Moderne technologische Prinzipien der Verarbeitung verschiedener Materialien für unterschiedliche Bedürfnisse werden den Markttrends angepasst: Hohe Erwartungen an Qualität und Produktionstermine erfordern eine ständige Suche nach verbesserten Produktionslösungen und technologischen Innovationen.

Das abrasive und reine Wasserstrahlschneiden ist ein technologischer Prozess, der sich leicht an neue Trends in der Materialbearbeitung anpasst. Dies sind mechanische Bearbeitungsprozesse, bei denen abrasive Partikel mit hoher Geschwindigkeit die Düse verlassen und auf das zu bearbeitende Material treffen. Dass es sich um unkonventionelle Bearbeitungsverfahren handelt, beweist die Wahl der Schneidmethode entsprechend den Grenzen des Materials selbst.

Moderne technologische Prinzipien der Verarbeitung verschiedener Materialien für unterschiedliche Bedürfnisse werden den Markttrends angepasst: Hohe Erwartungen an Qualität und Produktionstermine erfordern eine ständige Suche nach verbesserten Produktionslösungen und technologischen Innovationen.
Das abrasive und reine Wasserstrahlschneiden ist ein technologischer Prozess, der sich leicht an neue Trends in der Materialbearbeitung anpasst. Dies sind mechanische Bearbeitungsprozesse, bei denen abrasive Partikel mit hoher Geschwindigkeit die Düse verlassen und auf das zu bearbeitende Material treffen. Dass es sich um unkonventionelle Bearbeitungsverfahren handelt, beweist die Wahl der Schneidmethode entsprechend den Grenzen des Materials selbst.
Wasserstrahl ist ein leistungsstarkes Werkzeug in der Industrie im Bereich Schneiden, Bohren, Fräsen, Entlacken, Fragmentieren usw. Der Einsatz von Wasserstrahl zur Erreichung eines bestimmten technologischen Ziels hat viele Vorteile: Der Energieverbrauch wird auf ein Minimum reduziert, vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, verhindert Materialverformung unter Hitzeeinwirkung, Umweltfreundlichkeit, einfache Anwendung in der Praxis.

 

Materialbearbeitung durch das reine und abrasive Wasserstrahlschneiden: Grundmerkmale

Die Technologie der Materialbearbeitung mit Wasserstrahl verwendet einen Wasserstrahl, der unter Hochdruckeinwirkung (2000 – 4000 bar) durch ein Hochdruckrohr mit der sog. Wasserdüse mit kleinem Lochdurchmesser (0,1 mm bis 0,4 mm) durchgeht und auf die Oberfläche des zu behandelnden Materials trifft. Der gebildete Wasserstrahl erreicht eine Geschwindigkeit (bis zu 1000 m / s), dreimal schneller als die Schallgeschwindigkeit, was die Effizienz des Prozesses ermöglicht. Der Strahl entfernt auch Abfallstoffe und hinterlässt Risse im zu verarbeitenden Material. Die Struktur des Strahls ist unterteilt in: Austrittsbereich (zum Schneiden verwendet), Übergangsbereich (zum Zerkleinern verwendet), Tröpfchenfluss (verringerte Wasserstrahlleistung, wodurch der Strahl in der Produktion unbrauchbar wird).

Bei der Bearbeitung von Materialien mit einem abrasiven Wasserstrahl werden abrasive Partikel verwendet, die eine hohe Beschleunigung erreichen und in diesem Zustand durch die Düse vorbeigehen und auf das zu bearbeitende Material einwirken. Es handelt sich ebenfalls um ein mechanisches Verfahren, bei dem der Strahl aus Wasser, Schleifmitteln und Luft eine präzise, schmale Linie auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials hinterlässt.

Der abrasive Wasserstrahl wird in einen suspendierten abrasiven Wasserstrahl (eine vorgefertigte Mischung aus Wasser und Strahlmittel durchläuft die Düse) und einen injizierbaren abrasiven Wasserstrahl (eine Mischung aus Wasser und Strahlmittel, die durch die Düse tritt) unterteilt.

 
Die Technologie der Materialbearbeitung mit Wasserstrahl verwendet einen Wasserstrahl, der unter Hochdruckeinwirkung (2000 – 4000 bar) durch ein Hochdruckrohr mit der sog. Wasserdüse mit kleinem Lochdurchmesser (0,1 mm bis 0,4 mm) durchgeht und auf die Oberfläche des zu behandelnden Materials trifft. Der gebildete Wasserstrahl erreicht eine Geschwindigkeit (bis zu 1000 m / s), dreimal schneller als die Schallgeschwindigkeit, was die Effizienz des Prozesses ermöglicht. Der Strahl entfernt auch Abfallstoffe und hinterlässt Risse im zu verarbeitenden Material. Die Struktur des Strahls ist unterteilt in: Austrittsbereich (zum Schneiden verwendet), Übergangsbereich (zum Zerkleinern verwendet), Tröpfchenfluss (verringerte Wasserstrahlleistung, wodurch der Strahl in der Produktion unbrauchbar wird).

