Eine Maschine Von Stm Beim Wasserstrahlschneiden Einer Metallplatte.

Wasserstrahlschneiden

Hier kann uns kaum jemand das WASSER reichen.

Was ist Wasserstrahlschneiden?

Effektives Schneideverfahren mit hoher Präzision und Qualität

Wasserstrahlschneiden ist eine effektive Methode, um Materialien unterschiedlicher Art und Dicke zu schneiden. Genauer gesagt ist es ein Schneidverfahren (Kaltschneideverfahren) mit hoher Präzision und Qualität. Grundsätzlich unterscheidet man beim Wasserstrahlschneiden zwischen Reinwasserschneiden und Abrasiv-Wasserstrahlschneiden.

Geschichte

Ein kurzer Auszug aus der Geschichte des Wasserstrahlschneidens

Wasserstrahlen wurden im frühen 20. Jahrhundert im Bergbau zum Abtragen von Kies- oder Tonablagerungen eingesetzt. In den Goldminen Kaliforniens wurden damit Goldadern von Steinen und Erde getrennt.

  • 1930

    Ab 1930 verwendeten es amerikanische und russische Ingenieure zum Putzen von Gussstücken. Damals wurden Drücke von nur 100 bar genutzt.

  • 60er Jahre

    In den späten 60er Jahren wurde es in der Flugzeugindustrie genutzt, um Teile zu trennen, die auf Wärme empfindlich reagieren wie Faserverbund-, Waben- und Schichtwerkstoffe.

  • 1974

    Ab 1974 verwendete man harte Partikel als Zusatz im Wasserstrahl, was die Qualität der Werkstücke und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erheblich steigerte und so zu seinem Durchbruch in der industriellen Anwendung führte.

  • 1975/76

    1975/76 wurden Baustoffe, Kunststoffe und Wellpappe mit dem Verfahren getrennt.

  • Aktuell

    Inzwischen hat sich die Technologie stark weiterentwickelt und es gibt viel mehr Möglichkeiten und Anwendungsfelder.

Quelle: Wikipedia

Wie funktioniert Wasserstrahlschneiden?

Beim Wasserstrahlschneiden wird ein Werkstück durch einen Hochdruckwasserstrahl getrennt. Es wird entweder gefiltertes Wasser oder zusätzlich zum Wasser ein Abrasivmittel (z. B. Sand) verwendet. Dabei werden durch den Wasserstrahl oberflächliche und mikroskopische kleine Partikel abgetrennt.

Schneidkopf Einer Wasserstrahl-Schneidanlage Zum Verdeutlichen Des Schneidverfahrens Wasserstrahlschneiden
  1. Druckerzeugung

Mit einer Hochdruckpumpe wird ein Wasserstrahl mit 3500-6000 bar Druck erzeugt. (z.B.: Betriebsdruck Feuerwehrschlauchs liegt bei ca. 17 bar)

  1. Strahlerzeugung

Dieser Wasserstrahl wird durch eine Düse gedrückt. Dabei entsteht ein dünner Strahl mit 2-3 Mach (Luft-Schallgeschwindigkeit).

  1. Abrasivmittel

Um die Schneidkraft, für härtere Materialien, um ein 1000-faches zu erhöhen, wird scharfkantiger Schneidsand (Abrasiv) beigemengt.

Das Kaltschneideverfahren ist ein Schneidverfahren, das ohne die Anwendung oder Entstehung von Wärme arbeitet, wodurch es als „kalt“ bezeichnet wird.

Beim Wasserstrahlschneiden nicht zu einer Erhitzung oder thermischen Verformung des Materials. Das geschnittene Material bleibt in der Regel in seiner ursprünglichen Form und verändert nicht seine ursprünglichen Eigenschaften.

Die Wasserqualität ist wichtig, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.

Es ist relevant, dass das Wasser sauber und frei von Verunreinigungen ist, um eine einwandfreie Funktionsweise der Wasserstrahlschneidanlage sicherzustellen. Daher werden in der Regel Filtrations- und Reinigungssysteme eingesetzt, um das Wasser bestmöglich aufzubereiten.

Der Wasserdruck beträgt beim Wasserstrahlschneiden 3500- 6000 bar. Mittels den hohen Druckes ist der Wasserstrahl in der Lage, das Material zu durchdringen und es präzise zu durchtrennen.

Die Schnittgeschwindigkeit hängt von Material, Dicke, gewünschter Genauigkeit des Schnitts ab.

In der Regel wird diese so eingestellt, dass die erforderlich Schnittqualität bei hohem Vorschub erreicht wird, um den Schneidprozess möglichst effizient zu gestalten

Die Schnittgeschwindigkeiten liegen meist zwischen 500 – 4000 mm/min. Sie können aber auch deutlich niedriger (Feinschnitte bei Metallen) oder höher (Kunst- und Schaumstoffen) ausfallen.

Das Wasserstrahlschneiden zeichnet sich durch eine hohe Schnittqualität aus.

Es ist kein Wärmeeinfluss vorhanden, dadurch entstehen keine Hitzeverfärbungen oder Verformungen des Materials. Die Schnittkanten sind sauber und präzise, ohne Grate oder Absplitterungen. Das Verfahren ermöglicht das Schneiden von komplexen Formen und engen Kurven mit hoher Genauigkeit.

