Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden

Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden – welches Verfahren ist das richtige?

Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden gehören zu den wichtigsten CNC-Schneidverfahren für industrielle Bauteile und Zuschnitte. Beide Verfahren ermöglichen präzise Konturen und eine digitale Fertigung nach CAD-Daten – unterscheiden sich aber grundlegend in ihrer Arbeitsweise.

Beim Laserschneiden wird das Material durch einen fokussierten Laserstrahl thermisch bearbeitet. Das Material wird im Bereich des Schnitts erhitzt, geschmolzen, verbrannt oder verdampft.

Beim Wasserstrahlschneiden wird das Material dagegen mit einem Hochdruck-Wasserstrahl getrennt. Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden wird dem Wasser zusätzlich ein feines Abrasivmittel zugesetzt. Dadurch können auch viele Werkstoffe geschnitten werden, bei denen ein thermisches Schneidverfahren nicht oder nur eingeschränkt geeignet ist.

Welches Verfahren besser geeignet ist, hängt deshalb von mehreren Faktoren ab: Werkstoff, Materialstärke, Geometrie, Toleranz, Schnittqualität, Stückzahl und Anforderungen an die Materialeigenschaften.

Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden – der direkte Vergleich

Kriterium Wasserstrahlschneiden Laserschneiden
Verfahren Mechanisches Kalttrennverfahren Thermisches Trennverfahren
Schneidmedium Wasser, beim Abrasiv-Wasserstrahl zusätzlich Abrasivmittel Fokussierter Laserstrahl und Prozessgas
Wärmeeintrag Kein thermischer Wärmeeintrag Hoher lokaler Wärmeeintrag
Wärmeeinflusszone Keine thermisch bedingte Wärmeeinflusszone Vorhanden
Thermischer Verzug Sehr gering bzw. kein thermisch bedingter Verzug Je nach Material und Geometrie möglich
Materialveränderung durch Hitze Nein Möglich
Materialvielfalt Sehr hoch Material- und anlagenabhängig
Edelstahl Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Stahl Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Aluminium Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Kupfer Sehr gut geeignet Möglich, abhängig von Laser und Material
Messing Sehr gut geeignet Möglich, abhängig von Legierung und Anlage
Titan Sehr gut geeignet Möglich, abhängig von Anlage und Materialstärke
Kunststoffe Je nach Material sehr gut geeignet Materialabhängig
Verbundwerkstoffe Häufig sehr gut geeignet Material- und wärmeabhängig
Glas Geeignet Stark material- und verfahrensabhängig
Naturstein Geeignet In der Regel nicht das Standardverfahren
Dünne Bleche Geeignet Besonders schnell bei geeigneten Materialien
Dicke Werkstoffe Sehr gut geeignet Stark abhängig von Laserleistung und Material
Filigrane Konturen Gut geeignet Sehr gut bei geeigneten dünnen Materialien
Kleine Bohrungen Möglich, abhängig von Material und Dicke Sehr gut bei geeigneten Materialien
Schnittgeschwindigkeit bei dünnen Blechen Eher niedriger Häufig sehr hoch
Einzelteile Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Prototypen Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Kleinserien Sehr gut geeignet Sehr gut geeignet
Große Serien aus dünnem Blech Möglich Besonders interessant
Schnittspalt Typischerweise größer als beim Laser Typischerweise sehr schmal
Schnittkante Sehr gute Qualität möglich Sehr gute Qualität möglich
Nachbearbeitung Abhängig von Schnittqualität und Anwendung Abhängig von Material und Prozess
Materialausnutzung Sehr gut durch CNC-Nesting Sehr gut durch CNC-Nesting
Kontakt zum Werkstück Kein mechanischer Werkzeugkontakt Kein mechanischer Werkzeugkontakt
Geeignet für wärmeempfindliche Werkstoffe Ja Eingeschränkt
Geeignet für reflektierende Werkstoffe Sehr gut Abhängig vom Lasersystem
Materialeigenschaften an der Schnittkante Keine thermisch bedingte Veränderung Thermische Veränderung möglich
Typische Stärke Große Material- und Werkstoffvielfalt Besonders stark bei dünnen bis mittleren geeigneten Blechen
Besondere Stärke Materialvielfalt, große Stärken, kein thermischer Einfluss Geschwindigkeit und Produktivität bei geeigneten Blechen

 

Die tatsächlichen Ergebnisse hängen immer von Maschine, Werkstoff, Materialstärke, Geometrie, Schnittqualität und gewünschten Toleranzen ab. Ein pauschaler Vergleich nach dem Motto „Wasserstrahl ist besser“ oder „Laser ist besser“ ist deshalb technisch nicht sinnvoll.

