Wasserstrahl in der Kunststoffindustrie

Strukturen und Prozesse werden laufend überdacht und geändert, um auch übermorgen noch wettbewerbsfähig zu sein. Dabei rückt ein Fertigungsverfahren zunehmend in den Fokus: Die Wasserstrahl-Technologie. Der Grund: Wasser ist das einzige Werkzeug, mit dem man alles ohne weitere Werkzeuge schneiden kann. Es erneuert sich ständig selbst und eignet sich daher auch für die Produktion unter hohen Hygienestandards. Generell ermöglicht diese Kaltschneidetechnik ein überaus schonendes, sauberes Arbeiten und schneidet auch feinste sowie hochkomplexe Strukturen präzise, reproduzierbar und praktisch vollautomatisch mit einer Toleranz von ±0,1 mm. Durch den sehr dünnen Schneidspalt von/ab 0,1 mm trennt diese Technologie nicht nur schnell, sondern auch materialeffizient und mit minimalem Werkzeugverschleiss. Eine Nachbearbeitung ist meist nicht erforderlich. Ebenso treten während des Schneidprozesses im Gegensatz zu thermischen Schneidetechniken weder Aushärtungen oder Spannungen am Werkstück noch gesundheitsgefährdender Dampf, Staub oder Rauch auf. Insgesamt können mit dem Wasserstrahl alle herkömmlichen Kunst- und Verbundstoffe von foliendünner Materialstärke bis hin zu Dicken von 200 mm umweltfreundlich und kostengünstig bearbeitet werden. Vor allem Prototypen, Präzisionsformteile und Kleinserien lassen sich per Wasserstrahltechnologie wirtschaftlicher als mit Stanzen oder im Spritzguss-Verfahren produzieren. Obendrein eignet sich diese Technologie ideal für die just-in-time-Produktion und minimiert damit unter anderem die Lagerhaltungskosten. Das bis ins Detail individualisierbare, modulare Schneidsystem des europaweit führenden Herstellers STM ist das beste Beispiel dafür. Es bietet Anwendern einen beispiellosen Cocktail an Möglichkeiten, verschiedenste Schneidaufgaben ohne Umrüstaufwand bestmöglich zu lösen.
Mehr noch, der innovative Hersteller bietet interessierten Unternehmen obendrein eine kostenlose Unternehmensberatung an, die neben Business-Plänen, Bedarfsanalysen, Kosten-Nutzen-Kalkulationen, Digitalisierungs-Fragen auch die Prozessoptimierung in der Fertigung einschliesst. Zu diesem Zweck entwickelt ein erfahrener STM-Applikations-Ingenieur auf Anfrage konkrete Wasserstrahl-Lösungen, die mit Testschnitten belegt und durch Schulungen bewältigbar werden – alles kostenlos und unverbindlich. Interessenten können sich dank dieser Services «hands on» mit dieser Zukunfts-Technologie befassen, bevor sie eine Investition tätigen. Weitere Informationen zur Wasserstrahl-Fertigung «powered by STM» finden Interessenten auf den Homepages der STM-Standorte in Österreich, Deutschland und der Schweiz.

Geht nicht gibts nicht
De facto lassen sich mit Wasser verschiedenste Kunst- und Verbundstoffe bis zu einer Stärke von 200 mm ohne zusätzliche Werkzeuge rückstandsfrei trennen. Paradiesische Rahmenbedingungen gerade für den Prototypenbau, kleine und mittlere Serien sowie die just-in-time-Produktion. Das Schneidverfahren eignet sich für Gummi, die gängigsten Elastomere wie EPDM, CR, NBR, Silikon, FPM/FKM (Viton®), technische Kunststoffe wie PA, PE, POM sowie vor allem Schaum- und Compoundwerkstoffe. Insbesondere dicke porige Materialien können deformationsfrei geschnitten werden. Selbst bei sehr weichen Werkstoffen sind parallele Schnitte gewährleistet. Selbst komplizierteste Formen können mithilfe des Wasserstrahls von der Zeichnung direkt zum Endprodukt umgesetzt werden. Als Vorlage benötigen CNC-gesteuerte Wasserstrahlschneidanlagen lediglich CAD-Daten, zum Beispiel im dxf- oder dwg-Format – der Rest geht praktisch von selbst. Sogar die Bezeichnung der Teile kann durch Wasserstrahlgravieren in einem Schritt erfolgen. Damit erweitert Wasserstrahlschneiden nicht nur den Handlungsspielraum und die Flexibilität, sondern reduziert die Herstellungskosten dank Automatisierung, kürzerer Produktionszeiten, minimalem Nachbearbeitungsaufwand und wegfallender Werkzeuge dramatisch. Dazu trägt auch die Materialersparnis aufgrund geringer Schnittbreiten und Verschachtelung mehrerer Teile bei. Egal, ob Standardware oder Präzisionsformteile – es gibt für Prototypen, kleine und mittlere Serien keine Fertigungslösung mit vergleichbaren Vorteilen in punkto Schnittqualität, Vielseitigkeit und Effizienz.

