STM: Mikro-Wasserstrahlschneiden für kleinste Bauteile

26.03.2021

Das Mikro-Wasserstrahlschneiden ermöglicht eine bis zu zehnmal höhere Präzision als konventionelles Wasserstrahlschneiden. (Foto: STM/Matthias Fritzenwallner)

Das Mikro-Wasserstrahlschneiden ermöglicht eine bis zu zehnmal höhere Präzision als konventionelles Wasserstrahlschneiden. (Foto: STM/Matthias Fritzenwallner)

Die Technologie des Wasserstrahlschneidens wird in der Praxis 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 sogenannte Mikro-Wasserstrahlschneiden. Das Micro-Cutting ist ein noch relativ junger Bereich in der Wasserstrahl-Trenntechnologie und entwickelte sich in nur etwas mehr als einem Jahrzehnt weiter. Die Einsatzgebiete erstrecken sich mittlerweile über viele 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

Die MicroCut-Anlage bietet gute Voraussetzungen für das Mikro-Wasserstrahlschneiden. (Foto: STM)

Die MicroCut-Anlage bietet gute Voraussetzungen für das Mikro-Wasserstrahlschneiden. (Foto: STM)

Der Wasserstrahl-Technologie-Anbieter STM, Eben im Pongau (Österreich), kann mit seiner langjährigen Erfahrung Lösungen für alle Schneidanforderungen am Markt bereitstellen, darunter auch Mikro-Schneidanlagen für unterschiedlichste Branchen.

Das Mikro-Wasserstrahlschneiden ermöglicht eine bis zu zehnmal höhere Präzision als konventionelles Wasserstrahlschneiden, sofern alle nötigen Voraussetzungen aufeinander abgestimmt werden. Gerade die hohen Anforderungen an die Teilegenauigkeit bei nur wenigen Millimeter großen Schneidteilen erfordert das genaue 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.

Vorteile des Mikro-Wasserstrahlschneidens

Die Software SmartCut CAD/CAM ermöglicht das schnelle Aufsetzen von Schneidprogrammen. (Foto: STM/Matthias Fritzenwallner)

Die Software SmartCut CAD/CAM ermöglicht das schnelle Aufsetzen von Schneidprogrammen. (Foto: STM/Matthias Fritzenwallner)

Wasserstrahlschneiden ist ein Kaltschneideverfahren. Im Gegensatz zu anderen Schneidverfahren, wie EDM (Erodieren) oder Mikro-Faserlaser, tritt keine Gefügeveränderung am Material auf, die zu Beeinträchtigung oder Verzug im Material führen könnte. Zudem ist gleichzeitig eine hohe 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 für Anwendungen im Prototyping.

Zudem erzeugt das Wasserstrahlschneiden während des Schneidvorgangs keine schädlichen Emissionen.

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 von bis zu 4.000 bar für Kunststoffe, Schaumstoff, Kork, etc. möglich. Unter Beigabe von Abrasivsand wird auch das Schneiden harter Materialien, wie Metalle, Keramik, Kohlefaser oder Glas ermöglicht.

Hochpräzises Wasserstrahlschneiden

Alle oben genannten und weitere Anforderungen für hochpräzise Schneidaufgaben erfüllt die MicroCut-Anlage von STM. Sie bringt einen robusten Rahmen mit, deren Basis aus einer massiven, schwingungsdämpfenden Granitkonstruktion besteht. Ein Positionierantrieb mit direktem Wegmesssystem gewährleistet dabei Positioniergenauigkeiten von ±2,5 µm.

Die geschlossene Ausführung mit motorisierter Schutztür sorgt für hohe Sicherheit bei geringem Betriebsgeräusch. Eine effizient geregelte Abrasivversorgung ist ebenso in die MicroCut integriert, wie ein Hochpräzisions-Spannrahmen und die dynamische CNC-Maschinensteuerung. STM bietet alle Gesamtpakete zudem mit einer wirtschaftlichen Hochdruckpumpe an.

Ein Vorteil des STM-Konzeptes, über alle Produkte hinweg, ist der STM-Schneidkopf, welcher auch bei der MicroCut zur Anwendung kommt. Er gewährleistet eine einfache Wartung bei hoher Robustheit und Präzision. Auch die Verwendung der TAC-Technologie ist an der MicroCut möglich. Diese ermöglicht exakt rechtwinklige Schnittkanten durch automatischen Winkelfehlerausgleich.

www.stm-waterjet.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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