Was ist der wichtigste Unterschied zwischen Wasserstrahl und Laser?

Der wichtigste Unterschied ist die Art der Materialtrennung.

Wasserstrahlschneiden arbeitet kalt. Beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden wird ein Hochdruck-Wasserstrahl mit Abrasivmittel eingesetzt. Dadurch entsteht keine thermisch bedingte Wärmeeinflusszone.

Laserschneiden arbeitet thermisch. Der Laser bringt die Energie konzentriert in die Schnittzone ein und trennt das Material durch Schmelzen, Verdampfen und je nach Verfahren durch Unterstützung eines Prozessgases.

Dieser Unterschied ist für die Auswahl des Verfahrens entscheidend.

Wenn die Materialeigenschaften im Bereich der Schnittkante möglichst unverändert bleiben sollen oder ein Werkstoff empfindlich auf Wärme reagiert, kann Wasserstrahlschneiden besondere Vorteile bieten.

Wenn dagegen dünne, geeignete Metallbleche mit sehr hoher Geschwindigkeit geschnitten werden sollen, kann Laserschneiden die wirtschaftlichere Lösung sein.

Wasserstrahlschneiden: die wichtigsten Vorteile

1. Kein thermischer Wärmeeintrag

Beim Wasserstrahlschneiden entsteht keine thermisch bedingte Wärmeeinflusszone wie bei einem Laser.

Dadurch werden typische Probleme thermischer Schneidverfahren vermieden, beispielsweise:

  • thermisch bedingte Gefügeveränderungen

  • Wärmeeinfluss an der Schnittkante

  • thermisch bedingter Verzug

  • lokale Aufhärtungen bei geeigneten Werkstoffen

  • Veränderungen wärmeempfindlicher Materialien

Gerade bei Bauteilen mit definierten Materialeigenschaften kann dieser Unterschied entscheidend sein.

2. Sehr große Materialvielfalt

Ein wesentlicher Vorteil des Wasserstrahlschneidens ist die große Auswahl an bearbeitbaren Werkstoffen.

Je nach Material und Anlage lassen sich beispielsweise bearbeiten:

  • Edelstahl

  • Stahl

  • Aluminium

  • Kupfer

  • Messing

  • Titan

  • Werkzeugstahl

  • Kunststoffe

  • GFK

  • CFK

  • Glas

  • Naturstein

  • weitere Verbund- und Spezialwerkstoffe

Wasserstrahltechnik wird deshalb auch eingesetzt, wenn unterschiedliche Materialien mit einem einzigen Schneidverfahren bearbeitet werden sollen.

3. Auch dicke Materialien können bearbeitet werden

Bei zunehmender Materialstärke verändern sich die Anforderungen an ein Laserschneidverfahren deutlich.

Wasserstrahlschneiden kann dagegen auch bei sehr großen Materialstärken eingesetzt werden. Die tatsächlich mögliche Stärke hängt von Material, Maschine, Schneidkopf, Qualität und Geometrie ab.

Bei industriellen Wasserstrahlsystemen sind Materialstärken von mehreren hundert Millimetern möglich. Entscheidend ist jedoch immer die konkrete Maschine und der gewünschte Schnitt.

4. Reflektierende Metalle sind kein grundsätzliches Problem

Materialien wie Kupfer und andere stark reflektierende Metalle können für bestimmte Lasersysteme besondere Anforderungen darstellen.

Beim Wasserstrahlschneiden spielt die optische Reflexion des Werkstoffs dagegen keine vergleichbare Rolle.

Das macht den Wasserstrahl für bestimmte Materialien interessant, bei denen ein Laser an seine prozessbedingten Grenzen kommt.

Laserschneiden: die wichtigsten Vorteile

Auch Laserschneiden hat klare Stärken und ist für viele Anwendungen das optimale Verfahren.

1. Sehr hohe Schnittgeschwindigkeit bei dünnen Blechen

Bei geeigneten dünnen Metallblechen kann Laserschneiden eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit erreichen.

Das macht Laser insbesondere für:

  • große Stückzahlen

  • dünne Bleche

  • filigrane Konturen

  • automatisierte Fertigung

  • hohe Produktionsgeschwindigkeit

interessant.

