Schneiden mit dem Wasserstrahl

Ein Wasserstrahl, unter Hochdruck appliziert, schneidet alles, was ihm vor die Düse kommt – vom Gummi bis zum Stahl. Mit einer solchen Anlage kann nun auch die Hochschule Ulm aufwarten.

Erstellt wurde sie auf der Basis von Konstruktionsarbeiten Studierender am Institut für Fertigungstechnik und Werkstoffprüfung (IFW). Die Bearbeitungstechnik des Wasserstrahlschneidens soll künftig stärker in das Ingenieurstudium eingebunden werden.

Das Schneiden mit dem Wasserstrahl ist ein Trennverfahren, mit dem nahezu alle Materialien in den unterschiedlichsten Dicken getrennt werden können, ohne dass beispielsweise Randzonen des zu bearbeitenden Gegenstandes durch thermische Beeinflussung geschädigt werden. Der Strahl kann so präzise geführt werden, dass selbst filigrane Strukturen im Zentelbereich herstellbar sind. Grundsätzlich unterscheidet man zwei Schneidtechniken: Entweder wird der reine Wasserstrahl eingesetzt (Rein-Wasserstrahlschneiden) oder ein Wasserstrahl, dem ein Schleifmittel zugesetzt ist (Abrasiv-Wasserstrahlschneiden).

Die Anlage im IFW kann für beide Verfahren genutzt werden. Sie wurde in Portalbauweise erstellt und mit einer modernsten CNC-Steuerung sowie einer industriellen Hochdruck-pumpe mit entsprechenden Schneidköpfen ausgestattet. Es steht ein Arbeitsraum von 1000 x 1000 mm zur Verfügung. Das Projekt wurde auf verschiedenste Weise durch Unternehmen unterstützt. So konnten im Rahmen eines Forschungsauftrages durch die Wieland-Werke AG in Ulm zum Thema Wasserstrahltechnik entsprechende Finanzmittel erwirtschaftet werden. Die Siemens AG stellte eine CNC-Steuerung neuester Generation zur Verfügung, die Firma HYDAC Cooling lieferte das Kühlaggregat. Die Unternehmen Bystronic Laser AG, G. Muhsal Steuerungstechnik, item Industrietechnik und Allfi Wasserstrahltechnik ermöglichten die Beschaffung weiterer notwendiger Komponenten.

Bei der Wasserschneidtechnik handelt es sich um ein hochwirtschaftliches Verfahren, das in fast jeder Branche angewendet wird – im Maschinen und Fahrzeugbau ebenso wie in der Textilindustrie oder der Elektronik. „Auch bei der Bearbeitung von Feinststrukturen und in der Medizintechnik hat der Wasserstrahl als Werkzeug bereits Einzug gehalten“, so Professor Dr.-Ing. Michael Kaufeld, der für das Projekt verantwortlich zeichnet.

Das Schneiden mit dem reinen Wasserstrahl und einem Arbeitsdruck von ca. 3000 bar eignet sich vor allem für die Bearbeitung von weichen Materialien wie Gummi, Papier oder Schaumstoff. Das Abrasiv -Wasserstrahlschneiden mit einem Arbeitsdruck von ca. 4000 bar wird dagegen für harte Materialen wie Stahl und Stein sowie bei faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Dass die Thematik des Wasserstrahlschneidens für die Industrie von höchstem Interesse ist, zeigte die Resonanz auf das zur Einweihung veranstaltete Symposium. Der Einladung waren mehr als 120 Gäste aus Industrie und Wirtschaft gefolgt.