Fertigungsverfahren II: Gewinde, Feinbearbeitung, Erodieren
Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden — was ist genauer?
Auf dünnem Blech ist Laserschneiden in der Regel genauer: Der Schnittspalt liegt im Zehntelmillimeterbereich, die Kante ist schmal und nahezu senkrecht. Der Abrasivwasserstrahl schneidet eine breitere Fuge mit leichter Konizität, dafür ohne Wärmeeinflusszone und ohne Werkstoffgrenzen — er trennt auch dicke Platten, Verbundwerkstoffe, Glas und Stein.
Passende Leistungen
Zwei sehr unterschiedliche Wirkprinzipien
Laserschneiden arbeitet thermisch. Ein gebündelter Strahl bringt die Schnittfuge zum Schmelzen oder Verdampfen, ein Gasstrahl bläst die Schmelze aus. Das geht sehr schnell, erzeugt eine schmale Fuge und eine glatte Schnittkante. Es entsteht jedoch eine Wärmeeinflusszone: eine schmale Randzone mit verändertem Gefüge, dazu je nach Werkstoff eine Anlauffarbe und ein feiner Bartansatz an der Unterseite. Bei dünnem Material ist die Kante nahezu senkrecht; mit zunehmender Dicke werden Kante und Rechtwinkligkeit schlechter, und der wirtschaftliche Bereich endet je nach Anlagenleistung.
Abrasivwasserstrahlschneiden arbeitet mechanisch. Wasser unter sehr hohem Druck wird mit einem Abrasivmittel, üblicherweise Granatsand, versetzt und trägt das Material durch Erosion ab. Die Fuge ist merklich breiter, der Strahl verliert über die Materialdicke Energie und erzeugt dadurch eine leichte Konizität — moderne Anlagen gleichen das mit schwenkbarem Schneidkopf weitgehend aus. Wärme wird praktisch nicht eingebracht.
Gegenüberstellung
| Kriterium | Laser | Wasserstrahl |
|---|---|---|
| Genauigkeit bei dünnem Blech | höher | gut, aber breitere Fuge |
| Schnittspalt | Zehntelmillimeterbereich | deutlich breiter |
| Wärmeeinflusszone | vorhanden | praktisch keine |
| Werkstoffe | Metalle, eingeschränkt reflektierende und nichtmetallische | nahezu alle, auch Glas, Stein, Verbundwerkstoffe |
| Große Dicken | begrenzt | möglich, aber langsam |
| Schnittgeschwindigkeit dünnes Blech | sehr hoch | deutlich niedriger |
| Kantenqualität | glatt, teils Bart und Anlauffarbe | matt, feine Riefenstruktur, konisch |
Welches Verfahren wofür
Für den Laser spricht die Serienfertigung von Blechzuschnitten aus Stahl, Edelstahl und Aluminium in kleinen bis mittleren Dicken: hohe Geschwindigkeit, schmale Fuge, enge Schachtelung der Teile auf der Tafel und damit wenig Verschnitt.
Für den Wasserstrahl spricht alles, was Wärme nicht verträgt oder was der Laser nicht schneidet: gehärtete und wärmeempfindliche Werkstoffe, dicke Platten, Titan, Verbundwerkstoffe, Glas, Keramik, Stein und Kunststoffe. Auch wenn eine Schnittkante ohne Gefügeveränderung gefordert ist, etwa weil anschließend geschweißt oder dynamisch belastet wird, ist er die sichere Wahl.
Beide Verfahren sind Trennverfahren für den Zuschnitt und werden von spezialisierten Betrieben ausgeführt. In der Zerspanung folgt danach in aller Regel eine Nachbearbeitung, weil Schnittkanten und Bohrungen aus dem Zuschnitt keine Passungsqualität haben. Wer Zuschnitt und Zerspanung zusammen plant, sollte deshalb Aufmaß an den späteren Funktionsflächen vorsehen.
Das Wichtigste in Kürze
- Laser schneidet dünnes Blech schneller und mit schmalerer Fuge — dort ist er genauer.
- Wasserstrahl arbeitet kalt: keine Wärmeeinflusszone, keine Anlauffarben, kein Gefügewandel.
- Der Wasserstrahl kennt kaum Werkstoffgrenzen und schneidet auch dicke Platten.
- Schnittkanten aus beiden Verfahren haben keine Passungsqualität — Aufmaß einplanen.
Weitere Fragen dazu
Warum bekommen lasergeschnittene Edelstahlteile manchmal Anlauffarben?
Anlauffarben entstehen, wenn beim Schneiden Sauerstoff an die heiße Schnittkante gelangt und eine Oxidschicht bildet. Deshalb wird Edelstahl mit Stickstoff als Schneidgas getrennt, was blanke Kanten ergibt, aber mehr Gas verbraucht. Für korrosionskritische Anwendungen sollte die Kante zusätzlich gebeizt oder mechanisch nachbearbeitet werden.
Kann man beim Wasserstrahlschneiden auch Gewinde oder Passbohrungen erzeugen?
Nein, beide Verfahren erzeugen nur die Kontur. Bohrungen aus dem Zuschnitt sind konisch und maßlich nicht passungstauglich, Gewinde entstehen ohnehin erst in einem separaten Arbeitsgang. Üblich ist deshalb, Bohrungen im Zuschnitt kleiner vorzusehen und sie anschließend zu bohren, zu reiben oder zu fräsen.
Was ist beim Konstruieren von Zuschnittteilen zu beachten?
Kleinste Bohrungsdurchmesser und Stegbreiten sind nach unten begrenzt und hängen von der Materialdicke ab — als Anhaltspunkt sollten Bohrungen nicht kleiner als die Blechdicke sein. Innenradien ergeben sich aus der Fugenbreite. Und für die spätere Zerspanung gehört Aufmaß an alle Flächen, die eine Toleranz tragen.
Verwandte Fragen
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