Wasserstrahlschneiden schnell und einfach erklärt

Wasserstrahlschneiden in 90 Sekunden erklärt.

Sie erfahren in kurzer Zeit wie Wasserstrahlschneiden funktioniert und was es so besonders macht.

Außerdem erklären wir Ihnen wie unsere Maschinen und unsere SmartCut-Schneidsoftware die Arbeit erleichtern.

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Mehr Informationen

Wussten Sie schon?

Das Verfahren des Wasserstrahlschneidens mit reinem Wasser ist besonders umweltfreundlich. Das Wasser kann hier mit relativ geringem Aufwand recycelt und wiederverwendet werden.

Anwendungsbereiche

Die 6 häufigsten Branchen die Wasserstrahlschneiden nutzen

Die Wasserstrahltechnologie wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Das liegt an der Vielseitigkeit, Präzision und Fähigkeit, eine breite Palette von Materialien zu schneiden. Hier sind einige der wichtigsten Branchen, die die Wasserstrahltechnologie nutzen:

Metallverarbeitung

In der Metallverarbeitungsbranche wird die Wasserstrahltechnologie häufig eingesetzt, um verschiedene Metalle wie Stahl, Aluminium, Edelstahl, Kupfer und Messing zu schneiden.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird es genutzt um Autoteile, Karosseriekomponenten und Prototypen herzustellen. Es ermöglicht Schneiden von Materialien wie Metall, Carbon, Glasfaser und Kunststoffen.

Kunststoffverarbeitung

Die Wasserstrahltechnologie wird auch gerne in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt. Mit ihrer Hilfe sind Schnitte für hochwertige und maßgeschneiderte Kunststoffteile, -komponenten und -formen möglich.

Architektur und Bauwesen

In der Architektur & Bauwesen wird es eingesetzt, um Materialien wie Naturstein, Marmor und Keramik zu schneiden und damit komplexe Formen zu erstellen.

Steinbearbeitung

In der Steinbearbeitungsindustrie wird die Wasserstrahltechnologie verwendet, um Natursteine wie Granit, Marmor und Schiefer zu schneiden und zu formen.

Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie wird die Wasserstrahltechnologie als hygienische Schnittlösung für Lebensmittel wie Fleisch, Gemüse, Käse und Brot verwendet.

Wasserstrahltechniken

Beim Wasserstrahlschneiden können, wie bereits erwähnt, viele verschiedene Materialen geschnitten werden. Die gewünschten Ergebnisse unterscheiden sich in Form und Struktur. Deshalb gibt es verschiedene Wasserstrahltechniken um sowohl kleine und feine Materialen, als auch komplexe dreidimensionale Formen zuschneiden zu können.

Dabei unterscheidet man zwischen 3 Hauptarten von Wasserstrahltechniken: 2D, 3D und Microcutting.

Stm Schneidkopf 2D Slide Edited

2D-Cutting

Mit 2D-Cutting, oder 2D-Schneiden, ist das Zuschneiden von zweidimensionalen Materialien.

In diesem Spezialgebiet wird der Wasserstrahl verwendet, um präzise Schnitte in einer Ebene durchzuführen. Es werden komplexe Formen und Konturen in flache Materialien geschnitten.

Typische Anwendungen für 2D-Cutting sind das Schneiden von Metallblechen, Kunststoffplatten, Gummi, Papier und anderen Materialien.

Stm Schneidkopf 3D Und Tac Edited

3D-Cutting

3D-Cutting, oder 3D-Schneiden, bezieht sich auf das Zuschneiden von komplexen dreidimensionalen, Strukturen.

Bei dieser Technik werden mit dem Wasserstrahl schräge Schnitte in mehreren Ebenen oder Winkeln durchgeführt, um dreidimensionale Formen, z.B. 45° Fasen herzustellen.

3D-Cutting ist ideal für die Herstellung von Prototypen, Kunstwerken und Skulpturen aus Materialien wie Schaumstoff, Verbundwerkstoffen, Stein und Metall.

Wasserstrahlschneiden Mit Der Mini-Anlage Microcut Von Stm Auch Micro Cutting Genannt

Micro-Cutting

Von Microcutting, oder Mikroschneiden, spricht man beim Schneiden von sehr kleinen & feinen Konturen.

Mit speziellen Düsen und feinen Abrasivmitteln werden winzige Schnitte in Materialien wie Halbleitern, Mikrochips, Implantaten und feinen Metallteilen durchgeführt.

Microcutting wird in der Mikromechanik, Mikroelektronik, Medizintechnik und anderen High-Tech-Branchen eingesetzt, in denen hohe Präzision und Genauigkeit erforderlich sind.

Kann man mit Wasserstrahlschneiden alle Materialien trennen?

Wasserstrahlschneiden funktioniert bei nahezu allen Materialien bis zu 300mm Materialdicke.

Das Wasserstrahlschneiden ist äußerst vielseitig und kann eine breite Palette von Materialien wie Metall, Kunststoff, Stein, Glas und Verbundwerkstoffe trennen. Für weiches Material ist das Schneiden mit reinem Wasser ausreichend. Bei härteren Materialien wird sogenannter Abrasivsand beigemengt.

