Mit Wasserstrahl geschnittene Bauteile aus CFK und GFK. (Bildquelle: alle Innomax)

Mit Wasserstrahl geschnittene Bauteile aus CFK und GFK. (Bildquelle: alle Innomax)

Hochdruck-Wasserstrahlschneidanlagen bearbeiten die unterschiedlichsten Werkstoffe. Beim Reinwasserschneiden werden weiche Materialien wie Schaumstoffe, Gummi, Leder, Textilien, Lebensmittel in Form gebracht. Für harte Materialien, zu denen auch Hochleistungs- und verstärkte Kunststoffe zählen, wird dem Wasserstrahl ein scharfkantiger Sand zugeführt. Das Ergebnis ist ein circa ein Millimeter schmalen Abrasivstrahl, welcher mit  Schallgeschwindigkeit das Material im Schnittspalt wegschleift. Durch die Wasserzufuhr ist die Kühlung im Schnittspalt hergestellt und Schleiftemperaturen von 50 °C werden in der Regel nicht überschritten. Die mechanische Belastung an den Flanken des Schnittspaltes liegt unter fünf Newton. Das Grundverfahren ist recht einfach und den thermischen Verfahren wie Laser-, Plasma und Brennschneiden in den beschriebenen Punkten überlegen.

Anlagenformat und Schneidkopf entscheidend

Der Schneidkopf Tilt-A-Jet schneidet Kunststoffe sowie leitende und nicht leitende Metalle direkt nach CAD-Vorgabe.

Der Schneidkopf Tilt-A-Jet schneidet Kunststoffe sowie leitende und nicht leitende Metalle direkt nach CAD-Vorgabe.

Die Anlagen mit Schneidtisch für 2D- und 3D-Anwendungen unterscheiden sich in der Größe der Verfahrwege und der zu erreichenden Teilegenauigkeit. Kompaktanlagen besitzen Ausleger- und Brückensysteme, Großanlagen überwiegend Systeme in Gantry-Bauweise. Häufig vertreten sind Schneidtische mit 3.000 x 1.500 mm Verfahrweg, da mit diesen im Metallbereich sogenannte Großformattafeln komplett bearbeitet werden können. Für das 3D Schneiden auf Großformattafeln sollten Maschinen verwendet werden, die ein Verfahren von 4.000 x 2.000 mm oder größer ermöglichen, da die 3D Schneidköpfe den normalen Verfahrweg in X- und Y-Richtung je nach Bauform einschränken. Dies gilt auch für andere Zubehörteile wie zum Beispiel Bohrkopf, Rotationsachse und Höhensensor. Je nach Aufgabenstellung werden auch Mehrkopfanlagen benötigt, die mit mehreren Schneidköpfen auf einer Hauptachse ausgestattet sind. Je nach benötigtem Komfort werden mehrere steuerbare Z-Achsen angeboten. Großanlagen mit Y-Portalen von 2.000 mm oder größer und X-Verfahrwegen von 6.000 mm oder mehr verfügen über Mehrfachportale auf einem Schneidtisch. Dadurch können gleiche Schnitte parallel erledigt oder unterschiedliche Schneidaufgaben gleichzeitig durchgeführt werden. Diese Variante ist sinnvoll, wenn zum Beispiel Standard-, Präzisions- sowie 3D Schnitte auf ein und derselben Anlage zu verschiedenen Zeiten oder auch zeitgleich ohne Umrüsten durchzuführen sind.

Am Bauteil aus PVC ist gut zu erkennen, dass mit dieser Schneidtechnologie Hinterschnitte realisiert werden können.

Am Bauteil aus PVC ist gut zu erkennen, dass mit dieser Schneidtechnologie Hinterschnitte realisiert werden können.

Die allermeisten Materialarten sind geeignet per Wasserstrahlschneiden in Form gebracht zu werden. Insbesondere für Konturzuschnitte, welche mit traditionellen Verfahren nur sehr aufwendig herzustellen sind. Bei den meisten Werkstoffen erzeugt der Wasserstrahl einen natürlichen Schneidkonus. Dieser kann durch einen langsamen Vorschub verringert werden,  was allerdings die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens schmälert. Daher gibt es bei Innomax/Omax, Mönchengladbach, einem Präzisions-Wasserstrahl-Schneidanlagenhersteller mit mehr als 6.000 Anlagen im weltweiten im Einsatz, den sogenannten Tilt-A-Jet. Dies ist ein lokal schnell agierender 5-Achs-Kopf, welcher die Konizität aus einer SW-gesteuerten Technologiedatendatenbank bis auf +/- 0,02 mm ausgleicht. Außerdem können mit ihm definierte kleine Koni wie zum Beispiel Freiwinkel präzise hergestellt werden. Dieser Schneidkopf wird auch bei sehr harten Kunststoffen, Verbundmaterialien sowie bei CFK- und GFK-Werkstoffen eingesetzt.

Schneidaufgabe definiert Anlage

Verbundmaterialien aus verschiedenen Kunst- und Schaumstoffen  können gut bearbeitet werden. Um beim Schneiden von Kunststoffen Schnittfäden zu vermeiden, wird mit dem Abrasivstrahl – Wasser und Sand – gearbeitet.

Verbundmaterialien aus verschiedenen Kunst- und Schaumstoffen können gut bearbeitet werden. Um beim Schneiden von Kunststoffen Schnittfäden zu vermeiden, wird mit dem Abrasivstrahl – Wasser und Sand – gearbeitet.

Vor dem Kauf einer Wasserstrahl-Schneidanlage oder auch bei der Vergabe von Dienstleistungen, sollte der Anwender darauf achten, dass die Maschine zum Werkstoff und zur Schneidaufgabe passt.
Die maschinenbautechnische Ausführung, eine bedienerfreundliche Steuerungssoftware sowie Nebenaggregate zum Zuführen des abrasiven Mediums und eine automatische Entschlammung sind wichtige Bestandteile eines Wasserstrahl-Schneidsystems. Sie bestimmen den Komfort für die Bediener, die direkten Einflüsse in der Maschinenumgebung sowie die Möglichkeit behördlich vorgegebene Umweltauflagen (REACH) einhalten zu können. Die Eckdaten der Anwendung müssen vom Anwender definiert werden, damit Vorkalkulation und die tatsächlichen Kosten übereinstimmen. Omax bietet für die gesamte Einsatzdauer der Anlagen kostenfreie Updates und Upgrades der Maschinenlizenz sowie für alle installierten Bürolizenzen. Vor der Entscheidung für ein System sollten Testschnitte bei den in Frage kommenden Maschinenherstellern durchgeführt werden. CAD Daten und Material sind für einen Termin ausreichend, nach dem feststehen sollte, ob mit diesem System die benötigten Bauteile gefertigt werden können.

 

Kontakt

Innomax, Mönchengladbach

info@innomaxag.de

Über den Autor

Ralf Winzen

ist Vertriebsleiter und Prokurist bei Innomax, Mönchengladbach.

r.winzen@innomaxag.de