FAQs Antworten auf die meistgestellten Fragen.

Laserschneiden ist ein sehr produktiver Prozess. Nichtsdestotrotz hat der Wasserstrahl einige Vorteile gegenüber dem Laser:

  • Keine Stärkeneinschränkung
  • Keine Probleme mit reflektierenden Materialien wie Messing und Aluminium
  • Kein Hitzeeinfluss, daher gibt es kein Verbrennen und keine Veränderung des Materialgefüges durch Hitze
  • Mit dem Wasserstrahl können hitzeempfindliche Materialien wie Kunststoff, Gummi, oder Verbundwerkstoffe genauso wie Glas, Stein und sehr harte Keramik geschnitten werden
  • Materialwechsel: nur die Schnittgeschwindigkeit wird geändert. Weder Gas, noch Optik müssen getauscht werden
  • Weitere Schneidköpfe können ohne weiteres für eine erweiterte Produktion angebracht werden
  • Wartung von Laseranlagen ist spezialisierter und schwieriger durchzuführen
  • Abstand zwischen Düse und Material ist bei weitem nicht so kritisch
  • Wasserstrahlanlagen sind weniger kapitalintensiv in ihrer Anschaffung als Laser

EDM ist sehr genau, aber auch sehr langsam. Es verlangt auch nach einem elektrisch leitenden Material und ruft eine Veränderung des Materialgefüges durch Hitze hervor.

Wenn man den Materialrand sowie Löcher durchschneidet oder Blindbohrungen und Gewinde erzeugen möchte, ist der Abrasiv-Wasserstrahl für gewöhnlich viel schneller, leichter zu programmieren und auch billiger als ein Fräser. 

Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass wir in einem Zug durchschneiden und dass wir keine Metallspäne erzeugen. Zusätzlich angemerkt ist Abfall in ganzer Form mehr wert als in Spanform.

Plasmascheiden ist ein Hitzeprozess. Es fügt dem Werkstück große Mengen an Hitze zu und hinterlässt eine hitzebeeinflusste Zone.

Die von einem Wasserstrahl erzeugte Oberfläche ist generell besser. Es entsteht kein Grat an der Unterseite des Materials, somit ist eine Nachbearbeitung nicht nötig. Der Abrasiv-Wasserstrahl unterliegt keiner Einschränkung der Schnittstärke und mehrere Arbeitsbereiche eines Strahls können dicht beieinander liegen.

Wie Sie der Grafik entnehmen können, kann durch Wasserstrahlschneiden eine höhere Genauigkeit als mit einem Brenn- oder Plasmaschneidsystem erzielt werden. Außerdem schneiden Wasserstrahlschneidsysteme höhere Materialstärken als Lasersysteme. 

Ferner verfügen Wasserstrahlschneidmaschinen über zahlreiche weitere Vorteile gegenüber anderen Lösungen.

Über 80% der Benutzer von Wasserstrahlanlagen weltweit schneiden mit ±0.1mm oder weniger Genauigkeit.

Der größte Vorteil ist die Reduktion des Schneidgeräusches auf unter 75 dBA. Eine Negativseite des Unterwasserschneidens ist, dass man das Werkstück während des Schneidens nur schlecht bis gar nicht sieht. Auch das Werkstück-Handling findet unter Wasser statt – es sei denn man hat eine Wasserstandskontrolle im Wassertank. Weiters ist zu sagen, dass der Schneidvorgang eine Leistungsreduktion von ca 5% bei 1mm Überdeckung mit Wasser erleidet.

Bis zu 200 mm starker Stahl und Titan werden auf Produktionsbasis geschnitten. Es gibt Fälle in denen Stärken von 300 mm und 400 mm geschnitten worden ist. Die Mehrzahl der Anwender schneiden jedoch Material mit Stärken zwischen 10 mm und 60 mm.

420 MPa ist der Höchstdruck des Druckübersetzers. Es ist bewiesen, dass der schnellste und leistungsstärkste Schnitt bei einem Druck von 380 MPa realisiert wird. Höherer Druck resultiert in kürzeren Wartungsintervallen der Hochdruckpumpe.

Das ist abhängig von der Leistung der HD-Pumpe bzw. Wasserdüse.

