Wasserstrahlschneiden: Methoden, Anwendungen und Vorteile

Beim Wasserstrahlschneiden kommt ein computergesteuertes (CNC) Schneidgerät zum Einsatz, auf dem eine spezielle Software installiert ist. Dieses Programm steuert die Bewegung des Schneidkopfes und ermöglicht so das Schneiden unterschiedlichster Materialien und Objekte. Wasserstrahlschneider zeichnen sich bei Automatisierungsanwendungen durch ihre einzigartige nichtthermische Schneidtechnik aus.
Diese Technologie wird in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise beim Abbruch von Betonkonstruktionen und beim Schneiden anspruchsvoller Materialien, die in Flugzeugrümpfen verwendet werden. Ihre Genauigkeit steigert die Effizienz des Schneideprozesses erheblich.

Während wir uns eingehender mit den Funktionen und Vorteilen dieser hochmodernen Methode befassen, lesen Sie weiter, um zusätzliche Informationen zum Wasserstrahlschneidverfahren und seinen Einsatzmöglichkeiten zu erhalten.

Was ist Wasserstrahlschneiden?

Das Wasserstrahlschneiden verwendet einen Hochdruckwasserstrahl, der mit Schleifpartikeln versetzt sein kann, aber nicht muss. Es ist ein äußerst präzises und effizientes industrielles Verfahren, mit dem sich eine Vielzahl von Materialien schneiden lässt. Ohne Wärmeentwicklung oder nennenswerte mechanische Belastung kann dieser Schneidprozess präzise Designs auf einer Vielzahl von Materialien erzeugen, darunter Metalle, Verbundwerkstoffe, Glas, Keramik und Steine. Da das Wasserstrahlschneiden die Erhaltung der strukturellen Integrität des Materials garantiert, ist es besonders nützlich für Anwendungen, bei denen Genauigkeit und kleinste Details erforderlich sind.

Das Wasserstrahlschneiden verwendet einen Hochdruckwasserstrahl, der mit Schleifpartikeln versetzt sein kann, aber nicht muss. Es ist ein äußerst präzises und effizientes industrielles Verfahren, mit dem sich eine Vielzahl von Materialien schneiden lässt. Ohne Wärmeentwicklung oder nennenswerte mechanische Belastung kann dieser Schneidprozess präzise Designs auf eine große Auswahl an CNC-Bearbeitungsmaterialien, darunter Metalle, Verbundwerkstoffe, Glas, Keramik und Steine. Da das Wasserstrahlschneiden die Erhaltung der strukturellen Integrität des Materials garantiert, ist es besonders nützlich für Anwendungen, bei denen Genauigkeit und kleinste Details erforderlich sind.

Wasserstrahlschneiden: Wie funktioniert es?

Je nach Material und Anwendung ist das Wasserstrahlschneiden eine Spitzentechnologie, die in zwei Hauptkategorien unterteilt werden kann: reines Wasserschneiden und abrasives Wasserschneiden. Steine, Keramik und andere harte Materialien eignen sich gut für das abrasive Wasserschneiden. Um schwierige Oberflächen zu schneiden, wird ein Hochdruckwasserstrahl in Kombination mit abrasiven Materialien wie Granatsand verwendet. Der Prozess umfasst mehrere wichtige Schritte:

• Mithilfe einer großen elektrischen Druckölpumpe wird Wasser mit 2750 psi in einen Hochleistungsverstärker gepumpt.

• Da der Hydraulikkolben 20-mal größer ist als der Wasserkolben, erhöht sich der Druck im Verstärker aufgrund des Größenunterschieds von 50–60 psi auf 55,000 psi.

• Das unter extrem hohem Druck stehende Wasser wird dann über ein Stahlrohr und eine präzise geformte Saphir- oder Diamantöffnung zu einem Schneidkopf geleitet.

• Die Kombination aus unter Druck stehendem Wasser und Schleifmittel tritt durch eine Düse aus und erzeugt einen kräftigen Schneidstrahl, der harte Materialien effektiv schneiden kann.

• Für weichere, flexiblere Materialien wie Kunststoffe, Gummi, Schaumstoff und Leder hingegen ist das Pure Water Cutting perfekt, da dabei nur Wasser unter hohem Druck verwendet wird. Einige der Hauptmerkmale dieser Methode sind:

• Um einen Hochgeschwindigkeitsstrahl zu erzeugen, der Materialien sauber schneiden kann, ohne dass Schleifmittel erforderlich sind, wird Wasser komprimiert.

• Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für Waren wie Lebensmittel und Textilien, die empfindlich auf Temperaturschwankungen und Hygienebedingungen reagieren.

