Senkerodieren vs. Drahterodieren:Hauptunterschiede und Anwendungen

Elektroerosionsbearbeitung (EDM) ist ein unkonventionelles subtraktives Herstellungsverfahren, das sich hervorragend zum Schneiden sehr harter Materialien eignet.

Im Gegensatz zur gewöhnlichen Bearbeitung kann EDM Metalle berührungslos durchtrennen. Dies geschieht durch die Erzeugung eines elektrischen Funkens, der Material vom Metallwerkstück erodiert. EDM ist nicht für alle Anwendungen geeignet, aber es ist eine unverzichtbare Waffe im Arsenal des Maschinisten.

Es gibt einige EDM-Varianten, die beiden wichtigsten sind Senkerodieren und Drahterodieren. Dieser Artikel befasst sich mit den Unterschieden zwischen diesen beiden Bearbeitungsverfahren und zeigt jeweils typische Anwendungen auf.

Was ist Funkenerosion?

Elektroerosionsbearbeitung ist eine Form der Metallherstellung. In gewisser Weise ist es der traditionellen Bearbeitung sehr ähnlich (bei der ein Metallschneidewerkzeug Teile eines Werkstücks entfernt), aber in anderer Hinsicht ist es sehr einzigartig.

Der Hauptunterschied zwischen EDM und gewöhnlicher Bearbeitung besteht darin, dass EDM keinen physischen Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erfordert, um einen Schnitt auszuführen. Stattdessen verwendet EDM einen elektrischen Strom um Funken zu erzeugen die in der Lage sind, das Werkstück zu erodieren. Das hat sowohl Vor- als auch Nachteile:Elektrische Entladungen können selbst sehr harte Metalle durchdringen ohne signifikante Verformung des Teils, aber die möglichen Schnittarten sind eingeschränkter und der Prozess ist schwieriger einzurichten.

Aufgrund der Art des Prozesses wird die Funkenerosion bei elektrisch leitfähigen Metallen eingesetzt , und es kann selbst sehr harte Metalle (gehärteter Stahl, Wolfram, Titan usw.) schneiden, ohne schädliche Vibrationen und Rattern wie eine gewöhnliche Werkzeugmaschine zu erzeugen. Dies führt zu einer hohen Genauigkeit und möglicherweise sehr engen Toleranzen . Allerdings verursacht der EDM-Prozess auch eine Erosion des Werkzeugs, sodass das Werkzeug sorgfältig verwaltet oder regelmäßig ersetzt werden muss.

Elektroerosionsbearbeitung wird normalerweise mit anderen nicht standardmäßigen Bearbeitungsprozessen wie Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden gruppiert, obwohl diese drei Prozesse alle auf sehr unterschiedliche Weise funktionieren.

Der EDM-Prozess erklärt

Elektroerosionsbearbeitung erfordert die Verwendung einer Elektroerosionsmaschine , eine dielektrische Flüssigkeit , ein Werkzeug , und ein Werkstück .

Der Vorgang erfordert eine elektrische Spannung , die eine Reihe von Stromentladungen erzeugt zwischen zwei Elektroden . In diesem Fall sind die beiden Elektroden das Metallwerkzeug und das Metallwerkstück, die niemals miteinander in Kontakt kommen und durch die dielektrische Flüssigkeit (typischerweise Kohlenwasserstofföl oder deionisiertes Wasser) getrennt sind. Der Raum zwischen Werkzeug und Werkstück wird als Funkenstrecke bezeichnet und wird von der Maschine präzise gesteuert.

Während des EDM-Prozesses wird die Spannung vom Bediener erhöht, was zu einem dielektrischen Durchbruch führt der Flüssigkeit – was bedeutet, dass die Flüssigkeit plötzlich von einem elektrischen Isolator zu einem elektrischen Leiter wird. Diese plötzliche Änderung erzeugt einen Lichtbogen im engen Raum zwischen Werkzeug und Werkstück, und dieser Lichtbogen erodiert Material von beiden Elektroden. Die Erosion des Werkstücks ist das Endziel, aber die Erosion des Werkzeugs muss sorgfältig gehandhabt werden – indem es beispielsweise ständig durch einen neuen Metallabschnitt ersetzt wird.

