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Mit 6000 bar geht’s doppelt so schnell

Wasserstrahlschneiden: Produktiver und präziser in einem
Mit 6000 bar geht’s doppelt so schnell

Pumpleistungen von 6000 bar ermöglichen beim Wasserstrahlschneiden bis zu 2,5-fach höhere Schneidgeschwindigkeiten als bisher. Durch reduzierten Bedarf an Abrasiv-Material sinken die Betriebskosten.

Von unserem Redaktionsmitglied Dr. Bernhard Reichenbach bernhard.reichenbach@konradin.de

In Konkurrenz zu anderen Verfahren wie dem Laser- und Plasmaschneiden stehend, entwickelt sich das Wasserstrahlschneiden immer mehr zu einem echten Hochleistungs-Verfahren. Mehrkopf-Anlagen und 5-Achsen-Systeme – nicht nur für schräge Schnitte bei Flachmaterial, sondern auch zum Bearbeiten von 3D-Bauteilen – sind mittlerweile Stand der Technik. Gleiches gilt für ausgeklügelte Automationseinrichtungen, die die Fertigung wirtschaftlicher machen sollen.
Die jüngsten Entwicklungen zur Leistungssteigerung gehen in zwei Richtungen: Einerseits werden konventionelle Antriebe durch schnelle, präzise und verschleißarme Linearantriebe ersetzt, andererseits steigt die maximale Leistung der verwendeten Hochdruckpumpen von rund 4000 auf 6000 bar. Nach Angaben der Pumpen- und Anlagenbauer verbessert die Erhöhung des Arbeitsdrucks die Wirtschaftlichkeit überproportional: Es ergeben sich
  • bis zu 2,5-fach höhere Schneidgeschwindigkeiten über den gesamten Materialdickenbereich,
  • bessere Schnittqualität bei gleichbleibendem Vorschub,
  • größere Schnitttiefen ohne abrasive Zusätze, beispielsweise beim Bearbeiten von Kunststoff- und Verbundmaterial, sowie
  • niedrigere Betriebskosten, unter anderem durch reduzierten Bedarf an Abrasiv-Material.
Ein entsprechendes System, bestehend aus zwei gekoppelten Standardpumpen der Uhde High Pressure Technologies GmbH, Hagen, wird beispielsweise in Schneidanlagen des Typs Waricut der H.G. Ridder Automatisierungs-GmbH, Hamm, eingesetzt. „Diese zweistufige Lösung hält die Belastung kritischer Komponenten wie Hochdruck-Zylindern und Ventilen niedrig und bietet so eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit“, betont Holger Werth, Verkaufsingenieur für Hochdruckpumpen und Wasserstrahlschneiden bei Uhde.
Bei diesem Ultra-Hochdruck-Pumpensystem kann der Anwender selbst bestimmen, ob er mit 6000 bar oder 2 x 4200 bar arbeiten will. Die erste zweistufige 6000-bar-Anlage ist seit gut einem Jahr bei der L&D Jet Techniek NV in Diest/Belgien im Einsatz. Sie schneidet zum Beispiel Aluminium bis 6 mm und Titan bis 3 mm Dicke ohne Abrasivmittel.
Bis zu 6000 bar liefert auch die Wasserstrahlschneidpumpe Ultrajet der Resato High Pressure Technology, Roden/Niederlande. Durch Optimierung von Pulsationsdämpfer, Hubvolumen und elektronischer Umschaltung des Druckverstärkers sollen die Druckschwankungen sehr gering sein. „Dies wirkt sich positiv auf die Schnittqualität aus“, merkt Geschäftsführer Ing. Harmannus Bijmolt an. Dank des ergonomischen Gehäuses sind alle Komponenten gut zugänglich. Die Pumpe ist in zwei Modellen erhältlich: Die UP-3-6000 bietet eine Förderleistung von 3,4 l/min bei 45 kW Maximalleistung, die UP-7-6000 fördert 6,8 l/min bei 90 kW.
Resato integriert die Hochleistungs-Pumpen in seine Wasserstrahlschneidanlage R-ACM, die mit linearen Direktantrieben ausgestattet ist. „Diese bieten eine höhere Geschwindigkeit, Präzision und Steifigkeit sowie eine kürzere Reaktionszeit als konventionelle mechanische Antriebe“, nennt Bijmolt Vorteile. „Zudem sind sie wartungsfrei, da es aufgrund der kontaktlosen Konfiguration keine Verschleißteile gibt.“
Bei der Anlage ist auch die neu entwickelte lineare Z-Achse Jetlift mit Linearmotoren ausgestattet. Der Schneidkopf, als Teil der Z-Achse, verfügt über einen Kollisionsschutz, der das Mischrohr als Sensor benutzt. „Im Falle einer Berührung wird der Prozess sofort gestoppt und so Schaden vermieden“, erklärt der Geschäftsführer.
Die Achsen der R-ACM werden über eine bedienfreundliche, schnelle und sichere CNC/PLC-Steuerung kontrolliert, die besonders energiesparend arbeitet und somit ohne Lüfter auskommt. Die herstellereigene Powercut-Software dient sowohl zum Steuern der Anlage als auch für CAD/CAM-Zwecke.
Beim Kauf einer Anlage müssen die leistungsfördernden Komponenten das Budget des Kunden nicht zwangsläufig über Gebühr belasten: „Die R-ACM mit 6000-bar-Pumpe und Linearantrieben ist nicht wesentlich teuerer als ein herkömmliches System“, versichert Bijmolt.
Industrieanzeiger
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7.2022
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