Drahterodieren:Was ist das und wie funktioniert es?

Das Drahterodierverfahren (Drahterodieren) ist ein CNC-Schneidverfahren, das zum Entfernen von überschüssigem Material von dem Teil verwendet wird. Diese Schneidmethode erfordert sehr wenig Kraft, um Material zu entfernen, und ist ideal für kleinere Teile, die nicht viel Kraft zum Schneiden erfordern. Das Elektroerosionsverfahren gibt es seit den 1960er Jahren, aber erst in den 1980er Jahren wurde es bei industriellen Anwendern populär.

In diesem Artikel erfahren Sie, wie die Funkenerosion funktioniert und wie sie bei der Herstellung von Teilen funktioniert. Außerdem lernen Sie die Vor- und Nachteile im Vergleich zu anderen Bearbeitungsverfahren kennen.

Was ist Drahterodieren?

Wire Electrical Discharge Machining (Wire EDM) ist ein Plasmabearbeitungsprozess, der eine elektrische Entladung zwischen einem Draht und einem leitfähigen Werkstück verwendet. Der Prozess, der häufig bei der Herstellung von Komponenten und Werkzeugen verwendet wird, ähnelt dem Nuten und Schleifen. Es unterscheidet sich jedoch dadurch, dass es einen elektrischen Strom anstelle von Schleifpartikeln verwendet, um den Prozess durchzuführen.

Maschinisten verwenden Drahterodieren, um Teile aus verschiedenen Materialien herzustellen, darunter Metalle, Verbundwerkstoffe und Kunststoffe. Der Prozess erzeugt präzisionsgefertigte Komponenten mit komplizierten Merkmalen und kleinen Toleranzen. Drahterodieren eignet sich besonders für die Herstellung von Hochleistungsteilen mit komplizierten Geometrien und geringen Größenunterschieden.

Wie funktioniert der Drahterodierprozess?

Beim Drahterodieren wird ein dünner Metalldraht durch elektrischen Strom geschmolzen, der dann zum Durchtrennen eines Werkstücks verwendet wird. Dieses Verfahren wird typischerweise für Hartmetalle verwendet, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu bearbeiten sind. Der geschmolzene Metalldraht wird von einem computergesteuerten System geführt und kann sehr präzise Formen und Muster schneiden.

Drahterodieren ist auch eine Alternative zum herkömmlichen Schleifverfahren und eine effizientere und wirtschaftlichere Methode zur Bearbeitung von Oberflächen als das Schleifen. Weil es weniger Energie verbraucht und länger hält. Auf diese Weise können Sie mehr Maschinen gleichzeitig betreiben, ohne sich Gedanken über eine Überhitzung oder einen Stromausfall für Kühlsysteme machen zu müssen.

Der andere Vorteil des Drahterodierens besteht darin, dass mehrere Gewinde in einem Durchgang erstellt werden, anstatt mehrere Durchgänge mit einem Schleifstein oder einer anderen Werkzeugmethode durchzuführen.

Welche Arten von Materialien können mit Drahterosion geschnitten werden?

Drahterodieren kann jedes leitfähige Material schneiden, einschließlich Stahl, Titan, Aluminium, Messing, Legierungen und Superlegierungen. Die Drahterodiertechnologie hat sich aufgrund ihrer Genauigkeit branchenübergreifend als Standard-Schneidverfahren etabliert.

EDM-Draht vereinfacht das Schneiden und Erstellen von Metallmaschinenteilen, Logos und anderen Objekten. Die Dicke, Abmessung und Länge des zu schneidenden Artikels bestimmt, wie viel EDM-Draht benötigt wird, um das Teil oder seinen Prototyp herzustellen.

Unterschiede zwischen EDM-Drahtschneiden und herkömmlichem EDM

Die Schneidtechnik ist ein wesentlicher Unterschied zwischen EDM-Drahtschneiden und herkömmlichem EDM. Beim Drahterodieren steuert ein CNC-Gerät, das den Draht auf einer dreidimensionalen Achse bewegen kann, die Erodiermaschine.

Dadurch können beim Drahterodieren kompliziertere Muster und kleinere Winkel als beim herkömmlichen EDM erzeugt werden. Die Drahterodiermaschine kann Metall bis zu einer Dicke von etwa 0,004 Zoll schneiden. Bei geringeren Dicken verdampft das Drahterodieren nur das Metall und vermeidet potenzielle Ablagerungen.