2. Sehr schmale Schnittfuge

Der Laser erzeugt eine sehr schmale Schnittfuge. Dadurch können insbesondere bei dünnen Blechen feine Konturen und kleine Geometrien wirtschaftlich umgesetzt werden.

3. Hohe Produktivität

Bei standardisierten Metallblechen und großen Stückzahlen kann die hohe Schnittgeschwindigkeit des Lasers ein wichtiger wirtschaftlicher Vorteil sein.

Deshalb sind Laseranlagen in der industriellen Blechfertigung weit verbreitet.

Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden bei verschiedenen Materialien

Edelstahl

Sowohl Wasserstrahlschneiden als auch Laserschneiden eignen sich sehr gut für Edelstahl.

Die Entscheidung hängt unter anderem von der Materialstärke, Stückzahl, Geometrie und den Anforderungen an die Schnittkante ab.

Wasserstrahl ist besonders interessant, wenn:

  • kein thermischer Einfluss gewünscht ist

  • größere Materialstärken bearbeitet werden

  • komplexe Geometrien benötigt werden

  • Materialeigenschaften an der Schnittkante möglichst unverändert bleiben sollen

Laser ist besonders interessant, wenn:

  • dünne Bleche bearbeitet werden

  • hohe Schnittgeschwindigkeit erforderlich ist

  • größere Stückzahlen produziert werden

Aluminium

Aluminium kann mit beiden Verfahren bearbeitet werden.

Wasserstrahlschneiden bietet den Vorteil, dass das Material ohne thermischen Einfluss geschnitten wird. Laserschneiden kann dagegen bei geeigneten Aluminiumblechen sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten ermöglichen.

Welche Technologie sinnvoller ist, hängt insbesondere von Materialstärke, Legierung, Stückzahl und gewünschter Schnittqualität ab.

Kupfer

Kupfer ist ein gutes Beispiel dafür, warum die Materialauswahl bei der Entscheidung zwischen Wasserstrahl und Laser wichtig ist.

Wasserstrahlschneiden ist von der hohen Reflexion des Kupfers nicht in gleicher Weise betroffen wie ein Laserprozess.

Bei Lasern hängt die Eignung unter anderem von Laserquelle, Leistung, Wellenlänge, Materialstärke und Prozessführung ab.

Titan

Titan lässt sich mit Wasserstrahl sehr gut bearbeiten, ohne dass eine thermische Bearbeitung der Schnittkante erforderlich ist.

Gerade bei Werkstoffen, bei denen thermische Veränderungen vermieden werden sollen, kann Wasserstrahlschneiden interessant sein.

Verbundwerkstoffe

Bei GFK, CFK und anderen Verbundwerkstoffen muss die jeweilige Materialstruktur berücksichtigt werden.

Der Wasserstrahl bietet hier den Vorteil der kalten Bearbeitung und kann für viele Verbundwerkstoffe eingesetzt werden.

Bei thermischen Verfahren muss dagegen berücksichtigt werden, wie Matrix und Fasern auf den Wärmeeintrag reagieren.

Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden bei dicken Materialien?

Mit zunehmender Materialstärke wird die Auswahl des Schneidverfahrens immer wichtiger.

Wasserstrahlschneiden kann seine Vorteile insbesondere bei großen Materialstärken ausspielen. Moderne Abrasiv-Wasserstrahlsysteme können je nach Anlage Materialien mit sehr großen Dicken bearbeiten.

Beim Laserschneiden hängt die maximale Materialstärke stark von Laserleistung, Werkstoff, Legierung, Schneidgas und Maschinenkonfiguration ab.

Daher sollte bei dicken Bauteilen nicht nur die Frage gestellt werden:

„Kann der Laser das Material schneiden?“

Sondern:

„Welches Verfahren liefert bei dieser Materialstärke die gewünschte Qualität, Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit?“

Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden bei dünnen Blechen?

Bei dünnen, geeigneten Metallblechen ist Laserschneiden häufig besonders schnell.

Wenn beispielsweise große Stückzahlen aus Stahl- oder Edelstahlblech gefertigt werden sollen, kann die hohe Schnittgeschwindigkeit des Lasers einen erheblichen Produktivitätsvorteil bieten.

Wasserstrahlschneiden kann dagegen auch bei dünnen Materialien interessant sein, wenn:

  • unterschiedliche Werkstoffe verarbeitet werden sollen

  • kein thermischer Einfluss gewünscht ist

  • die Geometrie besonders anspruchsvoll ist

  • reflektierende Materialien bearbeitet werden

  • Materialeigenschaften erhalten bleiben sollen

Was ist genauer: Wasserstrahl oder Laser?

