Trennverfahren / Schneideverfahren

16. November 2024 von Jan Harmening (ausgewandert seit 2005) aktualisiert

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Viele, die wieder in ihre alte Heimat ziehen, müssen sich Gedanken zum Geld verdienen machen. Um schneller eine passende Anstellung zu finden oder wenn man sich Selbständig machen möchte, sind oft bestimmte Kenntnisse erforderlich. Hier finden Sie einige Informationen zu verschiedenen Trennverfahren.

Trennen mit dem Winkelschleifer

Ein Winkelschleifer ist eine meistens elektrisch angetriebene Handmaschine. Sie hat eine schnell rotierende runde Schleifscheibe, die über ein Winkelgetriebe angetrieben wird. Hat der Trennschleifer einen Benzinmotor, wird die Trennscheibe über einen Keilriemen angetrieben.

Je größer der Scheibendurchmesser des Werkzeugs ist, desto geringer ist die Drehzahl pro Minute. Also bei 115 mm Scheibendurchmesser liegt die Drehzahl bei bis zu 13.300 Umdrehungen pro Minute, bei 125 mm liegt die Drehzahl bei bis zu 12.200 Umdrehungen pro Minute. Die Scheiben sind durch Gewebeeinlagen verstärkt und besitzen durch eine besondere elastische Kunstharzbindung eine gewisse Flexibilität, wodurch ein Bersten der Scheiben vermieden wird. Durch diese Flexibilität ist ein Trennschleifen von Stein, Metall und anderen Materialien möglich, ohne dass die Schleifscheibe durch eventuelles leichtes Verkanten zerbricht.

Es gibt Trennscheiben aus verschiedenen Materialien, die auch für unterschiedliche Materialien verwendet werden:

• Für Metall – Trennscheiben aus Edelkorund
• Für Stein – Trennscheibe aus Siliziumcarbid
• Für NiRo-Stahl – Trennscheiben, die frei von Eisen, Schwefel und Chlor sind, um die Rostfreiheit zu erhalten
• Für Aluminium gibt es verschiedene spezielle Trennscheiben
• Für Naturstein, Beton und Keramik – Diamant-Trennscheiben

Wegen einer starken Staubentwicklung bei Trockenbearbeiten von Stein und Beton, ist eine geeignete Absaugung sinnvoll. Es gibt auch Winkelschleifer, die speziell zum Nasstrennen geeignet sind.

Das Tragen von Schutzbrille, schwer entflammbarer Baumwollkleidung, Sicherheitsschuhen und eines Gehörschutzes sind notwendig, da beim Arbeiten mit Winkelschleifern sehr viel Wärme entsteht und glühende Späne wegschleudern.

Trennen mit der Twinsäge

Die Twinsäge hat ein Getriebe, mit dem gleich zwei Trennscheiben angetrieben werden. Diese laufen in entgegengesetzter Richtung. Der Vorteil ist, dass sich die beiden Sägescheiben gegenseitig den Schneidraum freiräumen. Wegen dieser beiden Sägescheiben, die zudem aus Hartmetall bestehen, kann man mit der Twinsäge fast alles schneiden bzw. trennen. Außer Beton, Stein und nachbehandeltem Stahl.

Wasserstrahlschneiden

Beim Wasserstrahlschneiden wird das Material mittels Überschallwasser oder Wasser und Abrasivmittel geschnitten. Da die Wasserstahlschneidtechnologie ein Kaltschneideprozess ist, kann man jedes beliebige Material schneiden. Es gibt zwei verschiedene Prinzipien – das Reinwasserschneiden und das Abrasiv schneiden. Das Prinzip des Wasserstrahlschneidens ist einfach.

Bei dem Reinwasserschneiden wird mit einer Ultrahochdruckpumpe ein Wasserstrahl erzeugt. Der Druck liegt bei bis zu 6.480 Bar (ein normaler Haushalts-Hochdruckreiniger liegt bei 80-100 Bar). Mit einer sehr kleinen Edelsteindüse wird der Druck in Geschwindigkeit umgesetzt. Dadurch wird ein ganz dünner Strahl, so dünn wie ein Haar von Menschen, erzeugt. Damit können dann weiche Materialien geschnitten werden, wie Dichtungen, Papier, Kunststoff, Textilien, Schaumstoff, Isolierung, Zementplatten, Innenauskleidungen für Fahrzeuge, Teppiche und Lebensmittel. Reinwasserschneiden ist umweltschonend, da keine Späne, kein Schleifstaub, keine toxischen Gase oder Luftverschmutzungen entstehen. Auch sind keine Kühlstoffe nötig und das verwendete Wasser kann wieder verwendet werden.

Bei dem Abrasiv schneiden wird dem Überschall-Wasserstrahl Granatsand hinzugefügt. Damit ist es möglich, härtere oder dicke Materialien, wie Metall, Keramik, Grafit, Marmor, Stein, Holz, Glas, Panzerglas und Laminate zu schneiden. Mit diesem Abrasiv Wasserstrahl verstärkt sich die Schneidkraft um ein Tausendfaches. Mit einer vierfachen Schallgeschwindigkeit treten Wasser und Granat aus dem Schneidkopf und können dadurch bis zu 50 mm dicken Stahl oder bis zu 120 mm dicke sonstige Metalle schneiden.