Aufgrund der entstehenden Funken muss der Schnitt jedoch beim konventionellen Erodieren dicker sein als der Draht selbst. So kann beim Drahterodieren der kleinste und präziseste Schnittweg erreicht werden, da die Stromschleife den Draht umgibt.

Die Vorteile des Drahterodierens

Aufgrund seiner kostengünstigen Eigenschaften ist die Funkenerosion ein gängiges Verfahren, das unter Zerspanern verwendet wird. Abgesehen von der Kosteneffizienz gibt es jedoch verschiedene andere Vorteile, die mit dem Verfahren einhergehen. Einige davon haben wir unten hervorgehoben:

Verbesserung der Produktionseffizienz

Die Elektroerosionsbearbeitung kann eine hohe Produktionseffizienz mit der gleichen Genauigkeit und Präzision wie die manuelle Bearbeitung erreichen. Die Ausrüstung ist einfach zu bedienen und der Schneidprozess ist einfach, was sie für die Massenproduktion komplexer Produkte geeignet macht.

Die Funkenerosionsbearbeitung kann die Arbeitskosten reduzieren, indem die Anzahl der Arbeiter reduziert wird, die zum Erzielen ähnlicher Ergebnisse erforderlich sind. Um die Effizienz zu steigern, stapeln Maschinisten Chargen von Teilen, die zusammengeschnitten werden sollen.

Kein Schlagschneiden

Genau wie das Laserschneiden hat EDM kein Schlagschneiden, was es sicherer und kontrollierbarer macht als andere Bearbeitungsverfahren. Ein computergesteuertes Werkzeug kann die korrekte Bearbeitung des Teils ohne Beschädigung sicherstellen. Darüber hinaus wird die Oberfläche oder Struktur des Teils während des Schneidens nicht beeinträchtigt, wodurch es einfacher wird, die Glätte und Rundheit nach der Bearbeitung beizubehalten.

Großer Verarbeitungsbereich

Der Elektroerosionsprozess funktioniert bei allen Arten von Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden, einschließlich Aluminium- und Titanlegierungen. Es funktioniert auch gut in Nichteisenmaterialien wie Quarz und Glas.

Geringe Anforderungen an die Produktform

Die Elektroerosionstechnologie kann verschiedene Produkte in verschiedenen Formen und Größen herstellen. Da der Produktionsprozess so einfach und leicht zu bedienen ist, können Sie die Anforderungen an die Produktform reduzieren.

Erzielen Sie hohe Toleranzen

Elektroerosionsbearbeitung kann bei komplizierten Produkten wie elektronischen Komponenten, medizinischen Geräten und Flugzeugteilen hohe Toleranzen erzielen. Der Hochgeschwindigkeitsmotor im Inneren der Maschine kann sich schnell und präzise bewegen und gewährleistet, dass das Endprodukt von guter Qualität ist.

Die Grenzen der Drahterodierbearbeitung

Trotz seiner zahlreichen Anwendungen und Vorteile hat das Drahterodieren seine eigenen Mängel. Sie sind zwar nicht so viele wie letztere, könnten aber ein großes Hindernis darstellen. Einige dieser Nachteile sind:

Nur auf leitfähigen Materialien arbeiten

Aufgrund der beim Drahterodieren verwendeten Schneidmethode (Verwendung elektrischer Ladungen zum Abtragen von Material) kann es nur auf leitfähigen Materialien arbeiten. Das bedeutet, dass Materialien, die keinen freien Ladungsfluss zulassen, für dieses Verfahren nicht geeignet sind.

Prozess ist langsam

Ein entmutigender Faktor beim Drahterodieren ist die langsame Geschwindigkeit, mit der es auftritt. Das Problem ist auf den Draht zurückzuführen, der bei dem Verfahren verwendet wird. Ein Standard-Messingdraht kann dem Werkstück nur eine konstante Energiemenge zuführen, wodurch die Geschwindigkeit begrenzt wird, mit der der Bearbeitungsprozess erfolgen kann.

