Beim Wasserstrahlschneiden wird das zu bearbeitende Material durch einen Hochdruck- Wasserstrahl getrennt. Dieser Strahl hat einen Druck von bis zu 6000 bar – wobei aus wirtschaftlichen Gründen in der Regel zwischen 3200 und 3800 Bar geschnitten wird. Es werden Austrittsgeschwindigkeiten bis zu 1000 m/s erreicht.
Die Bearbeitung erfolgt fast ohne Erwärmung des Schneidgutes. Durch den hohen Druck ist das Schneidwasser keimfrei (Hochdrucksterilisation).
Rein- oder Purwasserschneiden
Beim Reinwasserschneiden wird lediglich die Strahlenergie des Wassers ausgenutzt. Die Schneidleistung bei harten Materialien ist dadurch sehr begrenzt. Allerdings kann bei weichen Materialien der Schnittspalt lediglich 0,1 mm betragen.
Abrasivschneiden
Zur Erhöhung der Schneidleistung wird dem Strahl häufig ein Schneidmittel, ein sogenanntes Abrasiv, zugesetzt. Erst durch die Beimengung eines solchen Abrasivs (wie z. B. Granat oder Korund) ist es möglich, härtere Materialien zu schneiden, die mit reinem Wasserstrahl nicht trennbar sind, oder deren Bearbeitung mit Purwasser nicht wirtschaftlich ist, bzw. wo eine höhere Schnittqualität verlangt wird.
Zuerst wird durch die Reinwasserdüse das hochkomprimierte Wasser zu einem Strahl von ca. 0,2 bis 0,4 mm (düsenabhängig) geformt. Dieser Strahl schießt durch die Mischkammer mit bis zu 1000 m/s und erzeugt somit ein Vakuum im Schneidkopf. Durch eine kleine Öffnung im Schneidkopf kann jetzt Abrasivmittel in die Mischkammer gesaugt und mit dem Wasserstrahl vermischt werden. Das Wasser-Abrasiv-Gemisch wird dann durch die nachgeschaltete Abrasivdüse fokussiert und tritt mit einem Durchmesser von i.d.R. 0,8 oder 1 mm aus.
Das Abrasivmittel kann im Regelfall CNC-gesteuert dosiert und dem Schneidkopf zugeführt werden, entweder mit Luft als Träger, oder in einer Emulsion. Die Vorschubgeschwindigkeiten beim Wasserstrahlschneiden sind u.a. abhängig von Parametern wie Materialart und Materialdicke, Pumpenleistung (Literleistung und Druck), Düsenkombination (Reinwasser- und Abrasivdüsendurchmesser).
Anwendungen
Mit dem Hochdruckwasserstrahlverfahren können fast alle Materialien bearbeitet werden, angefangen beim Schaumstoff bis hin zum Saphir. Schwerpunkte sind die Kunststoffbearbeitung, die Metallbearbeitung, die Lederbearbeitung und die Steinbearbeitung. Heute gibt es mehrere Hersteller in diesem Produktsektor, die Maschinen unterschiedlicher Qualität und Preisklasse herstellen.