Überblick über den Wasserstrahlschneidprozess
Während die Wasserstrahltechnologie in vielen Spezialbetrieben zum Einsatz kommt, bezeichnet der Begriff Wasserstrahlschneiden in der Fertigung eine computergesteuerte (CNC-)Schneidemaschine, die über einen Tisch zur Materialauflage und einen auf einem Portal montierten Schneidkopf verfügt. Zur Steuerung der Bewegungen des Schneidkopfes kommt eine spezielle Software zum Einsatz. Wasserstrahldüsen können auf viele verschiedene Arten konfiguriert werden, sie folgen jedoch alle den gleichen Grundprinzipien, die unten gezeigt werden:
Der Druck des Wassers erfolgt entweder über eine hydraulische Druckverstärkerpumpe oder eine Direktantriebspumpe, auch Kurbelwellenpumpe genannt. Diese Pumpen sind sehr spezialisiert und können extrem hohe Drücke erzeugen. Einige Druckverstärkerpumpen sind für Drücke von bis zu 90,000 psi ausgelegt.
Das unter Druck stehende Wasser gelangt über Hochdruckschläuche von der Pumpe zum Schneidkopf. Am Schneidkopf strömt das Wasser durch eine Öffnung, bei der es sich um einen harten Edelstein (normalerweise einen Diamanten, Rubin oder Saphir) mit einem Loch darin handelt, das kleiner als eine Lochblende ist. Wenn das Wasser durch dieses winzige Loch fließt, wird sein Druck in Geschwindigkeit umgewandelt. Eine Verstärkerpumpe, die bei 90,000 psi arbeitet, kann eine Öffnungsgeschwindigkeit von fast 2.500 Meilen pro Stunde erzeugen.
Die meisten Wasserstrahlgeräte verfügen über eine Mischkammer und eine Düse direkt unter der Öffnung in der Schneidkopfbaugruppe. In der Mischkammer wird das Schleifmittel (normalerweise Granat) in den Wasserstrahl gesaugt. Beim abrasiven Wasserstrahlschneiden übernimmt das Schleifmittel den Schnitt, und das Wasser ist das Mittel, das die Schleifpartikel beschleunigt. Unterhalb der Mischkammer befindet sich die Düse (oder das Mischrohr), in der das Wasser das Schleifmittel beschleunigt und einen feinen, scharf definierten Strahl bildet, der nahezu jedes Material schneiden kann.
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