Sparen durch mehr Kraft

Mehr Wasserdruck Das erst in den 60er-Jahren entwickelte Wasserstrahlschneiden eignet sich zum Schneiden fast aller Materialien. Flow, ein Pionier dieser Technologie hat weiter an der Leistungsschraube gedreht.

14. März 2008
Die 6.000-bar-Technik von Flow bietet hohe Schnittflächengüte dank schnellerem Wasserstrahl.
Bild 1: Sparen durch mehr Kraft (Die 6.000-bar-Technik von Flow bietet hohe Schnittflächengüte dank schnellerem Wasserstrahl.)

Wasserstrahlschneiden als bewährte Technik birgt auch heute noch enormes Innovationspotenzial. »Als Weltmarktführer und Erfinder des Abrasivwasserstrahlschneidens hat die amerikanische Flow International Corporation nun in diesem Werkzeugmaschinensegment mit einer Wasserstrahlschneidanlage, die unter einem Dauerarbeitsdruck von 6.000 bar produziert, einen neuen Meilenstein gesetzt«, so das Unternehmen. Die Anlage ist serienreif und bewährt sich bereits im praktischen Einsatz. Ziel der Neuentwicklung war, die Schneidzeiten zu reduzieren und die Betriebskosten zu senken. Das neue HyperPressure-System setzt hier Maßstäbe. Das Herz der Wasserstrahlanlage ist die Ultrahochdruckpumpe. Ein Öldruck von 210 bar wirkt auf einen großen Kolben, an dessen Enden kleine Druckstempel angebracht sind, die den eigentlichen Wasserdruck aufbauen. Aus dem Verhältnis von Hydraulikkolbenfläche zu Druckstempelfläche ergibt sich der Arbeitsdruck des Wassers. In einem Flächenverhältnis von 30 : 1 werden so aus 210 bar mehr als 6.000 bar. Was sich hier so ganz einfach liest, ist in der praktischen Umsetzung jedoch eher kompliziert. Bisher lag der Standardarbeitsdruck für kommerzielle Wasserstrahlschneidanlagen im Bereich von etwa 3.800 bar. Der Schritt hin zu 6.000 bar bedeutete, technologisches Neuland zu betreten, denn unter so hohem Druck verhalten sich Werkstoffe ganz anders als unter Normaldruck. Bedenkt man, dass ähnliche Drücke in der Erdkruste Steine und Salze zu Mineralien wandeln, so kann man sich vorstellen, wie schwierig es ist, dauerhaft beständige Komponenten für Hochdruckanwendungen zu entwickeln. Nur mit langjähriger Erfahrung und umfangreichem Know-how lassen sich die geänderten tribologischen Eigenschaften, unter denen vorrangig der Reibungs- und Verschleißschutz verstanden wird, durch ausgesuchte Materialien beherrschen. Der störungsfreie Betrieb von bislang über 40 weltweit installierten Anlagen zeigt, dass die speziellen Werkstoffe für Kolben sowie für andere Hochdruckkomponenten und vor allem für die Dichtungen von Flow richtig gewählt wurden.

Auf Sparflamme

Der um fast 50 Prozent höhere Wasserdruck gegenüber herkömmlichen Anlagen ist in der Anwendung dieser Technik kein Selbstzweck, sondern physikalisch, technologisch und insbesondere wirtschaftlich sinnvoll. Denn je höher der Wasserdruck an der Düse ist, umso höher wird selbstverständlich die kinetische Energie des Strahls. Dadurch kann man im Druckbereich von 6.000 bar in vielen Fällen die Zugabe von Abrasivsand stark vermindern. Das rechnet sich, denn Abrasivsand ist der Hauptkostentreiber im Wasserstrahlschneiden. Gleichzeitig sinkt der Wasserverbrauch gegenüber 4.000-bar-Anlagen und obendrein verbessert der höhere Energiegehalt des Strahls Schneidleistung und Schnittkantengüte. Für den Anwender bedeutet dies konkret: Dank schnellerem Wasserstrahl kann er präziser und mit 30 bis 50 Prozent weniger Abrasivsandeinsatz schneiden und spart zusätzlich noch Wasser. Die Schneidgeschwindigkeit erhöht sich um 30 bis 50 Prozent, die Produktivität steigt und die Stückkosten werden reduziert.

Praxistauglich

Die Anlagen sind wartungsfreundlich konstruiert und ein spezieller Werkzeugsatz für die Wartung der Hyperjet-Pumpe gehört zum Lieferumfang. Da selbst die besten Materialien — vor allem Dichtungen — nicht ewig halten, ist eine regelmäßige, fachgerechte Wartung wichtig. Ein exklusives Service- und Wartungsprogramm begleitet den Anwender durch das erste Betriebsjahr. Er lernt so Wartung ›on the Job‹; ein Konzept, das in anderen Anlagen durchaus Schule machen könnte. In nur drei Schritten lässt sich beispielsweise der Hochdruckteil der Pumpe zerlegen, die alte Dichtung entfernen und durch eine neue ersetzen. Zusammengebaut wird in umgekehrter Reihenfolge. Der gesamte Austausch benötigt nur rund 22 Minuten, ein bislang unerreichter Wert in diesem Druckbereich. Damit werden die Stillstandszeiten der Anlagen auf einem niedrigen Niveau gehalten.

Mehr Produktivität

Die neue Generation von Wasserstrahlschneidanlagen, ausgestattet mit dem HyperPressure-System mit 6.000 bar Druck, setzt damit gleich in mehreren Bereichen neue Bestmarken: Dank höherem Energiegehalt des Strahls steigen die Schneidgeschwindigkeit und die Schnittgüte, die einfache und schnelle Wartung vermeidet lange Unterbrechungen. Das garantiert, dass die hohe Schneidleistung in der Praxis auch tatsächlich zu höherer Produktivität führt. Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung und über 9.000 installierten Anlagen ist Flow Weltmarktführer in der Entwicklung, Konstruktion und dem Vertrieb von Ultrahochdruckpumpen und kompletten Wasserstrahl- und Abrasivwasserstrahlschneidanlagen für die Bearbeitung der unterschiedlichsten Materialien. Die Flow Europe GmbH ist eine 100-prozentige Tochter der Flow International Corporation, USA, und die europäische Zentrale für alle Produkte rund um die Wasserstrahl-Schneidtechnologie mittels Ultrahochdruck. Flow Europe unterhält Niederlassungen in Frankreich, Großbritannien, Italien und Spanien.

Erschienen in Ausgabe: 03/2008