Was ist ein Wasserstrahlschneider: Alles, was Sie wissen müssen
Wasserstrahlschneider werden in der Großindustrie häufig zum Formen, Schnitzen oder Schneiden einer Vielzahl von Materialien verwendet. Im Vergleich zu anderen industriellen Schneidwerkzeugen wie Laser- und Plasmaschneiden sind sie kostengünstiger im Betrieb und vielseitiger.
In diesem Artikel sollen Wasserstrahlschneider und ihre zahlreichen Funktionen im Detail erklärt werden, und es soll erläutert werden, warum sie in vielen Industriezweigen das bevorzugte Schneidgerät sind. Also, fangen wir an!
Was ist ein Wasserstrahlschneider?
Das Wasserstrahlschneiden ist ein industrielles Schneidverfahren, das zum Schneiden aller Materialien eingesetzt wird. A Wasserstrahlschneidmaschine pumpt Wasser mit enormem Druck aus einer dünnen Düsenöffnung.
Das Grundprinzip des Wasserstrahlschneidens ist recht einfach. Eine Maschine komprimiert Wasser auf einen äußerst feinen Punkt und schneidet mit diesem feinen Wasserstrahl alles, was sich vor ihr befindet. Der Wasserstrahl tritt in der Regel in einem Strahl aus, der mindestens 1 Millimeter oder dünner ist.
Geschichte der Wasserstrahlschneidemaschine
Die Geschichte des Wasserstrahlschneidens beginnt mit dem Römischen Reich. Die Römer verwendeten eine Bergbautechnik namens Hushing. Gehäuse war ein Prozess der langsam erodieren Felsen mit Wasserströmen.
In den frühen 1800er Jahren und während des Goldrausches in Amerika, Hydraulischer Bergbau spielten eine entscheidende Rolle. Diese Maschinen waren den heutigen Wasserstrahlschneidern zwar weit unterlegen, konnten aber rund 500 PSI erzeugen. Ein richtiger Wasserstrahlschneider erschien erstmals 1933.
Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelte Carl Johnson 1956 einen ausreichend leistungsstarken Wasserstrahlschneider zum Schneiden von Kunststoff. Nur zwei Jahre später, 1958, war der erste Hochdruckwasserstrahlschneider geboren.
Bestandteile des Wasserstrahlschneiders
Wasserstrahlschneider haben viele modulare Komponenten. Die wichtigsten Teile sind die Hochdruckpumpe, die Steuerung, der Schneidkopf, der Auffangbehälter/Schneidetisch, die Automatisierungseinrichtung, das Abrasivsystem und die Hochdruckleitung.
Hochdruckpumpe: Die Hochdruckpumpe ist eine der wichtigsten Komponenten einer Wasserstrahlschneidanlage. Der Schneidprozess beginnt, wenn Wasser in die Druckkammer dieser Pumpe eintritt.
Kontrollsystem: Das Steuerungssystem verfügt über die Benutzeroberfläche, Geschwindigkeitsdaten und andere Dinge. Der Handler muss sie verwenden, um die Maschine in Gang zu setzen.
Schneidkopf: Der Schneidkopf ist das Teil, das die Düse umgibt. Aus seiner Öffnung fließt das unter Druck stehende Wasser. Die Hersteller stellen hochwertige Schneidköpfe mit kostbaren Steinen her, die oft "Juwelenköpfe" genannt werden.
Tisch/Auffangbehälter der Wasserstrahlmaschine: Der Tisch der Wasserstrahlmaschine bildet die Schneidfläche. Sie benötigen einen Auffangbehälter für Abrasivwasserstrahlen, um das Abrasivmaterial aufzufangen.
Bewegung Ausrüstung: Der Bediener kann die Düse mit Hilfe der Bewegungsvorrichtung für präzise Schnitte bewegen. XY ist die gängigste Bewegungseinrichtung, aber einige erlauben mehr Winkel und Bewegungsoptionen.
Abrasive Delivery System: Das Abrasivmittelsystem wird an den Schneidkopf angeschlossen und mischt das Abrasivmaterial in den Wasserstrom, der aus dem Schneidkopf austritt.
Hochdruck-Rohrleitungen: Die Hochdruckleitung führt das unter Druck stehende Wasser zum Schneidkopf. Es handelt sich um ein Rohr mit einer sehr glatten Innenfläche.
Wie funktioniert ein Wasserstrahlschneider?
