3D Wasserstrahlschneiden ist eine Form der Blechbearbeitung. Sie eignet sich für diverse Materialien und ermöglicht vielfältige Formen. Alle Bauteile lassen sich in einem Arbeitsschritt fertigstellen. Neben der Vielfalt an Geometrien ist auch die Zahl der bearbeitbaren Materialquerschnitte überwältigend.
Blechbearbeitung gibt Metallen ihre charakteristische Form
Bleche zählen zur Kategorie Halbzeuge. Sie sind stets rechteckig, sehr dünn, biegsam und trotzdem stabil. Spröde und steife Metalle lassen sich nicht zu Blechen verformen. Daher beschränkt sich die Blechverarbeitung auf die Materialien Kupfer, Aluminium, Stahl und Messing. Durch Zugabe verschiedener Legierungen lassen sich die Eigenschaften der Bleche passend zum Anwendungszweck beeinflussen.
Zur Blechbearbeitung sind die Verfahren Stanzen, Nibbeln, CNC-Biegen, Tiefziehen, Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden üblich. Beim 3D Wasserstrahlschneiden trennt man das Blech durch einen Hochdruck-Wasserstrahl, dem Schneidsand beigemischt wird. Man arbeitet mit Druck bis zu 6.000 bar, trotzdem erwärmt sich das Blech kaum. Daher lässt sich mit Wasserstrahl nahezu jedes Material schneiden. Die Vorteile des Wasserstrahlschneidens liegen neben der fehlenden Wärmeentwicklung in der optimalen Materialausnutzung durch geringe Schnittfugenbreite. Die Bearbeitung erzeugt sehr wenig Verschnitt, macht 3D Wasserstrahlschneiden also umweltfreundlich. Auch die Qualität der Schnittkanten ist hervorragend. Nur in seltenen Fällen ist eine Nachbearbeitung von Hand erforderlich. Lediglich der direkte Wasserkontakt und die relativ niedrige Schnittgeschwindigkeit könnten sich bei feuchtigkeitsempfindlichen und rostanfälligen Materialien nachteilig auswirken.
3D Wasserstrahlschneiden für dreidimensionales Schneiden
Wasserstrahl-Schneidemaschinen wurden erstmals in den 1960er Jahren für ebene Flächen benutzt. Im Laufe der Jahrzehnte hat man das Verfahren immer weiter perfektioniert. Mittlerweile lassen sich Objekte nicht nur in einer ebenen Fläche, sondern auch mit einem 3D-Schneidkopf schneiden. 3D-Schneiden ist ein Hochdruck-Wasserstrahl-Schneideverfahren. Der maximale Druck beträgt 6.000 bar. Moderne Wasserstrahl-Schneidemaschinen werden von Spezialisten mittels CAD-Software genau programmiert und erlauben detailreiche, extrem präzise 3D-Werkstücke.
Die zwei Varianten beim Wasserstrahlschneiden:
Reinwasserschneiden
Wasserstrahlschneideanlagen können mit unterschiedlich vielen Schneidköpfen bestückt werden und erledigen diverse dreidimensionale Aufgaben. Man nutzt das Reinwasserschneiden für weiche Materialien. Dabei kommt ein stark verdichteter Strahl aus reinem Wasser zum Einsatz, der Holzstücke bis 35 mm oder Gummiwerkstücke bis 80 mm durchtrennt. Für Metalle ist das Verfahren ungeeignet.
Abrasivschneiden
Neben dem Reinwasserschneiden bieten Wasserstrahlschneideanlagen auch die Möglichkeit zum dreidimensionalen Abrasivschneiden. Der Wasserstrahldruck beträgt dann zwischen 4.000 und 6.000 bar. Das komplexe Schneideverfahren mit beigemischtem Abrasivmittel kann auch Metalle und harte Materialien schneiden. In der Regel kommen hier zwei 3D-Schneidköpfe zum Einsatz. Als Abrasivmittel verwendet man meist Granatsand. Mit der Methode lassen sich auf jeder Ebene präzise Formen herausarbeiten.
Die Vorteile des 3D Wasserstrahlschneidens
Das Schneideverfahren ist für die unterschiedlichsten Werkstoffe, auch Verbundstoffe, geeignet. Dreidimensionale, komplexe Geometrien sind nun kein Problem mehr. Die Methode erlaubt die Herstellung aller Losgrössen. Es gibt auch keine Probleme bei unterschiedlich grossen Löchern. 3D Wasserstrahlschneiden überzeugt auch durch seine hohe Schnittgeschwindigkeit. Materialschäden sind dank vorheriger Programmierung nicht zu befürchten. Die Zuschnitte werden in allen Branchen gebraucht, von Architektur und Design über Luft- und Raumfahrttechnik über Papierverarbeitung bis hin zu Verpackungs- und Werkzeugmaschinen. Weil beim Schneiden keine Wärme entsteht, kann der Werkstoff infolge von Auskühlen auch nicht schrumpfen. Die wärmebedingte Verfärbung von Edelstahl ist ebenfalls ausgeschlossen.