Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um einen Kaltschneideprozess. Das Material wird mithilfe von Wasser, Abrasivmittel oder Überschallwasser geschnitten. Somit wird es erodiert. Die Technologie bietet den Vorteil, dass es im Hinblick auf das Schnittmaterial keine Grenzen gibt.

Hohe Druckerzeugung beim Wasserstrahlschneiden

Beim Wasserstrahlverfahren kann mit einer Ultrahochdruckpumpe ein Wasserstrahl erzeugt werden, der einen Nenndruck von circa 6.480 bar erreichen kann. Löschschläuche erreichen dagegen höchstens einen Druck von 84 bar. Durch feine Düsen wird der Druck in eine hohe Geschwindigkeit umgesetzt. Es wird ein Strahl erzeugt, der die Dicke eines menschlichen Haares aufweist. Dieser Strahl ist in der Lage, die unterschiedlichsten weichen Materialien zu schneiden. Wenn eine höhere Schneidkraft benötigt wird, kann dem Wasserstrahl ein Granatsand zugefügt werden. Durch die Zugabe von Granat tritt am Schneidkopf ein Wasserstrahl aus, der eine vierfache Schallgeschwindigkeit erreicht. Somit ist mit dem Strahl sogar das Schneiden von hartem Stahl von über 30 cm möglich.

Unterschiede zwischen Reinwasserstrahl und Abrasivwasserstrahl

Das Arbeiten mit Reinwasserstrahl gehört zu den Klassikern. Mit diesem Verfahren lassen sich problemlos weiche Materialien bearbeiten. In der Regel handelt es sich um Schaumstoff, Dichtungen, Papier, Isolierungen, Windeln, Innenauskleidungen von Fahrzeugen, Zementplatten, Lebensmittel oder Teppich. Das Verfahren mit einem Abrasivwasserstrahl verläuft sehr ähnlich. Ein großer Unterschied ist, dass das Wasser mit einem Granat vermischt wird. Das Abrasivmittel wird direkt über einen Venturi-Vakuumerzeuger in den Schneidkopf eingeführt. Hier wird er mit dem Wasser vermischt. Der daraus entstehende Abrasivwasserstrahl kann für harte Materialien wie Keramik, Glas, Stein, Metall oder andere Verbundstoffe verwendet werden.

Geschichte des Wasserstrahlverfahrens

Seit dem frühen 20. Jahrhundert wurde Wasser zum Abtragen von Ton- oder Kiesablagerungen verwendet. In einigen bekannten Goldminen wurde mit dem Wasserstrahlschneiden Steine und Erde an den Goldadern entfernt. Seit 1930 wird das spezielle Verfahren von Ingenieuren zum Putzen von Gussteilen eingesetzt. Früher war ein Druck von höchstens 100 bar möglich. Die erste Maschine, die mit einem Druck von 700 bar arbeitete, wurde auch patentiert. Die Maschine wurde Ende der 1960er Jahre unter anderem von der Flugzeugindustrie für Teile verwendet, die als sehr wärmeempfindlich gelten. Hierbei handelte es sich unter anderem um Waben-, Faserverbund- und Schichtwerkstoffe. Granit oder andere Zugaben werden seit 1974 verwendet. Dadurch konnte die Einsatzmöglichkeit des Wasserstrahl-Verfahrens deutlich erhöht werden.

Beim Wasserstrahlschneiden werden nur oberflächennahe, mikroskopisch kleine Partikel vom Werkstoff abgelöst. Bei diesem Verfahren kommt es zu keiner Dehnung des Werkstücks. Das kommt daher, dass keine Wärme oder hohe Bearbeitungskräfte entstehen. Das abfließende Wasser sorgt für natürliche Scherkräfte. Dadurch werden zusätzlich feine Materialien vom Werkstück abgetragen. Die mögliche Strahlleistung ist ein wichtiger Hinweis über die Leistungsfähigkeit eines Gerätes.

Weiterführende Informationen hierzu können Sie beispielsweise auf der Webseite der Perndorfer Maschinenbau KG finden.