Nachhaltiger Wasserstrahlschneiden

Nachhaltigkeit wird ein immer größerer Faktor in der industriellen Fertigung. Dabei spielt einerseits, nicht erst seit dem Eintritt der Energiekrise, der verantwortungsvolle Umgang mit Energie eine große Rolle, sondern auch ein verantwortungsbewusster Umgang mit allen anderen eingesetzten Ressourcen. Auch wenn heute an der ein oder anderen Stelle immer noch rein über die Kosten kalkuliert wird, erfordert die wachsende Notwendigkeit, seinen CO₂-Fußabdruck möglichst gering zu halten und diesen auch nachzuweisen, um in Zeiten einer Klimakrise weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben, noch an vielen Stellen ein Umdenken. Geht es um das Wasserstrahlschneiden sprechen wir bei den eingesetzten Ressourcen in erster Linie von Wasser und von speziellem scharfkantigem Sand, mit dessen Unterstützung die Schneidleistung merklich verbessert werden kann. Aber auch hierfür gibt es Lösungen, die einen effizienten und verantwortungsbewussten Umgang mit diesen Ressourcen ermöglichen.

Einer der es genau wissen muss, ist Armin Baumgartl, geschäftsführender Gesellschafter von MBM aus Schneeberg. Gegründet wurde das Unternehmen 1990 mit sechs Angestellten. Der damalige Schwerpunkt lag auf der Produktion von Verkehrstechnik. „In diesem Bereich haben wir uns zu dieser Zeit einen guten Ruf erarbeitet der waren von Beginn an Mitglied der Gütergemeinschaft Stahlschutzplanken. 1993 erweiterten wir nach dem Bau einer neuen Werkshalle unser Spektrum auf die Geschäftsstellefelder Stahlbau, Hallenbau Wellstahlrohrbrücken“, erinnert sich Armin Baumgartl. Es folgte die Zertifizierung nach DIN ISO 9001 und in den Jahren 2000 und 2012 zwei weitere neue Produktionshallen. „Auch wenn wir von Beginn an sehr erfolgreich mit unseren Projekten waren, trieb mich immer wieder die Suche nach einem eigenen innovativen Produkt um. Als ich mir dann im Jahr 2000 in Berlin eine Wasserstrahlschneidanlage ansah, kam mir die Idee, dass es doch möglich sein müsse, eingesetzten Sand wie auch das Wasser in ein Kreislaufsystem zu integrieren“, erinnert sich Armin Baumgartl weiter.

Und so kam es, dass bereits 2001 die Entwicklung einer innovativen Entschlammungsanlage für Wasserstrahlschneidanlagen gelang, die dann im Jahr darauf auf der Euro Blech dem europäischen Markt vorgestellt wurde. Bis heute hat das Unternehmen rund 1.800 Anlagen weltweit im Einsatz und entwickelt seither stetig weitere Module für das Wasserstrahlschneiden. „Wir sind recht früh auf einen namhaften Hersteller für Wasserstrahlschneidtechnologie zugegangen und haben unsere Produkte vorgestellt. Diese konzentrieren sich zumeist ganz auf ihre Technologie und beschäftigen sich nicht mit der dazugehörigen Peripherie. Das gab uns die Gelegenheit, mit der Spezialisierung in diesem Bereich Kooperationen mit vielen namhaften Herstellern einzugehen, die nun neben ihren Wasserstrahlschneidanlagen auch unsere Peripherielösungen mit anbieten“, erklärt Armin Baumgartl.

Letztlich, sei aber noch viel Luft nach oben. Bei großen Unternehmen, wie etwa Automobilherstellern, sei das nachhaltige Denken schon weiter ausgeprägt. So legen diese beispielsweise sehr großen Wert darauf, eingesetzte Prozesswasser in einem Kreislauf zu halten, um den wachsenden Umweltanforderungen schon vorab entgegentreten zu können. Bei kleineren Unternehmen herrsche oftmals noch ein sehr stark ausgeprägtes Kostendenken.

Auf lange Sicht kann das aber zu Problemen führen. Beispiel Sand: Bis zu 60 % des eingesetzten Sandes können laut Armin Baumgartl aufbereitet und dem Prozess wieder zugefügt werden. „Wir wissen natürlich ganz genau, wie in den Unternehmen gerechnet wird und ab welchem Preis für eine Tonne Sand sich eine Aufbereitungsanlage aus reiner Kostensicht für diese Unternehmen rechnet. Aus diesem Gesichtspunkt scheint die Zeit für einige Unternehmen noch nicht reif zu sein, in solch eine Technologie zu investieren“, skizziert Armin Baumgartl seine Beobachtungen. Langfristig allerdings steht zu befürchten, dass ein Umdenken erforderlich sein wird. Der spezielle Sand für das Wasserstrahlschneiden wird hauptsächlich in den USA und in Indien produziert. In Zeiten unsicherer Lieferketten und explodierende Transportkosten scheint ein vorausschauendes Kalkül erforderlich, um sich zukunftsfähig aufzustellen. Beispiel Wasser:  In vielen Fällen wird das eingesetzte Wasser heute noch ganz normal in das Abwasser eingeleitet, was unproblematisch erscheint, es sei denn man schneidet beispielsweise bleihaltige Werkstoffe, die auch schon jetzt ein Aufbereiten des Prozesswassers erfordern. Allerdings wird auch Wasser immer mehr zu einem kostbaren Gut und die sich verschärfenden europäischen Einleitervorschriften werden eine einfache Rückführung des Prozesswassers ins Abwasser zukünftig immer mehr erschweren.