Die Arbeitsflächen unserer Wasserstrahl-Schneidanlagen reichen von 1m x 1m (STM Cube) bis zu 6m x 16m (STM PremiumCut IFC). Der einzigartige STM-Modulbaukasten für Wasserstrahl-Schneidsysteme steht jedoch für maximale Flexibilität und ermöglicht jedem Kunden eine maßgeschneiderte Lösung in der gewünschten Maschinengröße. Sonderanlagen, über diese hier angeführten Größen hinaus sind auf Anfrage möglich!

Bei STM orientieren wir uns an Ihren Schneidanforderungen und bieten Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung zum Reinwasser- oder Abrasiv-Wasserstrahlschneiden Ihres Materials an. Sie können uns gerne kontaktieren oder einen Testschnitt mit Ihrem Material anfragen.

Arten des Wasserstrahlschneidens

Reinwasserschneiden

Ein schonender Trennprozess für weiche Materialien

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Beim Reinwasserschneiden werden weiche Materialien ausschließlich mit Wasser, bei einer Geschwindigkeit von Mach 2 durchtrennt. Darunter fällt u.a. das Schneiden von Schaumstoffen, Gummi, Dämmstoffen, Folien, Filz, Kork, Dichtungen, Holz oder und viele weitere weiche Materialien.

Eine Besonderheit beim Reinwasserschneiden von Kunst- und Schaumstoffen ist außerdem, dass sogar Schneidstärken über 300 mm problemlos möglich sind. Die hohe Schneidgeschwindigkeit ist bei diesem Trennprozess ein zusätzlicher bestechender Vorteil.

Abrasiv-Wasserstrahlschneiden

Höchste Schneidleistung für harte Materialien

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Um eine höhere Schneidleistung für harte Werkstoffe zu erreichen wird dem Wasserstrahl ein scharfkantiger Schneidsand (Granatsand, allgemein auch Abrasivsand genannt) beigemengt.

Zur Anwendung kommt das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden u.a. bei Materialien wie Stein, Glas, Carbon, Kupfer, Stahl, Aluminium, Messing, Blech, Keramik, Kunststoff, uvm.

Als Faustregel gilt: Mit dem Abrasiv-Wasserstrahl können Materialien bis zur Härte des verwendeten Abrasivsands (Mohssche Härte von ca. 8) und bis zu einer Dicke von ca. 300 mm geschnitten werden.

Welche Materialien können mit Wasserstrahlschneiden geschnitten werden?

Kurz gesagt: Fast alle Materialien

Die Liste der Materialen die mit einem Wasserstrahl geschnitten werden können ist sehr lang. Eine kurze Übersicht zu den möglichen Materialen.

Mehr Details zu den Anwendungen, Funktionen, Vorteilen, technischen Details und den FAQs zu den am häufigsten verwendeten Materialen finden Sie auf der Detailseite zum jeweiligen Material.

Metall

  • Stahl
  • Aluminium
  • Kupfer
  • Messing
  • Titan
  • Edelstahl
  • Eisen
  • etc.

Stein

  • Granit
  • Marmor
  • Schiefer
  • Sandstein
  • Kalkstein
  • Quarzit
  • Travertin
  • etc.

Glas

  • Flachglas
  • Floatglas
  • Buntglas
  • Glasfliesen
  • etc.

Holz

  • Sperrholz
  • MDF (Mitteldichte Faserplatte)
  • Massivholz
  • Furnier
  • Spanplatten
  • Holzfaserplatten
  • etc.

Kunststoff

  • PVC (Polyvinylchlorid)
  • PET (Polyethylenterephthalat)
  • PE (Polyethylen)
  • PP (Polypropylen)
  • ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
  • Polycarbonat
  • etc.

Carbon & Glasfaser

  • CFK (Kohlefaser-verstärkter Kunststoff)
  • GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff)
  • Aramidfaser-Verbundwerkstoffe
  • Hybridverbundwerkstoffe
  • etc.

Verbundstoff

  • WPC (Wood-Plastic-Composite)
  • MMC (Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe)
  • AMC (Keramik-Matrix-Verbundwerkstoffe)
  • NMC (Naturfaser-Matrix-Verbundwerkstoffe)
  • etc.

Schaumstoff

  • Polyurethanschaum (PUR)
  • Polystyrolschaum (EPS)
  • Polyethylen-Schaum (PE)
  • EVA-Schaum (Ethylenvinylacetat)
  • Neoprenschaum
  • PVC-Schaum
  • etc.

7 Vorteile von Wasserstrahlschneiden

Eine attraktive Wahl für präzises Schneiden

Das Wasserstrahlschneiden ist eine moderne und äußerst vielseitige Schneidetechnik. Sie bietet eine Reihe beeindruckender Vorteile, die es zu einer attraktiven Wahl für exaktes Schneiden verschiedenster Materialien machen.

7 überzeugende Eigenschaften des Wasserstrahlschneidens stechen dabei besonders heraus.

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Materialvielfalt

Schneiden einer breiten Palette von Materialien.

Keine Gefügeverhärtung

Der Wasserstrahl erwärmt das Material nicht, deshalb kommt es zu keiner Veränderung.

