Fliesenbearbeitung mit Wasserstrahltechnik

Eine aufgrund ihrer Anwendungsvielfalt häufig eingesetzte Schneidetechnologie ist die Wasserstrahltechnik. Mit ihr lassen sich auch keramische Fliesen hervorragend bearbeiten, sofern dem Wasser ein Abrasiv hinzugefügt wird. In der Natur ist das Schneiden von Werkstoffen mit Wasser seit ewigen Zeiten üblich, wie sich an den großen Canyons zeigt. Neben reinem Wasser waren auch bei ihrer Entstehung mitgeführte Sandpartikel oder Kieselsteine beteiligt.

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Entwicklungsgeschichte
Der Mensch begann vor knapp 140 Jahren, sich mit der Wasserstrahl-Technologie zu befassen: Um 1870 trennten erstmals kalifornische Mineure mit Hilfe von Wasserstrahlen Gold vom umliegenden Gestein und Erdreich. Die ersten kommerziellen Hochdruck-Wasserstrahl-Schneideanlagen wurden allerdings erst Anfang der 1970er Jahre eingesetzt. Ein wichtiger Impuls, den Hochdruck-Wasserstrahl – auch Jet-Cutting genannt – in der Fertigungstechnik als Werkzeug einzusetzen, kam aus dem Flugzeugbau und der Raumfahrt. Die von Firmen wie Boeing benötigten Wabenmaterialien reagieren besonders empfindlich auf hohe Temperaturen sowie Drücke und lassen sich daher nur in einem kalten, abriebarmen Trennprozess bearbeiten. Mitte der 1970er Jahre machte man es dann der Natur nach, mischte dem Hochdruck-Wasserstrahl Schleifmittel (abrasive Medien) bei und erhöhte damit die Schnittleistung bedeutend. Die gleichzeitig weiter entwickelten Hochdruckpumpen mit einem Druck von bis heute 6.000 bar ermöglichten schließlich das Wasserabrasivstrahl-Schneiden nahezu jeden harten und dicken Materials in jeder Form, die sich mit einem CAD-Programm zeichnen lässt.

Eigenschaften
Fliesen lassen sich mit Wasserabrasivstrahl besser schneiden als mit jeder anderen Technik. Wie beim Schleifpapier besteht der abrasive Schleifsand meist aus Granat, Olivin oder Korund mit einer Körnung von etwa 50 bis 120 Mesh/Maschen pro Zoll. Das Schneiden erfolgt schnell (bis zu 15 Meter pro Minute), unproblematisch (da der Wasserstrahl im Unterschied zu einer Fräse keine tangentialen Kräfte einbringt, braucht das Material am Schneidetisch nicht gegen Verrutschen gesichert zu werden), sauber (selbst bei komplizierten Konturen), genau (mit einer Genauigkeit im Zehntelmillimeter-Bereich), mit sehr guter Kantenqualität und wenig Materialverschnitt. Darüber hinaus übernimmt das Wasser während des Schneidens die Kühlung der Schnittkante, so dass eine sehr schonende Bearbeitung erfolgen kann. Und dabei sind die Kosten der Wasserstrahltechnik häufig günstiger als bei anderen Bearbeitungsverfahren. Bei hochwertigen oder größeren Projekten fallen die Maschinenkosten im Vergleich zu den Gesamtkosten kaum ins Gewicht. Dabei geht es bei den Wasserstrahl-Projekten oft um den Teil eines Auftrages, der dem Auftraggeber besonders wichtig ist, um das Sahnehäubchen, das dem Bauvorhaben die besondere, die individuelle Note gibt.

Zwei- und dreidimensionales Arbeiten
Da zweidimensionales Arbeiten möglich ist, lassen sich die Fliesen auch perfekt anfasen. Dreidimensionales (also räumliches) Wasserstrahlschneiden ist ebenfalls bereits möglich. Dies geschieht entweder mit Roboteranwendungen, bei denen ein Schneidkopf an einem beweglichen Roboterarm montiert ist oder über Schneidtische, die zu den drei Achsen X, Y und Z noch zusätzlich über eine Rotations- und eine Schwenkachse verfügen. Ein Schneidtisch mit Fünf-Achsen-Steuerung etwa kann konische Einschnitte in flachen Materialien erzeugen (Phasen schneiden). Sämtliche Schnittdaten werden am Computer berechnet und danach in einer CAD/CAM-Software an das Steuerwerk der Maschine übertragen – meist im dwg- oder dxf-Format.

Gestaltungsmöglichkeiten
Mithilfe der Wasserstrahlschneidetechnik sind den Gestaltungsideen praktisch keine Grenzen gesetzt: Egal, ob individuell gestaltete Einzelstücke oder Fliesenserien, ob Einlegearbeiten aus Feinsteinzeug, die mit Glas oder Metall kombiniert werden, ob mit eingearbeiteten Motiven oder Schriftzügen versehene Fliesen an Wänden oder Fußböden im Innen- und Außenbereich. Außerdem werden Arbeiten mit höchster Präzision ausführbar, die vorher entweder gar nicht oder nur mit immensen Kosten zu realisieren gewesen wären. Der Handwerksbetrieb braucht sich keine eigene Wasserstrahl-Anlage zu kaufen; das übernehmen für ihn technische Dienstleister, die die entsprechenden Bearbeitungsaufträge in Lohnfertigung entgegennehmen. Er muss ’nur’ ein CAD-Programm anschaffen und damit umgehen können. Hierfür bieten einige Handwerkskammern bereits entsprechende Lehrgänge an.

Rundungen in Fliesen
Neben der reinen Gestaltung kann die Wasserstrahltechnik auch als Lösung für Bohrungen und das Schneiden von Rundungen in Fliesen und Natursteinen dienen. Einfassungen für Bodenlampen etwa oder runde Abschlüsse für Säulen sowie besonders knifflige Material-Mix-Anfragen lassen sich mit dem Wasserstrahlen problemlos umsetzen – auch in dem besonders harten Feinsteinzeug oder den besonders temperaturempfindlichen Kunststeinen (die wegen ihrem Bindemittel Harz zwingend mit Wasserstrahl geschnitten werden müssen).

Mosaikfliesen
Seit Nutzung der Wasserstrahl-Schneidetechnik haben sich auch die auf Netz geklebten Mosaike, Oberflächen-Kombinationen und Material-Mix-Kompositionen enorm weiterentwickelt. Mit dem Verfahren lassen sich aus einer Feinsteinzeugfliese Teilchen auch sehr geringer Abmessungen erhalten, die miteinander identisch und mit hoher Präzision definiert sind. Nachdem die einzelnen Mosaiksteine geschnitten sind, werden sie auf dem Netz angeordnet, wobei normalerweise 30 x 30 cm große Netze entstehen. Ein Vorteil der Netzverlegung besteht darin, das Mosaik in den gewünschten Dimensionen und Formaten zu schneiden; außerdem lassen sich – dank der flexiblen Unterlage – auch gebogene Oberflächen wie beispielsweise für Säulen, gewellte Decken, gerundete Sitzgelegenheiten, abgefaste Ränder usw. verkleiden.

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