Das Dielektrikum hat neben der Erzeugung des Lichtbogens noch weitere Funktionen. Zwischen Stromentladungen trägt die Flüssigkeit Metallspäne (das Äquivalent von Spänen) vom Werkstück weg, und neue Flüssigkeit wird hinzugefügt. Dieser Vorgang wird Spülen genannt .

Verschiedene Variationen von EDM dienen unterschiedlichen Zwecken. Dieser Artikel befasst sich mit Senkerodieren und Drahterosion , während eher Nischenvariationen wie schnelles Lochbohren EDM gibt es auch.

Was ist Senkerodieren?

Elektroerosionsbearbeitung von Platinen, manchmal auch als Rammerodieren bekannt , Volumen-EDM , oder Kavitätenerodieren , ist eine Form der elektroerosiven Bearbeitung, die von der konventionellen Bearbeitung sehr weit entfernt erscheinen mag. Das Verfahren teilt einige Merkmale mit Form- und Umformprozessen und wird manchmal einfach als Senkerodieren bezeichnet — ein Spiegelbild seiner schwachen Beziehung zum Bearbeitungsprozess.

Der Hauptunterschied zwischen Senkerodieren und Drahterodieren (der anderen Hauptform des Erodierens) liegt im Werkzeug und seiner Bewegung. Senkerodieren wird verwendet, um komplex geformte Hohlräume im Werkstück herzustellen, und dazu das Werkzeug muss die Form einer Positivkopie der gewünschten Kavität haben . Um beispielsweise einen pyramidenförmigen Hohlraum im Werkstück zu erzeugen, wird ein pyramidenförmiges Werkzeug verwendet.

Dies unterscheidet sich von den meisten Bearbeitungsprozessen, bei denen sich ein feines Schneidwerkzeug entlang dreier Achsen bewegt – von Seite zu Seite, vor und zurück und nach unten – um die Pyramidenform auszuschneiden (im Gegensatz dazu, selbst pyramidenförmig zu sein). P>

Beim Senkerodieren wird das geformte Werkzeug (oder die Matrize) typischerweise CNC bearbeitet aus einem Material wie Graphit , Kupfer oder Wolfram, was dem Verfahren Zeit und Kosten hinzufügt. (Es kann auch mit Drahterosion hergestellt werden.) Außerdem ist es üblich, sowohl ein Schruppen zu verwenden Werkzeug (um den Großteil des Materials zu entfernen) und dann ein Finishing Werkzeug (für feinere Details).

Beim Senkerodieren wird das Werkzeug langsam abgesenkt (versenkt) in das Werkstück, erodiert Material und erzeugt einen Hohlraum, der der Form des Werkzeugs entspricht, wobei beim Absenken eine konstante Funkenstrecke aufrechterhalten wird. Hunderttausende Funken entstehen pro Sekunde. Die gebräuchlichste dielektrische Flüssigkeit für Senkerodieren ist Kohlenwasserstofföl , obwohl auch andere Flüssigkeiten verwendet werden können.

Anwendungen des Senkerodierens

Senkerodieren wird verwendet, um komplexe Kavitäten zu erzeugen und eignet sich daher besonders gut zur Herstellung von Formen , stirbt , und andere Formen von Werkzeugen — insbesondere aus harten Materialien wie Werkzeugstahl. Es ist auch besser als andere Bearbeitungsverfahren, um scharfe Innenecken und tiefe Rippen zu erzeugen.

Gängige Senkerodieranwendungen umfassen:

• Rapid Tooling
• Formenbau
• Spritzgussformen
• Stirbt
• Feine Details
• Scharfe Innenecken
• Tiefe und dünne Rippen
• Blinde Hohlräume
• Blindnuten
• Interne Splines
• Threads

Was ist Drahterodieren?

