Das Verfahren des Wasserschneidens

Um die Technik des Wasserschneidens durchzuführen, benötigt man eine Wasserstrahlschneidemaschine. Diese wird als Werkzeugmaschine zum Trennen von Materialien genutzt und arbeitet mittels eines Hochdruckwasserstrahls.

Das Verfahren des Wasserschneidens geschieht dabei folgendermaßen. Das zu bearbeitende Material wird beim Verfahren des Wasserstrahlschneidens durch einen Hochdruckwasserstrahl getrennt. Mit einem Druck von bis zu 6000 bar kann dieser Strahl das Material schneiden. Üblicherweise aus wirtschaftlichen Gründen nutzt man für diesen Strahl allerdings nur einen Druck zwischen 3200 und 3800 bar. Der Vorteil dieses Verfahrens ist es, dass das Schneidgut für die Bearbeitung fast nicht erwärmt werden muss. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist es, dass durch den hohen Druck das Schneidwasser keimfrei ist. Daher muss das Wasser nicht besonders aufbereitet werden. Eine Aufbereitung würde nur erforderlich werden wenn eine Erhöhung der Pumpenstandzeit gefordert ist. Diese Aufbereitung würde dann z.B. per Wasser-Enthärtung oder mit Hilfe eines Umkehrosmose-Systems erfolgen. Die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Wassers erzeugt beim Schneiden aber einen Schalldruck von bis zu 130 dB. Auch die Schallemission kann durch das Schneiden unter Wasser bedeutend reduziert werden, wie z.B. durch eine Erhöhung des Wasserspiegels im Strahlfänger.

Beim Verfahren des Wasserstrahlschneidens kann man zwischen dem Reinwasserschneiden (oder dem Purwasserschneiden) und dem Abrasivschneiden unterscheiden. Die Methode des Reinwasserschneidens nutzt lediglich die Strahlenergie des Wassers aus. Dabei ist die Schneidleistung in harten Materialien sehr begrenzt, während der Schnittspalt bei weichen Materialien lediglich 0,1 mm betragen kann. Auch eine Strahlbündelung ist hier möglich. Diese kann über die Zusetzung von Polymeren erfolgen. Neueste Technologien im Hochdruckpumpensektor machen es heute sogar möglich harte Materialien wie z.B. Aluminium bis zu einer Dicke von etwa 4 Millimetern ohne die Verwendung von Abrasivmitteln zu trennen. Hierfür wird dann ein Wasserstrahl mit einem Druck von 6000 bar eingesetzt.

Dagegen wird bei der Methode des Abrasivschneidens dem Strahl ein Schneidmittel, das auch als Abrasiv bezeichnet wird, zugesetzt. Dies soll zur Erhöhung der Schneidleistung dienen. Als Abrasiv werden dabei häufig Materialien wie Granat oder Korund eingesetzt. Es wird bei dieser Methode erst durch die Beimengung eines derartigen Abrasivs möglich, auch härtere Materialien, die mit reinem Wasserstrahl nicht trennbar sind, zu schneiden. Auch Materialien deren Bearbeitung mit Purwasser nicht wirtschaftlich ist oder wo eine höhere Schnittqualität verlangt wird, können auf diese Weise geschnitten werden. Für ein abrasives Schneiden sollte die Wasserstrahlanlage über einen Schneidkopf verfügen, der aus den Komponenten Reinwasser-Fokussierdüse, Abrasiv-Mischkammer und Abrasivfokussierdüse besteht.