Mit dem Kaltschneideverfahren, dem Wasserstrahlschneiden, können verschiedene Materialien sauber und präzise geschnitten werden. Das Wasserstrahlschneiden wurde zunächst zum Schneiden von Papier und verschiedenen sehr weichen Werkstoffen mit reinem Wasser verwendet. Mit der Weiterentwicklung der Technologie wurden dem Wasserstrom verschiedene Zusätze hinzugefügt, um das Schneiden härterer Materialien zu erleichtern.

Um präzise Schnitte zu erzielen, wird beim reinen Wasserstrahlschneiden lediglich ein schmaler, unter Druck stehender Wasserstrahl verwendet. Durch die Beimischung eines Abrasivstoffs, z. B. Granat, in den Wasserstrom kann ein Abrasiv-Wasserstrahlschneider auch durch härtere oder dickere Materialien. 

Dieser Artikel hilft Ihnen bei der Auswahl des besten Wasserstrahltyps für Ihre gewünschte Aufgabe und enthält einen kurzen Vergleich zwischen reinen Wasserstrahlschneidmaschinen und Abrasivwasserstrahlschneidmaschinen.

Arbeitsprinzip und Anwendungsbereich

Obwohl sowohl bei der reinen als auch bei der abrasiven Wasserstrahltechnologie Wasser zum Schneiden verwendet wird, funktionieren sie auf leicht unterschiedliche Weise und sind für verschiedene Anwendungen besser geeignet.

Reines Wasserstrahlschneiden:

Beim reinen Wasserstrahlschneiden wird nur ein Hochdruckwasserstrahl verwendet, um das Material zu durchtrennen und von seinen Bestandteilen zu trennen. Das Volumen des Wasserstrahls wirkt sich auf die Größe der Schnittfuge aus, was ein kaum invasives Verfahren ist. Reines Wasserstrahlschneiden erzeugt weniger Wärme und ist sicher für empfindliche Materialien.

In den letzten zehn Jahren hat das reine Wasserstrahlschneiden, eine neuere Technologievariante, an Popularität gewonnen. Anstatt Abrasivstoffe wie Granate oder andere Arten von Abrasivstoffen zu verwenden, schneidet diese Technologie nur mit reinem Wasser. Flexible Teile und dünne Platten wie Schaumstoff, Gummi usw. können mit einem reinen Wasserstrahl geschnitten werden.

Abrasives Wasserstrahlschneiden:

Abrasive Wasserstrahlschneider verwenden abrasive Partikel um Materialien wie Hartmetalle zu schneiden. Wenn diese Partikel mit hoher Geschwindigkeit in unter Druck stehendes Wasser eingespritzt werden, zerfallen sie in kleinere Teilchen. Diese Mikropartikel haben eine größere Kontaktfläche als größere Partikel, wodurch sie tiefer in Oberflächen eindringen können.

Eine Mischkammer im Schneidkopf mischt ein Abrasivmittel (häufig Granat) mit dem Wasserstrom, um das Abrasivschneiden zu ermöglichen. Durch die Beimischung des Abrasivstoffs zum Wasserstrom kann das Werkzeug viel härtere Materialien durchtrennen. Es funktioniert besonders gut bei dichten oder zähen Materialien, wie z. B. vielen Metallen, Stein, Glas usw.

Vergleich der Schnittergebnisse

Beide Technologien haben ihre Stärken und Schwächen. Keine einzelne Technologie kann als All-in-One-Lösung eingesetzt werden. Es ist wichtig, die Schneideergebnisse der einzelnen Technologien zu verstehen, um die richtige für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.

Vorteile des Abrasiv-Wasserstrahlschneidens: 

• Es kann eine ziemlich hohe Präzision und Genauigkeit beim Schneiden erreichen.

• Er kann problemlos harte Materialien wie Metalle, Glas und Steine schneiden.

• Der Abrasiv-Wasserstrahl hat eine hohe Schnittgeschwindigkeit, so dass er das Material schneller schneidet.

• Mehrere Materialbögen können zum gleichzeitigen Schneiden übereinander gestapelt werden.

• Sowohl das Strahlmittel als auch das Wasser können mit einem geeigneten System recycelt werden.

