Wasserstrahlschneidmaschinen – Zukunft des industriellen Sägens?

Wer an industrielles Sägen denkt, dem kommen dabei vor allem Druckbalkensägen, Durchlaufsägen oder Portalsägen beziehungsweise das Laserschneideverfahren in den Sinn. Dass Materialien auch einfach mit der Kraft des Wassers durchsägt werden können, ist vielen noch immer nicht bekannt. Doch sogenannte Wasserstrahlschneidmaschinen, oft auch unter Bezeichnungen wie Wasserstrahlschneider, Wasserschneider oder Wassersäge im Umlauf, werden immer populärer und haben gegenüber anderen Verfahren zahlreiche Vorteile.

Wie funktioniert Wasserstrahlschneiden?

Bei dieser Art des industriellen Sägens wird ein Werkstück nicht mit einem Sägeblatt, sondern mittels eines Hochdruckwasserstrahls getrennt. Zum Schneiden wird dabei entweder gefiltertes Wasser oder zusätzlich dazu noch ein Abrasivmittel, wie beispielsweise Sand verwendet. Der Druck des Wasserstrahls kann bis zu 6.000 bar erreichen. Dadurch, dass dabei die Hitzeeinwirkung nur sehr gering ist, dehnt sich das Werkstück nicht aus.

Beim Reinwasserschneiden wird nur gefiltertes Wasser für die Schneidearbeiten verwendet. Der Wasserstrahl ist feiner als 0,1 Millimeter. Deshalb können Materialen äußerst präzise geschnitten werden. Dieses Verfahren kommt vor allem bei den folgenden Materialien zur Anwendung:

• Papier
• Kunststoffe
• Schaumstoffe
• Textilien
• Silikon
• Lebensmittel
• Leder
• Diverse Dichtungsmaterialien

Für härtere Werkstoffe wie Stahl, Glas, Keramik, Titan, Gesteinen oder Aluminium kommt dagegen das Abrasiv-Verfahren zum Einsatz. Dem Wasser wird dabei ein Mittel (in den meisten Fällen Sand) beigemischt, um die Kraft des Strahls noch einmal zusätzlich zu verstärken.

Die Idee, Materialien mit Wasser zu trennen, ist jedoch keineswegs neu. Schon Anfang des 20. Jahrhunderts wurde die Technik dafür eingesetzt, um Kies- oder Tonablagerungen abzutragen.

Die Einsatzgebiete der Technik sind nahezu unbegrenzt. Die Hamburger Feuerwehr arbeitet beispielsweise mit Hochdruckwasserschneideanlagen, um Bombenblindgänger unschädlich zu machen. Auch immer mehr Gründer nehmen die Veränderungen am Markt wahr und kommen auf die Idee, mit diesem Verfahren neue Produkte auf den Markt zu bringen oder bestehende Artikel verbessert oder kostengünstiger herzustellen.

Welche Arten von Wasserstrahlschneidmaschinen gibt es?

Um zu sehen, welche unterschiedlichen Typen von Maschinen es gibt, lohnt sich eine Expedition zu einem Unternehmen, das sich schon lange mit diesem Thema beschäftigt. Bei der H.G. RIDDER – Automatisierungs-GmbH werden seit 1991 hochwertige Wasserstrahlschneidanlagen gefertigt.

Folgende unterschiedliche Typen stehen dabei zur Auswahl:

• „Klassische“ Wasserstrahlschneidmaschinen mit 2D oder 3D Schneidekopf: Bei der 3D-Technik ist der Schneidekopf schwenkbar. So wird auch dreidimensionales Schneiden möglich und es können komplexe Einzel- oder Serienteile angefertigt werden.
• Hochportalanlagen: Mit diesen Maschinen können Rohre von bis zu 4 Meter Durchmesser geschnitten werden. Die Länge der Werkstücke kann durch die modulare Bauweise dabei bis zu 50 Meter betragen.
• Microwaterjet-Anlagen: Für ein Höchstmaß an Präzision eigenen sich diese Anlagen, die vor allem in der Medizintechnik, der Elektro- und Uhrenindustrie, im Fahrzeug- und Werkzeugbau sowie in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen. Sie arbeiten mit der Abrasivtechnik und einem entsprechenden Strahl mit einem Durchmesser von 0,2 Millimeter.

Die Anlagen kommen dabei nicht von der Stange, sondern werden entsprechend des jeweiligen Kundenwunsches aufgebaut. Dabei sind auch komplexe Bearbeitungen oder die Integration in Fertigungsstraßen möglich.

Was sind die Vor- und Nachteile von Wasserstrahlschneidmaschinen?

Wenn man sich die Anlagen ansieht, bemerkt man schnell, dass sie gegenüber anderen Schneideverfahren große Vorteile aufweisen. Grundsätzlich sind damit so gut wie alle Materialen schneidbar. Es werden nur Naturstoffe wie Wasser und Sand verwendet und beim Schneiden entwickeln sich keine gefährlichen Gase oder Dämpfe. Somit ist das Verfahren äußerst umweltfreundlich. Der Wasserstrahl ist wesentlich flexibler einsetzbar als ein Laser und auch dicke Werkstoffe lassen sich problemlos damit schneiden. Aufgrund der hohen Präzision ist keine Nachbearbeitung erforderlich und die Werkstücke verziehen und verfärben sich nicht während des Schneidens.

Bei allen Vorteilen soll jedoch nicht unerwähnt bleiben, dass es auch ein paar kleine Nachteile gibt. Dazu gehört, dass das Verfahren verhältnismäßig zeitaufwendig ist. Darüber hinaus muss das Schneidewasser gefiltert werden, um es verwenden zu können und die verwendeten Abrasivmittel müssen nach dem Schneidevorgang gesondert entsorgt werden.

Was kostet Wasserstrahlschneiden?

Eine allgemeine Preisauskunft ist nicht so einfach möglich, da sich die Kosten grundsätzlich danach richten, welche Materialien in welcher Form und in welcher Stückzahl geschnitten werden sollen.

Grundsätzlich schneidet Wasserstrahlschneiden im Preisvergleich zu anderen Verfahren jedoch sehr gut ab, vor allem wenn die Folgekosten mit ins Kalkül gezogen werden. Durch die Einführung immer neuer Techniken wie beispielsweise der Suspensionstechnik steigt der Wirkungsgrad der Maschinen und es senken sich somit gleichzeitig die Betriebskosten.

Besonders kostengünstig erweist sich das Verfahren beim Schnitt von Stahl bis zu einer Dicke von 200 Millimetern und Aluminium bis zu 300 Millimetern sowie generell bei Materialien wie Kunststoffen, Glas, Granit, Stein oder Lebensmitteln.

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