Mikrostrahl trennt jedes Material

Der Mittelständler Metaq GmbH in Wuppertal hat sich mit der Fertigung von Präzisionsformteilen einen guten Namen gemacht. Bevorzugte Bearbeitungstechnologien waren bislang das Ätzen und das Laserfeinschneiden. Jetzt hat sich das Mikrowasserstrahlschneiden hinzugesellt.

Als Geschäftsführer Peter Sack Ende 2011 in einer Fachzeitschrift von der um den Faktor 10 gesteigerten Genauigkeit dieses Verfahrens las, zögerte er keine Sekunde. Vom Schweizer Hersteller der Microwaterjet-Anlagen, der Daetwyler AG aus Bleienbach, ließ er sich die Technologie vorstellen und Probeteile zeigen. Kurz danach war der Kauf perfekt. Metaq-Prokuristin Claudia Schemann begründet die Entscheidung so: „Mit der Microwaterjet steht uns erstmals eine Maschine zur Verfügung, die die Wasserstrahltechnologie mit der Präzision eines Feinschnittlasers verbindet und die Materialeinschränkungen des Ätzens und Laserns überwindet.“

Seit Februar setzt das Wuppertaler Unternehmen die Microwaterjet-F4-Anlage ein und ergänzt damit die anderen bei Metaq verwendeten Technologien. Die wichtigsten Vorteile bilden die fast unbegrenzte Palette an bearbeitbaren Materialien sowie der schonende Schnitt. Mit hoher Präzision lassen sich beispielsweise Kunststoffe, Gummi, Glas, Plexiglas oder Verbundwerkstoffe bearbeiten. Elastomerdichtungen etwa stellt Metaq nun mit deutlich gesteigerter Genauigkeit her. Auch jene Metalle, die sich nicht ätzen lassen, wie etwa Wolfram oder Titan, kann Metaq per Wasserstrahl schneiden. Diese Flexibilität ist auch in der Prototypenfertigung ein großer Vorteil: Wenn die Entwickler eines Kunden zur Erkenntnis kommen, ein Teil aus einem völlig anderen Material zu fertigen, lässt ihnen das Schneiden per Mikrowasserstrahl dafür völlige Freiheit.

Deutliche Vorteile des Mikrowasserstrahlschneidens sieht Verkaufsleiter Andreas Mayr „auch überall dort, wo ein Wärmeeintrag unzulässig ist. Das trifft auf viele Teile aus der Luft- und Raumfahrtindustrie zu“. Zum Beispiel bei Komponenten, die in Satelliten zuverlässig ihren Dienst verrichten müssen. Wichtig ist das Schneiden ohne Aufhärtungen an Bauteilrändern oder wärmebedingtem Verzug auch für zahlreiche Produkte aus der Medizintechnik, ebenso fürs Schneiden von Federstählen.

Dabei sammeln die Wuppertaler ständig weitere Erfahrungen mit neuen Materialen. Zwar hält Metaq etwa 500 Werkstoffe ständig verfügbar, aber die Palette der Kundenwünsche geht weit darüber hinaus. Jüngst stand das Unternehmen vor der Aufgabe, ein spezielles technisches Gewebe zu schneiden. Es mit Scheren oder Messern zu trennen, hatte der Kunde zuvor schon ausgeschlossen, weil die Klingen zu schnell verschleißen. Der Laser schied aus, weil das Material an den Kanten verbrennt, Ätzen war auch nicht möglich. „Aber mit dem Mikrowasserstrahl konnten wir es hervorragend schneiden“, berichtet Mayr. Auch Teile aus Glas werden inzwischen per Mikrowasserstrahl hergestellt.

So sind viele reale Aufträge auch gleichzeitig Tests, um die Möglichkeiten und Grenzen der Mikrowasserstrahltechnik kennenzulernen. Nachdem Daetwyler die Anlage aufgestellt und den ersten Mitarbeiter im Umgang damit geschult hatte, startete sofort die Produktion. Und bald war die Microwaterjet F4 im Zweischichtbetrieb voll ausgelastet. Bislang, so freut sich Claudia Schemann, sei man mit der Anlage noch an keine Grenzen gestoßen.

Damit die Maschine möglichst effizient genutzt werden kann, integrierte Daetwyler eine kontinuierliche Wasseraufbereitung in die Anlage der Wuppertaler. Denn geschnitten wird stets in einem Wasserbecken, die Teile befinden sich unter der Wasseroberfläche – was gegenüber dem klassischen Wasserstrahlschneiden auch die Emissionen deutlich reduziert. Daher sammeln sich im Wasserbecken sowohl das Abrasiv an, das dem Wasserstrahl zugesetzt wird, als auch Abrieb der Werkstücke. Daher muss das Wasser periodisch getauscht und das Becken gesäubert werden. Das entfällt bei Metaq, weil das Wasser in einem Kreislaufsystem kontinuierlich gereinigt und die Feststoffe über spezielle Bandfilter abgeschieden werden.

In diesem System lässt sich gleichzeitig die Wassertemperatur im Schneidbecken konstant halten. Das ist wichtig, weil das Wasser sich während des Schneidens aufwärmt, und die thermische Ausdehnung bei manchen zu schneidenden Materialien die Präzision beeinträchtigen kann. Daher bietet Daetwyler auch Microwaterjet-Anlagen mit temperierten Becken an.

Wolfgang Klingauf Fachjournalist in Augsburg