Grenzen des Abrasiv-Wasserstrahlschneidens:

• Sie ist wegen des Abrasivanteils nicht so billig wie die reine Wasserstrahlschneidetechnik.

• Die Teile des Wasserstrahls unterliegen aufgrund der zusätzlichen Belastung durch das Abrasivmittel einem höheren Verschleiß. Mit der Zeit kann dies dazu führen, dass die Teile regelmäßiger gewartet und ausgetauscht werden müssen.

• Das Abrasiv-Wasserstrahlschneiden gilt als weniger umweltfreundliches Verfahren als das reine Wasserstrahlschneiden.

Vorteile des Reinwasserstrahlschneidens:

• Das Wasserstrahlschneiden ist kostengünstiger, da keine Abrasivstoffe verwendet werden.

• Beim reinen Wasserstrahlschneiden ist keine Abrasivmischung erforderlich. Daher ist es ein sicherer und umweltfreundlicher Prozess.

• Da keine Abrasivstoffe verwendet werden, unterliegt die Maschine einem geringeren Verschleiß als beim Wasserstrahlschneiden mit Abrasivstoffen.

• Reines Wasserstrahlschneiden kann jedes weiche, leichte, dünne oder empfindliche Material ohne Verformung oder Beschädigung schneiden.

Die Grenzen des Reinwasserstrahlschneidens:

• Die einzige Energiequelle für einen reinen Wasserstrahl ist das Wasser selbst. Daher ist die Schneidgeschwindigkeit und -leistung bei dieser Methode geringer als beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden.

• Aufgrund der äußerst langsamen Schnittgeschwindigkeit ist das reine Wasserstrahlschneiden beim Schneiden harter Materialien nicht mehr praktikabel. Daher ist diese Technik nur für weiche Materialien geeignet.

Unterschied zwischen reinem Wasserstrahlschneiden und Abrasivwasserstrahlschneiden

• Prozess: Abrasivstoffe wie Granat werden beim Wasserstrahlschneiden als abrasive Bestandteile verwendet. Der unter Druck stehende Wasserstrom und das Abrasivmaterial erzeugen einen starken Strahl, der jedes Substrat durchschneidet. Beim reinen Wasserstrahlschneiden werden keine Abrasivstoffe verwendet. Es hängt ausschließlich von der Stärke und dem Druck des Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahls ab.

• Material: Auch die Materialien unterscheiden das reine Wasserstrahlschneiden vom Abrasivschneiden. Mit Abrasivwasserstrahlen können verschiedene Materialien geschnitten werden. Vergewissern Sie sich vor dem Einsatz von reinen Wasserstrahlen, dass diese mit den Materialien, die Sie bearbeiten wollen, kompatibel sind.

• Präzision: Harte Materialien wie Titan und Edelstahl ist schneidbar ohne Schaden zu nehmen. Der hohe Druck, der für dieses Verfahren benötigt wird, hilft auch bei großen Materialmengen und hohen Geschwindigkeiten, sehr präzise Schnitte zu erzeugen.

Vergleich der Anwendungsbereiche

Anwendungen von Reinwasser-Strahlschneidern:

• Lebensmittelindustrie: Der reine Wasserstrahlschneider kann gefrorene Lebensmittel nur mit Wasser schneiden. Er kann aber auch in der Großproduktion sicher eingesetzt werden.

• Stoff: Ein reiner Wasserstrahlschneider wird in der Bekleidungsherstellung dringend benötigt, da er den Stoff in den zu verarbeitenden Branchen sauber schneidet.

• Schaumstoff-Organisator: Er wird verwendet, um Schaumstoffe in verschiedene Formen für unterschiedliche Platten zu schneiden. Wenn ein abrasiver Wasserstrahlschneider verwendet wird, schmilzt der Schaumstoff allmählich. 

Beispiele für die Vorteile des Reinwasserstrahlschneidens:

• Reines Wasserstrahlschneiden erleichtert die Arbeit in der Industrie, da es Materialien wie Schaumstoff schneidet, die durch Hitzeeinwirkung oft zerstört werden. 

• Wenn gefrorene Lebensmittel erhitzt werden, können sie verkochen oder werden zumindest nicht mehr sauber und hygienisch sein. Da beim reinen Wasserstrahlschneiden ein enormer Druck verwendet wird, ist es auch bei Lebensmitteln sicher zu verwenden.

