Das Wasserstrahlschneiden ist ein revolutionäres Verfahren, mit dem verschiedene Materialien mit hoher Präzision und minimaler Wärmebelastung geschnitten werden können. Ein Schlüsselfaktor, der die Leistung des Wasserstrahlschneidens bestimmt, ist seine Geschwindigkeit.

In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie sich die Geschwindigkeit auf das Wasserstrahlschneiden auswirkt und welche Beziehung zwischen Geschwindigkeit, Schnittqualität und Oberflächengüte besteht. Außerdem werden wir vergleichen Geschwindigkeit des Wasserstrahlschneidens mit anderen Schneidemethoden. Also, fangen wir an.

Wie hoch ist die Schnittgeschwindigkeit eines Wasserstrahls?

The pump's power primarily determines a water jet's Schnittgeschwindigkeit. Je größer die Leistung, desto höher die Geschwindigkeit der Wasserstrahlschneidmaschine. Unser typischer Wasserstrahlschneider arbeitet in einem Druckbereich von 40.000 bis 60.000 psi (psi ist das Maß für den Druck). 

Bei einem Druck von 40.000 wird das Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa Mach 3 (760 m/s) aus der Düse ausgestoßen. Um Materialien effektiv zu durchtrennen, wird das Wasser mit einer Geschwindigkeit von über Mach 3 (1020 m/s) ausgestoßen, wenn der Druck auf 60.000 psi erhöht wird.

Welche Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit des Wasserstrahlschneidens?

Wasserstrahlschneiden is a highly efficient method used in various industries for precision cutting. The water jet machine's speed depends on several factors that are crucial in determining the cutting speed. Here are the important elements that influence the speed of water jet cutting:

Druck

Der Druck der Wasserstrahlmaschine ist ein entscheidender Faktor, der die Schnittgeschwindigkeit beeinflusst. Je höher der Druck ist, desto schneller ist die Wassergeschwindigkeit, was die Schneidkraft direkt erhöht.

Die Geschwindigkeit des Wassers wird in erster Linie durch die Hochdruckpumpe bestimmt, die zur Beschleunigung des Wasserflusses eingesetzt wird. Ein höherer Druck kann auch die Qualität des Schnittfugenbereichs verbessern, was zu besseren Schneidergebnissen führt.

Gebrauchte Schleifmittel

Die Größe, Qualität und Menge des Abrasivs beim Wasserstrahlschneiden wirkt sich auch auf die Schnittgeschwindigkeit aus. Abrasivmittel mit höherer Härte bieten eine höhere Schnittgeschwindigkeit. Das branchenübliche Abrasivmittel ist Granat mit einer Maschenweite von 80.

Granat selbst gibt es jedoch in verschiedenen Qualitäten und Variationen. Für optimale Schneidergebnisse ist es ratsam, Granat mit einer feinen Körnung und guter Homogenität zu verwenden.

Düsendurchmesser

The diameter of the nozzle used in water jet cutting plays a significant role in determining the cutting speed. A larger nozzle diameter allows more water to flow through, increasing the water's eroding power. However, using a large nozzle may make it harder to maintain the very high pressure of the water jet stream.

For instance, cutting a 5 mm sheet of aluminum with a 0.007" diameter nozzle can be done at around 15 inches per minute, while using a 0.014" diameter nozzle can increase the cutting speed to approximately 40 inches per minute.

Es ist zu beachten, dass ein größerer Düsendurchmesser dazu führt, dass mehr Wasser und Strahlmittel pro Minute fließen, was die Gesamtkosten des Prozesses erhöhen kann.

Material Dicke

Die Dicke des zu schneidenden Materials ist ein wichtiger Faktor, der die Geschwindigkeit des Wasserstrahlschneidens beeinflusst. Im Allgemeinen nimmt die Schneidgeschwindigkeit mit zunehmender Materialdicke ab. Ein Wasserstrahlschneider kann zum Beispiel ein 6 mm dickes Edelstahlblech mit einer Geschwindigkeit von 6 Zoll pro Minute schneiden.

