Wasserschwert statt Laserschwert
„Steter Tropfen höhlt den Stein“ – das wussten schon die alten Griechen vor mehr als 2000 Jahren. Jetzt haben Wissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz nachgewiesen, dass mit einem Wasser-Abrasivmittel-Strahl sogar meterdicker Stahl und superharte technische Keramiken mit bisher unerreichter Präzision und Geschwindigkeit geschnitten werden können.
Karbonschneiden mit dem Wasser-Abrasivmittel-Strahl
Schon seit den 1990er Jahren wird die Wasser-Abrasiv-Suspensionsstrahltechnologie wegen ihrer großen Schneidleistung bei der Erdölgewinnung, dem Rückbau von Kernkraftwerken und der Kampfmittelbeseitigung eingesetzt. Bei dieser Technologie wird das Abrasivmittel direkt im Hochdruckbereich zugegeben. Um diese Technologie auch für den Maschinenbau nutzen zu können, in dem man bisher nur das ineffizientere Injektorstrahlverfahren kennt, entwickeln die Chemnitzer Forscher nun ein neuartiges NC-Bearbeitungszentrum mit hoher Positioniergenauigkeit bei deutlicher Steigerung der Schnittqualitäten. „Diese Weiterentwicklung der Suspensionsstrahltechnik und der Maschine erhöhen die Effizienz und Strahlgenauigkeit und ermöglicht bisher nicht umsetzbare Bearbeitungen wie den Beschnitt von technischen Keramiken“, berichtet Dr. Martin Dix von der Lehr- und Forschungsgruppe Fertigungstechnik / Spanen an der Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik.
Für die Entwicklung dieser Technologie hat sich die Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik mit wichtigen Unternehmen der Branche vernetzt und die Schneidleistung so weit verbessert, dass das Verfahren inzwischen dem Laser bei vielen Anwendungen Konkurrenz macht. „Mit der Chemnitzer Firma Atech und der Lübecker ANT haben wir zwei innovative Projektpartner gewinnen können“, freut sich Dix. „Wir haben unser Know-how zusammengeführt und können nun den Partikelstrom im Wasserstrahl schalten, das heißt, wir können bestimmen, wann wie viele Partikel in der Mischung sein sollen.
So ist es den Wissenschaftlern gelungen, nahezu alle Materialien – abgesehen vom Diamant – dreimal schneller als mit der bisher eingesetzten Injektorstrahltechnik, bei der das Abrasivmittel erst nach der Strahlerzeugung zugeführt wird, zu schneiden. Großes Potential für die Suspensionsstrahltechnik sehen die Forscher in der Bearbeitung von dicken Faserverbundwerkstoffen, Hartmetallen und sehr harten technischen Keramiken, die z. B. in Katalysatoren, Chemieanlagen, Heizelementen oder Kaffeeautomaten verbaut sind.
Die vielversprechenden Resultate werden erstmals am 5. März auf der Sitzung des Arbeitskreises Wasserstrahltechnologie an der TU Chemnitz vorgestellt. Außerdem werden die Ergebnisse auf der diesjährigen Hannover-Messe auf dem Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ in der Halle 2, Stand A38 präsentiert.
Foto links: Manfred Zimmermann, Euromediahouse, Hannover