Diese Frage lässt sich nicht pauschal beantworten.

Die erreichbare Genauigkeit hängt bei beiden Verfahren von zahlreichen Faktoren ab:

  • Maschine

  • Werkstoff

  • Materialstärke

  • Schneidgeschwindigkeit

  • Schnittqualität

  • Düsen- bzw. Strahlparameter

  • Geometrie

  • Temperatur

  • Maschinenkalibrierung

  • gewünschter Toleranz

Wasserstrahlschneiden kann sehr enge Toleranzen erreichen. Moderne Wasserstrahlsysteme können je nach Ausstattung und Prozess Toleranzen im Bereich von wenigen Hundertstel Millimetern ermöglichen.

Bei einem konkreten Bauteil sollte deshalb nicht nur das Verfahren, sondern die geforderte Bauteiltoleranz betrachtet werden.

Was ist günstiger: Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden?

Auch die Kosten lassen sich nicht pauschal einem Verfahren zuordnen.

Der Preis eines Zuschnitts hängt beispielsweise ab von:

  • Material

  • Materialpreis

  • Materialstärke

  • Schnittlänge

  • Anzahl der Einstiche

  • Anzahl der Konturen

  • Geometrie

  • Schnittqualität

  • Stückzahl

  • Rüstaufwand

  • Energieverbrauch

  • Verbrauchsmaterialien

  • Maschinenzeit

  • Materialausnutzung

  • gewünschter Lieferzeit

Bei dünnen Metallblechen und großen Stückzahlen kann Laserschneiden durch seine hohe Geschwindigkeit wirtschaftlich besonders attraktiv sein.

Bei dicken, wärmeempfindlichen oder schwer laserbaren Materialien kann Wasserstrahlschneiden dagegen die wirtschaftlichere Lösung darstellen.

Deshalb sollte der Preis immer anhand des konkreten Bauteils verglichen werden – nicht anhand des Schneidverfahrens allein.

Entscheidungshilfe: Welches Verfahren passt zu meiner Anwendung?

Ihre Anforderung Häufig interessante Technologie
Kein thermischer Einfluss Wasserstrahlschneiden
Wärmeempfindlicher Werkstoff Wasserstrahlschneiden
Sehr dickes Material Wasserstrahlschneiden
Sehr große Materialvielfalt Wasserstrahlschneiden
Reflektierende Metalle Wasserstrahlschneiden häufig sehr interessant
Glas schneiden Wasserstrahlschneiden
Naturstein schneiden Wasserstrahlschneiden
Verbundwerkstoffe schneiden Wasserstrahlschneiden häufig interessant
Dünnes Metallblech Beide Verfahren
Sehr hohe Geschwindigkeit bei dünnem Blech Laserschneiden
Große Stückzahlen aus geeignetem Blech Laserschneiden häufig interessant
Filigrane Konturen in dünnem Blech Laserschneiden häufig interessant
Einzelteil oder Prototyp Beide Verfahren
Kleinserie Beide Verfahren
Unterschiedliche Werkstoffe in einem Auftrag Wasserstrahlschneiden häufig interessant
Materialeigenschaften ohne thermische Beeinflussung erhalten Wasserstrahlschneiden

Diese Tabelle ist als Orientierung gedacht. Die konkrete Entscheidung sollte immer anhand von Material, Stärke, Geometrie, Toleranz und Stückzahl getroffen werden.

Wann ist Wasserstrahlschneiden die bessere Wahl?

Wasserstrahlschneiden ist besonders interessant, wenn mindestens einer der folgenden Punkte zutrifft:

Kein Wärmeeintrag erwünscht

Wenn die Schnittkante nicht thermisch beeinflusst werden soll, bietet das Kalttrennverfahren einen entscheidenden Vorteil.

Große Materialstärke

Bei dicken Werkstoffen kann Wasserstrahlschneiden eine leistungsfähige Alternative zu thermischen Schneidverfahren sein.

Schwieriger oder reflektierender Werkstoff

Bei Materialien wie Kupfer oder bestimmten Verbundwerkstoffen kann Wasserstrahltechnik Vorteile gegenüber einem Laser bieten.

Große Materialvielfalt

Wenn ein Fertigungsbetrieb unterschiedliche Werkstoffe bearbeiten muss, bietet Wasserstrahlschneiden ein sehr breites Einsatzspektrum.