HD-Pumpe:
19 kw: 1,9 l/min
37 kw: 3,8 l/min
45 kw: 4,6 l/min
75 kw: 7,6 l/min

Wasserdüse:
0,1:   0,32 l/min
0,15: 0,71 l/min
0,2:   1,22 l/min
0,25: 1,87 l/min
0,3:   2,66 l/min
0,35: 3,57 l/min
0,4:   4,60 l/min
0,5:   6,82 l/min

Die Schnittfuge ist um ca. 15% breiter als der Fokussierrohrdurchmesser. Bei einem 0,8 mm Fokussierrohr ist die Schnittfuge 1,0 mm breit. Mit wachsendem Fokussierrohrdurchmesser verbreitert sich auch die Schnittfuge.

Die entstehende Verjüngung ist eine Funktion der Schnittgeschwindigkeit. Die größte mögliche Verjüngung ist gleich der maximalen Schnittbreite an der Materialoberfläche (Bsp.: 0,8 mm) und 0,0 mm an der Materialunterseite. Beim Reduzieren der Schnittgeschwindigkeit wird auch die Verjüngung kleiner, bis man parallele Seiten bekommt. Die übliche Verjüngung bei Präzisionsschnitten liegt zwischen 0,05 und 0,10 mm.

Der Wasserstrahl erzeugt sich bei den meisten Materialien sein Startloch (Anschuss) ohne weiteren Aufwand selbst. Bei einigen Verbundwerkstoffen muss der Pumpendruck reduziert und eine spezielle Vakuum-Anschussvorrichtung verwendet werden.

Von 700 mm Wasser im Wassertank.

Es bestehen folgende Mindestanforderungen an die Wasserqualität:

  • pH Wert 7,0 - 8,5
  • Carbonathärte 20 - 60 ppm entspricht 2 - 6 ° dH
  • Calciumcarbonat (Ca) 35 - 107 ppm
  • Chloridgehalt (Cl) ? 100 mg/l
  • Eintrittstemperatur für Speisewasser 10 - 25 °C
  • Elektrische Leitfähigkeit bei +25°C 450 µS/cm
  • Filtrattrockenrückstand 350 mg/l
  • Freies, gelöstes Chlor 1 mg/l
  • Speisewasservordruck 0,2 - 2,5 MPa

Abweichungen von diesen Werten führen zu kürzeren Standzeiten der Hochdruckdichtungen der Pumpe und der Düsen. Es wird deshalb eine Wasseranalyse und falls notwendig eine entsprechende Wasseraufbereitung empfohlen.

Pro installiertem Abrasivschneidkopf muss eine Anschlussleistung von 37 kW berücksichtigt werden.

Mehrere Schneidköpfe verwenden Sie, wenn Sie viele gleiche Teile erzeugen wollen. Entweder wird ein zweiter Schneidkopf an die bestehende z-Achse angebracht, oder es wird eine zweite z-Achse installiert, an der dann weitere Schneidköpfe befestigt werden können. Wichtig ist hierbei, dass jeder einzelne Schneidkopf mit demselben Druck und derselben Durchflussmenge versorgt werden muss, um einen gleichmäßigen Schnitt verwirklichen zu können.

Die Hochdruckdichtungen müssen ausgetauscht werden, wenn sie undicht sind! Bei einem konstanten Arbeitsdruck von 400 MPa sollten die Dichtungen nach 400 bis 1.200 Schneidstunden ausgetauscht werden.

Granatsand ist bei weitem das am meisten verwendete Abrasiv. Er überzeugt in den Bereichen Anschaffungskosten, Schnittgeschwindigkeit, Mischkopflebensdauer und Gesundheitsgefahr. Andere Abrasive enthalten Olivinsand, Aluminiumoxid und einige künstliche Materialien.

Bei 400 MPa Arbeitsdruck braucht man für optimale Schneidleistung:

  • Düse 0.15 mm / Fokus 0,6mm 150g/Min
  • Düse 0.25 mm / Fokus 0,8mm 350g/Min
  • Düse 0.35 mm / Fokus 1,0mm 450g/Min

Die Auflagegitter halten viele Schneidstunden, vorausgesetzt man schneidet nicht immer auf derselben Stelle. Die Gitter können verschoben, getauscht und umgedreht werden, wie bei Laser- oder Plasmaschneidanlagen.

Fokusse aus gutem Keramik-Carbid halten rund 100 Stunden. Fokusse aus der höchsten Keramik-Carbid Qualität halten um ca. 30% länger als Fokusse aus anderen Materialien. 