Wasserdüsen sind ganz einfach. Zunächst nehmen sie Wasser aus einer Wasserquelle auf und setzen es unter Druck, bevor sie es ausstoßen. So funktionieren sie:
Schritt 1: Das Wasser unter Druck setzen
Kreiselpumpen verwenden ein Kolbensystem. Ein Elektromotor bewegt einen Kolben, der im Kurbelgehäuse einen Druck aufbaut. Dieser Druck wird dann auf den Hochdruckkolben übertragen.
Linearpumpen verwenden Hydrauliköl, um mit einem ungleichmäßigen Kolben Druck zu erzeugen. Er drückt auf einen großen Kolben, der etwa zwanzigmal so groß ist wie der Hochdruckkolben.
Schritt 2: Von der Pumpe zur Düse
Nachdem das Wasser die Hochdruckwasserpumpe verlassen hat, fließt es durch das Rohr, bis es den Schneidkopf erreicht. Der Schneidkopf verteilt das Wasser dann durch seine dünne Düse.
Schritt 3: Erstes Piercing
Wenn das Wasser zum ersten Mal auf das Material trifft, müssen Sie ihm etwas Zeit geben, bevor es durchstechen kann. Dieser Vorgang wird als erstes Anstechen bezeichnet. Wenn ein Wasserstrahlschneider etwas durchschneidet, schabt er ein wenig Material weg; wir nennen das "Kerbe".
Vorteile der Verwendung von Wasserstrahlschneidern
Eine Reihe von Vorteilen, die der Einsatz von Wasserstrahlschneidern mit sich bringt, sind im Folgenden aufgeführt.
Keine materiellen Einschränkungen: Wasserstrahlschneider können jedes Material mit Leichtigkeit durchschneiden. Für weichere Materialien können Sie reine Wasserschneider ohne weitere Hilfsmittel verwenden. Aber für härtere Metalle müssen Sie Abrasivmittel verwenden.
Effiziente Produktivität: Wasserstrahlschneider sind effizient in Bezug auf Leistung, Materialabfall und Kosten. Sie arbeiten mit einem sehr energieeffizienten System und nutzen natürliche Ressourcen als primäres Schneidwerkzeug.
Ausgezeichnete Kantenqualität: Wasserstrahlschneider hinterlassen nur sehr geringe Verformungen auf dem Material, das sie schneiden. Ein Wasserstrahlschneider schneidet durch Schleifen und Erodieren des Grundmaterials. Er hinterlässt also nur sehr geringe Auswirkungen auf die Oberfläche rund um die Einstichstelle.
Hochpräzises Schneiden: Wasserstrahlschneider verfügen über eine hohe Durchschlagskraft und ebenso hohe Präzision. Deshalb ist er hochpräzise und stark genug, um die meisten Dinge zu durchtrennen.
Keine Beschränkung der Dicke: Wasserstrahlschneider haben keine nennenswerten Dickenbeschränkungen beim Schneiden beliebiger Stoffe. Die Durchdringungskraft eines Hochdruckwasserstrahls kann alles durchtunneln. Allerdings kann sich die Schnittfuge in der Mitte verjüngen, wenn Ihr Material zu dick ist.
Keine wärmebeeinflusste Zone: Die Wasserstrahlschneider erzeugt keine Wärme, da es weder durch Reibung noch durch starke Chemikalien schneidet.
Kein gefährlicher Abfall: Der Wasserstrahlschneider enthält keine schädlichen Chemikalien. Von Anfang bis Ende werden nur Kraftstoff und gefiltertes Wasser verwendet. Auch die Abrasivstoffe sind natürliche Stoffe wie Granat und Sand.
Arten von Wasserstrahlschneidemaschinen
Es gibt zwei Arten von Wasserstrahlschneidern: reine und abrasive.
1. Reiner Wasserstrahlschneider
Reinwasserstrahlschneider verwenden gereinigtes Wasser und nichts anderes. Ein reiner Wasserstrahlschneider ist in der Regel die beste Option, wenn Sie die Maschine von Hand bedienen möchten.
Ein reiner Wasserstrahlschneider hat jedoch eine geringere Eindringtiefe und Schneidleistung als ein Abrasivschneider. In der Industrie wird ein reiner Wasserstrahl im Allgemeinen zum Schneiden von relativ weichem Material verwendet.
2. Abrasiver Wasserstrahlschneider
Ein Abrasiv-Wasserstrahlschneider verwendet mit Abrasivmitteln durchsetztes Wasser, um härtere Materialien wie Titan und Stahl zu zerkleinern. Die Schleifmittel sind winzige Partikel harter Substanzen, die Dinge schneller abtragen können.
Beliebte Abrasivmaterialien sind Granat, Siliziumkarbid und Sand. Abrasive Wasserstrahlschneider haben einen Auffangbehälter, der das Abrasivmaterial auffängt.
