microwaterjet Micropräzision mit Wasserstrahl Zukunftsweisende Bearbeitung von Hightechmaterialien

Transkript

1 Micropräzision mit Wasserstrahl Zukunftsweisende Bearbeitung von Hightechmaterialien Beat Trösch, MDC Max Daetwyler AG, CH-3368 Bleienbach 11. April 2013

2 Gliederung des Vortrages 1. Einführung 2. Schneidprozess 3. Schneidverfahren 4. Anwendungsbeispiele 5. Zusammenfassung

3 Einführung Wasser ein faszinierendes Element mit gigantischer Kraft und eindrücklicher Präzision

4 Einführung Beim Wasserstrahlschneiden wird zwischen Reinwasserstrahlschneiden PWJ und Abrasivwasserstrahlschneiden AWJ. Legende 1. Wasserdüse 2. Reinwasserstrahl 3. Abrasiv 4. Fokussierrohr 5. Abrasivwasserstrahl PWJ AWJ

5 Einführung Microschneiden, was ist darunter zu verstehen? Wir setzen Micro mit Präzision gleich Generell wird davon ausgegangen, dass kleine Teile auch präzise sind Selbstverständlich gibt es auch grosse Teile die sehr präzise sein müssen Wir konzentrieren uns auf kleine Teile Eine Maschine muss, um effizient eigesetzt werden zu können, der Teilegrösse angepasst sein

6 Einführung Microwaterjet setzt neue Massstäbe. Die Maschine vereint die Vorteile des Wasserstrahlschneidens mit der Präzision wie sie von den Feinschneidlasern u. Draht-Erodieranlagen bekannt ist. Bearbeitungsfläche 1000 x 600 mm

7 Einführung In der Folge werden wir uns auf das Abrasivschneiden konzentrieren Wenn man von einem Verfahren u. Präzision spricht, muss definiert sein was gemeint ist. Es braucht Normen und es sind definierte Prozesse notwendig die reproduzierbar die Anforderungen erfüllen. Ein Prüfwerkstück mit Prüfszenario ist notwendig damit der Anwender jederzeit die Maschinenfähigkeit selber und unabhängig überprüfen kann.

8 Einführung Seit März 2010 gibt es in der Schweiz eine Norm

9 Einführung Seit 2012 gibt es einen Gründruck von VDI/NCG Prüfrichtlinie u. Prüfwerkstück

10 Schneidprozess Zuführen des Abrasivmittels in die Mischkammer Fokussierung des Gemisches durch das Fokussierrohr Strömung/Beschleunigung im Fokussierrohr m/s

11 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Charakteristiken Jetlag (Strahlnachlauf) Wird durch den Vorschub beeinflusst Hat Auswirkungen: Schnittwinkel An- und Endschnitt Rauheit Richtungsänderungen Lag

12 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Materialabtrag Schnittrichtung Direkt Impact Zone Strahl unzerstört Schleifen durch abgeleiteten pulsenden Strahl Abtrag durch Zerstörung und Verformung

13 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Rauheit Ra in (µm) Zone grösste Rauheit Vorschub Eintritt Austritt Die typische Oberflächenrauheit wird beeinflusst durch Vorschubgeschwindigkeit, Materialdicke und Materialeigenschaft.

14 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Qualität 5 Ra 3.2

15 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Qualität 1 Ra 50

16 Schneidprozess by FHNW, Waterjet Charakteristiken Immer das gleiche Werkzeug für weiche, zähe oder sehr harte Materialien. Keine Veränderungen bezüglich Schneidverhalten. Der Wasser-strahl schneidet immer gleich. Keine Hitzeeinwirkung und somit keine Gefüge- und Eigenschaftsveränderungen. Geringe mechanische Belastung.

17 Schneidprozess Hochdruck- Pumpe Abwasserreinigung mit Kühlsystem Steuerung El. Schrank Abrasivbunker Maschine

18 Schneidverfahren Plasma/Autogen mit 6000 bar *AWJ AWJ Wasserstrahltechnik erschliesst neue Märkte Die Drahterodierer und Laseranwender realisieren die Vorteile der Wasserstrahltechnik * Abrasive Water Jet Präzision [mm]

19 Schneidverfahren

20 Schneidverfahren Bekannte präzise Technologie Tolleranzen +/ mm Nachteile Wärmeentwicklung Veränderung in der Materialoberfläche (z. Bsp. härteren Randbereich) Erodierdraht Spannungsrisse Verformung wegen der Wärme (Ebenheit) Keinen synthetischen Material YAG Laser Schwierigkeiten mit Kupfer und Messing

21 Schneidverfahren Neue Technologien Micro-Wasserstrahlschneiden Tolleranzen +/ mm Vorteile Keine Wärmeentwicklung Keine Gefüge-Veränderung Keine Spannungsrisse Wasserstrahlschneiden Keine Verformungen wegen der Wärme Unterschiedlichste Materialien Alles mit einem Werkzeug Geringe Einrichtezeit Wiederverwertung des geschnittenen Materials

22 Anwendungsbeispiele EDM-Draht Startlöcher!

23 Anwendungsbeispiele

24 Anwendungsbeispiele

25 Anwendungsbeispiele

26 Anwendungsbeispiele

27 Anwendungsbeispiele

28 Anwendungsbeispiele

29 Anwendungsbeispiele

30 Anwendungsbeispiele

31 Anwendungsbeispiele

32 Zusammenfassung Der Trend zu kleiner, handlicher und präziser nimmt zu Neue Materialien wie Keramik, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, biokompatible Materialien etc. kommen zum Einsatz Neue, alternative und umweltfreundliche Bearbeitungsverfahren werden gesucht Die präzise Wasserstrahltechnik ist zukunftsweisend

33 Zitate aus Fachzeitschriften: Ein Schnitt der kein Gefüge verändert Medizin & Technik Q4/2011 Ein Titan in der Präzisionsbearbeitung Medtec & Südtec 2013 Fertigung vom Feinsten für die Medizinaltechnik Fertigungsmaschinen und Verfahren Präzise wie ein Feinschnittlaser Meditronic-Journal 4/2012 Microwasserstrahl trennt jedes Material NC Transfer 52/53/54 / 2012 Seite 13 Microwasserstrahl überzeugt mit höchster Präzision Blechnet 6/2012 Spitzentechnologie für Spitzenergebnisse Wirtschaft heute

34 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!