Beim Schneiden eines 20 mm dicken Edelstahlblechs mit demselben Schneidwerkzeug und Düsendurchmesser kann die Schneidgeschwindigkeit jedoch auf etwa 2 Zoll pro Sekunde sinken. Dickere Materialien erfordern mehr Schneidkraft, was letztlich zu einer geringeren Schneidgeschwindigkeit führt.

Material Typ

Different materials have varying physical characteristics, affecting a water jet's cutting speed. Soft and porous materials are easier to cut, while tougher materials take longer.

Ein typischer Wasserstrahlschneider kann zum Beispiel ein einen halben Zoll dickes Glas mit einer Geschwindigkeit von 12 Zoll pro Minute schneiden. Schneidet man hingegen mit demselben Schneidgerät eine einen halben Zoll dicke Titanplatte, kann die Geschwindigkeit auf 6 Zoll pro Minute sinken.

Wasserdurchflussmenge und Wasserqualität

Die in einem Wasserstrahlsystem verwendete Wasserqualität wirkt sich erheblich auf die Schneidgeschwindigkeit aus. Verunreinigungen in minderwertigem Wasser können die Düsen und Rohre der Maschine verstopfen, was zu einer Verlangsamung des Schneidprozesses und zum Ausfall der Anlage führt. Die Verwendung von aufbereitetem Wasser sorgt für schnelleres Schneiden und erhöht die Lebensdauer der Ausrüstung.

Außerdem kann die Einstellung der Durchflussmenge des Wassers die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen. Eine höhere Durchflussrate führt zu einem schnelleren Schneidprozess aufgrund der erhöhten Erodierkraft.

Eine höhere Durchflussrate kann jedoch auch zu einer schnelleren Abnutzung der Komponenten und höheren Betriebskosten führen. Um die optimale Durchflussrate zu finden, müssen verschiedene Raten für verschiedene Anwendungsfälle getestet werden.

Winkel der Verjüngung

Der Kegelwinkel hat einen geringen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit bei der Wasserstrahlbearbeitung. Scharfe Winkel können den Schneidprozess beschleunigen, während niedrige Kegelwinkel ihn verlangsamen können.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass steile Winkel die Präzision des Schnitts beeinträchtigen können. Daher ist bei der Wahl des Kegelwinkels ein Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit entscheidend.

Länge des Fokussiertubus

The length of the focusing tube has an adverse relationship with cutting speed. The water jet stream's velocity decreases as the tube lengthens.

Dies wiederum führt zu einer Verringerung der Genauigkeit und der Schnittgeschwindigkeit. Mit einem kürzeren Rohr bleiben sowohl die Genauigkeit als auch die Schnittgeschwindigkeit erhalten.

Stil schneiden

Die schnellsten Schnitte sind die geraden. Die Schnittgeschwindigkeit wird reduziert, da der Wasserstrahlschneidkopf anhalten und sich dann erneut bewegen muss, um eine 90-Grad-Drehung zu vollziehen.

Die Verwendung abgerundeter statt scharfer Kanten ist die beste Technik zur Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann die Maschine ohne Unterbrechung um die Biegung herum schneiden.

Erfahrung des Betreibers

Erfahrene Bediener können die Maschine so einstellen, dass eine optimale Schnittqualität und -geschwindigkeit erreicht wird. Unerfahrene Bediener, die mit dem Verfahren noch nicht vertraut sind, brauchen manchmal Zeit, um die Maschine einzurichten und die Ergebnisse zu verstehen.

Ungelernte Arbeitskräfte brauchen unter Umständen einige Zeit und viele Versuche, um den Prozess zu optimieren und die Geschwindigkeit zu erhöhen. Wenn Sie also auf Hochgeschwindigkeitsschneiden Wert legen, sollten Sie sicherstellen, dass eine qualifizierte Person die Maschine bedient.

Stabilität des Stromnetzes

Even when the water jet equipment is operating flawlessly, manufacturers often notice a decrease in cutting speed. The equipment's power supply fluctuates, which causes this to happen.