Mit dem Wasserstrahlschneider schneidbare Materialien
Wasserstrahlschneider haben keine Einschränkungen in Bezug auf das, was sie schneiden können. Hier sind einige Beispiele:
Stein und Kacheln: Wasserstrahlen sind besonders gut zum Schneiden von Steinen geeignet. Wasserdüsen erzeugen keine hohen Temperaturen und hinterlassen beim Schneiden eine sehr gleichmäßige Schnittfuge. Der konstante Wasserstrom schützt außerdem die Kanten vor dem Abbröckeln.
Glas: Wasserstrahlen haben einen minimalen Schnittspalt, der äußerst präzise ist, was sie zu einer hervorragenden Wahl für das Schneiden von Glas macht.
Metalle: Wasserstrahlen können viel Metall durchschneiden, aber Sie müssen geeignete Schleifmittel hinzufügen.
Kunststoffe: Es ist einfach, komplexe Muster mit Wasserstrahlen zu schneiden und ist nicht reaktiv gegenüber jeder Form von Kunststoff.
Gummi: Wasserstrahlschneider sind stark genug, um sogar verstärktes Gummi zu schneiden. Aber Sie müssen Schleifmittel verwenden.
Schaumstoff: Die Formen sind in der Regel sehr weich, so dass man sie leicht mit reinem Wasserstrahl schneiden kann.
Essen: Erstaunlicherweise kommen Wasserstrahlschneider auch in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz. Das Schneiden von Lebensmitteln mit Wasserstrahlen ist eine von der FDA zugelassene Methode. Sie wird vor allem in der Fleischindustrie eingesetzt.
Vom Wasserstrahlschneider bediente Branchen
In vielen Branchen werden Wasserstrahlschneider eingesetzt, da es sich um eine effiziente und kostengünstige Schneidmethode handelt.
Luft- und Raumfahrt: In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist Präzision unerlässlich, denn jedes Teil muss perfekt passen. Die Teile selbst sind recht komplex und konstruktionsintensiv. Sie erfordern sowohl Leistung als auch Präzision. Wasserstrahlschneider sind eine der wenigen Schneidmethoden, die solche Aufgaben problemlos bewältigen können.
Automobilindustrie: Die Automobilindustrie befindet sich im selben Boot wie die Luft- und Raumfahrtindustrie. Die Automobilindustrie benötigt viele verschiedene Komponenten, und das Wasserstrahlschneiden ist eines der wenigen Systeme, mit denen sie all das an einem Ort erledigen kann.
Medizinisch: Abrasives Wasserstrahlschneiden ist hochpräzise und leistungsstark. Viele Hersteller von chirurgischen Instrumenten setzen daher Wasserstrahlschneider in der Produktion ein.
Architektur und Design: Im Architekturbereich gibt es viel dickes Material. Die Entwürfe müssen sehr präzise geschnitten werden. Wasserstrahlschneider sind die erste Wahl, weil sie durch jedes Material schneiden können, unabhängig von seiner Dicke.
Lebensmittelverarbeitung: In der Lebensmittelindustrie werden Wasserstrahlschneider eingesetzt, um die Hygienestandards zu verbessern. Wasserstrahlschneider sind auch sehr effizient, da beim Schneiden nur sehr wenig Abfall anfällt. Beim Schneiden von Fleisch und anderen gefrorenen Lebensmitteln mit einem Wasserstrahl ist die Gefahr einer Kreuzkontamination sehr gering.
Öl und Gas: In der Öl- und Gasindustrie wird das Wasserstrahlschneiden hauptsächlich für die Formgebung von zähen Metallen wie Edelstahl, Hastelloy und Inconel eingesetzt. Diese Werkstoffe sind zwar sehr hitzebeständig, können aber dennoch ihre Struktur verändern. Daher ist ein hitzefreies Schneidsystem wie der Wasserstrahl eine gute Lösung.
Verteidigung: Die Rüstungsindustrie hat mit einer Vielzahl von Materialien zu tun, darunter auch harte und weiche Arten. Daher ist ein vielseitiges Schneidgerät wie ein Wasserstrahl für sie sehr nützlich.
Von Wasserstrahlschneidern hergestellte Produkte
Es gibt viele Anwendungen für Wasserstrahlen in verschiedenen Branchen. Hier sind einige Beispiele, mit denen Sie vielleicht vertraut sind:
E-Gitarre aus Holz: Wasserstrahlen werden häufig für Holzinstrumente wie E-Gitarren verwendet. Der Hauptgrund dafür ist, dass das Grundmaterial in seiner Zusammensetzung intakt bleibt.
