Komplette Prozessketten ergänzen den XXL-Wasserstrahlzuschnitt
Sehr groβe Bauteile aus empfindlichen Werkstoffen in kleinen Stückzahlen sind für jede Fertigung eine Herausforderung. Die Investition in entsprechende Anlagen ist wirtschaftlich oft grenzwertig. Andererseits bedingt das Zusammenkaufen der erforderlichen Einzelleistungen von unterschiedlichen Zulieferern häufig Probleme bezüglich Logistik, Kosten und Terminen. In diesem Marktsegment bietet ein Spezialist für groβformatige Wasserstrahlzuschnitte die komplette Leistungserbringung aus einer Hand an.
„Von unseren Kunden suchen nur die wenigsten eine isolierte Dienstleistung, fast alle erwarten die Lieferung komplett einbaufertiger Teile“, weiβ Martin Meenen, Geschäftsführer der Aquatec GmbH in Emmerich. Zusätzlich zu seiner Kernkompetenz – dem Wasserstrahlzuschnitt von groβformatigen Teilen mit Abmessungen bis zu 16 000 x 4000 mm – hat das Unternehmen daher konsequent eine breite Palette weiterer Prozesse aufgebaut, um die jeweils gewünschte Fertigungstiefe darzustellen. Das reicht von der Beschaffungslogistik für das oft überformatige Vormaterial über vielfältige weitere Bearbeitungsverfahren bis zur Baugruppenmontage und der termintreuen Anlieferung kompletter Baugruppen in transportgerechter Verpackung. Für die Kundschaft – neben Anlagen- und Sondermaschinenbauern auch zahlreiche Architekturbüros und Baufirmen – wird diese Komplettleistung immer wichtiger. Gerade bei groβformatigen Teilen, die oft nur in geringen Stückzahlen benötigt werden, ist für sie die Investition in eigene Fertigungstechnologie kaum wirtschaftlich. Und das „Zusammensuchen“ zahlreicher Zulieferer für eine bunte Palette von Leistungen vom Materialeinkauf und dem Zuschnitt über die mechanische Bearbeitung bis zur Beschichtung würde Aufwand, Kosten und Bauzeit enorm in die Höhe treiben. Schon allein ein ausgedehnter „Tourismus“ solch groβformatiger Teile zwischen verschiedensten Standorten würde hohe Kosten bedingen. Hinzu kommen erhebliche zusätzliche Aufwendungen an den Schnittstellen, denn jede Übergabe setzt die Ausarbeitung und Sicherstellung geeigneter Maβnahmen zur Qualitätssicherung voraus. Hier setzt Aquatec auf sein Motto „alles aus einer Hand“.
Wasserstrahlschnitt ist materialschonend und multimaterialfähig
„Im Unterschied zu Brenner, Laser oder Plasma tritt beim Wasserstrahlschneiden keine thermische Schädigung des Materials auf“, sagt M. Meenen. Als Werkzeug dient ein Höchstdruck-Wasserstrahl mit bis zu 4000 bar. Damit lassen sich selbst dicke Platten mit Wanddicken von mehr als 150 mm trennen. Der von Wasser durchströmte Schnittspalt bleibt dabei in allen Phasen der Bearbeitung völlig kalt. Vor allem bei vielen hoch legierten Stählen sowie Sonderwerkstoffen, die z. T. äußerst empfindlich auf thermische Beanspruchungen reagieren, ist dies ein entscheidender Vorteil. Zudem vermeidet man auch den beim Einsatz thermischer Trennverfahren häufig auftretenden Verzug sowie Aufhärtungen oder gar Vorschädigungen bis hin zur Bildung von Kantenrissen. Weiteres Einsatzgebiet sind Sichtbauteile aus Edelstahl, die keine Anlauffarben aufweisen dürfen. Der Wasserstrahl trennt im Übrigen nicht nur Metalle, sondern auch Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Glas oder Granit.
Auch im Vergleich zum Sägen hat der Wasserstrahl Vorteile. So ist der Schnittspalt äuβerst dünn, so dass man fallweise aus einer Walzbramme gegebener Breite mehr Zuschnitte herausholen kann. Positiv ins Gewicht fällt auch die Option, den Schnitt schräg zu führen, was mit konventionellen Sägen nicht oder nur mit wesentlich gröβerem Aufwand z.B. durch den Bau geeigneter Vorrichtungen möglich ist. Weiterer Pluspunkt des Wasserstrahlschneidens ist die Möglichkeit, Versprünge und Ausklinkungen gleich mit zu berücksichtigen.
Bearbeitung extrem langer Teile
„Hauptrippenplatten für Weichen sind ideale Kandidaten für das Wasserstrahlschneiden“, verrät M. Meenen. Grund sind die besonders hohen Anforderungen an die Maβgenauigkeit dieser asymmetrischen Teile, die rund 11 000 mm lang, bis zu 1200 mm breit und 30 mm dick sind. Trotz ihrer beeindruckenden Gröβe gilt für die Abmessungen eine maximale Abweichung von nur ± 0,5 mm. Kein Problem für den Wasserstrahl, dessen Schnittmaβtoleranz mit ± 0,2 mm sogar noch deutlich darunter liegt. Bei Einsatz eines thermischen Verfahrens müsste man dagegen wegen der Erwärmung mit Längenabweichungen bzw. Verzug rechnen, die deutlich über der geforderten Toleranz liegen. Auch ein Plasmabrenner im Wasserbad wäre keine Alternative, da es bei dem verwendeten höherfesten Stahl durch den Abschreckeffekt zu Aufhärtungen käme, die Ausgangspunkt für Risse sein können.