Solch ein Fokussierrohr kann, bei einer Ausweitung des Durchmessers um 0,5 mm, bis zu 150 Schneidstunden leisten. Viele unserer Kunden verwenden schon etwas gebrauchte Fokusse für die Erzeugung von Teilen, bei denen keine hohe Genauigkeit gefragt ist.

Eine Saphirdüse hält 25 Schneidstunden. Eine Diamantdüse (die höchste Düsenqualität) hält viel länger, kostet aber um ein 30-faches mehr und wird normalerweise nur für das Rein-Wasserstrahlschneiden verwendet.

STM Wasserstrahl-Schneidanlagen sind mit Standard-CNC Ausrüstung nicht schwerer zu programmieren als jeder andere Schneidprozess. Eine Standard CAM Software konvertiert DXF Dateien einfach ins Schneidprogramm, nur die Schneidgeschwindigkeit muss dem wechselnden Material angepasst werden. Mit der auf Windows basierenden Software EasyCut fällt das Programmieren sehr leicht! Die knifflige Denkarbeit fällt weg. Das heißt, dass Projekte schnell und präzise programmiert und geschnitten werden können.

Da die auf das Werkstück einwirkende Kraft sehr klein ist (unter 1 kg bei Präzisionsschnitten und unter 5 kg für durchschnittliche Schnitte) fallen aufwendige Spannvorrichtungen weg. Die meisten Anwender verwenden einfache leichte Gewichte, um ihre Werkstücke stabil zu halten.

Kosten, Sicherheit und Umweltverträglichkeit

Meistens werden für den Lohnschnitt auf Abrasiv-Wasserstrahlschneidanlagen zwischen € 120,00 und € 220,00 pro Stunde verrechnet.

Die Kosten pro Stunde beginnen bei € 19,00 für einen kleinen Schneidkopf (Düse: 0,15 mm / Fokus 0,6 mm) und gehen bis € 35,00 für einen großen Schneidkopf (Düse 0,35 mm/ Fokus 1,0 mm). In dem Betrag sind alle maschinenrelevanten Kosten enthalten. Arbeit, Leasing und Abschreibung müssen noch dazugerechnet werden.

Das Abrasiv kostet zwischen € 280,00 und € 300,00 pro Tonne ab Werk A-5531 Eben im Pongau.

Er wird abgetrennt. Die Sicherheitseinrichtungen rund um die Maschine wurden daher sehr gewissenhaft geplant. Die Anwender von Abrasiv-Wasserstrahlschneidanlagen unterliegen strengeren Sicherheitsauflagen als die meisten Maschinisten in anderen Branchen.

Die Lärmentwicklung beim Wasserstrahlschneiden hängt von dem Abstand des freien Strahls zur Werkstückoberfläche ab – also von der Strecke, in der sich der Wasserstrahl mit Überschallgeschwindigkeit in der Luft bewegt. Schneidet man unter Wasser, sinkt der Lärmpegel unter 75 dBA. Schneidet man über Wasser, steigt der Lärmpegel, abhängig vom Abstand des Schneidkopfes zur Werkstückoberfläche, auf bis 105 dBA. In extremen Fällen wird die gesamte Arbeitsfläche abgedeckt.

Weder das Wasser, noch der Granatsand beinhalten giftige Stoffe. Daher kann das Wasser, nachdem sich die Schwebstoffe gesetzt haben bzw. herausgefiltert wurden, in den Kanal geleitet werden. Das Abrasiv kann als Bauschutt entsorgt werden. Wenn das bearbeitete Material giftig oder gesundheitsgefährdend ist, müssen Abwasser und Abrasiv als Sondermüll entsorgt werden!

Ja. Die meisten Kunden verwenden Leitungswasser. Vor der Hochdruckpumpe muss das Wasser auf 0,5 Mikrometer gefiltert werden. Entionisierungs- sowie osmotische Systeme sind nicht zu empfehlen. Solche Systeme reinigen das Wasser zu sehr – und zu reines Wasser ist äußerst agressiv, was zu erhöhtem Verschleiß des Hochdrucksystems führt.

Wasser sowie Abrasiv kann mit dem ONECLEAN System gereinigt und recycelt werden. Mehr Information erhalten Sie auf der Unterseite ONECLEAN System.