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Waterjet: Wasserstrahl bietet umfassende Vorteile Im Lohnauftrag mit Wasserstrahl schneiden

Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / Konrad Mücke

Beim Zulieferer Waterjet können Fertigungsunternehmen vom gesamten Umfang an Vorteilen und Möglichkeiten des Schneidens mit Wasserstrahl profitieren. Aus nahezu sämtlichen Werkstoffen können sehr kleine bis zu grosse, dicke Bauteile bearbeitet werden.

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Im Lohnauftrag schneidet Waterjet in Mörschwil mit dem Wasserstrahl unter anderem aus grossformatigen Aluminium-Blechtafeln Werkstücke für Schienenfahrzeuge.
Im Lohnauftrag schneidet Waterjet in Mörschwil mit dem Wasserstrahl unter anderem aus grossformatigen Aluminium-Blechtafeln Werkstücke für Schienenfahrzeuge.
(Bild: Klaus Vollrath)

Der Wasserstrahl schneidet universell nahezu sämtliche üblichen Konstruktionswerkstoffe, wie Eisen-, Leicht- und Schwermetalle, Glas, Stein und Keramik, kompakte und geschäumte Kunststoffe sowie Verbundwerkstoffe. Dazu erläutert Christian Rick, Geschäftsstellenleiter von Waterjet Ostschweiz in Mörschwil im Kanton St. Gallen: «Das Wasserstrahlschneiden hat in bestimmten Bereichen deutliche Vorteile gegenüber konkurrierenden Technologien wie Laserschneiden oder mechanische Bearbeitung.» Geschnitten wird mit einem Wasserstrahl, der bei 4000 bis 6000 bar Druck der Schneiddüse zugeführt wird. Bei reinem Wasser schneidet dieser Strahl durch weiche Werkstoffe, wie Kunststoffe oder Schaumstoffe, so schnell und leicht wie das sprichwörtliche heisse Messer durch Butter. Bei härteren und zäheren Werkstoffen, zum Beispiel Metallen, wird dem Wasserstrahl ein feines, abrasives Pulver zugesetzt. Damit lassen sich selbst über 150 mm dicke Bauteile aus härtesten Werkstoffen, wie vergütete Stähle, Granit oder superharte Keramikwerkstoffe, bearbeiten. Der Wasserstrahl verwirklicht bei einfachen und auch komplexen Konturen beste Qualität der Schnittkanten. Da stets kaltes Wasser den Schnittspalt durchströmt, wird der umliegende Werkstoff nicht thermisch geschädigt. Es gibt also beispielsweise keine Anlauffarben, Gefügeveränderungen oder Grate. Weiterer Vorteil ist, dass man selbst bei dicken Bauteilen noch sehr schmale Durchbrüche oder kleinste Bohrungen fertigen kann.

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Im Auftrag für alle Branchen

«Unsere Auftraggeber stammen aus einem bunten Mix an Branchen, von der Industrie über den öffentlichen Sektor und den Handwerksbetrieb bis hin zu Künstlern und Privatleuten», verrät Christian Rick. Dazu gehörten das Baugewerbe, die Metall- und Elektroindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Kunststoffindustrie sowie die Werbe- und die Textilbranche. Dank der günstigen Lage des Dienstleisters im Dreiländereck von Schweiz, Deutschland und Österreich verfüge man über kurze Transportwege in alle drei Länder.

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Etwa 50 Prozent der aus Metall zu fertigenden Werkstücke bestehen aus Aluminium. Dies hängt damit zusammen, dass bei diesem verbreitet eingesetzten Konstruktionswerkstoff häufig über 20 mm dicke Bleche zu bearbeiten sind. Der Laser bewältigt das nur bedingt. Dies gilt vor allem für feine Konturen, kleine Eckenradien oder kleinste Abstände zwischen den geschachtelten Bauteilen, um die Platinen optimal zu nutzen. Wie Christian Rick ausführt, sei hier der Wasserstrahl oft die wirtschaftlichere Alternative oder gar das einzige praktikable Bearbeitungsverfahren. Der Wasserstrahl schneidet auf 0,1 mm genau. Dank der guten Kantenqualität entfalle häufig das Nachbearbeiten. In Mörschwil könne man bis 80 mm, in Aarwangen sogar bis 150 mm dicke Platinen bearbeiten. Als nahezu ebenso häufig zu schneidende Werkstoffe nennt Christian Rick Kupfer und Messing. Ersteres wird häufig im Bereich Energieanlagentechnik eingesetzt. Messing dagegen nutzen in vielfältiger Form der Maschinen- und Anlagenbau, die Bauwirtschaft sowie Künstler für dekorative Zwecke. Auch Edelstahl werde recht häufig bearbeitet. Dies betreffe insbesondere Bauteile mit grösseren Wanddicken. Die Qualität der Schnittkanten erweist sich oft deutlich besser als bei mit dem Laser geschnittenen Bauteilen. Ein breites Spektrum an Kunststoffen, Schaumstoffen und Textilien schneidet der Auftragsfertiger in Mörschwil üblich mit Reinwasser.