• Das Schneiden mit reinem Wasser eignet sich hervorragend zum Erstellen exakter Schnitte und aufwändiger Designs, insbesondere bei 3D-Formen und feinen Details, erfordert jedoch weniger Schneidleistung. Zum Schneiden komplizierter Materialien kann die Düsengröße von nur 0.08 mm auf 0.1 mm heruntergeregelt werden.

Beide Verfahren machen sich die besonderen Eigenschaften des Wasserstrahlschneidens zunutze, die Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit ohne die hitzebedingten Schäden anderer Schneidverfahren bieten.

Wichtige Elemente der Wasserstrahl-Schneidbearbeitung

Wasser wird von einer Hochdruckpumpe durch Rohre und aus einem winzigen Loch durch eine Reihe von Maschinenkomponenten erzeugt. Zu den Elementen gehören:

1. Pumpe mit hohem Druck
Diese Hochdruckpumpe gewährleistet zu angemessenen Kosten einen zuverlässigen Betrieb mit Druckwasser. Die meisten wichtigen Aktivitäten finden hier im Zentrum des Wasserstrahlsystems statt. Bei Wasserstrahlanwendungen werden zwei Arten von Hochdruckpumpen eingesetzt: Verstärkerpumpen und direkt angetriebene Pumpen. Ähnlich wie bei einem Waschdeck zu Hause verwendet die direkt angetriebene Pumpe einen Triplex, um die Bewegung in jedem ihrer drei Kolben direkt vom elektrischen Gerät aus zu erfassen. Sie liefert zwischen 20,000 und 50,000 psi und das von Verstärkerpumpen erzeugte Hochdruckwasser kann Hydraulik- oder Wasserkreisläufe durchbrechen.

2. Schneidkopf
Im Hinblick auf die Wasserstrahltechnologie ermöglicht dies eine einwandfreie Präzisionsausrichtung. Die Schneidstruktur ist in einem Mischrohr, einer Edelsteinöffnung und einer Venturikammer enthalten. Die Diamantöffnung ist der Punkt, an dem das unter Druck stehende Wasser der Rohrleitung mit hoher Geschwindigkeit in Dampf umgewandelt wird. Sobald der Dampf durch die Öffnung geströmt ist, befindet sich in der Venturikammer eine Mischung aus Schleifmittel und Wasser. Je nach den erforderlichen Voraussetzungen sind verschiedene Größen und Durchmesser für die Öffnung und die Mischrohre verfügbar. Die Mischung aus Schleifmittel und Wasser tritt aus dem Mischrohr aus.

3. Schleifmittelzufuhrsystem
Dieses System wird von einer Dosiereinheit mit einstellbaren Schleifmittelwaagen angetrieben. Das Verhältnis von Schleifmittel zu Wasser zum Schneiden von Materialien variiert je nach Material. Nachdem die Maschine eingerichtet wurde, werden die Messungen einmalig durchgeführt und eingegeben und dort gespeichert, bis der Auftrag abgeschlossen ist. Die einzige Variable bei diesem Vorgang ist die Düsengeschwindigkeit, die über die CNC eingestellt wird.

4. Auffangbehälter kombiniert mit Tischkreissäge
Große und schwere Werkstücke können mithilfe eines beweglichen Auffangbehälters gehandhabt werden. Bei der Wasserstrahlbearbeitung ist der Behälter abrasiv und sammelt ausschließlich Wasser. Zusätzlich ist auf dem Behälter ein Funktionstisch angebracht, der bei Reibarbeiten hilft.

5. Bewegungsausrüstung
Dieser wird von einem stationären Servosystem angetrieben. Dank des XY-Bewegungsmechanismus und der Konstruktion des Auslegersystems können sich Schneidköpfe frei über eine Schneidfläche bewegen. Führungsschienen, Linearschrauben und hochentwickelte Präzisionslager treiben die Achse an. Im Folgenden sind einige Vorteile dieser Bewegungsausrüstung aufgeführt:

• Uneingeschränkter Bereich für die Montage und Demontage von Komponenten oder Zubehör.

• Der Schneidbereich ist für die Bediener leicht zugänglich.

• Ein präzises Doppelantriebssystem ist nicht erforderlich, da sich der Balken nur in eine Richtung bewegt.

6. Steuerungssoftware
Das in CAD entworfene und in einer DWG-Datei gespeicherte CNC-System (Computer Numerical Control) ist eine vorinstallierte Anwendung. Die Datei wird automatisch in numerische Dateien umgewandelt, die das Steuerungssystem verstehen kann. An diesem Punkt lernt die Maschine, in welche X-, Y- und Z-Richtung der Schneidkopf bewegt werden muss. Diese Technologie erzeugt schnell und zuverlässig exakte Präzision.

