Die Entwicklung der maschinellen spanabhebende bearbeitung - vor allem der numerisch gesteuerten - ermöglicht die schnelle und wiederholbare Herstellung von Teilen mit komplexen Formen. Ungeachtet der breiten Verfügbarkeit moderner Technologien und Lösungen (z. B. 5-Achsen-Fräsmaschinen) ist die Bearbeitung von schwer zugänglichen Oberflächen nach wie vor eine der größten Herausforderungen in diesem Herstellungsbereich.
Ein technologischer Prozess, der es ermöglicht, die Begrenzungen traditioneller Bearbeitungsmethoden zu umgehen, ist die Senkerodieren (EDM). Dabei handelt es sich um ein Prozess, bei dem elektrische Erosion zum Einsatz kommt und der es ermöglicht, Oberflächen in schwer zugänglichen Bereichen zu bearbeiten, was selbst mit den modernsten mehrachsigen Fräsmaschinen unmöglich ist.
Was ist Senkerodieren und welche Typen gibt es?
Die Senkerodieren (EDM- Englisch Electrical Discharge Machining) ist ein Prozess der Metallbearbeitung, der sich das Phänomen der elektrischen Erosion zunutze macht.
Wie bei den verschiedenen Formen der spanenden Bearbeitung handelt es sich um ein Hohlraumverfahren, d. h. es wird überschüssiges Material abgetragen, kann aber auch zum Auffüllen von Oberflächenfehlern verwendet werden.
Üblicherweise wird bei dieser Methode ein elektrisches Feld (mit Hilfe einer Arbeitselektrode) erzeugt, um eine schlagende Ionisierung zu erzeugen, die zu einer hohen Temperatur auf der Oberfläche führt, wodurch sich ein Plasmakanal bildet und das Material verdampft. Bei diesem Prozess entstehen keine Späne in verschiedenen Größen, sondern Dämpfe.
Es gibt zwei Methoden der Senkerodieren:
- Senkerodieren (EDM, auch als Drahterodieren bekannt),
- das Drahterodieren (WEDM Englisch: Wire Electrical Discharge Machining, auch als Funkenerosion bezeichnet).
Die beiden Methoden unterscheiden sich vor allem durch den Typ der Arbeitselektrode - beim Erodieren wird eine herkömmliche Lösung verwendet; beim WEDM wird ein gewundener Draht (daher Wire auf Englisch) eingesetzt, um den Strom auf die Werkstückoberfläche zu übertragen.
Zusätzlich zu diesen technischen Eigenschaften unterscheiden sie sich in der Spannung, der Intensität des verwendeten elektrischen Stroms und den Anwendungen. Wegen der hohen Präzision der Bearbeitung werden EDM und WEDM heute fast ausschließlich numerisch gesteuert (CNC; die erste Drahtmaschine wurde 1969 entwickelt, also während der dritten industriellen Revolution, die unter anderem auf der CNC-Bearbeitung basierte).
Wie sieht der Senkerodieren Prozess aus?
Bauteile aus leitfähigem Material (Stahl, Aluminium, Kupfer usw.) können mit dem Senkerodierverfahren (EDM) bearbeitet werden.
Das Verfahren selbst läuft wie folgt ab:
- Das Werkstück wird in ein Dielektrikum (nichtleitende Flüssigkeit) getaucht. Traditionell handelt es sich dabei um Paraffin, zunehmend aber auch um Öl oder deionisiertes Wasser. Dies gewährleistet Prozesssicherheit und Präzision (der Strom wirkt nur auf die zu bearbeitende Oberfläche).
- Eine Arbeitselektrode wird an die Oberfläche angelegt, und infolge der Anwendung des Stroms mit den entsprechenden Parametern kommt es zu einer Stoßionisation und einer Erhitzung über den Schmelzpunkt hinaus, was zu einer Verdampfung des Werkstückmaterials führt.
- Der Prozess selbst ist plötzlich (explosiv) und verursacht den Ausstoß von flüssigem Metall (das vom Dielektrikum aufgefangen wird).
