Warum fast ausschließlich Granat eingesetzt wird
Almandin-Granat hat sich durchgesetzt, weil er vier Eigenschaften gleichzeitig erfüllt: ausreichende Härte, hohe Dichte für den Impulsübertrag, scharfkantiger Bruch ohne problematischen Staubanteil und eine unkritische arbeitsmedizinische Einstufung. Alternativen wie Korund schneiden schneller, verschleißen das Fokusrohr aber deutlich stärker; quarzhaltige Mittel scheiden aus Arbeitsschutzgründen aus.
| Kenngröße | Orientierungswert | Bedeutung für den Prozess |
|---|---|---|
| Mohshärte | 7,5–8,0 | Ausreichend hart für Metall, weich genug für vertretbaren Fokusrohrverschleiß |
| Dichte | 3,9–4,1 g/cm³ | Bestimmt den Impulsübertrag im Mischraum |
| Kornform | scharfkantig, gebrochen | Kantigkeit bestimmt die Schneidwirkung stärker als die Härte |
| Feuchtegehalt | < 0,5 % | Höhere Werte führen zu Brückenbildung und Dosierstörungen |
| Preisband | 0,25–0,60 €/kg | Abhängig von Herkunft, Aufbereitung und Abnahmemenge |
Bandbreiten handelsüblicher Qualitäten. Verbindlich sind die Datenblätter des Lieferanten.
Körnung: die Mesh-Angabe und ihre Wirkung
| Körnung | Korngröße etwa | Wirkung | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Mesh 50 | 0,30 mm | Hohe Schnittgeschwindigkeit, rauere Kante, höherer Fokusrohrverschleiß | Dicke Werkstücke, Trennschnitte |
| Mesh 80 | 0,18 mm | Ausgewogenes Verhältnis von Leistung, Kantenqualität und Verschleiß | Standardkörnung für den Großteil der Anwendungen |
| Mesh 120 | 0,125 mm | Feinere Kante, geringere Vorschubleistung | Dünne Bleche, erhöhte Qualitätsanforderung |
| Mesh 220 | 0,063 mm | Sehr feine Kante, deutlicher Leistungsverlust | Feinschnitte, empfindliche Werkstoffe |
Die Mesh-Zahl bezeichnet die Maschenweite des Siebs, nicht die Korngröße direkt: eine höhere Zahl bedeutet ein feineres Korn.
Bei Qualitätsproblemen an der Schnittkante wird häufig zuerst die Körnung gewechselt. Sinnvoller ist die umgekehrte Reihenfolge: erst Zustand von Wasserdüse und Fokusrohr prüfen, dann Vorschub und Abrasivmassenstrom anpassen, erst danach die Körnung ändern. Ein Körnungswechsel zieht neue Schnittdaten für das gesamte Teilespektrum nach sich.
Massenstrom als eigenständige Stellgröße
Zwischen Abrasivmassenstrom und Schnittleistung besteht kein linearer Zusammenhang. Bis zu einem Optimum steigt die Leistung, darüber hinaus stört das überschüssige Korn die Strahlbildung im Mischraum und die Leistung fällt wieder ab, bei gleichzeitig steigenden Kosten und höherem Fokusrohrverschleiß. Das Optimum ist konfigurationsabhängig und sollte am realen Bauteil ermittelt werden.
je Schneidkopf, konfigurationsabhängig
bei 0,30 mm Wasserdüse und Mesh 80
bei 0,35 kg/min im Dauerschnitt
Abrasiv inklusive Entsorgung an den Verbrauchskosten
Recycling und Entsorgung
Das eingesetzte Korn verlässt den Prozess gebrochen und mit dem abgetragenen Werkstoffanteil vermischt. Zwei Wege stehen offen: Entsorgung als Abfall oder Aufbereitung in einer Recyclinganlage mit Trennung, Wäsche, Trocknung und Klassierung. Die Wirtschaftlichkeit hängt weniger am Preis des Neumaterials als an der Anlagenauslastung und den örtlichen Entsorgungskosten.
- Anfallmenge belastbar erfassenVerbrauch je Betriebsstunde mal geplante Jahresstunden, zuzüglich Abtragsmaterial
- Abfallrechtliche Einstufung klärenDer abgetragene Werkstoff bestimmt die Einstufung, nicht das Granat
- Zwischenlagerung planenSilo oder Container, Entwässerung, Zugänglichkeit für den Entsorger
- Recycling gegenrechnenInvestition, Betreuungsaufwand und Qualitätsverlust gegen Neupreis plus Entsorgung
- Feinanteil ausschleusenRecyclat ohne Ausschleusung des Feinguts verschlechtert die Schnittleistung schleichend
Häufige Fragen zum Abrasiv
Warum sinkt die Schnittleistung, obwohl mehr Abrasiv dosiert wird?
Oberhalb des Optimums stört das zusätzliche Korn die Beschleunigung im Mischraum. Ein Teil des Materials wird nicht mehr auf Geschwindigkeit gebracht, sondern behindert den Strahl. Der Effekt ist reproduzierbar und lässt sich in einer Schnittreihe mit steigendem Massenstrom am gleichen Werkstück in wenigen Minuten sichtbar machen.
Ist billigeres Abrasiv wirtschaftlich?
Nur wenn Kornform, Feuchte und Feinanteil stimmen. Ein hoher Feinanteil erhöht den Verbrauch bei gleicher Leistung, ein hoher Feuchtegehalt stört die Dosierung, und unregelmäßige Kornform senkt die Schnittleistung. Der Vergleich muss deshalb über Kosten je geschnittenem Meter geführt werden, nicht über den Preis je Kilogramm.
Kann auf Abrasiv verzichtet werden?
Bei weichen und faserigen Werkstoffen ja. Dichtungen, Schaumstoffe, Lebensmittel, viele Kunststoffe und dünne Verbundwerkstoffe lassen sich mit Reinwasser trennen. Bei Metallen, Stein, Glas und dickeren Verbunden ist Abrasiv erforderlich. Die Abgrenzung ist unter Reinwasser oder Abrasiv beschrieben.
- Flow International, Grundlagen der Wasserstrahltechnik – https://www.flowwaterjet.com/explore/basics-of-a-waterjet-pump