Clever-Cut aus Paderborn führt als Dienstleister Schneide- und Anarbeitungsaufgaben an Behältern aus. Dabei greift das Unternehmen auf eine CNC-gesteuerte, dreidimensional arbeitende Wasserstrahl-Schneideanlage zurück. Neben dem zu bearbeitenden Behälter muss der Kunde lediglich die notwendigen 3-D-Datensätze im IGES-, VDA/FS-, SAT-, DXF- oder STL-Format zur Verfügung stellen.
Stefan Ruberg und Johannes Weskamp
Prozessräume von Reaktoren, Mischern, Trocknern, Mühlen usw. haben Öffnungen bzw. Luken für die Reinigung, Wartung oder Inspektion. Diese müssen nicht nur einfach zu öffnen, sondern auch gasdicht und totraumfrei verschließbar sein. Die Art und Weise wie diese Luken herausgeschnitten und anschließend bearbeitet werden, hat einen entscheidenden Einfluss auf ihre Öffnungs- bzw. Schließeigenschaften. Bisher wurden solche Öffnungen manuell mit Hilfe von Trennschleifern oder Plasmaschneidern herausgeschnitten und danach aufwendig spanabhebend nachbearbeitet. Häufig traten bei der manuellen Bearbeitung Schnittfehler auf, die durch Beschleifen und Auftragsschweißen beseitigt werden mussten. Danach wurden Profilrahmen aus tiefgezogenen oder abgekanteten Blechen aufgesetzt, angepasst und verschweißt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Fertigungsart ist, dass zwischen Luke und Apparatekonus Spalten entstehen, in denen sich Reste der zu verarbeitenden Stoffe sammeln können. Dieses Problem und andere Nachteile, die beim traditionellen Schneiden und Anarbeiten von Behältern auftreten können, hat Clever-Cut nicht nur erkannt, sondern schafft auch Abhilfe.
Wasserstrahl-Schneidemaschine
Das Dienstleistungsunternehmen aus Paderborn führt solche Arbeiten in Lohnfertigung aus. Dabei setzt es eine dreidimensional arbeitende Wasserstrahl-Schneideanlage ein. Die CNC-gesteuerte Maschine ermöglicht Schnitte bis zu einer Genauigkeit von bis zu 1/10 mm, wobei der Schneidspalt ca. 1 mm beträgt. Auf diese Weise können die ausgeschnittenen Segmente als Tür oder Klappe wiederverwendet werden.
Mit der Wasserstrahl-Schneideanlage lassen sich Schnitttiefen bis zu 100 mm realisieren. Die Maschine kann Werkstücke aufnehmen, deren maximale Abmessungen 3 x 3 x 6 m betragen. Sie schneidet in hohle und sphärischen Bauteile runde oder ovale Öffnungen, wobei die Schnitte einen konstanten Schnittwinkel gegenüber der Körpernormalen sowie eine konstante Schnitttiefe aufweisen.
Die erzeugten Schnittflächen können mit einer Nut versehen werden, die die bequeme Installation eines O-Ringes erlaubt. Die Lage der Nut ist frei wählbar. Entweder kann sie gemäß EHEDG und 3A Sanitary Standard totraumarm, d.h. produktnah angeordnet werden. Oder man positioniert sie weiter entfernt, um die O-Ringdichtung beispielsweise vor abrasiven Medien zu schützen.
Mit der Wasserstrahl-Schneideanlage lassen sich aber auch kleinere Öffnungen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln in Behälter schneiden. Diese Öffnungen dienen beispielsweise zum Anschluss von Stutzen oder Rohrleitungen oder zur Aufnahme von totraumfreien Blindstopfen. Besonders vorteilhaft ist diese Art der Anschlussvorbereitung für Druckbehälter, die nach ASME oder AD-Regelwerk 2000 anzuschließen sind.
Kein thermischer Stress
Hervorzuheben ist, dass die mit der Wasserstrahl-Schneidemaschine ausgeführten Schnitte sehr sauber sind. Die erreichbaren Oberflächenrauhigkeitswerte Ra liegen unter 1,5 µm. Darüber hinaus wird das Werkstück im Schnittbereich weder mechanisch noch thermisch belastet. Deshalb können mit dieser Maschine auch bruchempfindliche Glasbehälter oder Sandwichkonstruktionselemente bearbeitet werden. Außerdem ist es bei speziellen Schweißverbindungen wichtig, dass es in der Trennebene zu keinen Gefügeveränderungen wie Aufhärtung, Ausglühung oder thermischen Verzug kommt.
Wasserscharfe Schnitte
dei: Wann wurde die Clever-Cut GmbH gegründet? Welche Beziehungen bestehen zur Ruberg-Mischtechnik?
Ruberg: Um Sonderlösungen im hygienischen Apparatebau realisieren zu können, benötigte Ruberg-Mischtechnik in wachsendem Umfang 3-D-Schneidtechnik. Leider haben wir in diesem Bereich keinen Dienstleister gefunden. Deshalb haben wir in eigener Regie unsere 3-D-Schneidtechnik entwickelt und realisiert. Im Jahr 2000 wurde dann Clever-Cut als eigenständiger Schneidbetrieb ausgegliedert und bietet nun diese Dienstleistung auch anderen Interessenten an.
dei: Wie viele Mitarbeiter beschäftigt das Unternehmen?
Ruberg: Clever-Cut ist für einen Dreischichtbetrieb ausgelegt. Unter der Leitung eines Schweißfachmannes werden drei Fachkräfte beschäftigt. Darüber hinaus konvertiert ein Konstrukteur mit Hilfe eines CAD-CAM-Moduls die 3-D-Zeichnungsdaten in Maschinenbefehle.
dei: An welche Branchen richten Sie sich mit Ihrer Dienstleistung?
Ruberg: In erster Linie versteht sich Clever-Cut als Dienstleistungsunternehmen für den Apparate- und Maschinenbau. Zum Beispiel bearbeiten wir mit unserer dreidimensional arbeitenden Wasserstrahl-Schneideanlage Schüsse für Rektifikationskolonnen, bereiten sphärische Anschlüsse für dickwandige Stutzen und Flansche für den anschließenden Schweißprozess vor oder fertigen mit Hilfe der Maschine kompliziert geformte Mischwerkzeuge.
dei: Welche Vorteile bietet das mit Ihrer Maschine realisierte 3D-Schneideverfahren gegenüber herkömmlichen Schneide- und Anarbeitungsverfahren?
Ruberg: Alternative Trennverfahren sind das Plasma- oder Laserbrennen. Beide führen innerhalb des Schneidespalts zu einer Verflüssigung bzw. Verdampfung des Werkstoffs. Dabei kann sich das Werkstück verziehen, oder es kann zu einer thermisch bedingten Veränderung des Materialgefüges kommen. Bei Verbundmaterialien besteht zudem die Gefahr, dass sie aufgrund der thermischen Belastung zerstört werden. Die genannten Nachteile gibt es beim Wasserstrahl-Abrasivschneiden nicht. Das Verfahren eignet sich ohne Einschränkungen für alle wasserfesten Werkstoffe.
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