3D Schneidanwendungen

Es ist dreidimensionales Schneiden möglich.

Geringe Schnittfugenbreite

Der Wasserstrahl (ca. 1mm Breite) trennt mit sehr geringer Schnittfuge

Hohe Schnittqualität

Wasserstrahlschneiden bietet eine herausragende Schnittqualität.

Effiziente Mehrkopflösungen

Es können mehrere Schneidvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden.

Geringe Umweltbelastung

Es entstehen keine giftigen Gase oder Abfälle.

Wasserstrahlschneiden im Vergleich

Das Schweizer Taschenmesser der Schneidverfahren

Der Wasserstrahl ist das wohl universellste Zuschnittwerkzeug für unterschiedlichste Materialien und Materialstärken.

Im direkten Vergleich stechen auch die Qualität der Schnittkante und Schnittfläche, sowie der relativ geringe Schnittspalt hervor.

Die Grafik zeigt einen Vergleich der Anwendungsgebiete der Schneidverfahren am Beispiel des Materials Stahl.

Wasserstrahl Schneiden Vergleich

Eigenschaften der Schneidverfahren im Vergleich

Die folgende Tabelle stellt die Unterschiede der einzelnen Schneidverfahren Wasser, Laser, Plasma und Brennschneiden dar. Daraus lässt sich leicht erkennen, dass das Schneiden mit Wasser im Vergleich zu den anderen 3 Verfahren eindeutig die meisten Vorteile bietet.

Wasser Laser Plasma Brennschneiden
Materialverzug nein ja ja ja
Aufhärtung nein ja ja ja
Gratbildung sehr gering gering ja ja
Nacharbeit notwendig sehr gering ja ja ja
Materialverlust sehr gering gering hoch sehr hoch
Toleranz 0,02 – 0,1 mm 0,01 – 0,1 mm 0,2 – 0,5 mm 1 – 2 mm
Materialstärken bis 300mm bis 30mm bis 150 mm bis 300 mm
Materialvielfalt sehr hoch gering gering gering
Verbundmaterialien ja nein nein nein
Mehrlagiges Schneiden ja nein nein nein
Mehrkopf-Schneiden ja nein ja ja
Bedenkliche Dämpfe, Gase nein ja ja ja
Strahldurchmesser / Schnittspalt 0,3 – 1,0 mm ca. 0,2 mm 1,2 mm HiFocus ca. 3mm Standard ca. 5 mm
Kleinster Lochdruchmesser < 1/5 der Materialstärke bis 1/2 der Materialstärke 0,8 bis 1,5 x der Materialstärke ca. 2 x der Materialstärke
Kleinste Stegbreite < 1/20 der Materialstärke bis 1/5 der Materialstärke ca. 3 mm ca. 8 mm

Schnittqualität

Die Schneidgeschwindigkeit hat, den wesentlichsten Einfluss auf Qualität und Kosten. Je schneller man mit dem Wasserstrahl schneidet, desto rauer wird der Schnitt. Ebenso spielt der Arbeitsdruck bzw. Vorschub und der Materialwiderstand bzw. Materialdicke bei der Schnittqualität eine große Rolle

Je nach Schneidanforderung ist es somit die größte Herausforderung, den idealen Kompromiss aus gewünschter Schneidqualität in Verbindung mit dem schnellstmöglichem Vorschub zu finden.

Schnittqualitaet Schnittflaeche

Vorschub

Die Steuerung der Schneidqualität erfolgt hauptsächlich direkt durch die Anpassung des Vorschubs. Basisparameter wie Wasserdruck oder Sandmenge unterscheiden sich herstellerübergreifend nur minimal. Zu beachten ist allerdings, welche maximale Schneidgeschwindigkeit die technische Auslegung verschiedener Wasserstrahlschneidanlagen zulässt.

Beispiele für Vorschubwerte bei Schnittqualitätsstufe Q3 – Standardschnitt:

MaterialSchnittgeschwindigkeitMaterialstärke
(Edel-)Stahl200 mm/min10 mm
Aluminium600 mm/min10 mm
Granit100 mm/min50 mm
MaterialSchnittgeschwindigkeitMaterialstärke
Glas1400 mm/min10 mm
Carbon1000 mm/min10 mm
Kupfer400 mm/min10 mm
Forschung Entwicklung Waterjet Solutions

Normen

Im Bereich der thermischen Schneidetechnologien gibt es viele begleitende Normen, aber für das Wasserstrahlschneiden gibt es nur wenige entsprechende Vorgaben.

In der Schweiz gibt es mit der SN 214001: 2010„berührungsloses Trennen – Wasserstrahlschneiden – Geometrische Produktspezifikation und Qualität“ – eine Norm die ebenfalls gerne als Basis in Deutschland und Österreich verwendet wird.

Die SN 214001 beschreibt dabei 5 verschiedene Qualitätsstufen, definiert Schnittwinkelfehler, Form- und Lageabweichungen, Konturfehler und die Rauheit.

Qualitätsstufen

Die Qualität der Wasserstrahl-Schnitte werden branchenüblich in 5 Qualitätsstufen eingeordnet. Dabei wird unterschieden zwischen Trennschnitt (Q1), Rauer Schnitt (Q2), Standardschnitt (Q3), Qualitätsschnitt (Q4) und Feinschnitt (Q5).