Anwendungen des Abrasiv-Wasserstrahlschneidens:

• Starke Metalle: Abrasive Wasserstrahlschneider sind scharf genug, um dichtere Metalle wie Stahl und Kupfer zu schneiden.

• Granit: Sie können problemlos mehrere Granitplatten und Steine für verschiedene Zwecke schneiden.

• Glas: Schneiden von nicht gehärtetem Glas zur Verwendung in Flugzeuginnenräumen oder für andere Zwecke.

Beispiele für die Vorteile des Abrasiv-Wasserstrahlschneidens:

• Er kann große Steine und dichte Materialien sehr präzise und schnell schneiden.

• Da die Schnittgeschwindigkeit höher ist, spart sie Zeit, wenn sie in industriellem Maßstab benötigt wird. 

Vergleich von Anwendbarkeit, Vorteilen und Nachteilen

Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden wird die scharfe Klinge durch ein Gemisch aus Wasser und einem zerkleinerten Abrasivmittel geschmiert. Diese Kombination von Abrasivmitteln entfernt die Substanz von außen, während der Wasserstrahl sie durchschneidet, und hinterlässt eine makellose Oberfläche.

Diese Methode eignet sich nicht für Gummi, Kunststoff, gummiähnliche Stoffe und Schaumstoff, aber sehr wohl für Metalle und andere dichtere Materialien. 

Beim reinen Wasserstrahlschneiden wird absolut kein Abrasivgemisch verwendet. Vielmehr strömt reines Wasser unter Druck aus einer Düse und nutzt nur die reine Kraft, um Ihr Material zu durchtrennen.

Denn normalerweise schmilzt es Kunststoffe und weiche Materialien nicht, sondern durchtrennt sie. Dieses Verfahren funktioniert nicht gut bei Metallen oder anderen harten Materialien.

Kostenanalyse:

Die Hersteller müssen die Kosten berücksichtigen, bevor sie entscheiden, ob das Wasserstrahlschneiden die beste Option für sie ist. Die Betrachtung der Betriebskosten des reinen Wasserstrahlschneidens im Vergleich zum Abrasivwasserstrahl gibt Ihnen Gewissheit darüber, ob Sie in der Lage sind, für diese Fertigungstechnik zu bezahlen.

Reines Wasserstrahlschneiden:

1. Wasserverbrauch: Wasser spielt eine wichtige Rolle, wenn es um die Kosten von reinen Wasserstrahlschneidemaschinen geht. 

2. Verbrauch von Elektrizität: Neben dem Wasser ist auch der Strompreis ein wichtiger Faktor, der bei den Gesamtkosten des Wasserstrahlschneidens zu berücksichtigen ist. 

3. Maschinenteile: Maschinenteile wie Düsen und Pumpendichtungen können bei der Verwendung von Wasserstrahlschneiden häufig verschleißen.

Abrasives Wasserstrahlschneiden:

1. Kosten für Schleifmittel: Die Kosten für das Abrasivmittel sind der wichtigste Faktor bei den Stundenkosten für das Abrasivwasserstrahlschneiden. Granat ist das am häufigsten verwendete Abrasivmittel und kostet etwa 22-30 Cent pro Pfund.

2. Durchflussmenge:  Bei der Berechnung der Kosten einer Wasserstrahlschneidanlage wird die Granat- oder Abrasivdurchflussmenge benötigt. Dieser bestimmt, wie viel Abrasivmittel pro Minute verbraucht wird.

3. Schnitt Dauer: Je länger es dauert, ein Material zu schneiden, desto teurer wird es. Das liegt daran, dass sich das Schleifmittel mit der Zeit abnutzt und die Maschine auch mehr Strom verbraucht.

Schlussfolgerung:

Der Einsatz sowohl von Abrasiv- als auch von Reinwasserstrahlschneidanlagen hat Vorteile. Daher sollte die geeignete Maschine entsprechend Ihren Bedürfnissen ausgewählt werden. 

Beide Technologien sind neuartige Lösungen, die bewundernswerte Leistungen erbringen. Es ist jedoch entscheidend, in die richtige Ausrüstung zu investieren, um die beste Leistung aus jedem Wasserstrahlgerät zu erhalten.

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