Mikro-Präzision mit Maxi-Wasserdruck

von Günter Kögel Dass man eine Lupe braucht, um ein Blechteil zu betrachten, ist eher ungewöhnlich – dies umso mehr, wenn das Blech mit Wasserstrahlschneiden bearbeitet wurde. Zeit umzudenken, denn die vom Lohnfertiger Weihbrecht auf der BLECHexpo gezeigten, wasserstrahl-geschnittenen Musterteile passten locker auf einen Fingernagel und deren Konturen zeigten so manchem Träger einer Gleitsichtbrille die Grenzen seiner Sehhilfe auf.

Durch die Weiterentwicklung des etablierten Wasserstrahlschneidens ist es gelungen, den Strahldurchmesser auf 0,2 mm zu verkleinern. Zusammen mit einer hochgenauen Verfahrmaschine macht dies Schnitte mit einer Genauigkeit von 10 µm möglich – ideal für alle hochgenauen Teile, die sich nicht mit einem Laser bearbeiten lassen.

Was mit dieser jungen Technologie ‚Mikro-Wasserstrahlschneiden’ heute schon möglich ist, zeigte die Weihbrecht Lasertechnik GmbH, ein innovativer Spezialist für Rapid Prototyping und Lasertechnik auf der BLECHexpo. „Durch die Weiterentwicklung des etablierten Wasserstrahls, der seit Jahren überzeugende Schneidanwendungen hervorgebracht hat, ist es möglich, den Strahldurchmesser auf 0,2 mm zu verkleinern. Gepaart mit einer hochgenauen Verfahrmaschine ergibt dies das Mikro-Wasserstrahlschneiden. Die hohe Genauigkeit von 10 µm, die Rechtwinkligkeit sowie die optimale Schnittqualität von RZ 10 zeichnen dieses Mikro-Schneidverfahren aus“, berichtet Gerhard Weihbrecht, geschäftsführender Gesellschafter der Weihbrecht Lasertechnik GmbH. Typische Materialien sind zwar vor allem nicht metallische Werkstoffe, die momentan dem Nd:YAG-Laser aufgrund von toxischen Rückständen verwehrt bleiben, der feine Wasserstrahl schneidet aber auch problemlos sämtliche in der Blechbearbeitung üblichen Metalle ohne „thermische Nebenwirkungen“.

Der extrem dünne Wasserstrahl von 0,2 mm eignet sich für hochpräzise Schneidteile mit einer Stärke von bis zu 10 mm aus allen handelsüblichen Materialien. Spezielle Schneiddüsen, hochreines Wasser und staubfreie Sandpartikel erlauben einen störungsfreien Schneidprozess. Verschiedene Sande – so die Erfahrung von Weihbrecht – beeinflussen die Schneidergebnisse im Übrigen enorm.

Für den Wolpertshausener Lohnfertiger Weihbrecht sind insbesondere Einzelteile bis mittlere Stückzahlen das ideale Einsatzgebiet des Mikro-Wasserstrahls und – dies belegen die vielen Gespräche mit den Kunden – sämtliche Bereiche der Industrietechnik, Automobilindustrie, Feinmechanik, Medizintechnik, Elektrotechnik sowie Design- und Schmuckindustrie warten bereits auf dieses sensationelle Schneidverfahren.

Schließlich stellt die Wasserschneidetechnik eine einzigartige und umweltfreundliche Methode zum Trennen verschiedenster Materialien dar. So kann thermisches Schneiden wie mit dem Laser Verschmelzungen an den Schnittkanten oder toxische Gasentwicklung bewirken. Spannungen, Randschichtverhärtung, Mikrorisse bis hin zur Gefügeveränderung sind oft die Folge bei hochlegierten Stählen. Mit dem Wasserstrahl dagegen lassen sich alle Werkstoffe ohne diese Einflüsse schneiden.

Ausschlaggebend dafür ist ein perfekt gebündelter Wasserstrahl. Dieser wird in einer Hochdruckpumpe bei 4.000 bar erzeugt. Nach einer Savierdüse am Ende der Druckleitung durchläuft der Strahl mit rund 800 m/s den Schneidkopf, wo er ein Vakuum erzeugt. Dabei wird das abrasive Medium (Sand) angesaugt. Gemeinsam bewirkt dieser Prozess am Ende der Schneiddüse eine Mikrozerspanung.

Wie Weihbrecht versichert, sind Mikro-Teile nicht nur in hochwertigen Uhren zu finden, der Trend zur Miniaturisierung hat längst viele andere Bereiche erfasst. Digitalkameras, Medizintechnik und die gesamte Kommunikationstechnik sind Musterbeispiele dafür. Auch im Fahrzeugbereich werden immer mehr Sensoren und Motoren mit Mikro-Bauteilen versehen. Somit wächst der Bedarf an hochpräzisen Bauteilen, die zudem schnell und wirtschaftlich hergestellt werden müssen.

Aber nicht nur beim Schneiden von Mikro-Bauteilen kommt es auf höchste Präzision an. „Durch unser langjähriges Know-how im Laserschneidbereich können wir Mikro-Bauteile mechanisch weiterbearbeiten – Gewindeschneiden, Reiben, Senken, Schleifen, Fräsen oder durch Oberflächenbearbeitung. Bei diesen sehr kleinen Bauteilen ist insbesondere das Handling bei der Weiterverarbeitung eine wahre Höchstleistung“, betont Gerhard Weihbrecht.W

www.weihbrecht.de