Grundsätzlich gilt, das der Unterschied zwischen beispielsweise Qualitätsschnitt (Q4) und Trennschnitt (Q1), bei der 3-fachen Geschwindigkeit und somit auch bei den 3-fachen Kosten liegt.

Schnittqualitaet Q1 Edited

Q1
Trennschnitt

Schnittqualitaet Q3 Edited

Q3
Standardschnitt

Schnittqualitaet Q5 Edited

Q5
Feinschnitt

Wie teuer ist Wasserstrahlschneiden?

Die Kosten für das Wasserstrahlschneiden hängen von verschiedenen Faktoren ab. Hauptfaktoren sind die Art des Materials, Materialstärke, Komplexität des Designs und die Maschineneinstellungen.

Außerdem gibt es noch weitere individuelle Faktoren, wie der Standort (Kosten für Strom & Wasser), mögliche Schnittgeschwindigkeiten (abhängig vom Material & der Materialstärke, Druck, etc.) und notwendige Vorbereitungsarbeiten (z.B. Datenübernahme, Materialvorbereitungen, etc.).

Am besten Sie nennen uns ihre Anforderungen und wir bieten Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung. Sie können uns gerne kontaktieren oder einen Testschnitt mit Ihrem Material anfragen.

Hauptfaktoren

  • Art des Materials
  • Materialstärke
  • Komplexität des Designs
  • Maschinenkonfigurationen

Individuelle Faktoren

  • Standortkosten
  • Schnittgeschwindigkeiten
  • Vorbereitungsarbeiten

Operative Kosten

Die operativen Kosten beim Wasserstrahlschneiden setzen sich zum größten Teil aus den Energiekosten und Verschleißteil-/Wartungskosten zusammen. Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden ist das Abrasiv und dessen Entsorgung der anteilig größte Kostenfaktor.

Reinwasserschneiden

Abrasiv-Wasserstrahlschneiden

Beispielhafte Kostenaufstellung

Pumpentyp Antriebsleistung (kW) Betriebsdruck (bar) Düsendurchmesser (mm) Max. Schnittleistung lfm/h Kosten pro Laufmeter €/lfm Verschleißteilkosten €/h Stromkosten €/h Gesamtkosten bei max. Schnittleistung
Konventionell 11 4000 0,2 12  € 0,97  € 2,50  € 1,60  € 15,74
Konventionell 19 4000 0,25 16,8  € 0,90  € 2,30  € 2,70  € 20,12
Konventionell 37 4000 0,35 33  € 0,63  € 2,50  € 5,30  € 28,59
Servoantrieb 37 4000 0,35 33  € 0,63  € 2,30  € 4,50  € 27,59
Servoantrieb 45 4000 0,4 42  € 0,58  € 2,30  € 5,60  € 32,26
Konventionell 75 4000 0,5 55,8  € 0,61  € 5,00  € 10,50  € 49,54
Ultrahochdruck 45 6000 0,25 47,4  € 0,60  € 8,00  € 6,60  € 43,04
Ultrahochdruck 75 6000 0,35 71,4  € 0,60  € 16,00  € 10,20  € 69,04

Beispiel anhand des Materials Stahl mit einer Materialstärke von 5mm.
Alle Werte in Bezug auf mittlere Schneidgüte Q3. Alle Angaben sind Richtwerte ohne Gewähr. Alle Angaben sind individuell nachzuprüfen.

Wasserstrahlschneiden als günstige Alternative

Wasserstrahlschneiden ist aufgrund seiner Materialvielfalt, wodurch oft separate Bearbeitungsmaschinen entfallen, eine günstige Alternative. Es können auch empfindliche Materialien wie Glas oder Keramik, die bei anderen Schneidverfahren beschädigt werden könnten, schonend geschnitten werden.

Die geringe Wärmebeeinflussung, können Verformungen oder Härteverluste vermieden werden. Es können komplexe Formen, präzise und schnell, zugeschnitten werden. Trotz dieser vielen Vorteile entstehen keine giftigen Dämpfer oder Gase, was Wasserstrahlschneiden zu einem der umweltfreundlichsten Schneidverfahren macht.

Referenzen

Die beste Werbung sind bekanntlich zufriedene Kunden

Stm Referenzen 2

Unter unseren Referenzen finden Sie Kunden & Partner aus den verschiedensten Bereichen. Darunter sind Betriebe aus folgenden Bereichen:

  • Metallindustrie
  • Stein / Keramik / Glas
  • Kunststoff- / Schaumstoff-Industrie
  • Dichtungsindustrie
  • Prototypen- / Anlagenbau
  • Microwasserstrahl
  • Bildungseinrichtungen
  • Forschung
  • Sondermaterialien

FAQ – Häufig gestellte Fragen

Die häufigsten Fragen zum Wasserstrahlschneiden

Wir haben einige der am häufigsten gestellten Fragen zum Thema Wasserstrahlschneiden gesammelt und beantwortet. Sie erhalten Antworten auf allgemein und spezifische Fragen über diese vielseitige Schneidetechnologie. Sollte ihre Frage nicht beantwortet werden, können Sie uns gerne direkt kontaktieren.