Gänge machen: Wasserdüsen werden zum Schneiden und Formen aller metallischen Zahnräder verwendet. Zahnräder erfordern äußerste Präzision, und schon eine kleine Abweichung kann zu Leistungsmängeln führen. Viele Branchen entscheiden sich für das Wasserstrahlschneiden, weil es der Belastung gewachsen ist.
Nocken: In vielen Branchen werden Wasserstrahlschneider für die Formgebung von Nocken eingesetzt. Nocken erfordern dreidimensionales Präzisionsschneiden, und der Wasserstrahl trägt dazu bei, dass die Materialzusammensetzung intakt bleibt.
Namensschilder: Namensschilder gibt es in vielen Formen, Größen und Materialien. Unternehmen nutzen den Wasserstrahl als vielseitiges Schneidwerkzeug für die Gestaltung von Namensschildern. Unabhängig von den Aufträgen Ihrer Kunden können Sie das Material immer mit nur einer Maschine schneiden.
Duschtüren: Wasserdüsen eignen sich hervorragend zum Schneiden von Duschtüren. Da Duschtüren meist aus Glas bestehen, ist der Wasserstrahl eine ausgezeichnete Wahl für ihre Herstellung. Er reduziert den Materialabfall und ist eine risikofreie Schneidemethode für die Bearbeitung von Glas.
Art Parkettboden: Der Kunstparkettboden ist eine Art von Holzfußboden mit ausgeprägten Verlegemustern. Deren Zuschnitt erfordert hohe Präzision, daher ist ein Wasserstrahl eine gute Option.
Arbeitsplatten aus Marmor: Marmor ist ein schwer zu bearbeitendes Material, das durch normale Schneidgeräte leicht zerstört werden kann. Der Wasserstrahl ist eine der wenigen sicheren Möglichkeiten, um dicke Marmorplatten für Arbeitsplatten zu schneiden.
Wasserstrahlschneider im Vergleich zu anderen CNC-Werkzeugmaschinen
Viele CNC-Maschinen konkurrieren mit Wasserstrahlschneidern. Aber sie sind in der Regel in dem einen oder anderen Punkt unterlegen. Hier ist ein vergleichender Ausblick:
Materialtyp: Die größte Einschränkung bei anderen Schneidverfahren wie Laser-, Klingen- oder Plasmaschneidern ist, dass sie nicht mit jedem Materialtyp arbeiten können. Es gibt bestimmte Materialien wie PVC, PVB und Kohlefaser, die aufgrund ihrer Zusammensetzung nicht mit einem Laser geschnitten werden können.
Materialstärke: Die Dicke ist bei Lasern und Plasmen ein großes Problem, da sie ab einer bestimmten Entfernung ihre Durchschlagskraft verlieren.
Stress beim Schneiden: Laser- und Plasmaschneider erzeugen beim Schneiden von Materialien natürlich Spannungen. Sie müssen das Material nach dem Schneiden behandeln, um die Spannungen manuell zu entfernen.
Energieverbrauch: Die Wasserstrahlschneider hat im Vergleich zu seinen Konkurrenten die niedrigsten Betriebskosten. Laserschneider liegen knapp dahinter, und Plasmaschneider haben einen hohen Energieverbrauch.
Qualität der Kanten: Laser- und Plasmaschneider können zwar feinere Kanten erzeugen, funktionieren aber nicht bei allen Materialarten. Außerdem verlieren sie bei dickerem Material ihre Wirksamkeit.
Schrott vom Schneiden: Bei allen Arten von Schneidegeräten fällt am Ende eines Projekts etwas Abfall an. Laser sind jedoch etwas besser in der Lage, Materialverluste während des Schneidprozesses zu vermeiden. Bei Wasserstrahlschneidern fällt immer noch ein wenig Material an den Schnittfugen an.
Schlussfolgerung
Als jemand, der aus einer Branche kommt, in der schwere Schneidewerkzeuge benötigt werden, wussten Sie wahrscheinlich schon etwas über Wasserstrahlschneidmaschinen noch bevor Sie diesen Artikel gelesen haben. Ich hoffe, dieser Artikel hat Ihnen geholfen, besser zu verstehen, warum es in vielen Branchen die bevorzugte Schneidmethode ist. Wenn Ihnen der Wert gefällt, den WasserstrahlschneiderWenn Sie das Angebot des Herstellers kennen und etwas erwerben möchten, nehmen Sie Kontakt mit uns auf, damit wir Ihnen einen zuverlässigen Hersteller vermitteln können.