Verschiedene Wasserstrahlschneidarten

Wie bereits erwähnt, kann die Effizienz des Schneidkopfes durch das unter Druck stehende Wasser gesteigert werden, das durch die Öffnung in die Venturi-Kammer gelangt und sich mit Dampf vermischt, der schnell durch eine Düse schießt. Es gibt zwei Arten von Wasserstrahlschneidern:

Schneiden mit einem Abrasiv-Wasserstrahl: Methode und Vorteile

Obwohl zusätzliche Teile zum Schneidkopf hinzugefügt werden müssen, verwendet dieser Schneider reine Wasserstrahlschneidsysteme. Zu diesen Teilen gehören Schleifmittel, Mischkammern und Fokussierdüsen. Durch die Kombination der Schleifmittel mit dem reinen Wasserstrahl wird im Schneidkopf ein Vakuum erzeugt, und dieses Vakuum gelangt zum Mischrohr, bevor es die Schneiddüse verlässt. Die intensive Mischung im Schneidkopf durch das Schleifmaterial, wie Granat, führt zu einer schärferen und besseren Schneidfähigkeit. Aluminium gehört zu den härtesten Metallen, die es schneiden kann.

Anwendungen für Abrasiv-Wasserstrahlschneider: 

• Durch den winzigen Schnitt ist es perfekt für präzise Schnitte geeignet.

• Schneidet eine Vielzahl von Materialien ohne Werkzeugwechsel, darunter Metalle, Verbundwerkstoffe, Stein und Glas.

• Ermöglicht die Entwicklung komplexer Designs, die mit herkömmlichen Techniken nicht realisierbar sind.

• Anpassbar sowohl an die Massenfertigung als auch an einmalige Ideen.

Vorteile der Verwendung eines Abrasiv-Wasserstrahlschneiders

• Kann sowohl dicke als auch dünne Materialien schneiden.

• Dadurch wird der Materialabfall erheblich reduziert.

• Für unterschiedliche Werkstücke wird nur eine Düsenkonfiguration benötigt.

• Es entsteht ein schmaler Bach.

• Erzeugt keine mechanische Spannung.

Nachteile des Abrasiv-Wasserstrahlschneiders:

• Insbesondere bei harten Materialien kann es langsamer sein als das Laser- oder Plasmaschneiden.

• Die fachgerechte Entsorgung des verwendeten Strahlmittels ist betriebs- und umwelttechnisch problematisch.

• Aufgrund der Kosten für Schleifmittel und Wartung ist es teurer als andere Schneidetechniken.

Reines Wasserstrahlschneiden: Anwendungen und Zubehör

So wurde das Wasserstrahlschneidwerkzeug ursprünglich hergestellt. Im Vergleich zu dem Zeitpunkt, an dem die Schneide auf das Werkstück trifft, hinterlässt es weniger Feuchtigkeit auf der Oberfläche. Der reine Wasserstrahlschneider erzeugt während des Betriebs auch keinen schädlichen Abfall und eignet sich daher zum Schneiden sowohl weicher als auch zäher Materialien, die von reinem gefiltertem Wasser getrennt wurden. Darüber hinaus kann er aufgrund seiner einfachen Handhabung einen maximalen Mehrwert von 90,000 PSI / 6200 bar erreichen.

Anwendungen des Pure Waterjet Cutter:

• Aufgrund seines geringen Feuchtigkeitsgehalts eignet es sich hervorragend zum Schneiden von Seidenpapier, Wellpappe und Autoinnenräumen.

• Die Lebensmittelindustrie kann von seinem hygienischen und bakterienfreien Schneideverfahren profitieren.

Vorteile des reinen Wasserstrahlschneiders:

• Weiche Materialien und leichte Werkstücke lassen sich damit problemlos trennen.

• Der Betrieb mit unglaublich geringer Schnittkraft.

• Es funktioniert mit Materialien jeder Dicke und Länge.

• Beim Schneidvorgang entsteht keine Hitze.

• Sein Wasserstrahl ist äußerst schmal.  

Nachteile des Pure Waterjet Cutter:

• Metallische Gegenstände können damit nicht geschnitten werden.

Arten von Wasserstrahlschneidmaschinen

Eindimensional
Für gerade oder lineare Schnitte hat dieser Fräser eine einzige Achse. Diese Art von Maschine, die typischerweise zum Trimmen der Kanten eines Werkstücks verwendet wird, hat eine einzige Bewegungsrichtung für den Wasserstrahl.