Wie funktioniert Wasserstrahlschneiden?

Beim Wasserstrahlschneiden wird ein Werkstück durch einen Hochdruckwasserstrahl getrennt. Dabei wird mit einer Hochdruckpumpe ein Wasserstrahl mit 3500-6000 bar erzeugt. Dabei werden durch den Wasserstrahl oberflächliche und mikroskopische kleine Partikel abgetrennt.

Es wird entweder gefiltertes Wasser (Reinwasserschneiden) oder zusätzlich zum Wasser ein Abrasivmittel (z. B. Sand) verwendet.

Wie viel Druck wird beim Wasserstrahlschneiden verwendet?

Beim Wasserstrahlschneiden ist ein Wasserdruck von 3.500 bis 6.000 bar üblich.

Wird beim Wasserstrahlschneiden nur mit Wasser geschnitten oder ist da etwas anderes mit drin?

Es gibt 2 Arten des Wasserstrahlschneidens. Das Reinwasserschneiden und das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden. Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden wird, um eine höhere Schneidleistung zu erreichen, scharfkantiger Schneidsand (Abrasivsand) beigemengt.

Das Reinwasserschneiden eignet sich besonders gut für weiche Materialien wie Schaumstoff, Weichholz, uvm. Das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden ist dagegen für härtere Materialien, wie Metall, Stein, Glas, uvm.

Wie funktioniert CNC-Wasserstrahlschneiden?

Beim CNC-Wasserstrahlschneiden verschmelzen Software und Maschine zu einem Werkzeug. Dabei wird das Werkstück in der Regel ohne Aufsicht des Mitarbeiters gefertigt und schafft damit neue Ressourcen.

Diese Fertigungsmethode wird u.a. gerne zur Produktion von Prototypen, im Werkzeugbau aber auch bei der Fertigung von Klein- und Großserien angewandt.

• Musterstück digital einspielen (alternativ analog fotografieren und digitalisieren)
• Notwendige Korrekturen vornehmen
• Material und Materialstärke auswählen
• Software berechnet Eigenkosten und empfohlenen Verkaufspreis
• Arbeitsbericht generieren (Material & Bearbeitungszeit werden dokumentiert)

Sind Wasserstrahl-Schneidanlagen einfach zu programmieren?

Dank STM SmartCut kann die Flexibilität des Wasserstrahls voll ausgeschöpft werden. Gleichzeitig ist die Bedienung durch vorgeschlagene Strategien und das intuitive Benutzer-Interface sehr einfach.

Die Software kommuniziert direkt zwischen Wasserstrahl-Schneidsystem und einem Standard Office PC als CNC-Kontrolleinheit. StM SmartCut erlaubt schnelleres Abarbeiten von Schneidanforderungen und erfordert keine speziellen CNC- oder EDV-Kenntnisse.

Das grundlegende Prinzip der Wasserstrahl-Trenntechnologie?

Die Wasserstrahl-Trenntechnologie geht auf einen deutschen Zahnarzt zurück der zu Beginn des 19. Jahrhunderts ein Patent für das Bohren von Zähnen erhalten hat.

Die Technologie des Wasserstrahl-Trennverfahrens in der heutigen industriellen Fertigung beruht hingegen auf dem Prinzip der kinetischen Energie, die ein Wassertropfen hat, wenn er mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus der Wasserdüse austritt. Die Wasserdüse hat dabei die entscheidende Aufgabe, das unter Hochdruck stehende Wasser zu bündeln. Die Wasserdüse ist dabei gerade so groß, dass der Druck nicht abfällt. Typischerweise beträgt der Düsendurchmesser beim Trennverfahren Wasserstrahl Schneiden 0.1 – 0.5 mm.

Die Wassertropfen treten je nach Druck mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus. Bei 4000 Bar beispielsweise ist die Strahlgeschwindigkeit 640 m/sec. Die Wassertropfen trennen bei dieser Geschwindigkeit unterschiedlichste weiche Materialien wie Kunststoffe, Schaumstoffe, Kork, Filz und ähnliche Stoffe.

Wenn mit dem Wasserstrahl-Trennverfahren Metalle, Keramik, Glas oder andere harte Materialien geschnitten werden sollen, muss nach der Wasserdüse Sand (Abrasiv) in eine Mischkammer mit Unterdruck beigemengt werden.

Dazu wird Granatsand mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm verwendet. Der Granatsand ist sehr hart, scharfkantig und schwer genug um ein sehr gutes Schneidergebnis zu erzielen. Gleichzeitig ist er nicht toxisch und kann einfach recycelt sowie in weiterer Folge entsorgt werden.

Typischerweise wird beim Trennverfahren per Wasserstrahl eine 0,35 mm Wasserdüse bei 4000 Bar und 450 g Sand/Minute zum Schneiden verwendet.

Die Trenntechnologie bzw. das Trennverfahren mit Wasserstrahl ist außerdem sehr flexibel, da jegliche Materialen beginnend bei Glas, Stein, Holz, Keramik, bis hin zu Schaumstoff, Filz, Kork und Metalle in unterschiedlichsten Stärken ohne Wärmeeintrag geschnitten werden können.

Kann man mit Wasserstrahlschneiden alle Materialien trennen?

