Vattenskärning – exakt och skonsam

Många upptäcker också fler användningsområden än de först planerat för, eftersom de kan skära i princip alla material utan att ändra inställningen på verktyget. Investeringen i utrustningen, som redan är betydligt lägre än för andra metoder, kan därmed löna sig ännu tidigare än beräknat.

Hur fungerar vattenskärning?

Abrasiv vattenskärning fungerar så att en högtryckspump ger ett vattentryck på cirka 4 000 bar som trycks mot en bricka av industridiamant, en så kallad safir. Safiren har ett hål och en tunn vattenstråle med diametern 0,1 mm skapas. När strålen passerar fokuseringsmunstycket ökar diametern till cirka 1 mm. Då skapas ett undertryck i blandningskammaren och abrasivmedel sugs med.

Många parametrar spelar in för att få ett gott resultat. Generellt ser man vid skärning till att komma igenom arbetsstycket och anpassa matningshastigheten efter önskad ytfinhet på snittytan. Den abrasiva skärstrålen avverkar material genom partikelerosion. Partikelerosion medför att det tar tid för jetstrålen att arbeta sig igenom arbetsstycket, vilket möjliggör utmärkning av hålcentrum för framtida efterbearbetningar till exempel centrum för borrhål, där körnslag inte längre behövs, och där hålcentrum alltid hamnar i rätt läge. Abrasiv vattenskärning ger fina toleranser och fina snitt, men snittytan blir något konisk.

Fördelar med vattenskärning mot andra metoder

Här följer några fördelar med abrasiv vattenskärning jämfört med metoder som exempelvis laser och stansning.

• Abrasiv vattenskärning är en kallbearbetningsmetod. Den ger därför inte upphov till inre spänningar, smälta kanter eller härdning av arbetsmaterialet.
• Metoden lämpar sig väl för små serier eftersom ställtiderna ofta är små.
• Extremt tunna plåtar och plåtar upp till 300 mm i tjocklek kan skäras. Den största volymen på de plåtar som skärs har en tjocklek på mellan 2 och 10 mm.
• Det finns nästan ingen begränsning på skärkonturens 2D-utseende. Konturen ritas med ett CAD- program och överförs med CAM till skärpanelen.
• Små skärkafter som leder till enkla uppriggningar. De senast tio åren har metoden vuxit mer än någon annan konkurrerande metod.

Material som kan vattenskäras

En stor styrka med vattenskärning – även kallat vattenstråleskärning eller waterjet-skärning – är att i princip alla material kan skäras i samma maskin. Det är bara inställningar och skärhastighet som varierar. Hårda material skärs med abrasiv vattenskärning (AWJ), där granatsand blandas in i strålen, medan mjuka material skärs med ren vattenstråle (PWJ).

Material	Exempel	Metod
Stål	Konstruktionsstål, svartplåt, rostfritt och syrafast stål	AWJ
Härdat stål	Slitstål och verktygsstål, t.ex. Hardox och Toolox – utan att härdningen påverkas	AWJ
Övriga metaller	Aluminium, koppar, mässing, brons, titan och gjutjärn	AWJ
Sten, glas och keramik	Granit, marmor, betong, keramik och glas (ej härdat glas)	AWJ
Kompositer	Kolfiber, glasfiber, kevlar och aramid	AWJ
Plast	Plexiglas, polykarbonat, PE och POM	AWJ eller PWJ beroende på hårdhet och tjocklek
Trä	Plywood, MDF och massivt trä	AWJ (tunna material även PWJ)
Mjuka material	Gummi, skum, frigolit, packningar, textil, läder och livsmedel	PWJ

Eftersom metoden är kall påverkas inte materialets egenskaper. Därför väljs vattenskärning ofta för material som inte tål värme, som härdat stål, plast och kompositer. Samma maskin klarar hela spannet – från 0,5 mm folier till stålplåt över 100 mm i en enda operation.

Tolerans och kantkvalitet

Standardtoleransen för en vattenskuren detalj ligger på cirka ±0,1 mm i de flesta material. Eftersom strålen sprids något på vägen genom materialet blir snittytan svagt konisk. Kimtechs skärhuvud Tilter14 vinklas upp till 14 grader och kompenserar för koniciteten, så att snitten blir raka även i tjockare material. För vinklade snitt och 5-axlig skärning finns skärhuvudet Tilter45.

För mikrokomponenter finns XY-Micro, som kombinerar Tilter14 med Kimtechs egen kalibreringsmetod och klarar toleranser ner till ±0,01 mm.

Kantkvaliteten klassas i fem nivåer, från Q1 (separationssnitt, grov yta) till Q5 (polerkvalitet, knappt synliga skärspår). För de flesta industriapplikationer är Q3 standard – en kant som är jämn nog att inte kräva efterbearbetning innan svetsning eller montering.

När används vattenskärning?

Vattenskärning används där värme, vibrationer eller mekanisk åverkan inte är acceptabla:

• Fordon och flyg: komponenter i titan, aluminium och kompositer där värmepåverkan försämrar hållfastheten
• Medicinteknik: implantat och kirurgiska detaljer i rostfritt där ytintegriteten är kritisk
• Livsmedel: automatiserad portionering av kött, fisk och deg utan kontaminering eller temperaturhöjning
• Energi: turbinkomponenter, värmeväxlarpaneler och solpanelsdetaljer
• Sten och inredning: skuren marmor, granit och glas till arkitektur och designinredning

Vanliga frågor om vattenskärning

Hur tjockt material kan vattenskäras?

Med en standard XY-maskin från Kimtech kan stål skäras upp till 300 mm tjocklek. Den största volymen ligger normalt på 2–10 mm. Tjockleken påverkar både skärhastighet och kantkvalitet – ju tjockare material, desto långsammare skär och desto bredare skärfog.

Kan man vattenskära härdat glas?

Nej. Härdat glas står under inre spänning och splittras när strålen bryter ytan. Glaset skärs därför till innan det härdas. Vanligt planglas, spegelglas och laminerat glas går däremot utmärkt att vattenskära.

Ren vattenskärning eller abrasiv – vad passar mig?

Ren vattenskärning (PWJ) används för mjuka material som gummi, plast, skum, textil och livsmedel – enbart vatten under tryck, inga abrasivmedel. Abrasiv vattenskärning (AWJ) tillsätter granat i skärhuvudet för att klara metaller, sten, glas och keramik. Kimtechs system klarar båda driftslägena med snabbt byte av skärhuvud.

Fler frågor och svar hittar du bland våra vanliga frågor om vattenskärning.

Utforska vårt sortiment av vattenskärningsmaskiner här.