Wasserstrahlanlage

Wasserstrahlanlage: Mit Hochdruck arbeiten

Ob Purwasser oder Wasser mit abrasiven Zusätzen – Wasser schneidet verschiedenste Werkstoffe

Die Wasserstrahlanlage kommt in der Fertigungstechnik für ausgewählte Anwendungen zum Einsatz. Typisch ist beispielsweise die Konturbearbeitung von Faserverbundwerkstoffen, das Schneiden von filzähnlichen Dämmstoffen oder auch Bauteilen aus Hartschaum. Das Verfahren wird unter die trennenden Verfahren eingeordnet und zählt zur Untergruppe Strahlspanen.

Die Wirkweise der Wasserstrahlanlage beruht darauf, dass im Fluid, in diesem Fall also dem Wasser, Energie in Form von Druck gespeichert wird. Diese sogenannte Wirkenergie wird dann als Flüssigkeitsstrahl mit sehr hoher Geschwindigkeit an der Bearbeitungsstelle eingesetzt. Prinzipiell könnten alle pumpbaren Flüssigkeiten zum Schneiden eingesetzt werden. Wasser hat sich allerdings vor allem wegen seiner guten physiologischen Verträglichkeit bewährt.

Noch mehr Power: Abrasive Zusätze im Wasserstrahl

Der Wasserstrahl kann in der Wasserstrahlanlage mit Feststoffpartikeln versetzt werden. Diese abrasiven Zusätze verstärken die mechanische Wirkung an der Bearbeitungsstelle. Man unterscheidet den sogenannten Suspensionsstrahl und den Injektionsstrahl. Unter dem Suspensionsstrahl versteht man einen gemischten Strahl, der mithilfe einer Düse das Abrasivmittel ansaugt und mit Wasser vermischt. Zu diesem Zweck gibt es an der Wasserstrahlanlage einen Behälter mit Zusatzmittel im Druckkreis des Wassers. Der gemischte Strahl wird in der Schneiddüse fokussiert. Zu den wesentlichen Eigenschaften des Suspensionsstrahls gehört eine relativ hohe Energiedichte bei relativ breiter Schnittfuge: Stahlbeton kann beispielsweise bei einer Schnittiefe bis zu einem Meter mit einer Schnittbreite von etwa drei Millimeter bearbeitet werden.

In der Fertigungstechnik wird überwiegend mit dem Injektionsstrahl gearbeitet. Die Wasserstrahlanlage stellt einen Strahl aus etwa zehn Prozent Wasser, einem Prozent Abrasivmittel und Luft zur Verfügung. So können relativ geringe Strahldurchmesser und damit schmalere Schnittfugen von etwa einem Millimeter erreicht werden. Die Energiedichte ist weniger hoch, als beim Suspensionsstrahl.

Die Wasserstrahlanlage besteht aus zwei Hauptgruppen: Dem Druckerzeuger und der eigentlichen Schneidanlage. Bevor das Wasser durch eine Hochdruckleitung zur Schneiddüse gelangt, wird ihm im Druckübersetzer Energie zugeführt. Diese Energie wird im Primärkreis mit Hilfe einer Kolbenpumpe aufgebaut: Hier wird ein Öldruck von etwa 200 bar erzielt. Ein Übersetzungskolben wandelt den Druck in einen mehrfach höheren Wasserdruck im Sekundärkreis um. Das Übersetzungsverhältnis beträgt etwa 1:20.

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