Das Wasserstrahlschneiden ist äußerst vielseitig und kann eine breite Palette von Materialien wie Metall, Kunststoff, Stein, Glas und Verbundwerkstoffe trennen. Für weiches Material ist das Schneiden mit reinem Wasser ausreichend. Bei härteren Materialien wird sogenannter Abrasivsand beigemengt.

Welche Materialien können mit einem Wasserstrahl geschnitten werden?

Die Liste der Materialien die mit einem Wasserstrahl geschnitten werden können ist sehr lang. Metall, Stein, Glas, Holz, Kunststoff, Verbundstoff, Carbon & Glasfaser, Schaumstoff, Lebensmittel, uvm.

Wie dick darf das Material beim Wasserstrahlschneiden sein?

Wasserstrahlschneiden funktioniert bei nahezu allen Materialien bis zu 300mm Materialstärke. Beim Reinwasserschneiden von Kunst- und Schaumstoffen sind auch Materialstärken über 300mm möglich

Ist Schneiden ohne Verzug und gratfrei möglich?

Der Verzug des geschnittenen Materials wird in herkömmlichen Trennverfahren durch thermische Einflüsse (z.B. Plasmaschneiden oder Laserschneiden) herbeigeführt. Das Wasserstrahlschneiden ist ein Kaltschneideverfahren und ermöglicht es harte und weiche Werkstoffe ohne Materialverformungen und gratfrei zu trennen.

Welche Schnittgenauigkeit kann ich vom Wasserstrahlschneiden erwarten?

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

Wie stark ist die Verjüngung der 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.

Wie breit ist die Schnittfuge beim Wasserstrahlschneiden?

Die Schnittfuge ist um ca. so breit wie der Innendurchmesser vom Fokussierrohr, in den meisten Anwendungen zwischen 0,8 und 1 mm.

Welche Wasserqualität wird beim Wasserstrahlschneiden benötigt?

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 Wasserdüsen. Es wird deshalb eine Wasseranalyse und falls notwendig eine entsprechende Wasseraufbereitung empfohlen.

Wie viel Wasser wird beim Wasserstrahlschneiden mit 400MPa Schneiddruck gebraucht?

Das ist abhängig von der Leistung der HD-Pumpe bzw. Wasserdüse. In der Regel zwischen 2,22 – 14,42 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

Soll ich beim Wasserstrahlschneiden unter Wasser schneiden?

Der größte Vorteil ist die Reduktion des Schneidgeräusches auf unter 75 dBA. Der Nachteil des Unterwasserschneidens ist, dass man während des Schneidens das Werkstück 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.

Was ist abrasives Wasserstrahlschneiden?

Beim abrasiven Wasserstrahlschneiden wird ein Hochdruckwasserstrahl mit abrasiven Schleifmitteln kombiniert. Die Abrasivmittel, oft Granatsand oder Aluminiumoxid, erhöhen die Schneidleistung und ermöglichen das Schneiden von harten Materialien wie Metall, Stein oder Glas.

Welches Abrasiv wird zum Wasserstrahlschneiden verwendet?

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

Wieviel Abrasiv brauche ich?

Das hängt vom verwendeten Arbeitsdruck und der eingesetzten Wasserdüse ab. In der Regel zwischen 150-450g/Min. 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

Was ist besser Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden?

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

• 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, Verbundwerkstoffe, Glas, Stein und sehr harte Keramik, geschnitten werden
• Beim Materialwechsel muss nur die Schnittgeschwindigkeit angepasst werden
• Weitere Schneidköpfe können ohne weiteres für eine erweiterte Produktion angebracht werden
Abstand zwischen Düse und Material weniger kritisch
• Wasserstrahlanlagen sind in der Anschaffung günstiger

Ist Wasserstrahlschneiden eine Alternative zum Laserschneiden?

Wasserstrahlschneiden ist eine moderne Alternative zum Laserschneiden.

Mit Wasserstrahl können flexibel unterschiedlichste Materialien geschnitten werden. Diese reichen von Glas über Kunststoffe, Holze, Keramik und Metalle bis hin zu Sondermetallen wie Sintermetall, Bimetall, Federstahl, Titan, Inconel oder Platin, uvm.

Die Bearbeitung des Materials findet ohne Wärmeeinbringung und somit ohne jegliche Gefügeveränderung statt. Es ist keine weitere Nachbearbeitung des Werkstücks notwendig. Im Vergleich zum Schneiden mit Laserschneidanlagen können bei der Bearbeitung mit Wasserstrahl auch sehr unterschiedliche Materialstärken geschnitten werden.

Welche Vorteile hat Wasserstrahlschneiden gegenüber Plasma- / Autogen-Brennschneiden?

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 am Materials, somit ist eine Nachbearbeitung nicht nötig.

Der Abrasiv-Wasserstrahl unterliegt weniger Einschränkung der Schnittstärke und mehrere Arbeitsbereiche eines Strahls können dicht beieinander liegen.

Welche Vorteile hat Wasserstrahlschneiden gegenüber Funkenerodieren (EDM)?

EDM ist sehr genau, aber auch sehr langsam. Ein elektrisch leitendes Material ist zwingend erforderlich und ruft eine Veränderung des Materialgefüges durch Hitze hervor.