Zudem darf auch nicht vergessen werden, dass der Einsatz mehrere Schneidköpfe schnell sehr viel Abrasivschlamm verursacht und so sehr viel Aufwand für das Entleeren der Becken entsteht. Je mehr Schneidköpfe hier im Einsatz sind, desto schneller wird das häufige und aufwendige Entleeren der Becken ineffizient, da sich der Schlamm auch schnell verhärtet. „Schon beim Einsatz von zwei Schneidköpfen können über 1.000 Kilogramm Abrasivschlamm pro Tag entstehen“, ordnet Armin Baumgartl die Größenordnung ein.

Eine Lösung kann hier die MBM Asas-Abrasivschlammabsaug- und Absetzsystem sein. Konzipiert ist die Anlage für große und mittelgroße Schneidanlagen mit einem Abrasivmittelverbrauch von über 500 g/min. Das System, das sich ohne Mühe in vorhandene Schneidanlagen integrieren lässt, entfernt den anfallenden Abrasivschlamm direkt im laufenden Betrieb. Der Absaug-Prozess wird mit einer Siemens Steuerung kontrolliert. Der abgesagte Schlamm wird direkt in zwei Big Bags gepumpt und dort zuverlässig gefiltert. Durch das Austrocknen der Big Bags reduziert sich das Entsorgungsvolumen, was letztlich die Entsorgung und Betriebskosten senkt. Für kleinere Anlagen setzt MBM auf das System Asas-ME, dass aber nach demselben Prinzip arbeitet, welches - auch wenn natürlich mehr dahintersteckt - recht schnell erklärt ist. Die Anlagen spülen das Becken, wirbeln dabei dem Sand auf, saugen den Schlamm ab und filtrieren diesen. Der Sand bleibt dabei im Big Bag zurück. Das Wasser fließt zurück ins Becken, kann aber so, ohne vorherige Aufbereitung nicht weiter im Prozess verwendet werden.

Zur Wasseraufbereitung von bis zu 4 Schneidköpfen im Kreislaufsystem steht das WKS-Wasserkreislaufsystem zur Verfügung. So lasse sich laut MBM eine erhebliche Wassermenge einsparen. Abwasser oder Genehmigungsprobleme für die Einleitung oder Zulassung von HDW-Anlagen in Gewerbegebieten könnten so entfallen. „Ein weiterer Vorteil unserer Aufbereitungsanlagen ist die konstante Wassertemperatur. Um präzise schneiden zu können ist eine gleichbleibende Temperatur Grundvoraussetzung. Unsere Anlagen halten auf Kundenwunsch die Temperatur gleichmäßig auf 20 Grad Celsius“, erklärt Armin Baumgartl.

Jüngste Innovation der Peripherieexperten ist die MBM Mewab, einer Kombination aus der MBM Asas ME und der MBM WAB-Kompakt. Ausgestattet mit einem neu entwickelten Filtersystem, laut MBM die ideale Kombination für kleinere Schneidanlagen mit einem Abrasivmittelverbrauch von bis zu 500 g/min, die auch das Einhalten der strengen europäischen Einleitvorschriften garantieren soll. Ein vergrößertes Auffangbecken, eine Reinigungseinheit mit aufeinander abgestimmten Komponenten, wie Filter, Pumpen und eine Dosiereinheit für das notwendige Flockungsmittel dienen dazu, selbst feinste Schwebeteilchen aus dem Schneidwasser zu entfernen.

Alle Anlagen von MBM können nicht nur bei der Neuinstallation von Wasserstrahlschneidanlagen installiert werden, sondern sind jederzeit nachrüstbar. Mittlerweile ist auch Claudia Baumgartl, studierte Wirtschaftsinformatikerin und Betriebswirtin in die Geschäftsleitung des Unternehmens eingetreten und treibt die Digitalisierung der Anlagen voran. „Wir sind hier schon sehr weit fortgeschritten und können mittels entsprechender Sensorik alle Prozesse unserer Anlagen digital abbilden und sichtbar machen. Alle entscheidenden Parameter, wie Füllstand, Druck oder auch das Wasserverhalten können jederzeit über ein Tablett abgerufen werden“, erklärt Claudia Baumgartl. Das Ende der Innovationen scheint aber noch lange nicht erreicht. Schon seit Jahren kooperiert das Unternehmen eng mit den Universitäten aus der Gegend um weitere Potenziale, wie etwa beim Suspensions-Wasserstrahlschneiden, für die Anlagen zu ermitteln. Gerhard Maier