12.2 Wasserstrahlmaterialbearbeitung Flashcards

1
Q

Wasserstrahlsysteme

A
  • Rein-Wasserstrahl (RWS)
  • Abrasiv-Wasserstrahl (AWS)
    • Wasser-Abrasiv Injektorstrahl (WAIS)
    • Wasser-Abrasiv Suspensionsstrahl (WASS)
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2
Q

Reinwasserstrahl (RWS)

A
  • Wasser unter Druck wird an der Düse in einen Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl umgeformt
  • Bearbeitung von weichen, duktilen oder empfindlichen Werkstoffen (Papier, Kunststoff, Metallfolien, Gummi etc.)
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3
Q

Wasser-Abrasiv Injektorstrahl (WAIS)

A
  • Kinetische Energie des RWS wird verwendet um die hinzugefügten Abrasivpartikel zu beschleunigen
  • Bearbeitung von (hoch-)festen Werkstoffen (Metall, Glas, Keramik, Verbundwerkstoffe)
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4
Q

Wasser-Abrasiv Suspensionsstrahl (WASS)

A
  • Hochdrucksuspension aus Wasser und Abrasiv wird durch eine Düse beschleunigt
  • Gesteigerte Schneidleistung möglich
  • Kontinuierlicher Suspensionsstrahl: Hohes Potenzial für die Fertigung
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5
Q

Strahlbereitstellung Suspension WASS

A
  • 2-Phasen Strahlwerkzeug (Wasser + Abrasiv)
  • Abrasivmischung unter Druck vor der Düse (Bypass)
  • Kontinuierliche Energieumwandlung (Düse)
  • Hohe Schneidleistung, geringe Strahlturbulenz
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6
Q

Strahlbereitstellung Injektor WAIS

A
  • 3-Phasen Strahlwerkzeug (Wasser + Abrasiv + eingesaugte Luft)
  • Abrasivmischung nach der Düse
  • Energieübertragung (Mischkammer)
  • Größerer Strahldurchmesser (Fokussierrohr)
  • Impulsübertragung, turbulenteStrömung, Verschleiß
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7
Q

Verfahrensvarianten

A
  • Schneiden
  • Abtragen (Schneiden auf definierte Tiefe) (CDM)
  • übergreifende Prozessvarianten
    • Fluid-Jet Polishing (FJP): Oberflächenbearbeitung
    • Bohren (vgl. schneiden)
    • reinigen
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8
Q

Hauptprozessparamter

A
  • Vorschub
  • Wasserdruck
  • Abrasivmassenstrom (Abrasivstrahl)
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9
Q

Zielparameter

A
  • Oberflächenqualität (Riefen)
  • Geometrische Toleranzen (Schnittwinkel)
  • Zeitspanvolumen oder Schnittgeschwindigkeit
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10
Q

Wirkmechanismus Allgemeine Theorie

A
  • Übertragung kinetische Energie Strahl
  • Überschreitung der Haftkräfte im Werkstoff
  • Herausbrechen von mikroskopisch großen Spänen
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11
Q

Partikel-Wechselwirkung Abrasion

A
  • Zerrüttung (rechtwinkliger Aufprall)
  • Pflügen
  • Spanen
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12
Q

Konturverletzungen

A

Riefen
Strahlnachlauf
Schnittwinkel

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13
Q

Schnittqualität Bearbeitungsergebnis

A
  • Oberflächentopographie (Riefen) der Schnitt
  • 5 Qualitäten (Q1…Q5)
  • Höhere Schnittqualität bei langsameren Vorschub
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14
Q

Abtragen Bearbeitungsergebnis

A
  • Konturschäden und Oberflächentopographie

- Bessere Kerbqualität bei höherem Vorschub

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15
Q

Vorteile

A
  • Sehr hohe Flexibilität
  • fast alle Werkstoffe können bearbeitet werden
  • geringe thermische und mechanische Belastung
  • kontinuierlich erneurtes Strahlwerkzeug
  • Leicht zu wechselnde Verschleißteile
  • Großes Spektrum an Anwendungen ohne Werkzeugwechsel
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16
Q

Nachteile

A
  • Schwierige Prozessführung
  • kleine Grate bei duktilen Werkstoffen möglich
  • Delamination möglich bei Verbundwerkstoffen
  • Vielzahl an Störgrößen
  • Komplexität von 3D Anwendungen