Wasserstrahlschneiden

Wasserstrahlschneiden (englisch Waterjet Cutting, in der abrasiven Variante auch Wasserabrasivstrahlschneiden) ist ein kaltes Trennverfahren, bei dem Wasser unter sehr hohem Druck als dünner Strahl mit mehreren hundert Metern pro Sekunde aus einer Düse austritt und den Werkstoff durch Erosion abträgt. Der Schneidkopf bewegt sich nach einem CNC-Programm und schneidet 2D-Konturen aus Platten und Tafeln.

Der reine Wasserstrahl mit einem Durchmesser von wenigen Zehntelmillimetern schneidet weiche Werkstoffe: Gummi, Schaumstoffe, Dichtungen, Textilien, Papier, dünne Kunststoffe oder Lebensmittel. Für Metalle, Stein, Glas, Keramik und Verbundwerkstoffe wird dem Strahl in einer Mischkammer ein Abrasivmittel zugesetzt, meist Granatsand. Der Abrasivstrahl tritt aus einem Fokussierrohr aus und erzeugt eine Schnittfuge von meist etwa 1 mm Breite.

Der Arbeitsdruck liegt meist bei etwa 4000 bar (400 MPa), bei Hochdruckpumpen auch über 6000 bar. Der wichtigste Vorteil: Es entsteht keine Wärmeeinflusszone. Der Werkstoff härtet an der Kante nicht auf, ändert sein Gefüge nicht, verzieht sich nicht durch Wärme, und es entstehen keine Verbrennungsgase. Geschnitten werden dünne Folien bis hin zu Platten über 100 mm Dicke, mit zunehmender Dicke sinkt die Schnittgeschwindigkeit jedoch stark.

Der Strahl eilt in der Tiefe des Werkstoffs nach und verliert Energie, daher zeigt die Schnittfläche im unteren Bereich Riefen und die Schnittwand eine leichte Schräge. Die Genauigkeit liegt bei dünneren Werkstoffen meist um ±0,1 bis 0,2 mm und nimmt mit der Dicke ab. Anlagen mit schwenkbarem Schneidkopf gleichen die Schräge automatisch aus. Die Steuerungen bieten mehrere Qualitätsstufen, höhere Qualität bedeutet geringere Geschwindigkeit und höheren Preis.

Wählen Sie den Wasserstrahl, wenn der Werkstoff keine Wärme verträgt (gehärtete Stähle, Titan, Teile, bei denen eine Gefügeänderung an der Kante stört), wenn er für den Laser zu dick ist oder wenn es sich nicht um Metall handelt: Stein, Glas, Keramik, Laminat, CFK, Gummi, Schaumstoffe und Dichtungen. Er eignet sich auch für Formzuschnitte vor dem CNC-Fräsen, weil er Material und Maschinenzeit spart, sowie für die Einzelfertigung ohne Werkzeug.

Bei dünnen Stahlblechen ist das Laserschneiden meist schneller, genauer und günstiger. Die Betriebskosten treiben vor allem Abrasivmittelverbrauch und Düsenverschleiß in die Höhe.

Erwarten Sie keine Genauigkeit und Kantenschärfe wie beim Fräsen. Schräge und eine schlechtere Unterkante sind bei dicken Werkstoffen üblich. Geben Sie daher an, welche Seite Sicht- oder Funktionsseite ist, und lassen Sie genaue Flächen und Bohrungen spanend nacharbeiten. Der kleinste Innenradius entspricht etwa der halben Schnittfugenbreite. Das Anstechen spröder und geschichteter Werkstoffe (Glas, Verbundwerkstoffe) kann Risse oder Delamination verursachen, daher beginnt man dort in einer vorgebohrten Bohrung oder sticht mit reduziertem Druck an. Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) lässt sich nicht schneiden, es zerspringt.

Teile aus Baustahl sind nach dem Schneiden nass und rosten schnell, wenn sie nicht getrocknet und konserviert werden. Die Schnittfläche ist matt, ähnlich einer gestrahlten Oberfläche, und es können Abrasivkörner darin haften, reinigen Sie daher Kanten, die geschweißt werden sollen. Nennen Sie in der Anfrage Werkstoff, Dicke, geforderte Toleranzen, Schnittqualität und ob eine Kompensation der Schräge nötig ist. Fragen Sie bei dünnen Blechen und kleinen Teilen, wie sie beim Schneiden fixiert werden, denn sie können im Strahl schwingen oder zwischen die Lamellen des Auflagerosts fallen.