Vom Einzelstück bis zu grossen Serien

«Die pro Auftrag zu fertigenden Bauteile reichen vom Einzelstück bis zu Serien mit vier- oder gar fünfstelliger Anzahl», verrät Christian Rick. Im Schnitt würden im Monat schätzungsweise um die 5000 Bauteile hergestellt. Bei der Serienfertigung könne man je nach Spezifikation der Bauteile oft einen Kniff einsetzen, der die Kosten erheblich senke. Dieser bestehe darin, die Schnitte mehrlagig auszuführen, indem man Bleche, Platten oder Bahnen übereinander gestapelt schneidet und so die Produktivität der Anlagen entsprechend vervielfacht.

Damit könne man – abhängig von der jeweiligen Situation – den Vorteil niedrigerer Kosten konkurrierender Verfahren ins Gegenteil verkehren. Beim Versuch, beispielsweise mit dem Laser mehrlagige Bleche zu schneiden, bestünde die Gefahr, dass der Laser die Blechkanten beschädige.

Weiterer Vorteil der bei Waterjet eingesetzten Wasserstrahltechnologie sei die Möglichkeit, die Anlagen bei längeren Jobs nachts ohne Bediener arbeiten zu lassen. Diese und andere Vorteile hinsichtlich der Kosten bewirkten, dass man ungeachtet des hohen Schweizer Lohnniveaus auch immer wieder Aufträge aus Deutschland und Österreich erhalte.

Wenige Millimeter bis mehrere Meter Kantenlänge

«In Mörschwil können wir mit unseren vier Anlagen bis 4000 x 2200 mm messende Platten bearbeiten. Im Werk in Aarwangen sind sogar bis 8000 x 3000 mm grosse Werkstücke möglich», berichtet Christian Rick. Im Werk in Aarwangen stünden insgesamt über 30 Wasserstrahlanlagen zur Verfügung. Speziell bei Engpässen, Übergrössen oder bei speziellen Forderungen, beispielsweise zum Mikro-Wasserstrahlschneiden, könne man diese nutzen. In Aarwangen, so Christian Rick, gebe es auch 2,5D-Anlagen für die Rohrbearbeitung sowie 3D-Anlagen für beliebige Schnitte an dreidimensionalen Objekten.

Im Mikrobereich arbeite man auf selbst entwickelten Maschinen, die eine gegenüber üblichen Wassertrahlschneidmaschinen zehnfache Genauigkeit erreichen. Sie schneiden auf +/–0,01 mm genau und positionieren auf +/–0,005 mm genau. Je nach Forderung liessen sich auf Rauhheit Ra = 0,1–0,2 µm glatte Schnittkanten verwirklichen. Dank der in Aarwangen vorhandenen Kapazitäten sei es jederzeit möglich, Expressaufträge selbst bei gros­sen Serien innerhalb kürzester Fristen abzuarbeiten.

Beratung und Service inbegriffen

«Unsere Geschäftsphilosophie beruht darauf, dem Kunden zusätzlich zu guter Qualität möglichst noch weiteren Nutzen zu bieten», erläutert Christian Rick in Mörschwil. Dies betreffe Aspekte wie die Reaktionszeit, die Beschaffung von Halbzeugen und Rohlingen, die technische Beratung, den Lieferservice sowie zusätzliche Leistungen, beispielsweise die Oberflächenveredelung durch Gleitschleifen oder galvanisches Beschichten. Interessenten und Kunden könnten darauf zählen, dass man sich bei Anfragen oder Expressaufträgen schnell um sie kümmere. Wichtiger Pluspunkt sei auch der eigene Lieferservice. Auch die Beratung sei vorteilhaft.

Man kläre dabei zum Beispiel die Machbarkeit und bringe Vorschläge zum Verbessern von Bauteilen und Verfahren. So beeinflussen sich beim Wasserstrahlschneiden die Arbeitsgeschwindigkeit, die Schnittgenauigkeit und die Kantenqualität wechselseitig. Dank erfahrener Mitarbeiter, die Rat auch von der Forschungsabteilung im Stammhaus in Aarwangen erhalten, liessen sich fallweise Kosten optimieren oder die Qualität deutlich verbessern.

Zum Service gehöre auch das sehr umfangreiche Lager mit Halbzeugen. Trotz der hohen Kosten achte man auf einen grossen Lagerbestand. So könne man auch kurzfristig zu bearbeitende Aufträge unverzüglich abarbeiten. SMM

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