Alles, was Sie über Funkenerosion wissen müssen

Die CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess, bei dem computergesteuerte Schneidwerkzeuge verwendet werden, um Material von einem festen Werkstück zu entfernen und ein fertiges Teil freizulegen. Diese Technik ist schnell, kompatibel mit einer Vielzahl von Materialien und Produktionsmengen. Eine Reihe von Prozessen fallen unter das Dach der CNC-Bearbeitung, einschließlich CNC-Drehen, CNC-Fräsen, Schneiden, Gravieren und Funkenerosion (EDM).

EDM ist nicht das gebräuchlichste verfügbare CNC-Bearbeitungsverfahren, aber viele Ingenieure haben begonnen, seinen Wert für die Erstellung von Teilemerkmalen zu untersuchen, die sonst unmöglich zu bearbeiten wären.

Tatsächlich schätzt Zion Market Research, dass die Elektroerosionsindustrie bis 2024 auf fast 8 Milliarden US-Dollar anwachsen wird. Hier finden Sie alles, was Ingenieure über die hochmoderne Elektroerosionsbearbeitung wissen sollten, von der Funktionsweise bis zu den am besten geeigneten Anwendungen.

Was ist Funkenerosion?

Elektroerosion ist ein hochpräzises Herstellungsverfahren, bei dem anstelle eines Schneidwerkzeugs Elektrizität verwendet wird, um Materialien vom Werkstück zu entfernen. Tatsächlich wird das Werkstück überhaupt nicht von einem Werkzeug berührt. Stattdessen zerlegt eine hochfrequente elektrische Ladung das Material Molekül für Molekül, um einen scharfen Schnitt zu machen.

Bei der Funkenerosion wird eine Elektrode aus Kupfer, Messing, Graphit oder Wolfram haarscharf an das zu bearbeitende elektrisch leitfähige Werkstück herangeführt. Dann wird die Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück erhöht, bis eine elektrische Entladung oder ein Funke auftritt.

Dieser Vorgang wird mit hohen Frequenzen (in der Größenordnung von 10 kHz) wiederholt, und wenn die Funken zwischen der Elektrode und dem Werkstück fliegen, bleiben winzige Schnitte auf der Materialoberfläche zurück. Um die elektrische Entladung zu stoppen und zu verhindern, dass Funken zwischen Elektrode und Werkstück fließen, wird das fertige Teil anschließend in eine dielektrische Flüssigkeit getaucht.

Im Allgemeinen eignet sich die Funkenerosion am besten für Kleinserien von extrem präzisen Teilen. EDM wird häufig zur Herstellung von Formen, Prägestempeln, Strahltriebwerksturbinen und Komponenten für medizinische Geräte verwendet.

Verschiedene Arten der Funkenerosion

Drahterodieren verwendet einen dünnen Kupfer- oder Messingdraht, der als Elektrode dient, um in ein Werkstück zu schneiden. Während der Bearbeitung wird der Draht kontinuierlich von einer automatischen Zuführung mit einer Spule in einem sorgfältig kontrollierten Muster abgerollt. Dieser Ansatz funktioniert zuverlässig gut, aber Ingenieure sollten wissen, dass der Draht vollständig durch das Werkstück geführt werden muss. Dadurch entsteht ein zweidimensionaler Schnitt in einem dreidimensionalen Teil, der oft ähnliche Ergebnisse wie herkömmliche CNC-Bearbeitungsmethoden liefert.

Senkerodieren kann komplexe Hohlraumformen für Werkzeug- und Gussanwendungen wie Kunststoffspritzgussformen erstellen. Dieser Prozess erfordert Graphit- oder Kupferelektroden, die vorbearbeitet wurden, um ein „Positiv“ der gewünschten Form zu bilden. Die Elektrode wird dann in das Werkstück gedrückt, wodurch ein Negativ der ursprünglichen Form entsteht.

