Schneidverfahren – Zwei Prozesse im Vergleich

Schneidverfahren – Zwei Prozesse im Vergleich

August 17, 2020 0 Von admin

In einem Fertigungsverfahren gibt es viele unterschiedliche Schritte, die in verschiedene Kategorien unterteilt werden. Eine davon ist die Gruppe der abtragenden Verfahren, den der Bereich des Trennens zugeordnet wird. 

In diesem Bereich gibt es vier unterschiedliche Schneidverfahren: Laserstrahlschmelzschneiden, Wasserstrahlschneiden, autogenes Brennschneiden und Plasmaschneiden

Das Laserstrahlschmelz- und das Wasserstrahlschneiden werden in der Industrie am häufigsten verwendet. Im Vergleich zeigt sich: Beide Techniken haben ihre Vor- und Nachteile. 

So funktioniert das Laserschmelzschneiden

Mit einem Laserstrahl wird das Material entlang der zu schneidenden Kontur geschmolzen. Die Energie des Laserstrahls wird punktgenau zugeführt und sorgt so für ein genauen Schnitt. Währenddessen bläst ein Gasstrahl die Schmelze dann mit hohem Druck aus. 

So funktioniert das Wasserstrahlschneiden

Mit einem Druck zwischen 1.000 und 4.000 bar und Geschwindigkeiten von ca. 900 Meter pro Sekunde wird das Material mit einem Wasserstrahl geschnitten. Es gibt zwei Varianten des Wasserstrahlschneidens: 

  • Reinwasserschneiden: Bei dieser Variante wird dem Wasser nichts beigemischt. Sie eignet sich besonders gut für weiche und zähe Werkstoffe. 
  • Abrasivschneiden: Dem Wasser wird kurz vor dem Austritt des Wasserstrahls Abrasivsand hinzugefügt. Der Sand ermöglicht es, mit dem Wasserstrahlschneiden auch sehr harte und dicke Werkstücke zu schneiden. 

Vergleich in der Anwendung 

Der größte Unterschied liegt wohl darin, welche Materialen mit welchem Verfahren geschnitten werden können. 

Der Laserstrahl ist durch seine hohe Temperatur nicht für jedes Material geeignet. Mit dieser Methode werden hauptsächlich Stahl, Aluminium oder Kupferlegierungen geschnitten. 

Eine Wasserstrahlschneidanlage erzeugt keine hohen Temperaturen. Deshalb eignet sie sich neben Metallen auch für Verbundwerkstoffe und Kunststoff. 

Die Materialstärke ist ebenfalls entscheidend. Das Laserstrahlschmelzschneiden ist nur bei einer Materialstärke von maximal 50mm zu empfehlen. Ein Wasserstrahl, der mit Abrasivsand versetzt wird kommt hingegen durch bis zu 300mm dickes Material. 

Das Wasserstrahlschneiden sorgt für einen hochwertigen Schnitt, jedoch ist das Verfahren auch recht teuer. Nicht nur die Anschaffungskosten, auch die Preise für den Abrasivsand sind hoch. 

Das Laserstrahlschmelzschneiden erzielt hingegen gute wirtschaftliche Ergebnisse. Das Verfahren ist schneller und für viele Anwendungen ausreichend. 

Vergleich in der Nachhaltigkeit 

Immer mehr Unternehmen wollen auf Nachhaltigkeit und die Umwelt achten. Deshalb ist auch die Umweltfreundlichkeit ein Faktor bei der Auswahl der Produktionsanlagen. 

Beide Verfahren haben ihre Nachteile in dem Punkt Nachhaltigkeit. Während die Laserstrahlschmelzanlage sehr viel Strom und Gas verbraucht, benötigt das Wasserstrahlschneidanlage viel Wasser und Abrasivsand. Das Wasser kann durch eine Filteranlage zwar problemlos im Abwasser landen. Der Abrasivschlamm hingegen muss fachgerecht entsorgt werden. 

Die Chancen, dass dieses Verfahren in ein paar Jahren das Umweltfreundlichste ist stehen jedoch hoch. In der Forschung wird stetig an Lösungen gearbeitet, durch die Wasserstrahlschneideanlagen kein Abwasser mehr verursachen. Dabei wird das Wasser gefiltert und der Abrasivschlamm so aufbereitet, dass er wiederverwendet werden kann. Das sorgt nicht nur für Nachhaltigkeit, sondern senkt auch die Kosten und könnte dadurch für viele Produktionen attraktiver werden. 

Die Auswahl ist Produktions- und Materialabhängig

Das Wasserstrahlschneiden ist besonders für eine Produktion zu empfehlen bei der viele verschiedene Materialen geschnitten werden müssen oder die Materialen keine große Hitze vertragen. Laserstrahlschmelzschneiden hingegen ist ratsam, wenn zum Beispiel nur Stahl geschnitten werden muss, da es dann kostengünstiger ist. 

Welches Verfahren am besten für eine Produktion geeignet ist hängt also in erster Linie von den zu verarbeitenden Materialien ab. Danach folgen dann Überlegungen zu Kosten und Nachhaltigkeit.