Verbessertes Materialrecycling und verbesserte Nutzung durch Wasserstrahlschneiden
Bei der Verarbeitung teurer Materialien ist es wichtig, den Abfall zu minimieren. Der folgende Fall zeigt, wie die Wasserstrahltechnologie Inconel-Zylinder herstellen und während des Verfahrens Material sparen kann. Durch Nutzung der Wasserstrahltechnologie werden Löcher ausgeschnitten statt sie zu bohren, so dass das Restmaterial aufbewahrt, geformt und wiederverwendet werden kann. Das sorgt nicht nur für eine bessere Wirtschaftlichkeit, sondern auch für neue Möglichkeiten.
Ergebnisse, die der Herausforderung gewachsen sind
Dieser Fall umfasst das Schneiden von Löchern mit einem Durchmesser bis zu 127 mm (3 Zoll) in 152,4 mm (5 Zoll) breite Inconel-Zylinder. Die Toleranzanforderungen sind hoch und bis vor Kurzem ist die Verarbeitung mit Hilfe von Bohrungen erfolgt. Da der Umfang der Bohrung mehr als 50 % des Materialdurchmessers beträgt, wird durch das Bohren ein beträchtlicher Anteil (36 %) des Materials zu Abfall.
Die schmalen Schnitte (1–1,5 mm) und die feine Schnittfuge beim Wasserstrahlschneiden eröffnen vielfältige Recyclingmöglichkeiten. Statt einfach ein Loch zu bohren, schneidet der Wasserstrahl drei separate Teile aus dem Ausgangsmaterial heraus – ähnlich wie bei einer russischen Matroschka-Puppe. So entstehen Reststücke, die recycelt werden können, statt als Abfall zu enden.
Hierbei handelt es sich um einen Präzisionsprozess mit einem hohen Materialeinsparungspotenzial. Der Erfolg hängt von den richtigen Schneidparametern sowie von der Leistungsfähigkeit und Präzision der Maschine ab. Die Herausforderung liegt darin, ein Ergebnis zu erzielen, das innerhalb der Toleranzanforderungen liegt, und trotzdem die Genauigkeit zu bewahren.
Eine Standardlösung mit besonderem Clou
Die Lösung basiert auf einem Water Jet Sweden H-Modell mit einer Tischfläche von 2 x 1 m (6,6 x 3,3 Fuß). Es handelt sich um ein Standard-Maschinenmodell, das jedoch eine komplette Arbeitsstation für alle Arten von 2D-Wasserstrahlschneidarbeiten mit engen Toleranzen bietet.
Die Werkstücke mit Abmessungen von 152 x 203 mm (5 x 8 Zoll) erfordern keine große Arbeitsfläche. Trotz hoher Toleranzanforderungen ist diese Standard-Maschinengröße also mehr als ausreichend. Sie ist auf diesen speziellen Bearbeitungsprozess abgestimmt und ermöglicht ein einfaches und praktisches Materialhandling. Die Verwendung eines Standardmodells bedeutet außerdem, dass diese Lösung sowohl kostengünstig als auch bewährt ist und dauerhaft hohe Leistung gewährleistet. Das H-Modell ist optional mit besonders hohem Schneiddruck erhältlich. Eine KMT Pro 3 mit 60 PS erzeugt einen Wasserdruck von 6.200 bar – das ermöglicht eine schnellere Bearbeitung und geradere Schnittflächen, auch bei dickeren Materialien.
Das H-Modell ist eine echte Hochleistungs-CNC-Maschine. Es ist mit CNC-Steuerungssystemen von FANUC OiF und einem einfach zu bedienenden 8,5-Zoll-Touchscreen-Panel von Fanuc ausgestattet, das speziell für das Wasserstrahlschneiden konzipiert wurde.
Kundenspezifische Tanks und Vorrichtungen
Um dicke Zylinder mit bis zu 6200 bar zu schneiden, wird die Lösung des H-Modells um einen kundenspezifischen Tank erweitert, der für einen effektiven und reibungslosen Produktionsprozess ausgelegt ist. Die Lösung umfasst außerdem einen zusätzlichen Spritzschutz an der Seite und eine spezielle Düsenabdeckung, um das Wasser horizontal zu verteilen. Beim Durchstechen dickerer Materialien ist dies für die Arbeitsumgebung wichtig, da der Wassersprühstrahl häufig abgelenkt wird. Um sowohl eine hohe Präzision als auch die Wiederholgenauigkeit zu gewährleisten, ist der Tank mit einem integrierten Befestigungssystem ausgestattet, das aus drei Teilen besteht: einer Vorrichtungsbank, einer Palettenbefestigung und dem Materialhalter.
Die Vorrichtungsbank ist über spezielle Füße mit dem Wasserbecken verbunden – für bessere Abstützung sowie maximale Stabilität und Wiederholgenauigkeit.
Die Palettenvorrichtung lässt sich leicht in das Wasserbecken einsetzen und wieder herausnehmen. Spezielle kegelförmige Führungen richten sie automatisch wieder auf die Ausgangsposition auf der Vorrichtungsbank aus.
Die Materialhalter sind für unterschiedliche Werkstückdurchmesser ausgelegt und halten auch rauen Produktionsbedingungen stand. Das einfache Be- und Entladen sorgt für einen effizienten Arbeitsablauf und Fertigungsprozess.
Um dem ständigen Verschleiß aufgrund von Wasser und Sand standzuhalten, wird die kundenspezifische Tank- und Befestigungslösung vollständig aus Edelstahl gefertigt.
Mehrwert als Standard
„Dank der maßgeschneiderten Tanklösung und der speziellen Befestigungslösung ist unser H-Modell jetzt ein verbesserter Arbeitsplatz, der für einen hochspezifischen und präzisen Produktionsprozess sorgt”, so Tony Rydh, CTO und Gründer von Water Jet Sweden. Rydh erklärt weiter: „Sowohl der Tank als auch das Befestigungssystem sind so konzipiert, dass sie mit einem speziellen Gabelstapler einfach bedient werden können und das Be- und Entladen ganz problemlos erfolgt. Das robuste Design erzeugt eine Haltbarkeit, die jahrelanges Schneiden in rauen Produktionsumgebungen widersteht. Und nicht zuletzt bietet es eine verbesserte Wirtschaftlichkeit und neue Möglichkeiten für die kommenden Jahre. Die einfachste Methode zum Einsparen von Material ist, es nicht länger zu verschwenden!”, schließt Rydh.