Lochbohrerodieren wird, wie der Name schon sagt, speziell zum Bohren von Löchern verwendet. Die Elektroden für diesen Prozess sind röhrenförmig, sodass dielektrische Flüssigkeit durch die Mitte der Elektroden selbst fließen kann.

Vor- und Nachteile der Funkenerosion

Die Funkenerosionsbearbeitung ist gut geeignet, um äußerst präzise Teile herzustellen, die perfekt zusammenpassen müssen. Ingenieure sollten EDM in Betracht ziehen, wenn sie mit Metallen wie hochfestem Titan oder gehärtetem Stahl arbeiten müssen, die mit herkömmlicher CNC-Bearbeitung schwer zu bearbeiten sind. EDM ist auch besonders effektiv für Lochbohranwendungen.

Ein entscheidender Vorteil der Funkenerosion besteht darin, dass sie Konstruktionsteams größere Freiheiten bieten kann. Da die Funkenerosion ein berührungsloser Herstellungsprozess ist, können Produktteams Teile mit dünnen Wänden oder wabenförmigen Merkmalen konstruieren, ohne sich Gedanken über Durchbiegung machen zu müssen. Darüber hinaus sind jetzt mit EDM scharfe Innenecken mit Radien von nur 0,001 Zoll möglich.

Im Vergleich zu anderen Formen der Bearbeitung neigt EDM auch dazu, den Pool an brauchbaren Materialien eines Teams zu erweitern; Mit dem Verfahren können sie bei der Bearbeitung teurer Materialien wie Gold oder Platin Geld sparen, da praktisch kein Materialverlust entsteht.

Trotz dieser Vorteile ist die Funkenerosion nicht für jede Anwendung die beste Wahl. Elektroerosionsbearbeitung ist nicht sehr energieeffizient und neigt dazu, langsam und teuer zu sein. Darüber hinaus müssen Teams bedenken, dass die Durchführung von EDM sehr spezifische Fähigkeiten erfordert – wenn ihre internen Teams nicht in EDM geschult sind, müssen sie die Produktion auslagern oder riskieren, Zeit und Ressourcen für die Schulung von Maschinisten aufzuwenden. Produktteams sollten diese Überlegungen unbedingt im Voraus abwägen.

Beherrschung der Funkenerosion

Die Funkenerosionsbearbeitung ist ein hochpräzises Herstellungsverfahren, das es Produktteams ermöglicht, komplexe Formen und Tiefen zu erzeugen, die mit Standard-Schneidwerkzeugen nicht möglich wären. EDM bietet auch eine hervorragende Oberflächengüte und ermöglicht es Produktteams, mit teuren Metallen zu arbeiten und gleichzeitig die Kosten für Materialverluste zu senken.

Es ist jedoch wichtig, die damit verbundenen Kosten und die relativ langsame Produktionsgeschwindigkeit von EDM zu berücksichtigen, die den Prozess für eine Reihe von Anwendungen weniger als ideal machen. Ein erfahrener Fertigungspartner kann dabei helfen sicherzustellen, dass ein Produktteam das beste Fertigungsverfahren und die besten Materialien für sein nächstes Projekt ausgewählt hat.

Für Produktteams, die Teiledesigns optimieren, Produktionszeiten verkürzen und Formkosten mit CNC-Bearbeitung jeglicher Art sparen möchten, kann Fast Radius hilfreich sein. Unsere hauseigenen Bearbeitungskapazitäten erfüllen mit Sicherheit die Anforderungen jedes Produktteams, und wir bieten 360-Grad-Support und Beratungsdienste während der gesamten Produktentwicklungs-, Produktions- und Erfüllungsphase jedes Projekts. Wir können auch Ingenieuren helfen, die sich verzweigen und erkunden möchten, was die Elektroerosionsbearbeitung zu bieten hat. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen – wir sind startklar!

Um mehr über alle Dinge im Zusammenhang mit der CNC-Bearbeitung zu erfahren, sehen Sie sich unsere verwandten Artikel im Fast Radius Learning Center an.

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