Keramik und Wasserstrahl-Schneidtechnik: Kreativität ohne Grenzen

Geschichte und Technik des Wasserstrahlschneidens

Die Anfänge im weitesten Sinne gehen zurück auf etwa 1900: Damals wurde der Wasserstrahl zum Schürfen in Kies- und Tonlagerstätten verwendet. Ab 1930 untersuchte man dann den Einsatz für den Abbau von Kohle und Erz. Als in den 1960er Jahren so genannte Composit-Materialien im Flugzeugbau eingeführt wurden, entstand weiterer Bedarf für deren exakte Bearbeitung. Anfang der 1970er Jahre wurde schließlich von einem skandinavischen Unternehmen die erste einsatzfähige Anlage zum Wasserstrahlschneiden im heutigen Sinne angeboten. Danach verbreitete sich das Verfahren zügig und wurde weiter verfeinert.

Heute sind Wasserstrahlschnitte mit einem Druck bis zu 6000 Bar machbar. Aus wirtschaftlichen Gründen wird üblicherweise im Bereich von 3000 bis 4000 Bar agiert: Entweder nur mit Wasser (so genanntes Reinwasserschneiden, z.B. für die Gummidichtungen, Verpackungen aus PE-Schaum, Lebensmittel etc.) oder bei harten Materialien wie Keramik zur Erhöhung der Schneidleistung mit beigemischten Komponenten wie Granatsand aus Indien oder Australien (Granate sind kristalline Silikate mit zumeist kubischer Struktur). Über eine spezielle Düse wird ein extrem komprimierter Wasserstrahl geformt, der am Schneidkopf eine Austrittsgeschwindigkeit bis zu 1000 Meter pro Sekunde oder umgerechnet dreifache Schallgeschwindigkeit erreicht.

Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile

Mit dem Verfahren können fast alle Materialien bearbeitet werden, angefangen von weichem Schaumstoff bis hin zu hartem Saphir. Schwerpunkte sind Kunststoffe, Metalle, Leder, Stein und Keramik. Ein wesentlicher Vorteil ist die extreme Präzision: Genauigkeiten besser als 1/10 mm sind Standard, bei Klimatisierung des Bearbeitungsraums sind sogar noch engere Toleranzen erzielbar. Durch Schwenken des Schneidkopfs können auch komplizierte Konturen realisiert werden. Ein weiterer Vorzug bei temperatursensiblen Stoffen ist, dass sich das Schneidgut kaum erwärmt beziehungsweise Gefüge-Veränderungen an den Schnittkanten vermieden werden.

Praktische Umsetzung und Nutzung

Die heutigen Schneidanlagen sind üblicherweise mit

1) CNC (Computerized Numerical Control) -Steuerungen ausgerüstet. Die High-Tech-Versionen können alle Achsen interpolieren oder verfügen z.B. über eine adaptive Geschwindigkeitsreduktion des Vorschubs. Neben einer

2) CAD (=Computer Aided Design) -Schnittstelle existiert oft auch eine

3) CAM (Computer Aided Manufactering)- Anbindung. Als Ausgangspunkt genügen im Grunde genommen Vorlagen in digitaler Form und entsprechender Auflösung. In Kooperation mit leistungsfähigen Schneidfirmen kann so das kreative Potenzial keramischer Fliesen eindrucksvoll genutzt werden. Ob Firmenlogos, Buchstaben, figürliche Darstellungen oder sonstige Motive aller Art: Dem Einfallsreichtum sind nahezu keine Grenzen gesetzt. Oft sind solche maßgeschneiderten Bestandteile entscheidend, denn der Trend zur Individualisierung von Produkten nicht nur im Baubereich ungebrochen stark.

Fliesenanbieter, wie die deutsche Marke Agrob Buchtal, nutzen diese Technik seit geraumer Zeit intensiv. Im Werk Schwarzenfeld ca. 180 km nördlich von München gibt es eine hausinterne Abteilung „Architektenservice“.  Das Leistungsspektrum umfasst Mengenauszüge, Verlegepläne, Gestaltungsvorschläge oder anwendungstechnische Beratung, und zwar nicht nur allgemeiner Art, sondern individuell bezogen auf das konkrete Projekt. Wenn es sich anbietet, wird dabei auch die Wasserstrahltechnik nahtlos integriert. Die Experten von Agrob Buchtal erarbeiten dafür detaillierte

2) CAD-Daten in den einschlägigen Formaten

4) DXF (Document eXchange Format-file) oder

5) DWG (DraWinG).

Diese Daten können dann direkt als Grundlage für die Programmierung der Wasserstrahl-Anlagen verwendet werden.

Anwendungsbeispiel Auto-Showrooms

Auf diese Art entstanden bereits vor mehr als einem Jahrzehnt Bodenbeläge in Auto-Showrooms rund um den Globus. Deren Gestaltung orientierte sich an den Corporate-Identity-Vorgaben der jeweiligen Automarken und beinhaltete zum Beispiel Farbkreise oder -streifen in definierter Anordnung. Da die Dimensionen der einzelnen Showrooms variierten, erfolgte die Positionierung der Fliesen passend zum Format-Raster (z.B. 30×30 cm oder 60×60 cm) jeweils auf den Einzelfall bezogen durch den „Architektenservice“ von Agrob Buchtal. Basierend auf den entsprechenden CAD-Daten wurden die Fliesen für die Randbereiche der diversen geometrischen Felder gerade, konisch oder bogenförmig präzise per Wasserstrahl geschnitten. Den Fliesen war jeweils ein Verlegeplan beigefügt, der so selbst erklärend war, dass diese Methode selbst im fernen Peking erfolgreich praktiziert werden konnte.

Anwendungsbeispiel „Re:Tile“ (Tile Award 2017)

Der Tile Award richtet sich an junge (Innen)Architekten/innen und ist ein Kreativwettbewerb, der auf Grund der starken Resonanz 2017 bereits zum vierten Mal von Agrob Buchtal ausgelobt wurde. Hauptziel ist das experimentelle Ausschöpfen der Designmöglichkeiten von Keramikfliesen. Die Gewinner-Entwürfe werden dann von Agrob Buchtal im Original-Maßstab gebaut und professionell fotografiert. Einer dieser Gewinner-Entwürfe war „Re:Tile“ von Andreas Crynen, Ingenhoven Architects (Mönchengladbach). Dabei wird mit zweidimensionalen Fliesen ein subtiler dreidimensionaler Effekt erzielt, um so einen außergewöhnlichen Sportshop zu kreieren. Umgesetzt wurde das Konzept mit farbigen Fliesen des Systems Chroma von Agrob Buchtal, die per Wasserstrahl millimetergenau bearbeitet wurden.

Fazit

Keramikfliesen sind dank ihrer Vielfalt und Materialität prädestiniert für die Bearbeitung per Wasserstrahl. Dieser Baustoff und dieses Verfahren bilden eine gelungene Symbiose, aus der beeindruckende Möglichkeiten zur Individualisierung resultieren.

Autor: Werner Ziegelmeier, Leiter Public Relations  Marken Agrob Buchtal und Jasba

Weitere Infos unter www.agrob-buchtal.de

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