- Funkenerosives Schneiden
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Das Drahterodieren (auch Drahterosion) ist ein formgebendes Fertigungsverfahren (Schneidverfahren), welches nach dem Prinzip des Funkenerodierens arbeitet.
Es wird auch als elektroerosives Bearbeiten oder EDM (von engl. electrical discharge machining) bezeichnet.
Als Bearbeitungselektrode dient ein dünner, ständig durchlaufender Draht.
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Schneidvorgang
Der 0,02 bis 0,33 mm dicke Messingdraht (Wolframdrähte (ab 0,03 mm) und beschichtete Messing- und Stahldrähte) ist im oberen Teil der Erodiermaschine auf einer Spule aufgewickelt und wird von dort über mehrere Umlenkrollen zur oberen Drahtführung geführt. Durch zwei gegenüberliegende Antriebsrollen, welche am hinteren Teil der Maschine angebracht sind, wird der Draht mit einer definierten Drahtspannung im Bereich von 5 bis 25 Newton durch das Werkstück, die untere Drahtführung und eine Umlenkrolle, gezogen und danach entsorgt. Die Drahtführungen ober- und unterhalb des Werkstücks führen und stützen den Draht, unterdrücken Schwingungen und garantieren einen geraden Schnitt. Die Werkstücke werden in einem flüssigen Dielektrikum geschnitten. Dieses besteht meist aus deionisiertem Wasser. Durch permanente Spülung entsorgt das Dielektrikum den anfallenden Erodierabfall aus dem Schnittspalt.
Der Erodiervorgang beginnt entweder an einem Startpunkt am Werkstückrand oder in einer Startlochbohrung. Diese wird vorher durch Bohren oder Senkerodieren in das Werkstück eingebracht. Durch diese muss der Draht eingefädelt werden.
Der Draht ist positiv und das Werkstück ist negativ gepolt. Dadurch findet die für den Abtrag ebenfalls relevante Elektromigration vom Werkstück weg statt (Metallionen sind positiv geladen).
Nähert sich der Erodierdraht auf einem durch das CNC-Programm der Erodiermaschine vorgegebenem Pfad dem Werkstück, entsteht zwischen den beiden bei einem sehr kleinen Abstand ein Lichtbogen. Normalerweise würde der dünne Draht nun durch einen Kurzschluss zerstört. Da der Draht sich in einer Flüssigkeit (entionisiertes Wasser) befindet und ständig (bis zu 300mm/s) durchläuft, verbrennt er jedoch nicht. Sobald ein Funke entsteht, bricht die Stromzufuhr zusammen (Kondensatorentladung), die Wärme der Entladung lässt das Materialgefüge in seiner näheren Umgebung schmelzen und verdampfen, nach der Entladung entsteht eine Vakuumblase, diese fällt zusammen und löst das geschmolzene Material aus seinem Gefüge. Dies geschieht fortlaufend viele tausendmal in der Minute.
Oft wird bis zu viermal mit niedrigeren Strömen nachgeschnitten, um Genauigkeiten im Bereich von weniger als 2 µm zu erreichen.
Der Entladungsstrom hat eine Stärke zwischen 0,5 A und 80 A je nach Werkstoffart bei maximal 42 Volt im Funkenspalt. Im Entladungskanal entstehen Temperaturen von 1000 °C bis 5000 °C, die zum Schmelzen und Verdampfen der Werkstoffteilchen führen.
Weitere Erodierverfahren sind das Senkerodieren und das Bohrerodieren.
Vorteile
- ermöglicht auch bei großer Materialdicke extrem geringe Schnittbreiten
- Bearbeitung aller leitfähigen Materialien, egal welcher Härte
- hohe Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit
- Fertigung scharfkantiger Löcher und Taschen
Nachteile
- sehr hohe Kosten und lange Bearbeitungszeiten
- Rostansatz und Lochfraß bei längerer Verweilzeit im Arbeitsbecken
Siehe auch
Weblinks
- http://www.uni-stuttgart.de/izfm/lehre/Funk_ECM.pdf (PDF, 3,8 MB)
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