Nicht zum Abschneiden von Schläuchen geeignet

Die Verwendung von Bearbeitungsverfahren bei der Herstellung von Teilen wie medizinischen Schläuchen ist ziemlich alltäglich. Allerdings ist der Einsatz von Drahterodieren in solchen Prozessen nicht so ratsam. Dies liegt daran, dass der Prozess ein enormes Risiko für die Unversehrtheit des Schlauchs darstellt. Die Verwendung von Drahterosion könnte eine Delle im Rohr verursachen und das gesamte Teil mit einer rauen Endoberfläche hinterlassen, wodurch das Teil in einigen Fällen unbrauchbar wird.

Anwendungen des Drahterodierens

Drahterodieren ist ein Schneidverfahren, das in der zerspanenden Industrie als Standard gilt. Dies liegt an seiner Eignung für die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien und seinen zahlreichen Anwendungen. Beispiele für seine Anwendungen sind:

Herstellung dicker Teile 

Die Drahterodierbearbeitung eignet sich besonders für die Herstellung dicker Teile. Beispielsweise können bei der Herstellung von großen Blechen viele Schweißnähte mit geringem Energieaufwand geschnitten werden. Dadurch lassen sich in großem Umfang Zeit und Kosten einsparen.

Schneiden komplexer Formen und schmaler Schlitze

Neben der Herstellung dicker Teile kann die Drahterodiermaschine komplexe Formen und schmale Schlitze mit hoher Genauigkeit schneiden. Wenn Sie beispielsweise ein Loch in ein Blechprodukt schneiden möchten, müssen Sie die Dicke und Breite Ihres Produkts genau messen, bevor Sie mit der Arbeit beginnen.

Dann müssen Sie berechnen, wie viel Material Sie zum Ausschneiden benötigen, was zu erheblichen Einbußen bei der Produktionseffizienz führt. Um dieses Problem zu vermeiden, werden sie mithilfe von CAD-Software (Computer Aided Design) entworfen und mit einer Drahtentladungsmaschine hergestellt.

Formen empfindlicher Materialien

Drahterodieren ist aufgrund seiner extremen Präzision und Wiederholbarkeit ideal zum Formen empfindlicher Materialien. Das hohe Maß an Kontrolle, das die Maschine bietet, ermöglicht es dem Bediener, den Werkzeugweg zu manipulieren, um eine Vielzahl von Formen und Mustern bereitzustellen.

Formen von Teilen, die extreme Toleranz erfordern

Die Drahterodierbearbeitung ist auf eine große Anzahl von Teilen mit extremen Toleranzen anwendbar. Die Maschine kann hochpräzise und wiederholbare Muster mit hoher Wiederholbarkeit produzieren, was bedeutet, dass die Produktionskosten minimal sind, während die Qualität maximiert wird.

Schlussfolgerung

Drahterodieren ist ein vielseitiges und präzises Bearbeitungsverfahren, mit dem komplexe Formen und Geometrien erstellt werden können. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik eingesetzt, wo Teile enge Toleranzen einhalten müssen. Drahterodieren kann auch zur Herstellung von Prototypen oder Einzelteilen verwendet werden. Wir hoffen, dass Sie in diesem Artikel Drahterodieren jetzt besser verstehen.

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Häufig gestellte Fragen

Was sind die Vorteile von Drahterodieren gegenüber herkömmlichem Erodieren?

Drahterodieren erzeugt Muster oder Designs, die mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen nur schwer herzustellen wären. Da zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück kein direkter physischer Kontakt besteht, kann diese Technik an empfindlichen Teilen und weichen Materialien arbeiten.

Was ist der Unterschied zwischen Drahterodieren und Laserschneiden?

Beim Laserschneiden wird ein leistungsstarker Wärmestrahl zum Schneiden von Materialien verwendet, während beim Drahterodieren die elektrische Erosion von einem Draht verwendet wird.

Warum ist Drahterodieren in der Branche so beliebt geworden?

Es ist aus verschiedenen Gründen beliebt. Erstens kann EDM elektrisch leitfähiges Material schneiden und wärmebehandelte und gehärtete Werkstücke bearbeiten. Außerdem kann es komplexe und anspruchsvolle Features schnell schneiden und kostengünstig erstellen. Schließlich kann es eine einfache und gratfreie Konstruktion dünner und zerbrechlicher Teile schaffen.

Ist Drahterodieren eine CNC-Maschine?

CNC steht für Computer Numerical Control und bezieht sich auf Bearbeitungswerkzeuge, die durch einen Computer gesteuert werden. Wire EDM passt zu dieser Beschreibung und qualifiziert sich daher als CNC-Maschine.