Was zeichnet Wasserstrahlschneidmaschinen aus?

Wasserstrahlschneidmaschinen (waterjet-cutting machines) arbeiten im Stahl-Bereich mit langsameren Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zu Laser oder Plasma. Über die besonderen Vorzüge des Wasserstrahlschneidens, seinen Vor- und Nachteilen wird ausführlich in unserem Beitrag zum Wasserstrahlschneiden diskutiert.

Anforderungen an Wasserstrahlschneidanlagen

Wird mit dem Abrasivwasserstrahl langsamer geschnitten, so wirkt sich dies in der Regel positiv auf die Qualität des Schnittbilds aus. Wasser bringt kaum Wärme in das Material ein, das Material erhitzt sich in der Regel nicht. Daher sind thermische Herausforderungen, Wärmeausdehnung für das Portal kaum ein Problem.

Durch den Abrasivsand und durch Wasserspritzer sind jedoch erhöhte Schmutzanforderungen an die Anlage gestellt. Die Abdichtung von Führungen und Lagern sei es durch Faltenbälge oder andere konstruktive Maßnahmen, wie zum Beispiel verdeckte Führungen, sind hier Pflicht. Eine Wasserstrahlschneidanlage stellt dynamisch geringere Ansprüche an das Antriebssystem im Vergleich zu Laser- oder Plasmaschneidanlagen, hierbei gilt sie als weniger aufwendig in der Antriebstechnik und Konstruktion. Jedoch darf man sich nicht davon täuschen lassen, viele Wasserstrahlschneidanlagen beschleunigen mit hohen Kräften - 1 bis 2 m/sek^2 sind keine Seltenheit - und dies ist durchaus beachtlich. Außerdem stellt eine Wasserstrahlschneidanlage im Bezug auf die Genauigkeit sehr hohe Ansprüche, so dass Führungen und Meßsysteme sowie die CNC-Steuerung dafür auszulegen sind.
Natürlich ist diese hohe Genauigkeit auch im rauen Produktionsbetrieb unter Einwirkung von Staub- und Spritzwasserschutz aller empfindlichen Teile, Lager, Führungen, Antriebe, Getriebe, etc. sicherzustellen.

Mikrowasserstrahlschneidsysteme - die Spitze der Wasserstrahlschneidtechnik

Mikrowasserstrahlschneidanlagen beispielsweise positionieren im Mikrometerbereich, ihr Wegerfassungssystem löst nicht selten sogar bis zu 0,1 Mikrometer auf. Ihr Einsatzgebiet findet man in allen Bereichen der Industrie, in denen es auf Präzision ankommt und die Bauteile überwiegend kleine Abmessungen besitzen. Wer beispielsweise Folien aus Spezialstahl für Herzschrittmacher schneiden will, benötigt keine Großformatschneidanlage. Eine Herausforderung beim Zuschnitt kleiner Teile ist das Spansystem, denn die kleinen Ausschnitte und die dünnen und leichten Materialien müssen irgendwie fixiert werden. Dass dieser Fixierungsprozess schnell und einfach erfolgen soll, versteht sich von selbst. Genau dabei zeigen die Mikrowasserschneidsysteme ihren Erfindungsreichtum. Nicht selten sind auch kundenindividuelle Anpassungen des Spansystems an die Aufgabenstellung erforderlich. Die Maschinenbetten solcher Mikrowasserstrahlschneidanlagen bestehen häufig aus Granit oder einem anderen passenden Werkstoff um Schwingungen zu vermeiden und so für maximale Schnittqualität zu sorgen. Die Antriebssysteme basieren häufig auf Linearantrieben, was den Wert einer solchen Schneidanlage erheblich anhebt.

Zwei Bauarten normaler Wasserschneidsysteme  

Am Markt finden wir min. zwei verschiedene Arten von Wasserstrahlschneidanlagen: 

• Anlagen komplett aus Edelstahl und anderen nichtrostenden Materialien und
• Anlagen aus Normalstahl mit entsprechendem Schutzanstrich, um Rost vorzubeugen.

Eine Edelstahl-Wasserstrahlschneidanlage ist in der Regel die langlebigere Version. Häufig entscheidet bei der Frage ob man in eine Edelstahl- oder eine Normalstahlanlage investiert der persönliche Geschmack, Einzelempfindungen oder die Anforderungen und nicht selten der Geldbeutel.

Zwei Pumpensysteme im Einsatz bei Wasserstrahlschneidanlagen

Beide Pumpensysteme besitzen spezielle charakteristische Eigenschaften, die sich überwiegend an der Wirtschaftlichkeit und dem Anschaffungspreis orientieren.

Am Markt unterscheidet man die:

• Druckübersetzer-Pumpen und die
• direktangetriebenen Pumpen.

Das Schnittbild beider im Einsatz befindlicher Hochdruckaggregate dürfte dabei, bei richtiger Anlagenauslegung, kaum voneinander zu unterscheiden sein. Unterschiede wird es bei den Druckschwankungen gehen und damit der Lebensdauer der Düsen, sowie beim Energieverbrauch, der Lebensdauer der Dichtungen und dem Wartungsaufwand.
  

Wasserstrahlschneidanlagen und ihre Systemkomponenten

Eine Wasserstrahlschneidanlage stellt schnell das Herzstück des Schneidbetriebs dar. Doch darüber hinaus sind weitere Systemkomponenten von Bedeutung: Die Wasseraufbereitungsanlage, ebenso wie die nachgeschalteten Austragungs- und Filter-Systeme, die den Schlamm aus dem Tisch fördern und in Containern oder Bigpacks abfüllen. Verstärkt kommen auch Recycling-Systeme zum Einsatz, die das Wasser und das Abrasivmittel wieder zur weiteren Nutzung vorbereiten. Das Programmiersystem und die Arbeitsvorbereitung sind ebenso von Bedeutung, wie die schnelle Lagerverwaltung der zu schneidenden Stoffe sowie die ausreichende Bevorratung und Förderung des Abrasivmittels zum Schneidkopf.