Wasserstrahlschneiden: Neue Maschine entwickelt Präzise geführt

Redakteur: Luca Meister

Lorenz Siegenthaler zählt zu den Schweizer Pionieren des Wasserstrahlschneidens. Seit Jahren bemüht er sich, die Präzision des Verfahrens zu verbessern. Vor kurzem hat er eine eigene Maschine entwickelt, die eine Positioniergenauigkeit von bis zu fünf Mikrometer erreicht. Sie ist u. a. mit einer 0,3-Millimeter-Düse bestückt, so dass selbst kleine Teile in hoher Präzision geschnitten werden können. Bei der Umsetzung der Konstruktion in hochwertigen Maschinenbau unterstützten ihn die Antriebs- und Steuerungsspezialisten von Fanuc.

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Generationswechsel: Während sich auf der links zu sehenden Schneidanlage Schnittbreiten von 0,5 Millimeter erzeugen lassen, erreicht die neue, von Lorenz Siegenthaler entwickelte Maschine sogar Schnittbreiten von nur 0,3 Millimeter.
Generationswechsel: Während sich auf der links zu sehenden Schneidanlage Schnittbreiten von 0,5 Millimeter erzeugen lassen, erreicht die neue, von Lorenz Siegenthaler entwickelte Maschine sogar Schnittbreiten von nur 0,3 Millimeter.
(Bild: Fanuc)

mei. Wasserstrahlschneiden fasziniert: Es ist ein Kaltschneideverfahren, bei dem es im Gegensatz zum thermischen Trennen mit Plasma- oder Laseranlagen keine Verzüge oder Aufhärtungen im Material gibt und weder Schlacke noch giftige Gase entstehen. Das Spektrum der so bearbeitbaren Materialien ist riesig: Es reicht von Schaumstoffen bis hin zu 300 Millimeter dickem Edelstahl, auch kunststoffbeschichtete Bleche oder andere Composite-Materialien können in unterschiedlichen Dicken präzise geschnitten werden.

1991

Lorenz Siegenthaler, Maschinenmechaniker und Werkmeister, kam 1990 erstmals mit dieser Bearbeitungstechnik in Berührung – und war begeistert. Er erkannte die enormen Möglichkeiten, die im Schneiden mit dem Wasserstrahl stecken, und entschied 1991, sich als Dienstleister mit diesem Spezialverfahren selbstständig zu machen. «Damals war es eine Nische, in der man die Dienstleistungsanbieter noch zählen konnte», erinnert sich der Wasserstrahlschneid-Pionier und Gründer der Sigla GmbH. «Die Maschinenhersteller kamen vor allem aus den USA sowie aus Schweden, und die Anlagen waren von echter Präzision noch weit entfernt.»

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Gemeinsam entwickelten Maschinenhersteller und -anwender die Technik weiter. Jan Ryd zum Beispiel, Firmengründer und Inhaber des Maschinenanbieters Water Jet Sweden (WJS), war einer der wichtigen Vordenker des Wasserstrahlschneidens. Er wusste die praktische Erfahrung von Anwendern wie L. Siegenthaler zu schätzen, diskutierte oft mit ihm und setzte einige seiner Anregungen in den WJS-Anlagen um. Kein Wunder, dass in der Sigla-Fertigungshalle mehrere solcher Maschinen stehen.

Tendenz kleine Präzisionsteile

Anfangs stammten Siglas Kunden in erster Linie aus dem Metallbau, dessen Genauigkeitsanforderungen in der Regel nicht allzu hoch sind. Doch vom Firmensitz in Grenchen, mitten in der Uhrenindustrie, geprägt, strebte L. Siegenthaler bald nach höherer Präzision und baute 1997 seine erste Präzisionsmaschine. Zentrales Element war ein selbst entwickelter Schneidkopf, der einen minimalen Schnittspalt von 0,5 Millimeter ermöglichte. Ein Quantensprung im Vergleich zu damals üblichen Wasserstrahlschneidanlagen, deren kleinste Schnittspalten zwischen 1,2 bis 0,8 Millimeter lagen.

Lange Zeit war Sigla einer der wenigen Dienstleistungsanbieter, der dadurch auch sehr kleine Teile herstellen konnte. Mit der wachsenden Präzision der Maschinen und verbesserten Oberflächengüten (bis Ra = 3,2 µm – Siegenthaler entwickelte einzelne Anlagendetails permanent weiter) konnten Kunden aus dem Maschinenbau und Apparatebau sowie aus der Flugzeugindustrie gewonnen werden. Mit Interessenten aus der Uhrenindustrie und Medizintechnik stiegen die Anforderungen noch mehr – und L. Siegenthaler sah es fast als persönliche Herausforderung, die gewünschten kleinen, hochpräzisen Teile prozesssicher herstellen zu können. Zwar vermutet er, dass auch heute noch für 85 Prozent aller Anwendungsfälle Düsendurchmesser von 0,8 Millimeter und grösser genügen, und die 0,5er-Düse weitere zehn Prozent der Anforderungen abdeckt. Doch er will mehr: «Für die obere Spitze der verbleibenden fünf Prozent benötigt man noch feinere Düsen im Durchmesser von 0,3 oder gar 0,2 Millimeter.» Diesem Anspruch stellte sich der Tüftler vor zwei Jahren und machte sich dran, eine komplett neue Maschine zu entwickeln, die stabil und positioniergenau sein sollte. Ein Schneidkopf mit einer 0,3-Millimeter-Düse sollte das Herzstück sein und ihn zu hoher Präzisionsarbeit befähigen.

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