Bei der Bearbeitung von Materialien mit einem abrasiven Wasserstrahl werden abrasive Partikel verwendet, die eine hohe Beschleunigung erreichen und in diesem Zustand durch die Düse vorbeigehen und auf das zu bearbeitende Material einwirken. Es handelt sich ebenfalls um ein mechanisches Verfahren, bei dem der Strahl aus Wasser, Schleifmitteln und Luft eine präzise, schmale Linie auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials hinterlässt.
Der abrasive Wasserstrahl wird in einen suspendierten abrasiven Wasserstrahl (eine vorgefertigte Mischung aus Wasser und Strahlmittel durchläuft die Düse) und einen injizierbaren abrasiven Wasserstrahl (eine Mischung aus Wasser und Strahlmittel, die durch die Düse tritt) unterteilt.
Abrasivmittel können auch in zwei Gruppen eingeteilt werden: Sand, der durch Zerkleinern von Gesteinen gewonnen wird und spitze Kanten und größere Partikel aufweist, und Meeressand, der durch Sieben gewonnen wird, die Kanten sind abgerundet und die Partikel sind kleiner. Je nach Beschaffenheit wird Brechsand zum Grobzerkleinern und Meeressand zur feineren Verarbeitung verwendet.

 

Verwendung von reinem und abrasivem Strahl

Mit dem Wasserstrahl können verschiedene Materialien ohne Zusatz von Abrasivmitteln geschnitten werden, am häufigsten wird er beim Schneiden von weicheren Materialien (Papier, Textilien, Gummi) verwendet. Die Qualität des Produkts hängt von verschiedenen Parametern ab wie: Druck, Düsendurchmesser und der erreichten Geschwindigkeit des Strahls selbst. Dementsprechend ermöglicht eine gleichzeitige Erhöhung des Drucks und Verringerung des Düsendurchmessers eine größere Schnitttiefe. Die derzeitigen industriellen Anwendungsbereiche lassen die Anwendung von Wasserstrahl beim Zerspanen von Metallen nicht zu.

Materialien wie Glas, Keramik, Stein, Metall werden mit einem abrasiven Wasserstrahl geschnitten… Während des Vorgangs ist es sehr wichtig, die Düse und das Mischrohr zu zentrieren, da sie das Aussehen des Strahls und damit die Qualität des Schnitts bestimmen. Zahlreiche Faktoren beeinflussen den Schneidprozess: Schnittgeschwindigkeit, Wasserdruck, Art des Schleifmittels und dessen Menge, Düsendurchmesser, Abstand zwischen Schneidkopf und zu bearbeitendem Material, Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials…

 

Vor- und Nachteile der Wasserstrahlbehandlung

Das Verfahren, das Material mit Wasserstrahl ohne und mit Zusatz von Abrasivmitteln bearbeitet, bringt viele Vorteile, aber auch Nachteile mit sich. Die weitere Anstrengungen zur Verbesserung der technologischen Prozesse werden aktiviert, die neben Zeit- und Finanzeinsparungen zu einer höheren Effizienz des Produktionsprozesses und der Qualität des Endergebnisses führen würden.

Die Vorteile der Wasserstrahlbehandlung sind: der Prozess der Kaltbearbeitung von Materialien, das Fehlen von schädlichen Staubpartikeln, einfache Anwendung, Umweltfreundlichkeit, das Fehlen von scharfen Kanten, Materialeinsparung, präzise Verarbeitung.

Dieses Verfahren hat gewisse Nachteile: reduzierte Strahlenergie in der Schnitttiefe, Abweichungen beim schnellen Schneiden von Kreisen und Bögen und Innenecken, einige Materialien benötigen Korrosionsschutz, Druckverlust beeinflusst die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit, gewisse Einschränkungen bei der 3D-Bearbeitung, Geräusche.

Gerade die Nachteile begünstigen weitere Anstrengungen zur Verbesserung der technologischen Prozesse, die neben Zeit- und Kosteneinsparungen zu einer höheren Effizienz des Produktionsprozesses und der Qualität des Endergebnisses führen würden.