Prototypen und Einzelteile

Wasserstrahlschneiden eignet sich sehr gut für individuelle Zuschnitte, Prototypen und Kleinserien.

Wann ist Laserschneiden die bessere Wahl?

Laserschneiden kann besonders interessant sein, wenn:

  • dünne Metallbleche bearbeitet werden

  • hohe Schnittgeschwindigkeit entscheidend ist

  • große Stückzahlen gefertigt werden

  • sehr filigrane Konturen erforderlich sind

  • ein geeigneter Werkstoff und eine passende Laseranlage vorhanden sind

Laser und Wasserstrahl sind deshalb nicht unbedingt Konkurrenten.

In vielen Fertigungsbetrieben ergänzen sich beide Technologien.

Wasserstrahl und Laser können sich ergänzen

Die Frage muss nicht immer lauten:

Wasserstrahl oder Laser?

In der industriellen Fertigung kann die bessere Frage sein:

Welches Verfahren ist für welches Bauteil am sinnvollsten?

Ein Unternehmen, das hauptsächlich dünne Edelstahlbleche in großen Stückzahlen produziert, kann vom Laser profitieren.

Ein Unternehmen, das dagegen regelmäßig Aluminium, Edelstahl, Kupfer, Titan, Verbundwerkstoffe, Kunststoff oder dicke Materialien verarbeitet, benötigt möglicherweise die größere Flexibilität des Wasserstrahls.

Genau deshalb gibt es nicht für jedes Bauteil ein universell überlegenes Schneidverfahren.

Warum OSJET auf Wasserstrahlschneiden spezialisiert ist

OSJET konzentriert sich auf individuelle Wasserstrahlzuschnitte und bietet die Fertigung von Bauteilen nach individuellen Vorgaben an.

Über den OSJET-Konfigurator können individuelle Zuschnitte ausgewählt und angefragt werden. Das Angebot umfasst unter anderem Werkstoffe wie Aluminium, Edelstahl und Messing.

Die Wasserstrahltechnologie eignet sich besonders für Kunden, die Wert auf:

  • individuelle Konturen

  • unterschiedliche Materialstärken

  • eine große Werkstoffauswahl

  • keinen thermisch bedingten Wärmeeinfluss

  • Einzelteile

  • Prototypen

  • Kleinserien

  • individuelle CAD-Geometrien

legen.

Für zeitkritische Projekte bietet OSJET darüber hinaus eine Express-Fertigung an. Bei lagerndem Material werden laut OSJET Fertigungszeiten von 24 bis 72 Stunden angeboten; Express-Versand ist ebenfalls möglich.

Wasserstrahlschneiden nach CAD-Daten

Eine besondere Stärke der CNC-Wasserstrahltechnik ist die digitale Umsetzung individueller Geometrien.

Aus einer CAD-Datei kann eine individuelle Schnittkontur erzeugt werden.

Damit eignet sich das Verfahren beispielsweise für:

  • individuelle Maschinenbauteile

  • Montageplatten

  • Flansche

  • Halterungen

  • Abdeckungen

  • Prototypen

  • Ersatzteile

  • Sonderanfertigungen

  • Kleinserien

Entscheidend ist dabei nicht nur die Kontur, sondern die Kombination aus Werkstoff, Materialstärke, Toleranz und gewünschter Schnittqualität.

Fazit: Wasserstrahlschneiden vs. Laserschneiden

Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden sind beide leistungsfähige CNC-Schneidverfahren – aber mit unterschiedlichen Stärken.

Wasserstrahlschneiden bietet besondere Vorteile bei:

  • großer Materialvielfalt

  • großen Materialstärken

  • wärmeempfindlichen Werkstoffen

  • reflektierenden Materialien

  • Verbundwerkstoffen

  • Glas und Naturstein

  • Anwendungen ohne thermische Beeinflussung

Laserschneiden bietet besondere Vorteile bei:

  • dünnen, geeigneten Metallblechen

  • hohen Schnittgeschwindigkeiten

  • großen Stückzahlen

  • filigranen Konturen

  • automatisierter Serienfertigung

Die richtige Entscheidung hängt deshalb immer von der konkreten Anwendung ab.

Sie wissen bereits, welches Material und welche Stärke Sie benötigen?

Dann können Sie Ihren individuellen Wasserstrahlzuschnitt direkt bei OSJET konfigurieren oder Ihre CAD-Daten für eine Anfrage bereitstellen.

Jetzt Wasserstrahlzuschnitt anfragen