Wasserstrahlschneidelösungen für die Kunststoffindustrie

Wasserstrahlschneidtechnik auf den jeweiligen Einsatzbereich hin optimiert. (Bild: STM waterjet GmbH)

18.08.2020 Wasserstrahlschneidelösungen für die Kunststoffindustrie

Die Wasserstrahlschneidtechnologie von STM bietet auch für die Kunststoffindustrie interessante Perspektiven – u.a. live erlebbar bei der „STM Tech Week 20“ vom 20. - 23.10.2020.

Die Kunststoffindustrie ist ein hartes Pflaster, denn sie steht ökologisch und technisch zunehmend unter Innovationsdruck. Rasante technologische Entwicklungen in den Bereichen Mobilität, Luftfahrt und Medizintechnik stellen Betriebe in immer kürzeren Intervallen vor neue Herausforderungen. Das eröffnet vor allem der weiterverarbeitenden Industrie neue Chancen, zwingt sie aber gleichzeitig zu einem Höchstmaß an Flexibilität. Strukturen und Prozesse werden laufend überdacht und geändert, um auch übermorgen noch wettbewerbsfähig zu sein. Dabei rückt ein Fertigungsverfahren zunehmend in den Fokus – die Wasserstrahlschneidetechnologie. 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 umweltfreundlich und kostengünstig bearbeitet werden. De facto lassen sich mit Wasser verschiedenste Kunst- und Verbundstoffe bis zu einer Stärke von 200 mm ohne zusätzliche Werkzeuge rückstandsfrei trennen. 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, z.B. im dxf- oder dwg-Format, – der Rest geht praktisch von selbst. Sogar die Bezeichnung der Teile kann durch Wasserstrahlgravieren in einem Schritt erfolgen.

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 all solchen Anwendungen überlegen, bei denen eine thermische Beeinflussung des Werkstoffes und damit eine Gefügeveränderung unerwünscht ist. Das macht die Kaltschneidetechnik gerade bei den  Verbundstoffen interessant. Auch im Vergleich zu oszillierenden Messern auf Plottern und 3D-Druckern sind Leistungsspektrum und Qualität  überzeugender. Werkstoffstärken < 100 mm und Verbundmaterialien können präziser getrennt werden, zudem sind kleinere Eckenradien und filigranere Konturen möglich. Das Werkzeug wird überdies nicht stumpf und 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.

Zudem eignet sich diese Technologie für die Just-in-time-Produktion und minimiert damit u.a. die Lagerhaltungskosten. Das bis ins Detail individualisierbare, modulare Schneidsystem von STM ist ein Beispiel dafür. Es bietet Anwendern viele Möglichkeiten, verschiedenste Schneidaufgaben ohne Umrüstaufwand bestmöglich zu lösen. Darüber hinaus bietet man interessierten Unternehmen obendrein eine kostenlose Unternehmensberatung an, die neben Business-Plänen, Bedarfsanalysen, Kosten-Nutzen-Kalkulationen und Digitalisierungsfragen auch die Prozessoptimierung in der Fertigung einschließt. Zu diesem Zweck entwickelt ein Applikationsingenieur auf Anfrage konkrete Wasserstrahl-Lösungen, die mit Testschnitten belegt und mithilfe von Schulungen zu bewältigen sind – alles kostenlos und unverbindlich. Interessenten können sich dank dieser Services „Hands-on“ mit dieser Zukunfts-Technologie befassen, bevor sie eine Investition tätigen.

Save the date!
Die „STM Tech Week 20“, findet vom 20. -23.10.2020 statt. Vier Tage lang sind Anwender und potenzielle Betreiber aus ganz Europa eingeladen, das Potenzial des Werkzeugs Wasser im österreichischen STM Testzentrum in Eben für ihre eigenen Zwecke auszuloten. Zu diesem Anlass werden Anlagen aller STM-Systemreihen für den Live-Betrieb zur Verfügung stehen.

Bei Interesse, Anmeldung unter marketing@stm-waterjet.com