Zwar klingt das recht einfach, aber es gehören verschiedene Komponenten zu diesem Schneidsystem. Unter anderem das Ultrahochdrucksystem mit Pumpe, Schneidkopf und Anschlussrohren, die Maschine mit X-, Y- und Z-Achsen, Schneidkopf-Gelenkachsen und Strahlauffangbecken und das Steuerungssystem mit Programmierungssoftware, Bedieneroberfläche, Antriebsmotoren sowie Positions- und Geschwindigkeits-Feedbacksystem. Kann man mit diesen Komponenten umgehen, ist ein schnelles, präzises und konusfreies Schneiden von fast allen Materialien möglich.

Mehr Informationen zum Wasserstrahlschneiden bezüglich Schnittqualitäten, Besonderheiten und Beispiele zum Schneiden von Metall, Kunststoff und Stein erhalten sie auf der Internet-Seite der ICS GmbH.

Natürlich gibt es auch für das Wasserstrahlschneiden die verschiedensten Maschinen, wie 2D & 3D Wasserstahlschneidesysteme, 2D & 3D Hochportalanlagen (eingesetzt im Flugzeugbau) und Wasserstrahl-Mikroschneiden (zum Schneiden von filigranen Konturen). Mehr Informationen zu Wasserstrahl-Maschinen findet man auf der Internet-Seite der Firma H. G. Ridder Automatisierung GmbH.

Trennen mit dem Laserschneider

Beim Laserschneiden wird ein Festkörper mittels kontinuierlicher oder pulsierender Laserstrahlung durch Materialablation durchtrennt. Es gibt verschiedene Laser: Gaslaser, Nd:YAG-Laser (Festkörperlaser), Scheibenlaser und Faserlaser. Je nach Material müssen die Parameter der Laserstrahlung angepasst werden. Dazu zählen die Wellenlänge, die mittlere Leistung, die Pulsenergie und die Pulsdauer der Applikation.

Fast alle Arten von Werkstoffen können mit Laserstrahlung geschnitten werden. Die maximalen Plattenstärken, die mit Laser geschnitten werden können, liegen bei Stahl bei ca. 40 mm, bei Edelstahl bei 50 mm und bei Aluminium bei bis zu 25 mm. Ob ein Material leicht oder schwer zu schneiden ist, hängt von zwei Komponenten ab, zum einen von der Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes – je besser die Wärmeleitfähigkeit ist, umso leichter lässt es sich schneiden. Zum anderen, wie stark der Laserstrahl reflektiert wird – je stärker er reflektiert wird, umso geringer ist die Erwärmung des Materials und umso schwerer lässt es sich schneiden.

Auch gibt es verschiedene Verfahren: das Schmelzschneiden, das Brennschneiden und das Sublimierschneiden.

Beim Laserstahlschmelzschneiden wird die Schnittfuge durch kontinuierliches Aufschmelzen und Ausblasen des Schneidwerkstoffs mit einem reaktionsträgen Gas, meist Stickstoff, gebildet. Dadurch wird das Oxidieren der Oberfläche verhindert. Meistens kommt dieses Verfahren dann zum Einsatz, wenn bei Edelstahl oxidfreie Schnittfugen gefordert werden. Aber auch bei Aluminiumlegierungen, bei hochschmelzenden Nichteisenlegierungen und bei normalem Baustahl bei einer Dicke bis ca. 10 mm.

Das Laserstrahlbrennschneiden ist die häufigste Art zum Schneiden von eisenhaltigen Metallen. Dabei wird der Werkstoff auf Entzündungstemperatur erwärmt und durch Zugabe von Sauerstoff (Blasgas) verbrannt. Die dadurch frei gewordene Energie unterstützt den Schneidvorgang. Das entstehende Eisenoxid wird vom Sauerstoffstrahl ausgeblasen. Es können nur Werkstoffe durch Brennschneiden bearbeitet werden, deren Zündtemperatur unterhalb der Schmelztemperatur liegt. Einsatzgebiete des Brennschneidens sind die Verarbeitung von niedrig und unlegierten Stahl und manchmal von Edelstahl.

Beim Laserstrahlsublimierschneiden verdampft der erwärmte Werkstoff. Der wesentliche Einsatzbereich des Sublimierschneidens, ist für Werkstoffe ohne ausgeprägten schmelzflüssigen Zustand. Das bedeutet, dass der Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand direkt geschieht, ohne dazwischen flüssig zu werden. Benutzt wird das Sublimierschneiden bei Holz, Leder, Textilien sowie bei homogenen und faserverstärkten Kunststoffen.

Foto Winkelschleifer © Wikimedia / Team Metabo OS
Foto Twinsäge © Wikimedia / Christoph Ziehr
Foto Wasserstrahlschneiden © Wikimedia / Bystronic
Foto Laserschneiden © Wikimedia / Bystronic