Mikro-Wasserstrahlschneiden schließt die Lücke zwischen Funkenerosion und Mikrolaser.
Foto: Water Jet Sweden

Wasserstrahlschneiden

Mikro-Wasserstrahlschneiden schließt eine Lücke

Ein Verfahren zwischen Funkenerosion und Mikrolaser: Mit dem Mikro-Wasserstrahlschneiden sind präzise Schnitte in harten Materialien möglich.

Um genaue Schnitte in harte Materialien mit hoher Präzision zu schneiden, ist ein speziell entwickeltes Wasserstrahlschneideverfahren erforderlich, das Fine Abrasive Waterjet-Verfahren (FAWJ) oder auf deutsch: Mikro-Wasserstrahlschneiden. Der erste FAWJ-Schneidkopf wurde im Jahr 2008 von Water Jet Sweden entwickelt.

Dieses Wasserstrahlschneiden überbrückt die Lücke

Wasserstrahlschneiden ist ein gängiges Verfahren zur Verarbeitung von Teilen aus Materialien mit hoher Dichte, wie Aluminium, Edelstahl, Titan und Kohlenstoffverbundwerkstoffe. Der FAWJ-Schneidprozess überbrückt die Lücke zwischen Mikrolaser- und EDM-Schneiden und ermöglicht das Wasserstrahlschneiden im Bereich der Mikrokomponentenverarbeitung.

Für ein solches Maß an Präzision sind zwei Dinge nötig: (1) ein Schneidkopf und ein Schneidverfahren für das FAWJ-Schneiden, und (2) eine Maschine mit extremen Genauigkeitsspezifikationen. Der NCM 10 Micro von Water Jet Schweden erfüllt diese Anforderungen.

FAWJ: Mikro-Schneidverfahren für 0,2-mm-Schnitte

Der erste Mikro-Wasserstrahl-Schneidkopf wurde 2008 von Water Jet Sweden entwickelt. Es handelt sich dabei um ein topmodernes Präzisionswerkzeug, das einen der genauesten Abrasivwasserstrahlen der Welt erzeugt. Der einzigartige Schneidkopf ermöglicht einen Abrasivwasserstrahldurchmesser von nur 0,2 mm. Das FAWJ-Schneidverfahren erfordert sehr feine Schleifmittel von 230-240 Mesh und eine spezielle CNC-gesteuerte Abrasivstoffdosierung.

Maschinentisch für eine Genauigkeit von ± 0,008

Um die erforderliche Genauigkeit für die Mikrokomponentenherstellung zu erreichen, verfügt der Wasserstrahl des NCM 10 über einzigartige Konstruktionsmerkmale, um einen stabilen Schneidtisch zu erzeugen, der Temperaturschwankungen widersteht:

  • Schneidtischrahmen aus Mineralguss Bearlit: Ein Tischrahmen aus Verbundwerkstoff mit außergewöhnlicher Steifigkeit, das Vibrationen und thermischen Einflüssen standhält. Der Rahmen ist als komplette Einheit in die Maschinenkonstruktion und das Bewegungssystem integriert.
  • Gummigefederter Edelstahl-Fänger: die freistehende Fänger-Lösung vermeidet, dass Vibrationen und thermische Einflüsse den Schneidprozess beeinflussen. Dank Edelstahl wartungsfrei.
  • Renishaw Invar-Maßstab in X und Y: Mit einem Renishaw Absolute Linear Encoder, der sowohl in der X- als auch in der Y-Achse montiert ist, steht ein Mikrometer-Maßstab mit extrem niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und extrem hoher Auflösung zur Verfügung.

Für jede Art von Befestigungsmöglichkeiten

Der palettierte Schneidtisch erleichtert das Anbringen von Befestigungen und Pressen für verschiedene Bearbeitungsarten. Die maximale Tischgröße beträgt 1x1 m, was die meisten Schneidanwendungen abdeckt. Der Schneidtisch wird im Tischrahmen befestigt, um extrem präzises Schneiden zu ermöglichen. „Es gibt viele Lieferanten, die sagen, dass sie Mikroschneidemaschinen anbieten. Aber es gibt nicht viele, die ein echtes Schneidwerkzeug für Mikrokomponenten mit 0,2-mm-Schnitten, kombiniert mit einer Genauigkeit von ± 0,008 mm, anbieten können“, so Tony Rydh, Mitbegründer und CTO bei Water Jet Sweden.

Vergleich: Feines Abrasivwasserstrahlschneiden gegenüber EDM

Extruder-Werkzeugmatrix, gehärteter Werkzeugstahl (15 mm)

NCM 10
Max. Geschwindigkeit 11 mm/min
Min. Geschwindigkeit 4 mm/min
Schnittgenauigkeit: 0,02 mm
Herstellungszeit: 1 Std. 30 Min.
Anschaffungskosten: € 180

EDM
Geschwindigkeit: 1 - 2 mm/min
Genauigkeit: Ungefähr 0,001 mm
Herstellungszeit: > 8 Stunden
Anschaffungskosten: € 480