"Steter Tropfen höhlt den Stein", sagt der Volksmund. Konstanter Wasserdruck, und sei er noch so klein, besitzt Energie, trennt, trägt ab, schneidet. Doch was könnte ein Wassertropfen, der ein rasiermesser scharfes Sandkorn enthält und auf nahezu 1.000km/h beschleunigt wurde, alles aushöhlen? Man stelle sich diese Energie einmal vor, wenn dann noch 4.000bar für den nötigen Nachschub an weiteren Wassertropfen sorgen! Wasserstrahlschneidanlagen beherrschen diese Energie und trennen damit sogar Stahl.
Wie genau und was es dabei zu beachten gibt, erfahren Sie hier im Technik-Wissen "Wasserstrahlschneiden". 
Wenn Sie Fragen haben, ein Problem diskutieren möchten, empfehlen wir Ihnen das Schneidforum - in diesem Forum wird Ihnen durch andere Anwender und Experten geholfen.  

weiter zu den Themen ...

Funktionsprinzip:

Für die Druckerzeugung wird eine hydraulische Antriebseinheit mit Doppelplungerpumpe eingesetzt, die einen Pumpendruck auf der Öldruckseite von ca. 200 bar erzeugt und mit dem Übersetzungsfaktor von 1:20 auf der Ausgangseite ca. 4.000bar zur Verfügung stellt. Das Wasser wird über entsprechende Leitungen zum Schneidkopf geführt. Das Schaubild verdeutlicht das Druckprinzip.

Mit Hilfe einer hydraulischen Pumpe wird der erforderliche Betriebsdruck für das Wasserstrahlschneiden von rund 400bar erzeugt und kontinuierlich aufrecht erhalten. Das Druckwasser wird über entsprechende Leitungen zum Schneidkopf geführt, der auf einer geeigneten Schneidmaschine montiert ist. Üblicherweise wird der Schneidkopf über einen X-Y-Koordinatentisch mit Numerischer Steuerung betrieben.

Man unterscheidet die beiden Verfahren: Nurwasser und Abrassiv. Je nach gewähltem Verfahren, Nurwasser oder Abrasiv wird zum Schneidstrahl beim Abrasiv-Verfahren ein geeignetes Schleifmittel (spezieller Sand) hinzugemischt.

Im Schneidkopf verrichtet eine Düse aus Rubin oder Diamant die Einschnürrung des Wasserstrahls, übliche Durchmesser der Düsenlöcher bei Nurwasser betragen um 0,5mm und kleiner. Beim Abrasiv-Verfahren liegt der Düsen-Durchmesser um die 1,2mm und größer.

Mit diesem Verfahren können nun nahezu beliebige Materialien geschnitten werden.

Weiche Stoffe oder gefrorene Lebensmittel werden mit Nurwasser-Verfahren geschnitten

Harte Stoffe hingegen werden abrasiv geschnitten,
d.h. mit Zusatz eines speziellen Schleifmittels.

Einsatzgebiete:

• Nahrungsmittelindustrie z.B. gefrorener Fisch
• Konsumgüterindustrie: Verpackungsmaterial, Pappe, Papier, Möbel, Babywindel-Produktion
• Flugzeugindustrie: Titan- und Glasbearbeitung
• Elektronik-Industrie: Leiterplatten-Trennung
• Automobilindustrie: Karosseriebearbeitung
• Motorenteile, Dichtungen
• Anlagen- und Maschinenbau: Dampfturbinenräder, Leiträder, Guß-Bearbeitung
• Marmor, Stein, Kunststoffe, Verbundstoffe, etc.
• Aluminium, Stahl, Glas

Standzeiten der Düse: Saphir ca. 20h  -  Diamant ca. 300h
Durchmesser der Düsen: 0,08 bis 0,5 mm
Schnittfuge in Metall: 1 bis 1,4 mm
Schneiddruck: 3.500 – 4.200 bar
Neuste Entwicklungen bis: 13.000 bar (eher Laboreinsatz!)
Einige Hersteller liefern 6.200bar Systeme aus, die bereits Industrie tauglich sind.

Eine höhere Pumpenleistung ermöglicht höheren Durchsatz an Schneidwasser bei gleichem Druck => die Abtragsleistung steigt

Übliche Pumpengrößen:

25 PS: 17,5kW, 3.500 bar: 1,9 l/min Volumenstrom
50 PS: 37kW, 3.800 bar, 3,8 l/min Volumenstrom
100 PS: 75kW, 3.800 bar, 7,6 l/min Volumenstrom
150 PS: 115kW, 3.800 bar, 15,2l/min Volumenstrom

Schnittgeschwindigkeiten beim Wasserstrahlschneiden können um bis zu 400% variieren. Anbei sehen sie eine Tabelle für eine 50PS Pumpe mit 1 Schneidkopf, wobei hier die maximale Trennkapazität genannt wird.

Mit zunehmender Geschwindigkeit sinkt die Schnittqualität eines Wasseerstrahlschnitts. Wer mit Wasser schneiden will, der hat in der Regel auch das Interesse, eine hohe Schnittqualität zu erreichen und dies ist nur mit einer angemessenen Geschwindigkeit erzielbar. Das bedeutet, die Wirtschaftlichkeit einer Wasserstrahlschneidanlage sollte mit der Schnittgeschwindigkeiten ermittelt werden, die ihrem Anspruch an die erforderliche Genauigkeit am besten entspricht.

Beispiel für 50PS: 
5mm Edelstahl kann mit 250mm/min in hoher Qualität 
oder auch mit 700mm/min in geringerer Qualität geschnitten werden.

mit einer 50PS-Pumpe 4.000bar erzeugte Testschnitte. Deutlich sichtbar: die von der Schnittgeschwindigkeit abhängige Schnittqulität!

Geschwindigkeitsangaben in mm/min.
Alle Angaben ohne Gewähr. Daten stammen von verschiedenen Pumpenherstellern aus logarithmischen Kennlinien, die in der Regel nicht exakt ablesbar sind. Daten sind als ca. Angaben zu sehen und dürfen nur als  Orientierungshilfe verstanden werden. Exakte Berechnungen sind für konkrete Verhältnisse mit konkreten Angaben des Herstellers individuell erforderlich, diese Tabelle ist kein Ersatz hierfür.

Erklärung: 
TS= Trennschnitt
MQ=Mittlere Qualität
HQ=Hohe Qualität