Frozen Radio Technik: Wie funktioniert Wasserstrahlschneiden?

Das Prinzip des Schneidens mit einem Wasserstrahl ist leicht erklärt, aber dennoch eine hoch komplexe Angelegenheit. Eine Ölpumpe erzeugt einen hohen Druck, der einen Wasserstrahl mit 4000 oder 6000 bar Druck durch eine Leitung und einen Schneidkopf presst. Keramik, Glas, mit einem Wasserstrahl kann alles geschnitten werden. Da, wo ein Laser versagt, beispielsweise bei Bohrungen, deren Durchmesser kleiner ist als die Dicke des Werkstücks, läuft ein Wasserstrahlschneider zur Höchstform auf. Diese Technologie kommt auch in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz. Das Design dieser Wasserstrahlschneideanlagen ist so komplex, dass es ein Höchstmaß an Erfahrung und Ingenieurskunst braucht, um solche Maschinen zu konstruieren. Schon das kleinste Leck kann dauerhafte Erosionsschäden verursachen, bei falscher Bedienung werden die Werkstücke beschädigt.

Schneiden mit Sand oder reinem Wasser
Schneiden kann eine Wasserstrahlschneideanlage mit reinem Wasser oder mit zugefügtem Abrasivmaterial. Dieses stellt einen der wichtigsten Kostenfaktoren dar. Arbeitet die Anlage mit 6000 statt 4000 bar (Quelle: http://www.ridder.de), wird meist nur die Hälfte des Abrasivsandes und des Wassers benötigt, und die Genauigkeit nimmt zu. Zum Vergleich: Ein Laser kommt bei Stahl, Edelstahl oder Aluminium zum Einsatz und arbeitet mit einer Teilgenauigkeit von bis zu 0,03 mm. Ein Wasserstrahlschneider erzeugt keine Hitze am Werkstück, kann für alle Materialien verwendet werden und hat ebenfalls eine Teilgenauigkeit von bis zu 0,03mm. Dabei sind Wasserschneideanlagen preiswerter in der Anschaffung und haben für jeden Einsatz den gleichen Aufbau, während ein Laser verschiedene Gase und Parameter für verschiedene Anwendungen benötigt. Ein weiterer Vorteil: Beim Wasserstrahlschneiden fällt keine Schlacke an.
Das Schneiden mit einem Reinwasserstrahl kommt bei eher weichen Materialien zum Einsatz. Wird Abrasivmaterial verwendet, können auch die härtesten Materialien bearbeitet werden.

Braucht eine Wasserschneideanlage spezielles Wasser?
Nein, diese Anlagen werden mit gewöhnlichem Leitungswasser betrieben, das vor dem Einsatz jedoch enthärtet wird. Durch Umkehrosmose und Entionisierung wird das Wasser so rein, dass es einen Ionenmangel hat. Diesen gleicht das Wasser aus, indem es Ionen aus der Umgebung, vom Metall der Pumpe und der Leitungen, aufnimmt. Das schont zwar die Schneiddüse, verringert aber die Lebensdauer der Pumpe und der Hochdruck-Installationsleitungen.
Mit Wasser kann man übrigens sogar unter Wasser schneiden. Da man den Schneidestrahl dann nicht klar erkennen kann, kommen bei diesem Verfahren elektronische Leistungsüberwachungen zum Einsatz.

 

Bildquelle: artflow – Andree Lübeck/ RIDDER – Automatisierungs-GmbH
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