Die Auswahl der richtigen Schneidmittelart und -größe für eine Wasserschnittanwendung kann einen signifikanten Unterschied in der Leistungsfähigkeit und Profitabilität Ihrer Wasserstrahlgeräte ausmachen.
Die Auswahl des Schneidmittels beginnt mit einer Untersuchung der Material- und Schnittspezifikationen. Wie schwer das Material zu schneiden ist und das gewünschte Oberflächenfinish sind wichtige Faktoren zur Bestimmung des richtigen Schneidmittels. Das Schneidmittelprodukt muss Härte, Dichte, Festigkeit und eine konstante Partikelform haben.
Praktisch jedes bekannte Schneidmittel – sowohl natürlich als auch synthetisch – wurde für die Verwendung als Schneidmittel bei Wasserstrahlschnitten in Betracht gezogen. Almandingranat hat sich dabei als das Mineral mit den besten Eigenschaften für Wasserstrahlschnitte herausgestellt. Andere Materialien können härter, schwerer oder günstiger sein, aber Almandingranat ist das Schneidmittel mit der besten Eigenschaftskombination für Wasserstrahlschnitte. Das natürlich vorkommende Material wird neben dem Wasserstrahlschneiden für zahlreiche industrielle Anwendungen, wie Sandstrahlmedien und Wasserfilteranwendungen, abgebaut und verarbeitet. Das normale Almandingranat ist rotbraun und matt. Das viel seltenere Almandingranat mit Edelsteinqualität ist durch einen tiefen Rotton und seine Transparenz gekennzeichnet.
Andere Schneidmittel können für den Wasserstrahlschnitt verwendet werden. Aluminiumoxid ist härter als Granat und wird manchmal für den Schnitt von sehr harten Materialien wie Keramik verwendet. Ein Nachteil ist allerdings, dass die Verwendung von Aluminiumoxid die Nutzungsdauer des Mischkanals erheblich verringert und die Kosten für die Anwendung erhöht. Staurolith ist ein natürlich vorkommendes Mineral mit einer Dichte und Härte ähnlich wie Granat und wird als wirtschaftliches Allzweck-Wasserstrahl-Schneidmittel angesehen. Weichere Schneidmittel wie Olivin können für das Schneiden weniger anspruchsvoller Materialien wie Aluminium verwendet werden.
Ein näherer Blick auf die Eigenschaften von Schneidmitteln
Natürliche Attribute und die Mineralverarbeitung haben einen direkten Einfluss darauf, wie das Schneidmittelmaterial als Wasserstrahl-Schneidmittel funktionieren wird. Ein Hersteller muss sich darüber bewusst sein, wie diese vier wichtigen Attribute die Leistungsfähigkeit des Schneidmittels beeinflussen.
Härte. Wasserstrahl-Schneider müssen Schnittgeschwindigkeit und Komponentenabnutzung ausbalancieren. Die Verwendung eines weichen Schneidmittels verlängert die Nutzungsdauer der Düse, verringert aber auch die Schnittgeschwindigkeit. Die Verwendung eines Schneidmittels, das sehr schwer ist, lässt schnelles Schneiden zu, nutzt aber die Düse zu schnell ab. Die Abnutzung der Düse verringert die Genauigkeit im Schnittprozess, was zu wiederholten Stillstandszeiten und einem häufigeren Ersatz der Düse führt. Almandingranat liegt zwischen 7 und 8 auf der Mohs-Härteskala, was genau den Bedarf ausbalanciert, schnell zu schneiden und eine ausreichende Schnittwerkzeug-Nutzungsdauer bietet.
Dichte. Die Schnittkraft eines Wasserstrahls ist eine Funktion aus Masse multipliziert mit Geschwindigkeit. Das ideale Schneidmittel hat deshalb die schwersten Partikel, die der Wasserstrahl auf maximale Geschwindigkeit beschleunigen kann. Das erzeugt eine maximale Schnittkraft.
Ein Schneidmittel, das zu leicht ist, schafft nicht viel, und ein Schneidmittel, das zu schwer ist, kommt nicht genug auf Geschwindigkeit und mindert so die Leistungsfähigkeit des Wasserstrahls. Bezüglich der Härte ist das Wichtigste, ein Schneidmittel zu finden, das genau in der Mitte davon liegt. Almandingranat hat eine spezifische Dichte von 4,0 (vier Mal das Gewicht von Wasser) und fällt genau in den idealen Bereich für Durchschlag und Beschleunigung.
Festigkeit. Manchmal als Brüchigkeit bezeichnet, spielt Festigkeit eine direkte Rolle darin, wie gut ein Wasserstrahl-Schneidmittel funktioniert. Material, das zu brüchig ist, bricht im Fokussierkanal und wird zu fein, um effektiv schneiden zu können. Schneidmittel, das zu hart ist (denken Sie an verformbares Blei) rundet sich während des Mischvorgangs ab und ist zu stumpf, um gut schneiden zu können. Das ideale Schneidmittel hat eine messbare Zerfallsrate und erzeugt scharfe, schräge Schnittkanten. Almandingranat mit seiner halbbrüchigen Art und muscheligem Bruch erfüllt diesen Bedarf.
Partikelform. Schneidmittel sind in jeder erdenklichen Partikelgröße verfügbar, von perfekten Perlen wie Stahlkies bis zu messerscharfen, nadelähnlichen Kristallen, die in Siliziumkarbid enthalten sind, einem synthetischen Schneidmittel, das bei Hochtechnologieanwendungen verwendet wird. In Anbetracht der Tatsache, dass eine Kugel der ideale Träger von Masse in einem Hochleistungs-Wasserstrahl ist, könnte man als Hersteller annehmen, dass der Wasserstrahlhersteller nach kugelförmigen Partikeln suchen würde. Allerdings müssen sie den konstanten Spagat zwischen Beschleunigung, Abnutzung und Schnitteffizienz bedenken.
Durch umfangreiche Tests auf verschiedenen Wasserstrahlplattformen weltweit, haben Wasserstrahlexperten bestimmt, dass die geeignetste Partikelform von zwei Faktoren abhängt: dem zu schneidenden Material und des erforderlichen Kantenabschlusses. Körner mit scharfen, schrägen Kanten können erwiesenermaßen schneller schneiden und bieten überragende Kantenabschlüsse. Halbrunde Körner werden bei allgemeineren Standardschnittanwendungen verwendet.
Ein Wasserstrahl-Schnittmaschinenhersteller oder ein Schneidmittellieferant kann mehr Informationen zu beiden Arten liefern und bei Tests helfen, um zu bestimmen, welche Partikelgröße für eine Anwendung die beste ist.