Weitere Herausforderung ist die zusätzlich geforderte mechanische Bearbeitung dieser riesigen Teile, wobei u.a. konische Aussparungen gefräst werden müssen. Hierfür verfügt Aquatecüber ein leistungsfähiges 3-Achs-Bearbeitungszentrum, das auf einer zusätzlichen Linearachse mit einer Länge von 22 000 mm verfahren werden kann. Die Bearbeitung erfolgt dabei abschnittsweise mit unterschiedlichen Werkzeugen in mehreren Durchgängen, wobei jeder Abschnitt max. 2000 mm lang sein kann. Nach Fertigstellung eines Abschnitts wird die Klemmung des Blechs gelöst, die Anlage verfährt auf der zusätzlichen Linearachse um eine definierte Strecke und klemmt das Blech für den nächsten Arbeitsgang erneut. Dabei sorgen spezielle Sensoren und Softwarefunktionen für genaue Ausrichtung und versatzfreie Übergänge. Abgerundet wird die Gesamtleistung durch das Einschweiβen beigestellter Komponenten in Bohrungen mittels Metall-Schutzgasschweiβen.
Filigrane Aluminiumträger
„Ein besonders anspruchsvolles Bauteil sind diese gebogenen Aluminiumträger für das Sicherheitsnetz an einem Hochhaus“, erläutert M. Meenen. Je zwei dieser 9 m langen, äusserst schlanken Bauteile bilden am offenliegenden Rundgang eines Hochhauses in 400 m Höhe Bögen, über die ein Sicherheitsnetz aus Edelstahlgewebe gespannt wird, um Unfälle zu verhindern. Dazu müssen die Teile nach dem Zuschnitt aus der Bramme und aufwendiger mechanischer Bearbeitung noch gebogen und mit ebenfalls gebogenen Laufschienen bestückt werden. Für die Bearbeitung solch langer Bauteile verfügt Aquatecüber ein speziell adaptiertes Bearbeitungszentrum mit einem Achsverfahrweg von 6000 mm in X-Richtung. Um ausladende Bauteile aus nichtmagnetischem Material fixieren zu können, verfügt die Anlage über zwei hintereinander angeordnete, elektronisch synchronisierbare Schwenktische mit Vakuumspannung. Selbst für ganz extreme Fälle ist vorgesorgt: Für die Bearbeitung noch längerer Bauteile weist die Anlage als Sonderausstattung tunnelartige Verlängerungen des Arbeitsraums an beiden Enden auf.
Die Bearbeitung der Aluminiumträger ist sehr anspruchsvoll mit Freiformflächen, balliger Aussenkante, Nuten und Gewindebohrungen. Nach Abschluss der mechanischen Bearbeitung werden Teile extern präzisionsgebogen und seitlich mit ebenfalls präzisionsgebogenen Laufschienen verschraubt. In diesen Schienen laufen später die Gleiter für die Befestigung des Sicherheitsnetzes. Vor der Auslieferung werden die Träger noch eloxiert.
Mehr Flexibilität durch zusätzliche Vorrichtungen
„Um flexibel auf immer neue Auftragsvarianten reagieren zu können, ergänzen wir unsere Anlagen ständig um neue Vorrichtungen“, ergänzt M. Meenen. So konnte man in jüngster Vergangenheit einen Auftrag für den Zuschnitt von Befestigungslöchern in schwere Fördergurte für Eimerbagger abwickeln. Diese Fördergurte bestehen aus zentimeterdicken Gummimatten mit einer massiven Armierung aus hochfesten Stahldrähten. Die Löcher für die Befestigung der Eimer wurden bisher ausgestanzt. Dies war jedoch problematisch, denn die im Gummi eingebetteten Drähte weichen dem Stempel aus und werden oft eher durchgerissen als abgeschert. Die Aussparungen sahen daher oft eher wie Krater als wie Löcher aus. Nachteilige Folgen waren erhöhter Verschleiβ an den Werkzeugen sowie die Verletzungsgefahr durch scharfe Drahtenden.
Beim Trennen mit dem Wasserstrahl ergibt sich dagegen ein glatter, sauberer Schnitt. Das Problem bestand darin, dass die massiven, bis zu 1200 mm breiten Bänder teils 300 m lang sind. Ein entsprechendes Coil wiegt daher mehrere Tonnen. Hierfür mussten entsprechend robuste Haspelstationen vor und hinter der Wasserstrahlschneidanlage konstruiert werden. Damit wurde es möglich, die Matten abschnittsweise vom Coil abzuwickeln, mit den nötigen Schnitten zu versehen und anschlieβend wieder aufzuhaspeln.
Metall-Glas-Verbundkonstruktionen
„Zu unseren neuesten Errungenschaften zählt eine Technologie für das hochwertige Verglasen von Metalltragwerken“, freut sich M. Meenen. Das Fixieren der Verglasung in den zuvor komplett fertiggestellten und eloxierten Aluminium-Rahmenkonstruktionen erfolgt mit Hilfe einer aufwendigen Anlage für die Herstellung des benötigten Zweikomponenten-Kunststoffklebers. Dank hochwertiger Vormaterialien und aufwendiger Steuerung liefert diese Anlage eine extrem widerstandsfähige Verklebung. Zur Absicherung der Qualität werden während des Fertigungsprozesses gesonderte Proben erzeugt, die im Rahmen entsprechender Versuche definierte Kriterien u.a. bezüglich Shore-Härte oder Zugfestigkeit erfüllen müssen. Die fertig verglasten Konstruktionen liefert Aquatec anschliessend einbaufertig direkt an die Baustelle.
Klaus Vollrath
D-46446 Emerich am Rhein
Tel.: +49 2822-9762970
Internet: www.aquatec-ndrh.de