14.11.2022
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Kontinuierliches Wasserstrahlschneiden mit ConSus
Die Abrasivmittelzumischeinheit (AMU) ConSus ermöglicht den Einsatz des Wasser-Abrasiv-Suspension(WAS)-Verfahrens in der bearbeitenden Industrie. Ein kontinuierlicher Suspensionsstrahl sorgt für deutlich höhere Schneidleistung bei geringerem Druck im Vergleich zu herkömmlichen Wasser-Abrasiv-Injektion(WAIS)-Systemen. In Bezug auf das Schnittmaterial sind Anwendern beim WAS-Wasserstrahlschneiden keine Grenzen gesetzt.
Industrielle Anwender stehen vor der Herausforderung, schnell und präzise immer stärkere sowie spezielle Materialien zu bearbeiten. Gleichzeitig sollen Kosten, Ressourcenaufwand und Energieverbrauch gesenkt und die Nachhaltigkeit gesteigert werden. Der Einsatz des Abrasivwasserstrahlschneidens erlaubt die Trennung von Werkstoffen mit einem Hochdruckwasserstrahl, dem ein Abrasivmittel beigefügt wird. Der Schneidprozess erfolgt kontaktlos und ohne Wärmeentwicklung, sodass die Materialeigenschaften erhalten bleiben. Spannungen, Aufhärtungen, Verformungen und Delamination, das Ablösen einzelner Schichten bei der Bearbeitung von Compositewerkstoffen, die bei anderen Trenntechniken auftreten können, sind ausgeschlossen.
Schneller, präziser und leistungsstärker mit WAS
Beim Abrasivwasserstrahlschneiden ist zwischen dem herkömmlichen WAIS- und dem besonders leistungsstarken WAS-Verfahren, für das ConSus weltweiter Technologieführer ist, zu unterscheiden. Bei WAIS wird das Abrasivmittel durch Unterdruck aus der Mischkammer eingesaugt (Venturi-Prinzip), sodass sich ein Drei-Phasen-Gemisch aus Wasser, Abrasiv und 95 Prozent Luft bildet. Der Luftanteil vermindert die Fokussierung und Präzision des WAIS-Strahls, sodass die Schneidleistung um etwa ein Drittel sinkt. Für den stationären Einsatz des WAS-Verfahrens hat ConSus die Abrasivmittelzumischeinheit ConSus entwickelt, bei der ein luftfreier zweiphasiger Strahl aus 97,5 Prozent Wasser und 2,5 Prozent Abrasivmittel entsteht. Dieser verlässt die Schneiddüse mit fast zweifacher Schallgeschwindigkeit. Da die Abrasivpartikel direkt im Wasser gebunden sind, ist der Suspensionsstrahl stabiler, präziser und kraftvoller als bei WAIS. Zudem bleibt das Abrasiv im Medium unbeschädigt, was die Schneidleistung zusätzlich erhöht.
Kontinuierlicher Suspensionsstrahl für die Industrie
Bisher waren WAS-Schneidprozesse nur mit zeitintensiven Unterbrechungen zum Nachfüllen des Abrasivmittels möglich und konnten daher nicht für Anwendungen im industriellen Maßstab eingesetzt werden. Das weltweit patentierte Schleusenverfahren von ConSus (Continuous Suspension) erlaubt nun die konstante Zufuhr von Abrasivmittel im laufenden Betrieb: Fällt der Abrasivfüllstand im Hochdruckbehälter der AMU unter ein festgelegtes Niveau, öffnet sich ein Kugelhahn und neues Abrasivmittel wird in den Zwischenbehälter eingesaugt. Anschließend wird der Kugelhahn geschlossen und im Zwischenbehälter neuer Hochdruck aufgebaut. Dann kann die Abrasivmittelsuspension in den Hochdruckbehälter eingeleitet und der Zwischenbehälter drucklos geschaltet werden.
Klare Leistungsvorteile und Förderung mit WAS
ConSus lässt sich ohne Weiteres in bestehende Wasserstrahlschneidanlagen integrieren, es müssen lediglich Pumpe und Steuerung angepasst werden. Untersuchungen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie bestätigen der AMU, die mit Arbeitsdrücken zwischen 500 und 1.500 bar betrieben wird, deutliche technologische sowie wirtschaftliche Vorteile. Im Vergleich zu WAIS-Systemen, die im Regelfall mit 4.000 bar arbeiten, sinken der Druck und der Energieverbrauch um etwa 70 Prozent.
Zugleich sinken CO2-Emissionen sowie laufende Kosten um 50 Prozent und die Leistung verdreifacht sich. Auch der Verschleiß der Bauteile ist geringer. Dabei spielt der Suspensionsstrahl seine Stärken insbesondere bei der Bearbeitung anspruchsvoller hochfester, dicker und zugfester Werkstoffe aus. Aufgrund der hohen Energie- und CO2-Einsparungen können Anwender eine finanzielle Förderung zahlreicher Erst- und Ersatzinvestitionen in WAS-Komponenten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz beantragen. Für den einfachen Leistungsvergleich von WAIS und WAS hat ConSus den kostenlosen Calc a Cut Waterjet Calculator veröffentlicht, in dem relevante Daten wie Werkstoff, Schnittqualität und Kalkulationsbasis individuell eingestellt werden können. Die Web-App ist auf Deutsch und Englisch sowie für Smartphone, Tablet und PC verfügbar.
(Quelle: Presseinformation der ConSus – ANT Stationary Cutting Solutions GmbH)
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AbrasivmittelSchneidtechnologienWasser-Abrasiv-Suspensions-VerfahrenWasserstrahlschneiden