Zweidimensional 
Für diesen Schnitt wird ein Wasserstrahl auf der XY-Achse verwendet. Es ist möglich, von der X- auf die Y-Achse zu wechseln. Es sind sowohl kreisförmige als auch lineare Bewegungen möglich. Das 2-Achsen-Schneiden wird in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Bergbau, dem Bauwesen und der Landwirtschaft verwendet, um Materialien schneller zu schneiden als mit der herkömmlichen Methode. Diese Methode ist stark und präzise, ​​ohne eine verzerrte Kante zu hinterlassen, und kann auf eine Vielzahl von Werkstücken angewendet werden. Schließlich ist das Schneiden in der Umgebung aufgrund der Brennverfahren nicht bequem.

Dreidimensional (XYZ) 
Die X-, Y- und Z-Achsen sind für diesen Wasserstrahlschnitt beweglich. Jede Achse bildet den Maschinenrahmen streng nach dem Motto „eine bestimmte Richtung oder Bewegung“. Hochdrucktechnologie und ein intuitives Bedienfeld sorgen für verbesserte Handhabung, Einrichtung und Präzision bei der Bearbeitung. Die Flexibilität ermöglicht eine präzise und sehr dynamische Befestigung.

Vierdimensional (XYZA)
Die vier Drehbewegungen um die X-Achse bei diesem Schnitt lassen ihn dem dreiachsigen XYZ-Schnitt ähneln. Der 4-Achsen-Fräser kann sich auch kreisförmig auf der X- und A-Achse drehen. Er hat nicht nur die Möglichkeit, das Werkstück zu drehen, damit der Wasserstrahl Material von seinen Seiten abziehen kann, sondern kann auch das Material an fünf seiner Seiten fräsen und geschwungene Schnitte erzeugen.

Fünfdimensional (XYZAB)
In einem einzigen Setup 5-Achs-Fräser kann geneigte, rotierende und lineare Teile herstellen. Es ist einfach, 2D- und 3D-Schnitte an einer Vielzahl von Werkstücken und in den meisten wichtigen Fertigungsverfahren in Schweiß-, Dekor-, Automobil- und Luftfahrtwerkstätten durchzuführen. Insbesondere die G2-CNC-Maschine ist eine vielseitige 5-Achsen-Maschine. Sie ist einfach zu bedienen und erfordert kein technisches Fachwissen. Sie bietet außerdem die höchste Verarbeitungsqualität und den schnellsten Betrieb, der bei jedem Produkt möglich ist.

RichconnWasserstrahlschneidedienste von

Wasserstrahlschneidanlagen haben mehrere positive Auswirkungen auf lokale Unternehmen oder die Fertigung. Diese Maschine ist aufgrund ihres einfachen Designs und ihrer Benutzerfreundlichkeit vielseitig einsetzbar und umweltfreundlich. Da es sich um eine Kaltschneidemethode handelt, ist ihr präziser Prozess unübertroffen und daher eine attraktivere Wahl als Alternativen.

 
Wasserstrahlschneiden ist nicht nur möglich, sondern verfügt auch über eine hochentwickelte Software, die den Umgang mit ihnen stressfrei macht. Wenn Sie also für Ihr Unternehmen ein standardmäßiges Schneidfinish anbieten möchten, bieten sie das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.

Allerdings werden beim Wasserstrahlschneiden hohe Anforderungen an die Professionalität gestellt. Um unnötige Verluste zu vermeiden, ist die Wahl eines professionellen Unternehmens eine gute Wahl. Richconn ist ein kompetenter Anbieter von Industriedienstleistungen. Wir haben nicht nur eine ausgezeichnete kleine Wasserstrahlschneidmaschine zum Verkauf, sondern verfügen auch über qualifiziertes Personal, das unseren Kunden umgehend technischen Support und Lösungen bieten kann. Darüber hinaus verfügen wir über modernste Wasserstrahlschneidtechnologien und -geräte, die jede Art von Schneidearbeit bewältigen können und Ihnen Schneidservice die effektiv, sicher und umweltfreundlich sind. Damit sind wir Ihr zuverlässiger Partner. Bitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie unseren Wasserstrahlschneideservice benötigen. Wir helfen Ihnen gerne weiter.

Fazit

Die Wasserstrahlschneidtechnologie wird durch den kontinuierlichen technologischen Fortschritt und die Ausweitung der Anwendungsbereiche umweltfreundlicher, intelligenter und effizienter. Dies wird die Verarbeitungsdienste für eine Reihe von Branchen verbessern. Die Technik des Wasserstrahlschneidens wird in vielen weiteren Bereichen von entscheidender Bedeutung sein. Wir haben Grund zu der Annahme, dass die Wasserstrahlschneidtechnologie in Zukunft einer der wichtigsten Entwicklungsbereiche im Bereich des industriellen Schneidens sein wird. Suchen Sie nach zuverlässigen Wasserstrahlschneiddiensten in meiner Nähe? Kontaktieren Sie uns Richconn?