Drahterodieren, manchmal auch als Drahtschneiden bekannt oder Drahterodieren , ist eine Form der Funkenerosion, die dem Prozess des Schneidens von Käse mit Käsedraht ähnelt. Anders als beim Senkerodieren wird beim Drahterodieren ein dünner Drahtstrang verwendet als Werkzeug – allerdings gibt es wie bei allen Formen der Funkenerosion keinen physischen Kontakt mit dem Werkstück.

Drahterodieren ist in der Lage, sehr harte Materialien zu schneiden, und wird fast immer verwendet, um das Werkstück vollständig zu durchtrennen (wobei die Länge des freigelegten Drahts größer ist als die Höhe des Werkstücks). Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen Drahterodieren und Senkerodieren, da Senkerodieren zur Herstellung von Kavitäten verwendet wird. Mit Drahterosion, deionisiertes Wasser wird typischerweise als dielektrische Flüssigkeit verwendet, und der Draht selbst besteht typischerweise aus Messing .

Beim Drahterodieren wird ein dünner Metalldraht zwischen zwei Diamantführungen gehalten , einer oberhalb und einer unterhalb des Werkstücks, die gemäß CNC-Anweisungen entlang der X- und Y-Achse bewegt werden. (Die obere Führung kann auch Bewegungen entlang anderer Achsen ausführen, um komplexere Schnitte auszuführen.) Wie bei anderen EDM-Prozessen verursachen Stromentladungen Funken zwischen dem Draht und dem Werkstück, wodurch das Werkstück erodiert.

Da Funken auch eine Erosion des Werkzeugs verursachen, wird der Draht durch einen Vorrat ständig mitbewegt Spule , was bedeutet, dass der freigelegte Drahtabschnitt in der Funkenstrecke ständig aufgefrischt wird. Aufgebrauchte Drahtabschnitte werden schließlich entsorgt.

Beim Drahterodieren ist es möglich, sehr dünne Drahtstärken (Durchmesser von nur 20 Mikron) zu verwenden, wodurch sehr feine Schnitte im Werkstück erzielt werden können. Wie beim Senkerodieren ist es jedoch üblich, zuerst zu schruppen, gefolgt von Schlichtschnitten.

Anwendungen des Drahterodierens

Drahterodieren wird in der Regel gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsprozessen verwendet, um sehr dicke Bleche zu schneiden aus Hartmetall. Es ist ein beliebtes Verfahren zur Herstellung von Stanzen , Werkzeuge , und stirbt . Drahterodieren führt nicht zu einer Verformung des Teils und erzeugt eine gute Oberflächengüte.

Übliche Drahterodieranwendungen umfassen:

• Dicke Platten
• Extrusionsdüsen
• Blanking-Schläge
• Automobil- und Luft- und Raumfahrtteile
• Teile mit engen Toleranzen
• Medizinische und zahnärztliche Geräte
• Teile, bei denen Grate nicht akzeptabel sind
• Dünne Teile, die bei herkömmlicher Bearbeitung brechen könnten
• Graphitelektroden für die Senkerosion

Schnellvergleich Senkerodieren und Drahterodieren

Senkerodieren	Drahterosion
Formwerkzeug von oben in Werkstück versenkt	Dünner Draht schneidet von der Seite in das Werkstück ein
Bewegung hauptsächlich entlang der Z-Achse	Bewegung hauptsächlich entlang der X- und Y-Achse
Werkzeug meist aus Graphit	Draht meist aus Messing
Dielektrische Flüssigkeit, normalerweise Kohlenwasserstofföl	Dielektrische Flüssigkeit in der Regel entionisiertes Wasser
Ideal für Werkzeuge, Formen, Matrizen	Ideal für Werkzeuge, Stempel, Matrizen