Wasserstrahlschneiden ist schnell, benötigt kein leitendes Material und es entsteht keine Veränderung des Materialgefüges.

Welche Vorteile hat Wasserstrahlschneiden gegenüber einem Fräser?

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 das Material in einem Zug durchgeschnitten wird und dass keine Metallspäne entstehen.

Wasserstrahl / Laser / Plasma / EDM – Materialstärke und Schnittgenauigkeit im Vergleich

Wasserstrahlschneiden hat eine höhere Genauigkeit als mit einem Brenn- oder Plasmaschneidsystem erzielt werden kann. Außerdem schneiden Wasserstrahlschneidsysteme höhere Materialstärken als Lasersysteme.

Was kann man nicht Wasserstrahlschneiden trennen?

Wasserstrahlschneiden ist nicht für Materialien geeignet, die sich bei Kontakt mit Wasser auflösen oder chemisch reagieren, wie zum Beispiel einige Arten von Gummi, bestimmte Kunststoffe oder Materialien, die von Wasser aufgeweicht werden.

Ebenso sind sehr harte oder spröde Materialien manchmal schwierig zu schneiden, da der Wasserstrahl möglicherweise nicht genug Schneidleistung aufbringen kann. In solchen Fällen sind andere Schneidverfahren wie Laserschneiden oder Drahterosion möglicherweise besser geeignet.

Wie lange hält die Werkstückauflage beim Wasserstrahlschneiden?

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

Wie lange dauert ein Wartungsintervall der Hochdruckpumpe?

Die Hochdruckdichtungen müssen ausgetauscht werden, wenn sie undicht sind! Bei einem konstanten Arbeitsdruck von 400 MPa sollten die Dichtungen nach 400 bis 1.000 Schneidstunden ausgetauscht werden.

Wie lange hält das Fokussierrohr, auch Fokus genannt?

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 halten. Viele unserer Kunden verwenden schon etwas gebrauchte Fokusse für die Erzeugung von Teilen, bei denen keine hohe Genauigkeit gefragt ist.

Wie lange hält die Wasserdüse beim Wasserstrahlschneiden?

Eine Saphirdüse hält 25 Schneidstunden. Eine Diamantdüse (die höchste Düsenqualität) hält viel länger, kostet aber um ein vielfaches mehr.

Wieviel wird für Lohnschneiden auf Wasserstrahlanlagen verlangt?

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

Wie hoch sind die Betriebskosten einer Wasserstrahl-Schneidanlage?

Die Kosten pro Stunde beginnen bei € 15,00 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. Arbeitzeit, Anschaffungskosten und Abschreibung müssen noch dazugerechnet werden.

Wieviel kostet das Abrasiv?

Das Abrasiv kostet aktuell je nach Qualität ca. 450 Euro pro Tonne.

Was ist günstiger Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden?

Die Kosten für Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden können je nach spezifischem Projekt variieren. Bei dünnen Materialien oder bei großen Serienproduktionen, ist Laserstrahlschneiden oft günstiger als das Wasserstrahlschneiden.

Wasserstrahlschneiden bietet jedoch eine größere Materialvielfalt und ist bei bestimmten Materialien, dickeren Werkstücken oder komplexen Formen oft eine bessere Wahl.

Die tatsächlichen Kosten hängen aber von den Anforderungen und Eigenschaften des jeweiligen Projekts ab.

Wasserstrahlschneiden: Ist Restfeuchte im Prozess relevant?

Bei Materialien mit glatter Oberfläche ist Restfeuchte kein Problem. Das Bauteil wird mit Druckluft abgeblasen.

Bei Materialien die aktiv Wasser anziehen und binden, wie Holz, offenporige Schaumstoffe und Textilien, sollte das Material anschließend getrocknet werden. In der Praxis werden dazu Gebläsetrockner eingesetzt.

Wann und wie verwende ich mehr als einen Schneidkopf?

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, dass jeder einzelne Schneidkopf mit demselben Druck und derselben Durchflussmenge versorgt werden muss, um einen gleichmäßigen Schnitt verwirklichen zu können.

Muss ich beim Wasserstrahlschneiden ein Startloch bohren?

Der Wasserstrahl erzeugt sich bei den meisten Materialien sein Startloch (Anschuss) selbst. Bei einigen Verbundwerkstoffen muss der Pumpendruck reduziert und eine spezielle Borhspindel verwendet werden.

Welchen Elektroanschluss benötige ich beim Wasserstrahlschneiden?

Pro installiertem Schneidventil muss eine Anschlussleistung von mindestens 11 kW berücksichtigt werden.

Wie spanne ich das zu bearbeitende Teil beim Wasserstrahlschneiden?

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.

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Wasserstrahl-Schneidanlagen von STM

STM-Anlagen sind in die Produktserien EcoCut, MasterCut, PremiumCut, PremiumCut IFC, Cube und MicroCut aufgeteilt und unterscheiden sich grundsätzlich durch Größe und Ausstattung. Auf Basis dieser Ausstattungsprofile kann STM ein maßgeschneidertes System für jegliche Anforderungen konfigurieren – von simplen zweidimensionalen Schnitten über Rohrschneiden bis hin zu verschachtelten dreidimensionalen Schnitten.