- Manche Senkerodiermaschinen verwenden spezielle Kanäle zur ständigen Zufuhr des Dielektrikums, um die Wärme besser abzuführen und das Restmaterial aus dem Arbeitsbereich zu entfernen.
Bei diesem Verfahren werden Kupfer- oder Graphitelektroden verwendet (im Falle von WEDM Drähte aus ähnlichen Materialien).
Was sind die Anwendungen von EDM in der Materialbearbeitung?
Ein allgemeines Kennzeichen von EDM- und WEDM-Anwendungen ist die Bearbeitung von schwer zugänglichen Oberflächen oder schwer zu bearbeitenden Materialien (z. B. gehärtete Stähle oder polykristalliner Diamanten).
Sie wird in folgenden Industriezweigen eingesetzt:
- Herstellung von Metallteilen - die Innenbearbeitung ermöglicht die präzise Bearbeitung der Innenseiten von Gesenken, Spritzguss- und Gussformen,
- im Werkzeugbau - sowohl bei der Herstellung (WEDM) als auch bei der Wiederaufbereitung (d. h. der Wiederherstellung der ursprünglichen Eigenschaften),
- Automobilindustrie - Hochpräzisionsbearbeitung von Motorenteilen (Verbrennungs- und Elektromotoren) sowie von Gehäusen und anderen schwer zugänglichen Oberflächen, die monolithisch sein müssen (z. B. Kompressorgehäuse oder Kompressoren),
- Luft- und Raumfahrtindustrie (z. B. für Turbinenschaufeln),
- Medizin - insbesondere für Spezialinstrumente,
- Energie - Transformatorengehäuse, Gestelle für Photovoltaikanlagen usw,
- andere, die eine hochpräzise Bearbeitung von Innenflächen erfordern, insbesondere aus schwer zu bearbeitenden Materialien (z. B. gesintertes Hartmetall, das bei der Herstellung von Werkzeugen verwendet wird, oder Werkzeugstahl mit sehr hoher Härte).
Senkerodieren vs. Drahterodieren: Hauptunterschiede
Die oben erwähnte Unterscheidung zwischen EDM und WEDM (elektrisches 'traditionelles' / Elektroden- und Drahthohlbohren) hat mehrere Gründe. Darüber hinaus wird bei beiden Prozessen elektrischer Strom mit unterschiedlichen Stromstärken und Spannungen verwendet.
Der wesentliche Unterschied liegt jedoch in der Art und Weise, wie diese Formen der Bearbeitung durchgeführt werden:
- EDM wird verwendet, um komplexe Formen zu erzeugen, aber in Materialien mit besserer Bearbeitbarkeit. Diese Bearbeitungsmethode ist auf die Formung von Oberflächen ausgerichtet, die mit herkömmlichen CNC-Maschinen nicht erreicht werden können;
- WEDM ermöglicht die (leichtere) Bearbeitung von schwer zu bearbeitenden Werkstoffen, insbesondere von Werkzeugen (z. B. Sägeblätter oder Drehfräser), die aus Legierungen mit sehr hoher Härte bestehen. Deren Bearbeitung mit herkömmlichen Schneidemaschinen wäre schwierig und würde zu einem sehr schnellen Verschleiß der Fräs- oder Drehmesser führen.
Ein Auftrag, viele Vorteile - so arbeiten Sie mit RADMOT
Wir bieten qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie CNC-Lohnfertigung, einschließlich CNC-Frästeile und CNC-Drehteile mit modernsten Maschinen. Wir verfügen über 80 Hightech-CNC-Maschinen namhafter Hersteller, mit denen wir auch die anspruchsvollsten Aufträge erfüllen können. Mit unserer fast 40-jährigen Erfahrung in der Branche haben wir uns auf CNC-Fräsen, CNC-Bearbeitung und Aluminium Eloxieren spezialisiert. Wir bieten auch kostenlose Kostenvoranschläge an, damit Sie die Kosten für Ihr Projekt in aller Ruhe abschätzen können. Wir beraten Sie gerne über die besten technischen Lösungen für Ihre Bedürfnisse. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, um die Details zu besprechen und zu sehen, wie wir Ihr Unternehmen mit unserem Wissen und unserer Erfahrung unterstützen können.
