Alternative oder Ergänzung: Wasserstrahlschneiden in der Metallverarbeitung

Kalte Trennung

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Die Metallverarbei- tung kennt zahlreiche Methoden zum Trennen von Materialien. Höhere Drücke, damit höhere Schneidgeschwindig- keiten und clevere Software für größere Schneidgenauigkeiten machen das „Werkzeug“ Wasserstrahl immer noch interessanter.

Die Autoren: Angelika Würfel arbeitet im Marketing der Flow Europe GmbH, Bretten; Nora Crocoll ist Redakteurin im Redaktionsbüro Stutensee, Stutensee

Als Kalttrennverfahren, das keine thermische Belastung auf das bearbeitete Material ausübt, ist Wasserstrahlschneiden für viele Anwendungen die Lösung. Gegenüber anderen Verfahren entstehen zudem keine giftigen Dämpfe, kein Staub oder Späne. Gleichzeitig lassen sich mit dem Wasserstrahl verschiedenste Metalle äußerst wirtschaftlich bearbeiten – von Aluminium über Kupfer, Messing und Edelstahl bis hin zu Titan. Der Laserstrahl hat bei einigen dieser Materialien ab bestimmten Dicken durchaus Schwierigkeiten in Bezug auf die geforderten Genauigkeiten. Draht-Erodieren liefert zwar äußerst präzise Ergebnisse, ist aber sehr langsam und damit teuer.
Hoher Schneiddruck für mehr Wirtschaftlichkeit
Beim Wasserstrahlschneiden wird Wasser in Reinform oder mit beigemischtem Abrasiv unter hohem Druck auf die zu bearbeitende Oberfläche „geschossen“. Der Druck des Wasserstrahls, die Menge des beigemischten Abrasivs, Art und Dicke des zu bearbeitenden Materials sowie die gewünschte Qualität der Schnittkante beeinflussen wesentlich, mit welcher Geschwindigkeit Schneidteile hergestellt werden können. Die Experten fürs Wasserstrahlschneiden von Flow Europe haben bereits vor zwei Jahren Anlagen mit einem Dauerarbeitsdruck von 6000 bar vorgestellt, mit denen sich die Geschwindigkeit und somit die Wirtschaftlichkeit deutlich erhöhen lässt. Mittlerweile sind mehr als 200 Flow-Anlagen und Pumpen mit 6000 bar Dauerarbeitsdruck weltweit im Produktionsbetrieb im Einsatz. Sowohl die WMC-Wasserstrahl-Bearbeitungszentren als auch die Anlagen des Typs „Integrated Flying Bridge“ (IFB), lassen sich mit der Hyper-Pressure-Technologie ausstatten und haben sich so in verschiedensten Anwendungen bewährt.
Hohe Genauigkeit dank cleverer Software
Geschwindigkeit ist jedoch nicht alles. In vielen Anwendungen spielt höchste Genauigkeit eine wichtige Rolle. Es liegt in der Natur der Sache, dass das Schneidmedium Wasserstrahl eine konische Form aufweist, die sich vor allem bei großen Materialdicken bemerkbar macht: Konventionelle Wasserstrahlanlagen erzeugen bei hohen Trenngeschwindigkeiten einen deutlichen Winkelfehler an der Schnittkante. Deshalb wurde bei Flow das „Dynamic-Waterjet“-Verfahren entwickelt. Dank aktiver Toleranzkontrolle wird dabei der Schneidkopf abhängig von Materialart und -dicke dreidimensional bewegt, um so den Winkelfehler auszugleichen. Durch das Schrägstellen des Schneidkopfes kann mit einem wesentlich höheren Vorschub geschnitten werden. Somit lassen sich selbst bei dicken Materialien Toleranzen von ±0,04 mm erreichen. Gleichzeitig können die sonst typischen Einkerbungen an den Ecken vermieden werden. Bei gleicher Schnittkantenqualität lassen sich mit der Dynamic-Waterjet-Technologie Werkstücke in deutlich kürzerer Zykluszeit bearbeitet als mit konventionellen 2D-Schneidanlagen.
Auch hierfür finden sich in der Metallbearbeitung verschiedenste Einsatzbereiche. Beim Werkzeugbau beispielsweise kommt es oft auf höchste Präzision an. Deshalb setzt man in diesem Bereich meist auf Draht-Erodieren. Da Flow-Wasserstrahlanlagen dank Hyper-Pressure- und Dynamic-Waterjet-Technologie eine hohe Grundgenauigkeit liefern, eignen sie sich hier beispielsweise für’s Vorbereiten der Werkstücke. In einem zweiten Bearbeitungsschritt werden nun nur noch die Bereiche des Werkzeugs draht-erodiert, die eine noch höhere Genauigkeit benötigen. Mit dem zweistufigen Vorgehen lassen sich Durchsatz und somit Produktivität deutlich steigern.
Wasserstrahlschneiden KEM 484
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