Wasserstrahltechnologie

Mara Hofacker,

Faserverbundwerkstoffe verarbeiten leicht gemacht

Faserverbundwerkstoffe wie CFC, CFK, GFK und Carbon erfreuen sich dank ihrer Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Stabilität und Leichtigkeit interdisziplinär wachsender Beliebtheit. Vor allem im Leichtbau und in der Raumfahrt muss die Produktion entsprechend angepasst werden. Das schürt den Bedarf an schonenden und universellen Trennverfahren, denn Kompositmaterialien fransen leicht aus und ihre mechanischen Materialeigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Strahlungsabsorption oder Feuerfestigkeit können beim Schneiden leicht beeinträchtigt werden.

Wasserstrahlschneiden von Carbon. © STM waterjet GmbH/Matthias Fritzenwallner

Zusätzlich muss der bei der Zerspanung entstehende Staub abgeleitet werden, da er gesundheitsschädlich ist und als elektrischer Leiter auch den Maschinenpark beschädigen kann. Gleichzeitig ist bei der Zerspanung ein Höchstmaß an Präzision und Flexibilität erforderlich. Diese hohen Anforderungen rücken eine Werkzeug-Technologie ins Rampenlicht: Wasserstrahlschneiden.

Denn das Kaltschneideverfahren ermöglicht ein überaus schonendes Arbeiten und schneidet auch feinste sowie hochkomplexe Strukturen präzise, reproduzierbar und praktisch vollautomatisch mit einer Toleranz von bis zu +/–0,1 Millimetern. Durch den sehr dünnen Schneidspalt von 0,3 bis 1,0 Millimetern trennt diese Technologie nicht nur schnell und kostengünstig, sondern auch materialeffizient und mit minimalem Werkzeugverschleiß. Eine Nachbearbeitung von Ausfransungen oder Ähnlichem ist nicht erforderlich. Ebenso treten während des Schneidprozesses im Gegensatz zu thermischen Schneidetechniken weder Aufhärtungen oder Spannungen im Werkstück noch gesundheitsgefährdender Dampf, Staub oder Rauch auf, da auch unter Wasser geschnitten werden kann.

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Insgesamt können mit dem Wasserstrahl alle herkömmlichen Verbundstoffe umweltfreundlich und kostengünstig bearbeitet werden. Mehr noch: Anders als beim Fräsen können auch nahezu alle anderen Materialien ohne großen Umrüstaufwand auf derselben Maschine geschnitten werden. Last but not least kann das verwendete Wasser aufbereitet und wiederverwendet werden. Diese Anforderungen erfüllen die Wasserstrahlschneidesysteme des Herstellers STM.

Der österreichische Wasserstrahl-Pionier hat sich mit seinem modularen Anlagensystem auf maßgeschneiderte Komplettlösungen spezialisiert und bietet interessierten Unternehmen einen bis ins Detail ausgereiften Fullservice an. Das Leistungsspektrum reicht von der Beratung und Testschnitten über Schulungen, Service und Wartung bis hin zur umfassenden Versorgung von Verschleißteilen und Betriebsmittel und Finanzierungsmanagement. Mit diesem Rundum-Support bietet STM Unternehmen eine Möglichkeit auf eine neue, effizientere Technologie umzusteigen. Bestes Beispiel sind die Carbon-verarbeitenden Wasserstrahl-Anwender tfc tools for composite GmbH und 3c-Carbon Composite Company GmbH. 

Wasserstrahltechnologie zum Mitwachsen

Das Wasserstrahl-System von STM kann Verbundstoffe effizient trennen. Das modular aufgebaute Wasserstrahlschneidsystem von STM kann an den aktuellen Bedarf individuell angepasst werden.

Das österreichische Unternehmen ist seit über 30 Jahren auf die universelle und wirtschaftliche Umsetzung der Waterjet-Technologie spezialisiert. Auch mit günstigen Einsteigermodellen wie der STM EcoCut lassen sich prinzipiell jegliche Verbundstoffe ohne Umrüstaufwand mit Reinwasser oder der Beimischung von Abrasivsand auf ein- und derselben Maschine schneiden. Dabei kann der Druck stufenlos den Materialeigenschaften angepasst werden: Bei weichen Verbundstoffen wird der Arbeitsdruck beim Anbohren bis auf 600 bar gedrosselt, harte Materialien werden mit Druck bis zu 4.000 bar bearbeitet. Bei der Hochdruckpumpe sorgen Funktionen wie Frequenzumrichter und Sanftlauf für Energie- und Kosteneffizienz und einen umweltschonenden Betrieb. Das Programmieren von Schneidaufgaben dauert mit der intuitiv bedienbaren STM SmartCut-Software nur wenige Minuten. Gezeichnete Werkstücke werden von der Software eingelesen und bei größeren Loszahlen bestmöglich geschachtelt. Ab diesem Zeitpunkt startet ein vollautomatisierter Schneidprozess.

Wasserstrahlschneiden. © Friederike Hegner

Mögliche zusätzliche Anlagenausstattungen wie eine pneumatische Bohrspindel zum Anbohren von empfindlichen Werkstoffen oder das modulare Wasseraufbereitungs-System OneClean sind für alle Anlagen optional erhältlich und können auch später jederzeit nachgerüstet werden.

Kurz: Unternehmen können ohne Reibungsverluste mit neuen Aufgaben wachsen, da das Modulsystem von STM für nahezu jede Schneid-Herausforderung eine praktikable Lösung bietet. Die Möglichkeiten gehen dabei weit über das Verarbeiten von Verbundstoffen hinaus und schließen Materialien wie Stahl, Aluminium, Metall, Stein, Keramik, Kunststoff und Glas ein.

Der Alleskönner unter den STM-Anlagen ist die PremiumCut, die dank Vollausstattung uneingeschränkte Schneidoptionen bietet. Unternehmen, die vorwiegend 2D-Werkstücke schneiden, sind mit einer EcoCut für die Produktion von kleineren Serien gerüstet.

Bei voller Auslastung lassen sich die Anschaffungskosten bereits nach wenigen Jahren amortisieren. Flankierend sorgt das „Alles aus einer Hand“-Versprechen von STM für einen wirtschaftlichen Betrieb: Für den bestmöglichen Einsatz der Technologie sorgen STM-Spezialisten, die Kunden vor Ort beraten und sie von der Schulung über die Montage und den laufenden Betrieb bis hin zur Wartung und der Beschaffung von Verschleißteilen und Betriebsmitteln persönlich begleiten. Das gilt nicht zuletzt für die Unterstützung bei der Beantragung von Subventionen, denn die Investition in Wasserstrahl wird staatlich gefördert – in Deutschland bis 2023, in Österreich bis April 2021.

Einstieg ins Wasserstrahl-Schneiden leicht gemacht

Interessenten können die Leistungsfähigkeit von STM-Anlagen anhand eines individuellen Testschnittes oder jederzeit in den STM Testzentren in Deutschland, Österreich oder der Schweiz unverbindlich durchführen lassen. Sie erhalten auf Wunsch einen kostenlosen Systemvorschlag inklusive Kosten-Nutzen-Analyse, um die Eignung einer Wasserstrahlschneide-Anlage bedarfsbezogen bewerten zu können. Gebrauchtanlagen und Finanzierungsmodelle machen eine Anschaffung auch bei limitiertem finanziellem Spielraum möglich. 

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