TU Chemnitz macht CFK-Wasserstrahlschneiden effizienter

Forscher und Partner der TU-Chemnitz machen Suspensions-Wasserstrahlschneiden industriereif und revolutionieren Schneiden dicker Faserverbundwerkstoffe.

Die Wasser-Abrasiv-Suspensionsstrahltechnologie wird heute wegen ihrer großen Schneidleistung bei der Erdölgewinnung, dem Rückbau von Kernkraftwerken und der Kampfmittelbeseitigung schon seit den 1990er Jahren mit Erfolg eingesetzt. Bei der Suspensionsstrahl-Technologie wird das Abrasivmittel direkt im Hochdruckbereich zugegeben.

Um diese Technologie auch im Maschinenbau nutzen zu können, in dem man bisher nur das weniger effiziente Injektorstrahlverfahren kennt, haben die Chemnitzer Forscher ein neuartiges NC-Bearbeitungszentrum mit hoher Positioniergenauigkeit unter deutlicher Steigerung der Schnittqualitäten entwickelt.

"Diese Weiterentwicklung der Suspensionsstrahltechnik und der Maschine erhöhen die Effizienz und Strahlstabilität und ermöglicht bisher nicht umsetzbare Bearbeitungen, wie den Beschnitt von technischen Keramiken", berichtet Abteilungsleiter Dr. Martin Dix.

An der TU Chemnitz wird das Wasserstrahlschneiden bereits seit 1987 erforscht. 1992 wurde hier die erste Industrieanlage für Lohnfertigung aufgestellt. Seitdem ist viel passiert: Die Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik hat sich mit führenden Unternehmen der Branche vernetzt und die Schneidleistung so weit verbessert, dass dieses Verfahren inzwischen dem Laser bei vielen Anwendungen Konkurrenz macht.

"Mit der Chemnitzer Firma Atech, den Spezialisten zur Strahlpositionierung, und der Lübecker ANT AG, den Suspensionssystem-Experten, haben wir zwei innovative Projektpartner gewinnen können", freut sich Dix. "Wir haben unser Knowhow zusammengeführt und können nun den Partikelstrom im Wasserstrahl schalten, das heißt, bestimmen, wann wie viele Partikel in der Mischung sein sollen."

In dem seit 2016 bearbeiteten AiF-ZIM-Projekt "Erojet" ist es den Chemnitzer Wissenschaftlern gelungen, nahezu alle Materialien dreimal schneller als mit der bisher eingesetzten Injektorstrahltechnik zu schneiden, bei der das Abrasivmittel erst nach der Strahlerzeugung zugeführt wird. Besonders großes Potenzial der Suspensionsstrahltechnik sehen die Forscher unter anderem in der Bearbeitung von dicken Faserverbundwerkstoffen.

"Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass dank der neuen Technologie eine kostengünstigere, flexiblere und schnellere Produktion möglich ist", erklärt Projektleiter Markus Dittrich. Diese vielversprechenden Resultate werden erstmals am 5. März 2018 auf der 54. Sitzung des Arbeitskreises Wasserstrahltechnologie (AWT) an der TU Chemnitz der Fachwelt vorgestellt. Außerdem soll das Thema vom 23. bis 27. April auf der Hannover-Messe auf dem Gemeinschaftsstand "Forschung für die Zukunft" in Halle 2, Stand A38 präsentiert werden.

gk