Drahterodieren:Ein Einblick in die taiwanesische Metallindustrie

In der metallverarbeitenden Industrie ist Elektroerosion (EDM) auch als Drahterodieren, Funkenerosion, Funkenerosion, Brennen, Senkerodieren, Drahtbrennen oder Drahterodieren bekannt. Dies ist ein Herstellungsprozess, bei dem elektrische Entladungen verwendet werden, die Funken verursachen, um die gewünschte Form des Werkstücks zu formen, daher wird es auf Mandarin auch Funkenbearbeitung genannt.

Was ist ein Drahterodierprozess?

Während der Bearbeitung werden unerwünschte Materialien durch eine Reihe schnell wiederkehrender Ströme vom Werkstück entfernt. Bei diesen Komponenten wird eine Elektrode als Werkzeugelektrode und die andere Elektrode als Werkstückelektrode bezeichnet. Während des gesamten Bearbeitungsprozesses besteht kein Flächenkontakt zwischen Werkzeug und Werkstück.

Eine kurze Geschichte des Drahterodierens

Heutzutage gibt es viele Arten von EDM. In diesem Abschnitt werden wir einen Typ diskutieren, der bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, Filtern, elektronischen Verbrauchsmaterialien und anderen kleineren Werkstücken weit verbreitet ist. Die Bereitstellung eines solchen Prozesses ist heute ein Muss für die Herstellung einer breiten Palette von Produkten. Drahterodieren ist nicht nur für die westliche Welt, sondern auch für den Osten von entscheidender Bedeutung. Taiwan ist ein Land mit Erfahrung in der metallverarbeitenden und verarbeitenden Industrie. Es gibt Firmen in Taiwan, die sich der Entwicklung und dem Bau von Drahterodiermaschinen verschrieben haben, sodass Taiwan über die Kapazität verfügt, die Nachfrage zu bewältigen und sogar über Jahrzehnte hinweg die Führung in diesem Bereich in Asien zu übernehmen.

Erodiermaschinen mit Drahterodiermaschine wurden in den späten 1960er Jahren entwickelt, um gehärteten Stahl als Material für die Herstellung von Werkzeugen und Formen zu verwenden. Die frühesten Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung (NC) wurden von einer perforierten vertikalen Fräsmaschine erweitert. In den späten 1960er Jahren stellte die Sowjetunion die erste kommerzielle CNC-Werkzeugmaschine in Russland her. Es war eine Drahtschneide-Elektroentladungsmaschine. Während dieser Zeit entwickelten sich die Luftfahrt-, Militär-, Verteidigungs- und Automobilindustrie in eine positive Richtung. Die Gruppe von David H. Dulebohn entwickelte in den 1960er Jahren Werkzeugmaschinen zum Fräsen und Schleifen bei der Andrew Engineering Company.

Später wurden Masterzeichnungen von einem CNC-Plotter (Computer Numerical Control) erstellt, um die Genauigkeit und Wiederholbarkeit zu verbessern. In den frühen 1970er Jahren die Produktion von Drahterodieren mit CNC-Plotter und optischer Line-Follower-Technologie. Dulebohn verwendete später diesen CNC-Plotter, der programmiert war und den Betrieb der Funkenerosion direkt steuern konnte. Die erste CNC-Erodiermaschine wurde daher 1976 hergestellt.

Kommerzielle Anwendungen von EDM

Aufgrund des technologischen Fortschritts wurden in den letzten Jahrzehnten die Funktionen und Anwendungen des kommerziellen Drahterodierens stark verbessert. Darüber hinaus wird die Vorschubgeschwindigkeit des EDM erhöht und das Finish der bearbeiteten Oberfläche kann gut kontrolliert werden.

Senkerodieren

Ein weiteres EDM-Verfahren ist das Senkerodieren. Seine Geschichte lässt sich bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs im Jahr 1943 zurückverfolgen. Zwei russische Wissenschaftler (B. R. Lazarenko und N. I. Lazarenko) wurden beauftragt, Methoden zu untersuchen, um Funkenbildung durch korrodierende elektrische Wolframkontakte zu verhindern.

Obwohl sie diese Aufgabe nicht erfüllten, trugen ihre Bemühungen zu dieser Technologie bei. Damals fanden sie heraus, dass die Korrosion genauer kontrolliert werden konnte, wenn die Elektroden bestimmten Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, was die nachfolgende Forschung stark inspirierte.

Die Ergebnisse dieser Studien veranlassten sie, ein elektrisches Entladungsbearbeitungsverfahren zur Bearbeitung harter Materialien wie Wolfram zu erfinden. Der Name der Lazarenko-Maschine heißt R-C-Maschine, was Widerstands-Kapazitäts-Schaltung der Elektrodenladung bedeutet.

Entwicklung von EDM-Maschinen weltweit

Darüber hinaus gibt es ein amerikanisches Forschungsteam, das sich aus Harold Stark, Victor Harding und Jack Beaver zusammensetzt. Sie haben erfolgreich eine EDM-Maschine zum Entfernen von gebrochenen Endbohrern und Gewindebohrern an Aluminiumgussteilen entwickelt.

Dadurch erhöhte sich die Bearbeitungskapazität der Drahterodiermaschinen. Zusammen mit der Genauigkeitsverbesserung wird seitdem die Gesamtgenauigkeit der Drahterodiermaschinen erhöht.

Das amerikanische Team verwendete zunächst schwache elektrische Ätzwerkzeuge für die Maschine, aber die Ergebnisse waren nicht sehr ideal, weshalb sie später auf diese Methode umstiegen. Danach waren die Maschinen von Stark, Harding und Beaver in der Lage, 60 Funken pro Sekunde zu erzeugen, was damals ein technologischer Durchbruch war.

Später verwendeten Maschinen, die auf diesem Design basierten, Vakuumröhrenschaltungen, die Tausende von Funken pro Sekunde ermöglichten, was die Schnittgeschwindigkeit erheblich erhöhte und ein großes Potenzial und eine große Produktivität hatte. Dies markiert den großen Sprung in der Entwicklung von Drahterodiermaschinen, da Drahterodiermaschinen damals eher im Entwicklungsstadium waren, später aber die Drahterodiermaschine offiziell in die Industrie übernommen wurde.

EDM heute

Heute sind Drahterodieren und die entsprechende Technologie weit verbreitete Metallschneidetechnologien, mit denen Menschen harte und komplexe Materialien schneiden. Es wird am häufigsten in der Formenbau- und Werkzeugbauindustrie eingesetzt.

Darüber hinaus ist es zu einer gängigen Methode zur Herstellung von Prototypen und Teilen geworden, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Elektronikindustrie mit einem kleinen, aber vielfältigen Produktionsmodell.