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WAS IST EINE WASSERSTRAHLSCHNEIDMASCHINE?
Eine Wasserstrahlschneidmaschine arbeitet mit einem Hochdruck-Wasserstrahl, um auf Rohmaterial einen schmalen Streifen abzutragen. Da das Abrasivmittel in der Düse zugesetzt wird, kann problemlos zwischen Schneidvorgängen mit reinem Wasser oder Abrasivmittel gewechselt werden. Diese Flexibilität steigert die Vielseitigkeit einer Wasserstrahlschneidmaschine deutlich, denn es kann problemlos zwischen dem Schneiden von 1,27 cm dicken Schaumdichtungen und 10,16 cm starken Titanhalterungen gewechselt werden.
Das System der Wasserstrahlschneidmaschine besteht aus drei grundlegenden Komponenten:
Der Tisch
Der Tisch ist ein X-Y-Düsenmechanismus mit einem aufgesetzten Granatbehälter und einem darunter liegenden Auffangtank.
Die Pumpe
Die Hochdruckpumpe erzeugt einen Hochdruckwasserstrahl für den Schneidvorgang.
Die Steuerung
Die Steuerung erfolgt mithilfe von Software für den Systembetrieb, die Bewegungssteuerung und die Positionierung der Düse.
DIE GESCHICHTE DER WASSERSTRAHLTECHNIK
Die Anfänge
Wasser wird schon seit Jahrzehnten zum Schneiden von weichen Materialien verwendet. Bei den frühen Ausführungen, wie etwa dem Papierdosiersystem der Paper Patents Company aus den 1930er Jahren, kam dabei ein relativ geringer Wasserdruck zum Einsatz. So konnten die frühen Wasserstrahlmaschinen problemlos weiche Materialien schneiden. Bei harten Materialien versagten sie jedoch. Um härtere Materialien wie etwa Metalle schneiden zu können, musste dem Wasserstrahl nach dem Formen in der Schneiddüse ein Abrasivmittel zugesetzt werden. Das simple Einleiten von Granat ohne weitere Verbesserungen war allerdings keine praktikable Lösung. Für das Schneiden härterer Materialien waren zwei Innovationen notwendig: Ultrahochdruckpumpen und fortschrittliche Wasserstrahldüsen.
Technologische Fortschritte
In der Zeit nach dem zweiten Weltkrieg nahm die Hochdruck-Wasserstrahltechnologie Form an, was zu schnelleren Schneidvorgängen und größerer Präzision führte. Das Problem mangelnder Zuverlässigkeit wurde jedoch erst in den frühen 1970er Jahren gelöst, als Dr. John Olsen, Vicepresident of Operations bei der OMAX Corporation, die erste zuverlässige Ultrahochdruckpumpe entwickelte.
Wirtschaftlicher Erfolg
Die frühen Abrasiv-Wasserstrahlschneiddüsen hatten eine zu kurze Lebensdauer, um wirtschaftlich realisierbar zu sein, bis irgendwann die Materialinnovationen in den Mischrohren der Boride Corporation zu einer wirtschaftlich akzeptablen Düse führten. Dank der Kombination aus einer langlebigen Abrasiv-Wasserstrahlschneiddüse und einer verlässlichen Hochdruckpumpe konnte eine Abrasiv-Wasserstrahlschneidmaschine nun ein breites Spektrum von Materialien schneiden, einschließlich gehärtetem Werkzeugstahl, Titan, Stein und Glas.
Zeitleiste
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1930s
Wasserstrahlschneidmaschinen mit niedrigem Druck dienen zum Schneiden von Papier. Das Konzept der Abrasiv-Wasserstrahldüse wird patentiert.
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1940s
Hochdruckdichtungen für die Hydraulik in Luftfahrzeugen und Automobilen werden entwickelt.
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1950s
Man verwendet Flüssigkeitsstrahlen mit Ultrahochdruck (6.900 bar, 100.000 PSI), um Luft- und Raumfahrtmaterialien zu schneiden.
John Parsons entwickelt das NC-Steuersystem.
Hochdruckwasserstrahlen werden entwickelt, um Kunststoffformen zu schneiden.
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1960s
Bei Union Carbide werden pulsierende Wasserstrahlen mit bis zu 3.450 bar entwickelt, um Metall und Stein zu schneiden.
Für die Polyethylenindustrie werden Hochdruckpumpen hergestellt.
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1970s
Die Bendix Corporation entwickelt die Idee, Düsenöffnungen für Wasserstrahlmaschinen aus Korundkristallen zu fertigen.
Dr. John Olsen entwickelt und patentiert den Hochdruck-Flüssigkeitsdruckverstärker.
Die erste, allgemein erhältliche Wasserstrahlschneidmaschine kommt auf den Markt.
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1980s
Die Boride Corp. entwickelt ROCTEC-Mischrohre aus einem Keramik-Tungsten-Carbid-Verbundstoff.
Die Weiterentwicklung des Abrasivdüsendesigns aus den 1930ern ermöglicht Schneidarbeiten mit Abrasivwasserstrahlen.
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1990s
Die OMAX Corporation wird gegründet.
Dr. John Olsen entwickelt und patentiert (5.508.596 und 5.892.345) Bewegungssteuerungssysteme, um den Wasserstrahl präzise zu positionieren.
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2000s
Verbesserungen des Schneidmodells sorgen bei OMAX-Maschinen für eine signifikante Erhöhung der Schnittgeschwindigkeiten.
Mit dem Tilt-A-Jet wird das hochpräzise Wasserstrahlschneiden ohne Winkelfehler auf den Markt gebracht.
Die günstige und vielseitige Produktlinie der MAXIEM-Wasserstrahlschneidmaschinen wird eingeführt.
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2010s
Die Rotationsachse und der A-Jet von OMAX ermöglichen bei OMAX-Maschinen eine Bearbeitung auf 6 Achsen.
Die EnduroMAX-Pumpentechnologie sorgt für eine deutlich höhere Zuverlässigkeit.
Die IntelliMAX-Softwaresuite wird durch eine innovative Systemüberwachung und fortschrittliche 3D-Tools ergänzt.
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2020s
IntelliMAX wird aufgerüstet und bietet nun Interkonnektivität, Skripterstellung und fortschrittliche Überwachung.
OptiMAX-Wasserstrahlschneidmaschinen beinhalten als erste Abrasiv-Wasserstrahlschneidmaschinen Industrie 4.0-Software und entsprechende Technologie.
