Hochdruck-Wasserstrahlschneidetechnik

Merkmale des Wasserstrahls

Mit Ausnahme des Wasserstrahlschneidens unterliegen andere Schneidverfahren Einschränkungen hinsichtlich der Materialarten und ermöglichen keine einmalige Bearbeitung beliebiger Kurven bei jedem Material; Beim Schneiden wird die entstehende Wärme sofort durch den schnell strömenden Wasserstrahl abgeführt, ohne dass schädliche Stoffe entstehen. Da das Material keinen thermischen Effekt erfährt, handelt es sich um ein kaltes Schneidverfahren. Nach dem Schneiden ist keine Nachbearbeitung erforderlich oder diese ist einfach durchzuführen. Das Verfahren zeichnet sich durch Sicherheit und Umweltfreundlichkeit aus, ist relativ schnell und effizient und ermöglicht das Schneiden beliebiger Kurven. Es ist praktisch, flexibel und vielseitig einsetzbar; Das Wasserstrahlschneiden ist derzeit ein ausgereiftes Schneidverfahren mit guter Anwendbarkeit.

Kategorien von Wasserstrahlschneidern

Je nach Beschaffenheit des Materials gibt es zwei Arten des Wasserstrahlschneidens: das sandfreie Schneiden und das Sandschneiden.

Nach der Art der Anlage: Es wird zwischen großen und kleinen Wasserstrahlschneidanlagen unterschieden.

Je nach Druck lassen sich diese in Hochdruck- und Niederdrucktypen unterteilen. In der Regel dient dabei ein bestimmter Grenzwert als Unterscheidungsmerkmal: Werte oberhalb dieses Grenzwerts werden dem Hochdrucktyp zugeordnet, Werte unterhalb diesem Grenzwerts dem Niederdrucktyp, und Werte, die noch weiter über diesem Grenzwert liegen, dem Ultrahochdrucktyp.

Nach dem technischen Prinzip werden sie in Vor- und Nachmischsysteme unterteilt.

Nach ihrer mechanischen Bauweise lassen sie sich in Ausleger- und Portalkrane unterteilen.

Aus Sicht der Klassifizierung des Wasserstrahlschneidens lässt sich dieses in sichere und nicht sichere Verfahren unterteilen. Der Unterschied zwischen beiden liegt hauptsächlich im Wasserdruck. Im Folgenden soll erläutert werden, dass das Niederdruck-Wasserstrahlschneiden in speziellen Branchen wie der Gefahrstoffindustrie, der Erdölindustrie, dem Bergbau und der Entsorgung gefährlicher Stoffe eingesetzt werden kann. [Nach zahlreichen Experimenten wurde festgestellt, dass Wasser, selbst wenn es sich um reines Wasser handelt, bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwerts bei bestimmten empfindlichen Chemikalien eine Explosion auslösen kann. Beim Schneiden mit sandhaltigem Wasser kollidieren der potenzielle Energiegehalt des Sandes und die Aufprallkraft mit dem Objekt; die dabei entstehende Energie kann ebenfalls die Instabilität bestimmter Chemikalien auslösen. Nach umfangreichen Experimenten und Nachweisen wurde schließlich ein Schwellenwert von etwa 237,6 MPa ermittelt. und die kinetische Energie sowie die Aufprallkraft des Sandes beim Auftreffen auf das Objekt ebenfalls die Instabilität bestimmter Chemikalien auslösen kann. Nach zahlreichen Experimenten und Untersuchungen wurde schließlich ein Schwellenwert von etwa 237,6 MPa ermittelt.】 Daher wird das Wasserstrahlschneiden in der Branche vor allem im Bereich der mechanischen Bearbeitung eingesetzt.

Produktbeschreibung

Der Wasserstrahlschneider ist eine neue Technologie und ein neues Produkt. Da es sich um ein mechanisches Produkt handelt, das nicht wie elektronische Produkte von einem starken Nimbus der Technologiefaszinierung und des futuristischen Charakters umgeben ist, wurde es von den Medien lange Zeit nicht beachtet – bis zum Jahr 2011, suchte der Wasserstrahl-Experte Ji Xingang kreativ nach neuen Wegen und entwickelte einen kompakten und sicheren Wasserstrahlschneider. Erst dadurch änderte sich die Situation, dass Wasserstrahlschneider zuvor nicht in gefährlichen Bereichen eingesetzt werden konnten. Aufgrund seines bahnbrechenden Denkens und seines Einflusses in der Branche berichtete die Wissenschafts- und Bildungssendung von CCTV darüber. 2011 führte CCTV ein 60-minütiges Exklusivinterview durch und stellte dabei auch das Wissen über Wasserstrahlschneider ausführlich vor. Da die Sendung die höchsten Einschaltquoten unter den Wissenschafts- und Bildungssendungen des Landes erzielte, nahm CCTV sie 2012 erneut ins Programm auf und strahlte sie mehrfach zur Hauptsendezeit aus. Ji Xingangs „Wasser als Schneidwerkzeug“ 3 wurde später in der CCTV-Sendung „Leben in der Wissenschaft“ in einem 30-minütigen Sonderbeitrag vorgestellt.

Vergleich der Schnittqualität

Im Vergleich zum Laserschneiden

Laserschneidanlagen erfordern eine nicht unerhebliche Investition und werden vor allem zum Schneiden von dünnen Stahlblechen und bestimmten nichtmetallischen Werkstoffen eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Schnittgeschwindigkeit und Präzision aus. Allerdings entstehen beim Laserschneiden an der Schnittfuge Lichtbogenmarkierungen und es kommt zu thermischen Effekten. Darüber hinaus ist das Laserschneiden bei einigen Materialien wie Nichteisenmetallen (z. B. Aluminium, Kupfer) und Legierungen nicht ideal, insbesondere beim Schneiden dicker Metallbleche, wo die Schnittfläche ungenügend ist oder das Schneiden sogar schwierig ist. Daher wird an Hochleistungslasergeneratoren geforscht, um das Problem des Schneidens dicker Stahlbleche zu lösen, doch die Kosten für die Anschaffung der Anlagen sowie für Wartung und Betrieb sind recht hoch. Das Wasserstrahlschneiden erfordert nur geringe Investitionen, die Betriebskosten sind äußerst niedrig, es kann eine breite Palette von Materialien schneiden, ist hocheffizient und lässt sich zudem einfach bedienen und warten.

Im Vergleich zum Plasmaschneiden

Beim Plasmaschneiden treten deutlich wahrnehmbare thermische Effekte auf, die Genauigkeit ist relativ gering, und die Schnittflächen lassen sich nur schwer nachbearbeiten. Das Wasserstrahlschneiden gehört zur Kategorie der kalten Schneidverfahren, es kommt zu keinen thermischen Verformungen, die Schnittflächen weisen eine gute Qualität auf und erfordern im Grunde keine Nachbearbeitung; sollte dies dennoch erforderlich sein, ist eine Nachbearbeitung sehr einfach durchzuführen.

Wasserstrahlschneidemaschine

Im Vergleich zum Wasserstrahlschneiden bietet das Drahtschneiden bei der Metallbearbeitung eine höhere Präzision, ist jedoch extrem langsam. Manchmal müssen zunächst mit anderen Methoden Löcher gebohrt oder Fäden eingezogen werden, bevor mit dem Schneiden begonnen werden kann, und die Schnittabmessungen unterliegen erheblichen Einschränkungen. Das Wasserstrahlschneiden hingegen ermöglicht das Bohren und Schneiden in jedem Material, bietet eine hohe Schnittgeschwindigkeit und einen großen Spielraum bei den Bearbeitungsabmessungen.