Auch im Vergleich unschlagbar
Daraus lässt sich unschwer ableiten, worin die Vorzüge im Vergleich zu alternativen Trennverfahren liegen: Vor allem Prototypen und Spezialanfertigungen lassen sich schneller und wirtschaftlicher als mit Stanzen produzieren. Zudem sind auch filigranste Konturen und hohe Materialstärken ohne die beim Stanzen üblichen hohen Toleranzen und konkaven Schnitte möglich. Nicht nur die aufwändige Erstellung, Modifikation, Wartung und Lagerung der üblichen Stanzformen fällt weg, sondern auch deren Montage. In der Zeit, die für die Positionierung der Stanzform benötigt wird, hat eine Wasserstrahl-Anlage bereits geschnitten. Dem Laser ist das Wasserstrahlverfahren bei grösseren Materialstärken und allen Anwendungen überlegen, bei denen eine thermische Beeinflussung des Werkstoffes und damit eine Gefügeveränderung unerwünscht ist. Das macht die Kaltschneidetechnik gerade bei den boomenden Verbundstoffen interessant. Auch im Vergleich zu oszillierenden Messern auf Plottern und 3D-Druckern sind Leistungsspektrum und Qualität schlicht überzeugender. Werkstoffstärken über 100 mm und Verbundmaterialen können präziser getrennt werden, zudem sind kleinere Eckenradien und filigranere Konturen möglich. Das Werkzeug wird überdies nicht stumpf und das Werkstück bleibt frei von Bearbeitungskräften. Wasser als Schneidwerkzeug ist sogar der Handarbeit vorzuziehen, da es schnellere, reproduzierbare Ergebnisse und eine höhere Genauigkeit gewährleistet. Obendrein können mehrere Schneidköpfe parallel eingesetzt werden, um die Produktionszeiten signifikant zu verkürzen. Gerade für Serien bis zu einer Losgrösse von 500 Stück erweist sich Wasserstrahlschneiden damit als produktionstechnischer Königsweg.

Wasserstrahl-Power nach Mass
Vor allem die modularen Wasserschneideanlagen von STM gewährleisten die erforderliche Qualität, Funktionsvielfalt und Effizienz, die in der kunststoffverarbeitenden Industrie zwingend notwendig sind. Zusammen mit betriebswirtschaftlicher und technischer Beratung sowie einem beispiellos kundennahen Service sorgt STM dafür, das Unternehmen das Potenzial dieser Technologie für sich entdecken und störungsfrei, wirtschaftlich und ultimativ flexibel arbeiten können. Die bewährten STM Portalanlagen in Leichtbauweise lassen sich bis ins Detail an die Kunststoffverarbeitung anpassen. Dafür sorgt das vollkompatible STM Modulsystem, das die 2D- und 3D-Fertigung mit Reinwasser oder Abrasiv und beliebig vielen Schneidköpfen in jeder denkbaren Form möglich macht. Überflüssige Funktionen müssen nicht in Kauf genommen werden, die Handhabung ist komfortabel, der Wartungsbedarf gering. Die benutzerfreundliche SmartCUT-Software beschleunigt die Arbeitsvorbereitung und erspart Anwendern lästiges programmieren. Probleme sind meist per Fernwartung schnell und kostengünstig lösbar. Speziell für Branchen wie der Dichtungsindustrie, wo mit Trinkwasserqualität geschnitten wird, um eine optimale Schneidleistung zu erzielen, bietet STM zudem komplette Wasseraufbereitungslösungen an. Auf diese Weise kann das Schneidwasser simultan wiederverwendet und die entwässerten Partikel per BigBag komfortabel entsorgt werden. So lässt sich bis zu 98 Prozent Frischwasser sparen. Im Bereich Verbundwerkstoffe bürgen optionale Komponenten wie Bohrspindeln für den reibungslosen Betrieb.

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