Viele der einzigartigen Eigenschaften des Wasserstrahlschneidens sind weitläufig bekannt: Flexibilität, Materialvielfalt, Umweltschonung. Die Technologie wird in der Praxis aber oft nur mit industriellen Anwendungen für mittelgroße bis sehr große Schneidteile in Verbindung gebracht. Weniger verbreitet ist der Bereich der Wasserstrahltechnik für hochpräzise Schneidanwendungen – das „Mikro-Wasserstrahlschneiden“.
Das Mikro-Wasserstrahlschneiden oder Micro Cutting ist ein noch relativ junger Bereich in der Wasserstrahl-Trenntechnologie und entwickelte sich in nur etwas mehr als einem Jahrzehnt rasant weiter. Die Einsatzgebiete erstrecken sich mittlerweile über mannigfaltige Branchen von der Medizintechnik über die Optik bis hin zur Herstellung filigranster Teile in der Uhrenherstellung.
Im Vergleich zu herkömmlichen Wasserstrahl-Schneidanlagen sind noch höhere Präzision und noch kleinere Stegbreiten möglich. Mittlerweile misst ein Wasserstrahl im Mikro-Schneideinsatz nur noch 0,2 mm im Durchmesser und ermöglicht bei hochgenau gesteuerten Schneidanlagen je nach Material und Werkstückstärke Teilegenauigkeiten unter 0,01 mm. Know-how und Prozesssicherheit sind entscheidend
Der Wasserstrahl-Anbieter StM (Stein-Moser), mit Hauptsitz in Österreich, verfügt über die nötige langjährige Erfahrung, um die richtigen Lösungen für alle Schneidanforderungen am Markt bereitzustellen. Auf Basis dieser wertvollen Erfahrungswerte nutzen und schätzen zahlreiche Kunden der unterschiedlichsten Branchen Mikro-Schneidanlagen von StM schon seit vielen Jahren – trotz dieses noch sehr neuen Gebiets des Mikro-Wasserstrahlschneidens.
Schließlich ermöglicht das Mikro-Wasserstrahlschneiden eine 10-mal höhere Präzision als konventionelles Wasserstrahlschneiden, sofern alle nötigen Voraussetzungen ideal aufeinander abgestimmt werden. Gerade die hohen Anforderungen an die Teilegenauigkeit bei nur wenigen Millimeter großen Schneidteilen erfordert das perfekte Zusammenspiel mehrerer Faktoren.
Einerseits ist das Know-how im Setup der Schneidparameter und Werkstückaufspannung entscheidend. Zugleich ist eine robuste Ausführung der Anlage mit hochpräzisem Positionierungssystem und einfacher Bedienbarkeit für die tägliche Anwendung erforderlich. Durch dieses wichtige Know-how kann hohe Prozesssicherheit erreicht werden, die sich andernfalls für viele Anwender als problematische Hürde in der qualitativ hochwertigen Produktion von mikrogeschnittenen Produktionsteilen herausstellt.
©STM Waterjet Group/Matthias Fritzenwallner
Vorteile des Mikro-Wasserstrahlschneidens
Das klassische Wasserstrahlschneiden in Kombination mit der Mikrowasserstrahl-Technologie ergibt einzigartige Eigenschaften: die schneidbare Werkstückvielfalt umfasst alle nicht-wasserlöslichen Materialien, selbst Verbundwerkstoffe. Wasserstrahlschneiden ist ein „Kaltschneideverfahren“. Die Vorteile liegen hier klar auf der Hand, denn im Gegensatz zu anderen Schneidverfahren, wie EDM (Erodieren) oder Mikro-Faserlaser, tritt keine Gefügeveränderung im Material auf, die zu Beeinträchtigung oder Verzug im Material führen könnte. Zudem ist gleichzeitig eine ausgezeichnete Schnittqualität in Fertigteilqualität ohne Nachbearbeitung möglich. Speziell bei komplexen Geometrien spielt der Mikrowasserstrahl mit seinem geringen Schneidspalt daher seine Stärken aus.
Durch das schnelle und unkomplizierte Aufsetzen von Schneidprogrammen per StM SmartCut CAD/CAM-Software eignet sich die Technologie außerdem hervorragend für Anwendungen im Prototyping.
Zudem erzeugt das Wasserstrahlschneiden während des Schneidvorgangs keine schädlichen Emissionen, was den Umweltgedanken in der Industrie unterstreicht. Verglichen mit anderen Schneidverfahren ist eine Wasserstrahl-Schneidanlage oft ohnehin die günstigere Anschaffung und macht das Wasserstrahl-Schneideverfahren nochmals attraktiver.
Breites Anwendungsspektrum
Die StM-Lösungen für das Mikro-Wasserstrahlschneiden vereinfachen Schneidaufgaben für verschiedenste Branchen und Anwendungen. Filigrane Zuschnitte für Uhrwerke und Elektronikkomponenten können ebenso abgedeckt werden, wie die Einsatzgebiete für optische Gläser, feinmechanische Komponenten, Federn oder Implantate, Titanzuschnitte und weitere Anwendungen in der Medizintechnologie.
Überall, wo Bauteile kompakter, leichter und effizienter werden müssen, entstehen potenzielle neue Anwendungsgebiete für das Mikro-Wasserstrahlschneiden, egal ob als Produzent oder Lohnschneid-Dienstleister. So ist das Schneiden mit reinem Wasser unter Hochdruck bis 4000 bar für Kunststoffe, Schaumstoff, Kork, etcetera möglich; unter Beigabe von Abrasivsand auch das Schneiden harter Materialien, wie Metalle, Keramik, Kohlefaser oder Glas.
Hochpräzises Wasserstrahlschneiden
Alle genannten und noch weitere Anforderungen für hochpräzise Schneidaufgaben erfüllt die MicroCut von STM. Sie überzeugt mit einem robusten Rahmen aus einer massiven, schwingungsdämpfenden Granitkonstruktion. Ein Positionierantrieb mit direktem Wegmesssystem gewährleistet Positioniergenauigkeiten von ± 2,5µm.
Die geschlossene Ausführung mit motorisierter Schutztür sorgt für maximale Sicherheit bei geringstem Betriebsgeräusch. Eine effizient geregelte Abrasivversorgung ist ebenso in die MicroCut integriert, wie ein Hochpräzisions-Spannrahmen und die hochdynamische CNC. StM bietet alle Gesamtpakete zudem mit einer wirtschaftlichen Hochdruckpumpe an.
Ein besonders großer Vorteil des StM-Konzeptes, über alle Produkte hinweg, ist der StM-Schneidkopf, der auch bei der MicroCut eingesetzt wird. Er gewährleistet eine einfache Wartung bei maximaler Robustheit und Präzision – auch die Verwendung der StM-TAC-Technologie an der MicroCut ist möglich – diese ermöglicht perfekt rechtwinklige Schnittkanten durch automatischen Winkelfehlerausgleich.
