Standardbereich, Sondersysteme bis 6.500 bar
beim Abrasivschneiden
etwa das Zwei- bis Dreifache der Wasserdüse
bestimmt den minimalen Innenradius
Reinwasserstrahlen für geeignete Werkstoffe und Prozesse
Beim Reinwasserschneiden wird die Strahlenergie ohne zugesetztes Schneidmittel auf das Werkstück übertragen. Typische Einsatzmöglichkeiten hängen stark von Werkstoff und Produktanforderung ab. Für eine belastbare Bewertung sollten deshalb Material, Dicke, Kontur, gewünschte Kantenqualität und Taktzeit gemeinsam betrachtet werden.
Abrasivwasserstrahlen erweitert das Werkstoffspektrum
Beim Abrasivschneiden wird dem Wasserstrahl in der Mischkammer ein Abrasiv zugeführt und anschließend im Fokussierrohr beschleunigt. Dadurch lassen sich auch harte Werkstoffe trennen. Mit dem Verfahren entstehen zusätzliche Betriebsaufgaben wie Abrasivbevorratung, Dosierung und Umgang mit verbrauchtem Abrasiv und Werkstoffpartikeln.
Schneidsystem, Pumpe und Achskinematik bilden eine Einheit
Eine industrielle Schneidanlage umfasst typischerweise Hochdruckpumpe, Schneidkopf, Achssystem, Schneidbecken beziehungsweise Auffangbereich sowie Steuerungs- und Prozesssoftware. Je nach Bauteil können Mehrkopf-, Mehrachs- oder 3D-Kinematiken erforderlich sein.
Schnittqualität und Produktivität müssen am realen Bauteil bewertet werden
Die wirtschaftliche Eignung hängt von Werkstoff, Dicke, Kontur, Toleranzen, gewünschter Schnittkante und Losgröße ab. Druckniveau allein ist kein ausreichendes Vergleichskriterium. Für Investitionsentscheidungen sind Versuche mit repräsentativen Teilen und eine Betrachtung von Schnittzeit, Verbrauchsmitteln, Wartung und Nacharbeit sinnvoll.
Orientierungswerte zur Schnittleistung
Die folgenden Werte dienen ausschließlich der Größenordnung in der Vorplanung. Verbindliche Schnittdaten liefert die Datenbank der jeweiligen Steuerung, die Düsen- und Fokusrohrkonfiguration, Abrasivmassenstrom und Werkstoffcharge berücksichtigt.
| Werkstoff | Vorschub etwa | Anmerkung |
|---|---|---|
| Baustahl S235 | 150–300 mm/min | Referenzfall der meisten Schnittdatenbanken |
| Edelstahl 1.4301 | 130–260 mm/min | Etwas geringer als Baustahl bei gleicher Dicke |
| Aluminium | 350–650 mm/min | Deutlich höhere Vorschübe, geringerer Abrasivbedarf je Meter |
| Titan | 150–280 mm/min | Kaltes Trennen ohne Gefügebeeinflussung als wesentlicher Vorteil |
| Glas | 300–600 mm/min | Anfahrrampe zur Vermeidung von Ausbrüchen erforderlich |
| Faserverbund (CFK) | 600–1.200 mm/min | Keine thermische Schädigung der Matrix; Delaminationsrisiko an Kanten beachten |
| Naturstein | 100–200 mm/min | Stark abhängig von Gefüge und Einschlüssen |
Orientierungswerte für einen Standardarbeitspunkt bei rund 4.000 bar mit Mesh 80. Die Streuung zwischen Anlagen und Chargen ist erheblich.
Die Vorschubgeschwindigkeit allein trägt die Kalkulation nicht. Hinzu kommen Anfahr- und Durchstechzeiten je Kontur, Verfahrwege zwischen den Konturen, Rüstzeit und Ausschussanteil. Bei kleinteiligen Bauteilen mit vielen Innenkonturen kann die Summe der Durchstechvorgänge die reine Schnittzeit übersteigen. Das ist der Grund, warum Angebote auf Basis von Meterpreisen regelmäßig danebenliegen.
Werkstoffeignung und Verfahrensgrenzen
| Kriterium | Abrasivwasserstrahl | Laser | Plasma |
|---|---|---|---|
| Werkstoffunabhängigkeit | |||
| Keine Wärmeeinflusszone | |||
| Dickenbereich bei Metall | |||
| Schnittgeschwindigkeit Dünnblech | |||
| Kantenqualität ohne Nacharbeit | |||
| Reflektierende Werkstoffe | |||
| Betriebskosten je Meter Dünnblech | |||
| Investitionsbedarf Peripherie |
Qualitative Einordnung typischer Systeme, fünf Punkte entspricht der günstigsten Ausprägung. Eine ausführliche Gegenüberstellung steht unter Wasserstrahl vs. Laser.
Häufige Fragen zum Schneiden
Welche Werkstückdicken sind erreichbar?
Technisch sind mit Abrasivwasserstrahl auch Dicken jenseits von 200 mm trennbar. Wirtschaftlich liegt der übliche Bereich deutlich darunter, weil Vorschub und Kantenqualität mit der Dicke stark abfallen und der Abrasivverbrauch je Meter steigt. Ab welcher Dicke ein anderes Verfahren günstiger ist, entscheidet die Stückzahl, nicht die technische Grenze.
Warum entsteht keine Wärmeeinflusszone?
Weil der Abtrag mechanisch durch Kornerosion erfolgt und das Wasser die eingebrachte Energie kontinuierlich abführt. Es gibt keine Aufschmelzung und keine Gefügeveränderung im metallurgischen Sinn. Das ist der entscheidende Vorteil bei vergüteten Werkstoffen, Titan, Faserverbunden und überall dort, wo eine spätere Wärmebehandlung nicht vorgesehen ist.
Wie werden Innenkonturen angefahren?
Über einen Durchstechvorgang, der mehr Zeit beansprucht als der eigentliche Schnitt der gleichen Länge. Bei spröden Werkstoffen wie Glas oder Stein wird mit reduziertem Druck angestochen oder eine Anfahrrampe außerhalb der Kontur gelegt, um Ausbrüche zu vermeiden. Bei Faserverbunden verringert eine Rampe zusätzlich das Delaminationsrisiko.
Ist Reinwasserschneiden schneller als Abrasivschneiden?
Bei geeigneten Werkstoffen deutlich. Dichtungen, Schaumstoffe, Papier, Lebensmittel und viele Kunststoffe werden mit sehr hohen Vorschüben getrennt, bei sehr schmaler Fuge und ohne Abrasivkosten. Bei Metallen, Stein und Glas ist das Verfahren nicht anwendbar. Die Abgrenzung steht unter Reinwasser oder Abrasiv.