu machen, ist es ausreichend, die Maschine an Strom, Wasser und Druckluft anzuschließen. Der Bengal ist mit der Software FlowMaster ausgestattet. Aufgrund der benutzerfreundlichen Oberfläche und dem exakt auf das Wasserstrahlschneiden zugeschnittenen Funktionsumfang ist es auch dem Ungeübten möglich, schon nach kurzer Zeit mit der Software professionell zu arbeiten.

Zum Schneiden von härteren Materialien ist die Anlage mit einem CAD/CAM-Programm ausgestattet. Eine integrierte Materialdatenbank dient der Materialart- und Stärkebestimmung. Aufgrund dieser Informationen wählt das Programm die Schneidgeschwindigkeit. Zeichnungsdateien, die bereits als DXF-Format bestehen, können problemlos von Diskette geladen werden.

Der Bengal ist eine bewährte Werkzeugmaschinenkonstruktion, die auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt ist. Er besitzt einen Koordinatentisch mit zwei Achsen. Die PC-basierte Steuerung mit integrierten Schneidparametern ermöglicht die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien.

Präzisionsantriebe sorgen für hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Zwischen Schneidkopf und Werkstück besteht kein direkter Kontakt. Es wirken also nur minimale Kräfte auf das Werkstück. Es gibt keine Gefügeveränderungen durch thermische Einflüsse und praktisch keine induzierten Spannungen oder Risse.

Erschienen in Ausgabe: 09/1999