Das Wasserstrahlschneiden ist ein Kaltschneideverfahren, das zur Gruppe der abtragenden Verfahren in der Hauptgruppe des Trennens gehört. Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts konnte dieses Verfahren im Rahmen des Bergbaus verwendet werdet. Hierbei diente es zum Schneiden von Stein, Ton- und Kiesablagerung sowie Goldadern.
Heute wird das Verfahren in zwei unterschiedlichen Ausprägungen angewandt: Reinwasserschneiden sowie Abrasivschneiden. Beim Reinwasserschneiden wird das Prozesswasser auf Systemdrücke von 4.000 bis 6.000 bar gebracht, je nach Anwendung und Leistung der Wasserstrahlschneidanlage. Die Druckerhöhung wird dabei von einer Ultrahochdruckpumpe bewerkstelligt.
Im Anschluss tritt das Wasser aus einer Edelsteindüse aus, die nur einen Öffnungsdurchmesser von 0,1 bis 0,5 mm hat. Der dabei entstehende Wasserstrahl ist nur ungefähr so dünn wie ein menschliches Haar und tritt mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düse aus. Dieser Strahl ermöglicht es, dass auf der Oberfläche des zu trennenden Materials feine Partikel abgetragen werden. Dieser Werkstoffabtrag geschieht so lange, bis das Material schließlich durchtrennt ist.
Alternativ kann dem Wasserstrahl ein sogenanntes Abrasivmittel beigemischt werden. Dies geschieht in einer im Schneidkopf integrierten Mischkammer. Diese Option wird gewählt, wenn dickere und härtere Werkstücke getrennt werden müssen. Als Abrasivmittel wird meist Granat- oder Olivsand. Im Rahmen des Abrasivschneidens ist es möglich, Werkstoffe wie Stein, Metall, Marmor und sogar Panzerglas zu durchtrennen.
Das normale Wasserstrahlschneiden wird auch zum Trennen von weicher sowie zäher Werkstoffe wie Folien, Dämmstoffen, Papier, Textilien oder Lebensmitteln eingesetzt.
Ein großer Vorteil des Wasserstrahlschneidens ist die schonende Verarbeitung des Materials. Anders als es beispielsweise beim Brennschneiden oder Laserstrahlschmelzschneiden der Fall ist, werden hier keine Wärmezonen ins Material eingebracht. Dadurch entstehen keine Verformungen, Materialgefügeänderungen, Materialspannungen sowie Risse. Daher wird das Wasserstrahlschneiden vor allem zum Trennen von temperaturempfindlichen Werkstoffen eingesetzt. Zudem ist die Prozessführung schonend für Mensch und Umwelt: Es entstehen keinerlei Staub, Rauch oder Dämpfe.
Obwohl Wasserstrahlschneidanlagen einfach zu handhaben sind und nur einen geringen Wartungsaufwand benötigen, erreichen sie stets eine schmale Schnittfugenbreite, die auch das Einhalten geringer Schnitttoleranzen ermöglicht. So muss beispielsweise kein Schneidwerkzeug gewechselt oder geschärft werden, ohne dass die Schnittbreite und -qualität darunter leidet. Damit können Konturen effizient verschachtelt werden und erlaubt eine effizientere Ausnutzung des Rohmaterials. Durch die hohe Qualität der Schnittkanten sind nachfolgende Bearbeitungsschritte wie Entgraten oder Drehen bzw. Fräsen der Werkstückkanten nicht mehr nötig. Dies spart Zeit und Ressourcen und erlaubt den Mitarbeitern, die Werkstücke sicher und verletzungsfrei zu handeln.
Moderne Wasserstrahlschneidanlagen haben neben den beiden Hauptkomponenten – der Hochdruckpumpe und Wasserdüse – auch meist eine umfangreiche Aufbereitungsanlage für das Prozesswasser. Darin werden Fest- und Schwebstoffe abgefiltert und das Salz entfernt. Damit wird nicht nur die Schnittqualität erhöht, sondern auch der Verschleiß der Anlagenkomponenten minimiert. Je nach Dicke und zu trennenden Werkstoff erreichen die Anlagen einen Vorschub von bis zu sechs Metern pro Minute.
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