Wasserstrahlschneidmaschinen

Nachdem der Wasserstrahl seit Beginn des 20. Jahrhunderts zum Abbau von Ton und Kies und später auch zur Gewinnung von Kohle und Erz in Bergwerken eingesetzt wurde, begann Boeing in den 1960er Jahren Flugzeugteile aus Verbundwerkstoffen mit dem Wasserstrahl zu schneiden. 1971 wurde dann schließlich die erste Wasserstrahlsäge und Ende der 90er Jahre das Verfahren Dynamic Waterjet entwickelt. Letzteres ermöglicht die Korrektur des Schnittwinkelfehlers, sodass auch bei dickeren Teilen ein präziser Schnitt realisierbar ist. Grundsätzlich unterscheiden sich Wasserstrahlschneidmaschinen nicht nur hinsichtlich ihres Typs, sondern auch in ihrer Bauweise und in Bezug auf eingesetzte Steuerkomponenten. Infolgedessen entstehen Abweichungen bei der Genauigkeit des Schnitts.

AquaContour GmbH
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Wie sind Wasserstrahlschneidmaschinen aufgebaut?

Bei Wasserstrahlschneidmaschinen handelt es sich um automatisierte Systeme, deren Aufbau auf einem modularen Schema mit verschiedenen Komponenten beruht. Diese können je nach Bedarf unterschiedlich zusammengestellt werden. Dabei existieren folgende Hauptkomponenten:

  • Führungsmaschine
  • Speicher
  • Wassertank und -pumpe
  • Druckübersetzer
  • Elektromotor
  • Hochdruckverrohrung
  • Abrasiv- und Reinwasserdüse
  • Ventil

Wie unterscheiden sich die Portal- und Tragarmbauweise?

Beim Wasserstrahlschneiden kommen zumeist Maschinen mit der Portalbauweise zum Einsatz. Dabei werden die beiden Führungsachsen über die CNC-Steuerung gekoppelt. Das heißt, sie agieren wie eine alleinige Achse.

Hinsichtlich der Portal-Anlagen findet eine Differenzierung zwischen Flachbrettanlagen für gängige Arbeiten und Hochportalanlagen für Schneidaufgaben mit speziellen Abmessungen statt. Mit der Portalbauweise lassen sich außerdem sehr große Maschinen mit einer Spannweite von bis zu 5000 mm konstruieren.

Demgegenüber stehen Wasserstrahlschneidmaschinen in der Tragarmbauweise. Diese fungieren mit einem einseitig geführten Querbalken, wobei die Konstruktion in der Herstellung grundsätzlich günstiger als die Portalbauweise ist. Darüber hinaus bietet die Variante den Vorteil, dass der Schneidbereich von drei Seiten aus zugänglich ist.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit Tragarmmaschinen entstehen größere Schwankungen in der Werkstück-Toleranz als bei Portalmaschinen, da das Schwingungsverhalten stärker ausgeprägt ist.

Welche Steuerkomponenten gibt es?

In der Regel wird das Wasserstrahlschneiden mit der Computerized Numerical Control Steuerung (CNC-Steuerung) durchgeführt.

Daneben existieren die Plottersteuerung bei einfach gehaltenen Maschinen sowie die Steuerung mit adaptierten Vorschubgeschwindigkeiten mit CAD-Schnittstelle und CAM-Anbindung bei hochwertigen Anlagen. Letzteres schließt die Interpolation der Achsen ein.

Darüber hinaus besitzen diverse Wasserstrahlschneidmaschinen eine PC-Steuerung, mit der auch ungeübte Anwender Werkstücke bearbeiten können.