Kleiner. Präziser. Microwaterjet.

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Schwingungsfrei

Das Verfahren wäre einzig ein Erfolg für die Geschichtsbücher, wäre es nicht gelungen, gleichzeitig Schneidanlagen für das hochsensible Verfahren zu bauen. Am Anfang dieser Baureihe, die heute mit der «Microwaterjet F4» Massstäbe im Mikrowasserstrahlschneiden setzt, stand Walter Maurers erste selbstgebaute, mit einer CNC-Steuerung ausgerüstete Maschine. Sie bestand aus einer Gantry-Schweisskonstruktion, einem freistehenden Becken sowie einem Abrasiv-Schneidsystem.

Der Prototyp wies allerdings ein Funktionsmuster auf, bei dem die Erbauer vor allem durch Fehler lernten. Erste experimentelle Arbeiten wiesen bei Laser-Messungen starke Schwingungen auf. Der Prototyp stand auf einem unterkellerten Boden, der so stark mitschwang, dass er sogar Maurers Schritte aufnahm. Die zweite Anlage, die «Womajet F1», baute man dann Schritt für Schritt auf einem schwingungsfreien, schweren Fundament in einem klimatisierten Raum auf.

Positionierung mit minimalsten Toleranzen

Die neueste Maschinen-Generation reduziert die Vibrationen im Wasserbecken, indem dieses nicht mehr mit der Maschine, sondern der Spannrahmen mit der Maschine, verbunden ist. Zusätzlich wird das Maschinenbett mit Sand gedämpft oder mit Beton ausgegossen. Die Schneidanlagen sind ein wesentlicher Teil im Präzisions-Puzzle des Mikrowasserstrahlschneidens; denn der feine Strahl wäre ohne Positionierungsgenauigkeit nur wenig wert. Auch wenn mechanische Fehler der Anlagen quasi eliminiert sind, erreicht man den heutigen Präzisionsgrad auch durch den Einsatz von Software.

Diese Innovation, die von der Waterjet Robotics erforscht und fortlaufend weiterentwickelt wird, geht auf Unschärfe in der Produktion im Mikrometerbereich zurück. Die vibrationsneutralisierten Anlagen wiesen trotz der computerisierten Robotersteuerungen minimalste Ungenauigkeiten auf, weshalb Matthias Straubhaar, Managing Director von Waterjet Robotics, mit seinem Team eine Software mit einem speziellen Algorithmus programmierte. «Wir können heute», erklärt er, «minimalste Toleranzen in der Positionierung dank der optimierten Steuerung einhalten.» Er betont ferner, dass es im Grunde kein Limit bei der Präzision gebe. In den Aarwangener Labors schnitt man auch schon kleiner als mit 0,17 Millimeter, aber am Ende entscheidet der Markt, ob für diese Spezifikation eine Nachfrage besteht.

Steilpässe

Die Nachfrage am Markt betrifft heute oft typisch innovationsfördernde Bereiche wie z.B. derjenige der Materialien. Es ist immer wieder die Industrie, die Optimierungen über Materialien erreicht. So wie ein Energiekonzern, der bei Waterjet für einen neuen Turbinentyp ein hochpräzises Einzelteil nachgefragt hatte, das aus dem Metall Inconel thermo-neutral mit angewinkelten Kanten geschnitten werden musste. Das hauseigene Labor von Waterjet lieferte die relevanten Daten für den Schneideprozess. Ein Auftrag in dieser Grössenordnung konnte nur rentabel abgewickelt werden über eine serielle 24-Stunden-Produktion zu markant tieferen Kosten.

Solche Aufträge sind Steilpässe für die Waterjet Robotics, deren CEO an einem vollautomatisierten Produktionsprozess – mannlos und robotergesteuert – forscht. «Wir sind in einer Zwangslage», rechtfertigt M. Straubhaar die Kritik, die Industrie würde sich einmal selber wegrationalisieren. «Gegen die Stückkosten der asiatischen Konkurrenz haben wir keine Chance; wir müssen immer zwei Schritte voraus sein. Wir schneiden so klein und präzis wie kein Zweiter. Folglich müssen wir für den Moment gerüstet sein, in dem die Konkurrenz mit uns gleichzieht.»

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