Wasserstrahlschneiden zählt zu den Kaltschneideverfahren und wird dabei in die Gruppe der abtragenden Verfahren eingeordnet. Wasserstrahlschneideanlagen kommen immer dann zum Einsatz, wenn neben höchster Schnittpräzision auch thermische Einflüsse auf die dabei geschnittenen Materialien vermieden werden sollen.
Historisch gesehen hat das Wasserstrahlschneiden seine Wurzeln bereits Anfang des 20. Jahrhunderts. Hier wurde es im Bergbau zum Schneiden von Ton- und Kiesablagerungen sowie dem Abtrennen von Goldadern und Steinen verwendet.
Heute kommen Wasserstrahlschneidanlagen in vielseitigen Anwendungen über zahlreiche Industriezweige hinweg zum Einsatz. Dabei wird es zum einen zum Trennen von weichen bzw. zähen Stoffen wie Papier, Dämm- und Isolationsmaterialien, Textilien und Folien verwendet. Bei diesen Schneidaufgaben wird ausschließlich Wasser als Prozessmittel eingesetzt – deshalb spricht man hierbei auch von Reinwasserschneiden.
Sollen dagegen dickere und vor allem härtere Werkstoffe durchtrennt werden, dann kommt das Verfahren des Abrasivschneidens zum Einsatz. Dabei wird dem Wasser ein zusätzliches Abrasivmittel – hierzu dienen oftmals Oliv- oder Granatsand – über ein Abrasivmittel-Fördersystem beigemengt. Das hierbei aus dem Abrasivmittelbehälter geförderte Abrasiv wird dem Wasser direkt am Wasserstrahlschneidkopf bzw. dessen Düse beigemengt. Mit dieser Verfahrensführung ist es möglich, Materialien wie verschiedene Metalle, Keramiken, Stein, Marmor sowie Panzerglas zu schneiden.
Moderne Wasserstrahlschneidanlagen werden oftmals in Portalbauweise ausgeführt. Diese mit Wasserstrahltechnologie ausgestatteten Portalschneidanlagen bestehen aus einem auf Führungsbahnen angebrachten Stahlportal, das im Betrieb beidseitig angetrieben wird. Auf dieser, auch als Portalbrücke bezeichneten, Kernstück der Anlage finden sich die Werkzeugstationen wie der eigentliche Wasserstrahlschneidkopf, Scanner sowie Bohrsupport wieder.
Trotz bzw. wegen der massiven Bauweise dieser Portalschneidanlagen sind ein möglichst vibrationsarmer Betrieb und damit eine auf wenige hundertstel Millimeter genaue Positionierung der Schneidwerkzeuge möglich.
Unterhalb der Portalbrücke befindet sich der Schneidetisch auf welchen die zu trennenden Materialien platziert werden. Der für den Betrieb benötigte Systemdruck wird über eine Hochdruckpumpe bereitgestellt. Diese stellt Systemdrücke von bis zu 6.000 bar bereit. In Kombination mit dem nur rund 0,1 bis 0,5 mm messenden Öffnungsdurchmesser der Schneiddüse wird so ein Wasserstrahl mit der Dicke eines menschlichen Haares erzeugt, der dabei mit Überschallgeschwindigkeit aus der Düse austritt. Dieser Wasserstrahl sorgt schließlich für den Abtrag der oberflächennahen Partikel bis hin zur vollständigen Durchtrennung der auf der Anlage beschickten Materialrohlinge.
Neben den Kernkomponenten der Wasserstrahlschneidanlage sind aber noch weitere Systemkomponenten von wichtiger Bedeutung: Dazu zählt die Wasseraufbereitungsanlage wie die nachgeschalteten Austragungs- und Filtersysteme des Schlammes, der auf dem Schneidtisch anfällt. Mit den Austragungssystemen wird der Schlamm aus dem Anlagentisch befördert und teilweise über Recyclingverfahren aufbereitet. Dadurch kann das Prozesswasser vom Abrasivmittel getrennt werden.
Gesteuert werden die Anlagen in der Regel über eine zentrale Maschinensteuerung, die eine Automatisierung ähnlich wie bei einer CNC-Maschine erlaubt. Über ein Touch-Display können so die verschiedenen Schneidprogramme eingepflegt werden. Alternativ werden die Maschinen über eine spezielle Betriebssoftware auch mit einem externen PC verbunden. Darüber kann der gesamte Schneidprozess ebenfalls visualisiert, überwacht und gesteuert werden.
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