Auch das Gerät selbst kann durch diese Schwankungen geschädigt werden, was die Schnittgeschwindigkeit weiter verringert. Vergewissern Sie sich, dass Ihr Stromnetz stabil ist, damit der Wasserstrahl schneller und effizienter arbeiten kann.

Die Beziehung zwischen Wasserstrahlschneidgeschwindigkeit, Schnittqualität und Oberflächengüte

Das Verhältnis zwischen Wasserstrahlschneidgeschwindigkeit, Schnittqualität und Oberflächengüte ist entscheidend. Zwei bemerkenswerte Merkmale der Wasserstrahltechnologie, die sich direkt auf das Ergebnis auswirken, sind Strahlverzögerung und Konizität.

Mit zunehmender Schneidgeschwindigkeit wird die Strahlverzögerung, d. h. die Verzögerung zwischen dem ersten Kontakt des Wasserstrahls und dem zu schneidenden Material, immer deutlicher. Ein zu schnelles Schneiden kann zu einer Strahlverzögerung führen, die sich negativ auf die Gesamtschnittqualität auswirkt.

Außerdem kann die Geschwindigkeit, mit der der Schnitt ausgeführt wird, auch die Verjüngung beeinflussen, d. h. die Veränderung der Schnittbreite von oben nach unten oder umgekehrt. Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu langsam ist, kann es zu einer Verjüngung kommen. Dies beeinträchtigt die Glätte der Oberfläche, da der Schnitt an einem Ende breiter ist als am anderen.

Wie ist die Geschwindigkeit beim Wasserstrahlschneiden im Vergleich zu anderen Schneidverfahren?

When comparing the cutting speed of waterjet cutting with other methods, it's crucial to consider the type of material being cut, its thickness, and the required quality. Here's a general comparison:

Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden

Laserschneiden ist in der Regel schneller als das Wasserstrahlschneiden. Beim Laserschneiden entsteht jedoch Wärme, die bei bestimmten Materialien thermische Schäden oder Verformungen verursachen kann.

Beim Wasserstrahlschneiden, das ein Kaltschneideverfahren ist, wird dieses Problem vermieden, was es zu einer besseren Wahl für hitzeempfindliche Materialien macht.

Wasserstrahlschneiden vs. Plasmaschneiden

Plasmaschneiden ist im Allgemeinen schneller als das Wasserstrahlschneiden für Materialien, die es effektiv bearbeiten kann, einschließlich Metalle wie Stahl.

Wie das Laserschneiden kann jedoch auch das Plasmaschneiden thermische Schäden verursachen. Außerdem haben Plasmaschneider im Gegensatz zu Wasserstrahlschneidern Schwierigkeiten mit Präzisionsschnitten bei dünneren und nicht leitenden Materialien.

Wasserstrahl vs. Drahterodieren

Drahterodieren (Electrical Discharge Machining) is a method that uses electrical discharges to cut through materials. While precise, it's generally 10 times slower than waterjet cutting, especially for thicker materials.

Außerdem können mit EDM in der Regel leitfähige Materialien geschnitten werden, während das Wasserstrahlschneiden ein breiteres Spektrum an Materialien verarbeiten kann.

Schlussfolgerung

Die Geschwindigkeit des Wasserstrahlschneidens ist ein entscheidender Faktor, der über Erfolg oder Misserfolg Ihrer Schneidarbeiten entscheiden kann. Da Sie nun die Faktoren kennen, die die Schneidgeschwindigkeit beeinflussen, können Sie sie entsprechend optimieren. Letztendlich können Sie eine höhere Produktivität, eine bessere Schnittqualität und Kosteneinsparungen erzielen. 

Allerdings müssen Sie den richtigen Maschinentyp auswählen und Ihre Mitarbeiter im sicheren und effizienten Umgang mit der Maschine schulen. Warum nicht kontaktieren Sie uns um es für Sie zu erledigen? Wir helfen Ihnen bei der Suche nach dem beste Lösung für das Wasserstrahlschneiden für Ihre Bedürfnisse.