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20er Jahre
2. Weltkrieg
60er Jahre
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Geschichtliche Entwicklung der Wasserstrahltechnologie
Der Einsatz von Wasserstrahlen zum Abtragen von spröden Werkstoffen, Gesteinen, Kunststoffen usw., geht bis in die Anfänge dieses Jahrhunderts zurück. Während zu Beginn der Anwendung hauptsächlich die Spülwirkung des Wassers genutzt wurde, steht heute beim Abtragen die mechanische Lösearbeit sowie die Erosionswirkung im Vordergrund. Seit Mitte der 20er Jahre gewann die Anwendung des Wassers unter hohem Druck an Bedeutung. Zuerst in den Gießereien für das Nassputzen von Gussstücken sowie im Bergbau für das Lösen von Kohle bei steiler Lagerung. Der damalige Hochdruckbereich bewegte sich dabei um ca. 10 MPa Wasserdruck.
In den folgenden Jahren, besonders aber nach dem 2. Weltkrieg, trat eine wesentliche Erweiterung in der Anwendung dieser Technologie ein. Dies betraf sowohl das Entzundern in Walzwerken als auch in zunehmendem Maße Reinigungsmaßnahmen in der chemischen Industrie. Durch intensive Untersuchungen zur erosiven Wirkung von Flüssigkeitsstrahlen und durch die technische Weiterentwicklung der Pumpen wurden die Einsatzbereiche wesentlich erweitert.
Seit den 60er Jahren wurde der Wasserstrahl hauptsächlich als Reinigungsverfahren in vielen Anwendungsgebieten eingesetzt. Neben der Entfernung von Farbe, Bewuchs und Beschichtungen von großflächigen Bauteilen ermöglichte das Verfahren auch Rohr- und Rohrbündelreinigung. In der chemischen Industrie gewann die Reinigung von Autoklaven mit Wasserstrahlen eine große Bedeutung. Die Reinigung mit abrasiven Zusätzen wurde bereits anfangs der 70er Jahre durchgeführt. In dieser Zeit wurden die ersten automatischen Reinigungsanlagen entwickelt, erprobt und verbessert. Gleichzeitig wurde der Wasserstrahl zum Trennen bzw. Abtragen (mikroskopisches Trennen) und Schneiden (makroskopisches Trennen) verwendet. Pulsförmige Flüssigkeitsstrahlen können auch für das Abtragen von Gestein und Kohle bzw. für das Zerbrechen von Beton bereits wirtschaftlich eingesetzt werden. |
| 1968
70er Jahre
80er Jahre
bis heute |
Im Jahr 1968 patentierte Dr. Franz, Professor an der Universität von British Columbia, das erste Konzept für ein Hochdruckwasserstrahlschneidsystem. Dabei waren Wasserdrücke von rund 70 MPa vorgesehen. Auf dieser Basis wurde dann auch das erste Scheidsystem von Papierrohren in Betrieb genommen. Zum Schneiden von Papier, Pappe, Zellstoffen, Kunststoffen und faserverstärkten Kunststoffen werden heute Hochdruckwasserstrahlen im Druckbereich bis 400 MPa eingesetzt. Auf der ganzen Welt laufen mehr als 1000 solcher Systeme. Anfang der 70er Jahre wurden in den USA die ersten Druckerzeuger, die im Dauerbetrieb Drücke bis zu 400 MPa erzeugen können, zur Serienreife entwickelt. Hierdurch wurde die Entwicklung und industrielle Verbreitung der Wasserstrahltechnologie vorangetrieben. Wegen der begrenzten Abtragsleistung des Wasserstrahls beschränkt sich das Verfahren auf nichtmetallische Werkstoffe. Erst die Beimischung von Feststoffpartikeln zum Wasserstrahl seit Anfang der 80er Jahre schuf ein wirklich neues Bearbeitungswerkzeug (Wasserabrasivstrahl), dessen Abtragsleistung neue Anwendungsgebiete eröffnete. Mit dem Wasserabrasivstrahl lassen sich fast alle Werkstoffe bearbeiten. Dies hat dazu geführt, dass heute der Wasserstrahl als Bearbeitungswerkzeug in Ergänzung und in Konkurrenz zu den mechanischen und thermischen Bearbeitungsverfahren gesehen werden muss. Durch die stetig steigende Leistungsfähigkeit der Anlagen werden der Wasserstrahltechnik immer neue Anwendungsgebiete eröffnet, in denen konventionelle Verfahren nicht mehr oder nur noch bedingt einsetzbar sind. Dies wurde durch die enormen Fortschritte in der Entwicklung neuer Werkstoffe, vor allem auf dem Kunststoffsektor verstärkt. Besonders die Weltraumtechnik hat den Bedarf für solche Werkstoffe stark gefördert und somit die Notwendigkeit neuer Bearbeitungsverfahren geschaffen. |
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In den letzten Jahren sind die Ansprüche an industrielle Schneidprozesse enorm gestiegen. Die Anforderungen an ein „ideales“ Schneidsystem können wie folgt zusammen gefasst werden:
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