Funkenerodieren

Was ist Funkenerodieren?

Leicht verständliches Schaubild erklärt das ErodierenGrundlagen und Definition: Das Funkenerodieren (kurz EDM von engl. electrical discharge machining), ist ein abtragendes, thermisches Fertigungsverfahren, für leitfähige Materialien, das auf elektrischen Entladevorgängen (Funken) zwischen einer Elektrode (Werkzeug) und einem leitenden Werkstück beruht. Die komplette Bearbeitung des Werkstückes findet in einer nichtleitenden Flüssigkeit (Dielektrikum) statt, diese besteht überwiegend aus deionisiertem Wasser oder Öl.

Für den Erodiervorgang wird das Elektrodenwerkzeug auf einen Abstand von ca. 0,5 mm an das Werkstück herangefahren. Pro Sekunde schlagen so mindestens 100.000 Funken über und schmelzen das Werkstück an der gewünschten Stelle auf. Anhand der Intensität, Frequenz, Dauer, Länge und Polung der Entladungen werden verschiedene Abtragsergebnisse und Oberflächen erreicht. Messsysteme passen die Maschine an individuelle Bedürfnisse an.

Wann kommt Funkenerodieren zum Einsatz?

Die Einsatzgebiete: Das Erodieren mit Funken kommt dort zum Einsatz, wo die mechanische Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe an ihre Grenzen stößt. Extrem harte Werkstoffe werden mit hoher Maßgenauigkeit bearbeitet, komplexe Geometrien (zylindrisch oder konisch) stellen kein Problem dar.

Anwendungsbranchen:

  • Luft- und Raumfahrtindustrie
  • Prototypenbau
  • Werkzeug- und Formenbau
  • Maschinen- und Anlagenbau

Der Schneidprozess

Bildausschnitt eine Funkenerodieranlage mit DielektrikumDer Schneidprozess: Für optimale Ergebnisse werden verschiedene Elektroden eingesetzt, wahlweise Messing- oder Schichtkupferdraht teilweise auch beschichtet (Ø 0,05 – 0,3 mm). Bei neueren Erodiermaschinen gibt es eine Abrichtvorrichtungen um die Elektrode mit einer Profilierung zu versehen.

Jede Entladung beim Schneidprozess erzeugt einen kleinen Krater (Materialabtrag) und drahtseitig einen Abbrand (Verschleiss der Werkzeugelektrode). Durch Neigung des Drahtes werden Koniken und unterschiedliche Profile erreicht. Auch bei großer Materialdicke sind extrem geringe Schnittbreiten möglich. Die bearbeiteten Konturen sind scharfkantig und erfüllen ebenfalls höchste Ansprüche in Bezug auf Formgenauigkeit und Maßhaltigkeit. Für das Funkenerodieren eignen sich alle leitenden Materialien, unabhängig von ihrer Härte und Beschaffenheit.

Vor- und Nachteile des Funkenerodieren

Vor- und Nachteile: Kurzfristig Teile bestellen und termingerecht fertigen lassen, auf dem Gebiet der Drahterosion ein Wunschgedanke. In der Realität sind Erodierprozesse sehr zeitaufwendig, da der Materialabtrag pro Schneidvorgang sehr gering ist. Doch steht diese Technik wie kein anderes Trennverfahren für optimale Maßgenauigkeiten und Oberflächengüten.

Vorteile:

  • Minimale Schnittbreiten auch großen Materialstärken
  • Höchste Geometriekomplexität, Linearität und Oberflächenqualität
  • Fertigung auch sehr schwieriger Innenformen mit kleinsten Eckradien
  • Senkungen, Durchbrüche oder Gewinde in den härtesten Werkstoffen herstellbar

Nachteile:

  • Nur geringe Abtragleistung
  • Hohe Maschinen- und Anlagenkosten
  • Thermische Beinflussung der Randschichten durch hohe Temperaturen
  • Entsorgung der Erodierrückstände (Drahtreste/ Erodierwasser/ Erodierschlamm)
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