In die dritte Dimension

Dreidimensionale Schneidprozesse mittels Wasserstrahltechnik waren bisher nur eingeschränkt lohnend. Vor allem bei Abrasiv-Schneidverfahren war die CAD/CAM-Anbindung weniger effizient als eine Lösung per Roboter. Das soll sich jetzt ändern: Der Wasserstrahlspezialist Stein-Moser GmbH (STM) aus dem österreichischen Bischofshofen hat zusammen mit seinem Schweinfurter Partner Maximator JET GmbH ein System entwickelt, das reibungsloses und obendrein paralleles 2D- und 3D-Wasserstrahlschneiden mit und ohne Abrasivmittel ermöglicht. Das teilt das Unternehmen mit.

Das System verbindet die Leistungsfähigkeit von 3D-Robotern mit der Wirtschaftlichkeit der Wasserstrahltechnik. Anwender profitieren von der Flexibilität dieser Technologie, die parallele Fertigungsprozesse ebenso zulässt wie den „fliegenden“ Wechsel zwischen Materialien. Die Lösung ist für die verarbeitende Industrie interessant, insbesondere dort, wo nicht-serienmäßige, komplexe Schneidprozesse mit guter Qualität schnell, materialschonend und kosteneffizient durchgeführt werden müssen. Laut STM wird dadurch im 3D-Bereich sowohl Reinwasser- als auch Abrasivschneiden, sowie kombiniertes paralleles 2D- und 3D-Schneiden zu einer effizienten Fertigungsmethode.

Möglich macht das eine optimierte CAD/CAM-Anbindung. Sie soll die Programmierung von Schneideprozessen wesentlich vereinfachen, durch einen 6-Achsen-Roboter hohe Präzision gewährleisten und dank aktiver und passiver Schutzsysteme eine multilaterale Produktion ermöglichen. Damit wollen die Österreicher bisherige Vorbehalte gegenüber dem 3D-Wasserstrahlschneiden ausräumen. Vor allem das aufwändige Programmieren hielt die Industrie bisher vom Verfahren ab. Bei abrasiven Schneidprozessen kam noch die Gefahr hinzu, dass der Wasserstrahl umliegendes Material entlang der Schnittlinie beschädigt. Diese Problematik sei nun Geschichte. Das Kombisystem soll 2D- und 3D-Aufträge störungsfrei parallel abarbeiten. Auch wenn ein Schneidprogramm angehalten wird, läuft das andere ohne Unterbrechung weiter. Auf diese Weise können Produktionsprozesse verschlankt und besser verzahnt werden. Und das bei überschaubaren Investitionskosten. Das 3D-System besteht aus einer klassischen 2D-Anlage sowie einem maßgeschneiderten 3D-Roboter.

Wird das 3D-Reinwasserschneiden in der Automobilindustrie bereits praktiziert, kann das neue System die Schneidprozesse jetzt beispielsweise fürs Erstellen von Schliffproben zur Qualitätskontrolle ergänzen. Auch die Werkzeugindustrie habe das abrasive 3D-Schneiden angenommen. Vor allem in der Fertigung von Prototypen und Kleinserien bietet die neue Technologie Vorteile. Aber auch in anderen Industrien lässt sich das Potential des Kaltschneideverfahrens in der dritten Dimension effizient nutzen – etwa für Fasenschnitte an Plattenmaterialien zum Vorbereiten von Schweißnähten, zum Bearbeiten von Rohren, Volumenbauteilen oder Durchbrüchen. Auch komplexe 3D-Geometrien sind laut STM möglich.

Grundsätzlich bewährt sich Wasserstrahlschneiden vor allem dort, wo spanlose, spanabhebende und thermische Fertigungstechniken nicht die gewünschten Ergebnisse liefern. Merkmale des Verfahrens sind ein hoher Automatisierungsgrad, minimale Werkzeugkosten sowie der geringen Materialverlust. Es liefert präzise Schnitte mit hoher Kantenqualität und geringen Schnittbreiten. Die sonst vielfach erforderliche Nacharbeit infolge thermischer Einflüsse oder Graten entfällt fast vollständig. Der Wasserstrahl erzeugt filigrane Schnitte ohne Aufhärtungen, Materialspannungen oder thermische Veränderungen zu verursachen. Ein weiterer Vorteil: Der Wartungsbedarf der Anlagen ist gering, Probleme können meist per Fernwartung schnell und kostengünstig gelöst werden.

Ob und wie sich das Verfahren im individuellen Fertigungsprozess sinnvoll integrieren lässt, können Spezialisten von STM innerhalb weniger Tage anhand unverbindlicher Bedarfsanalysen und Kosten-Nutzen-Kalkulationen sagen. Auch unverbindliche Testbearbeitungen bieten die Bischofshofener an. hw