Was ist Funkenerosion (EDM)?

Was ist Funkenerosion (EDM)?

Elektroerosionsbearbeitung (EDM) ist ein nicht herkömmlicher Bearbeitungsprozess, der auf dem Entfernen von Material von einem Teil durch eine Reihe wiederholter elektrischer Entladungen zwischen Werkzeugen, Elektroden genannt, und dem zu bearbeitenden Teil in Gegenwart einer dielektrischen Flüssigkeit basiert. P>

Funkenerosion (EDM), auch Funkenerosion, Senkerodieren, Drahtbrennen oder Drahterosion genannt, ist ein Metallherstellungsverfahren, bei dem eine gewünschte Form durch elektrische Entladungen (Funken) erreicht wird.

Material wird vom Werkstück durch eine Reihe von schnell wiederkehrenden Stromentladungen zwischen zwei Elektroden entfernt, die durch eine dielektrische Flüssigkeit getrennt und einer elektrischen Spannung ausgesetzt sind.

Eine der Elektroden wird als Werkzeugelektrode oder einfach als Werkzeug oder Elektrode bezeichnet, während die andere als Werkstückelektrode oder Werkstück bezeichnet wird. Der Prozess hängt davon ab, dass Werkzeug und Werkstück keinen physischen Kontakt haben.

Wenn die Spannung zwischen den beiden Elektroden erhöht wird, wird die Intensität des elektrischen Felds im Volumen zwischen den Elektroden größer, was einen dielektrischen Durchschlag der Flüssigkeit verursacht und einen Lichtbogen erzeugt.

Dadurch wird das Material von den Elektroden abgetragen. Sobald der Strom stoppt (oder gestoppt wird, je nach Typ des Generators), wird das neue flüssige Dielektrikum in das Zwischenelektrodenvolumen befördert, wodurch ermöglicht wird, dass die festen Partikel (Schutt) weggetragen werden und die isolierenden Eigenschaften des Dielektrikums erhalten bleiben wiederhergestellt.

Das Hinzufügen von neuem flüssigem Dielektrikum in das Volumen zwischen den Elektroden wird allgemein als Spülen bezeichnet. Nach einem Stromfluss wird die Spannung zwischen den Elektroden auf den Wert vor dem Durchbruch wiederhergestellt, so dass ein neuer flüssiger dielektrischer Durchbruch auftreten kann, um den Zyklus zu wiederholen.

Funktion der EDM-Maschine

Electrical Discharge Machining (EDM) ist ein kontrolliertes Metallabtragungsverfahren, das verwendet wird, um Metall mittels elektrischer Funkenerosion zu entfernen. Bei diesem Verfahren wird ein elektrischer Funke als Schneidwerkzeug verwendet, um das Werkstück zu schneiden (erodieren), um das fertige Teil in die gewünschte Form zu bringen.

Der Metallentfernungsprozess wird durchgeführt, indem eine pulsierende (EIN/AUS) elektrische Ladung von Hochfrequenzstrom durch die Elektrode an das Werkstück angelegt wird. Dies entfernt (erodiert) sehr kleine Metallstücke vom Werkstück mit kontrollierter Geschwindigkeit.

EDM-Prozess

EDM-Funkenerosion ist dasselbe wie ein elektrischer Kurzschluss, der ein kleines Loch in ein Metallstück brennt, das es berührt. Beim EDM-Verfahren müssen sowohl das Werkstückmaterial als auch das Elektrodenmaterial elektrisch leitend sein.

Der EDM-Prozess kann auf zwei verschiedene Arten verwendet werden:

• Eine vorgeformte oder geformte Elektrode (Werkzeug), meist aus Graphit oder Kupfer, wird in die Form des abzubildenden Hohlraums gebracht. Die geformte Elektrode wird vertikal nach unten geführt und die umgekehrte Form der Elektrode wird in das feste Werkstück erodiert (eingebrannt).
• Eine sich kontinuierlich bewegende vertikale Drahtelektrode mit dem Durchmesser einer kleinen Nadel oder weniger wird vom Computer gesteuert, um einem programmierten Weg zu folgen, um einen schmalen Schlitz durch das Werkstück zu erodieren oder zu schneiden, um die erforderliche Form zu erzeugen.

Arten von Erodiermaschinen

1. Draht- oder „Käseschneider“-EDM

Die Drahterodiermaschine verwendet eine Drahtelektrode und eine CNC-Bewegung, um die gewünschte Form oder Kontur zu erzeugen. Bei dieser Technik wird das leitfähige Material durch Funkenerosion entfernt, was das Hauptprinzip des EDM-Prozesses ist.

Der Draht läuft von einer Spule durch Präzisionsdrahtführungen, die von der CNC in Bewegung gesteuert werden. Mit Dielektrikum (deionisiertem Wasser) gespült, um sowohl den dünnen Draht zu kühlen als auch die erodierten Partikel zu entfernen, kann eine Drahterodiermaschine als eine sehr präzise und genaue Bandsäge angesehen werden.

2. Bohr- oder Loch-Popper-EDM

Diese Erodiermaschine wird verwendet, um kleine Löcher in ein Metallstück zu bohren. Die Maschine verwendet ein leitfähiges Rohr als Elektrode und einen nahtlosen Fluss von Dialektflüssigkeit durch und um diese Elektrode herum, um die verdampften Metalle auszuspülen.

Die Fähigkeit der Maschine, selbst in harten und exotischen Materialien genaue und präzise Löcher zu bohren, bleibt eine der zukunftsweisenden Fertigungsindustrien für die Entwicklung.

3. RAM oder Sinker EDM

Als älteste Form der EDM-Bearbeitung besteht das RAM-EDM aus einer speziell geformten Elektrode, die in ein Werkstück eingetaucht wird, um anspruchsvolle Schnitte und Blindformhohlräume zu erzeugen.

Wie der Name schon sagt, werden bei Senkerodiermaschinen sowohl das Werkstück als auch die Elektroden in die dielektrische Flüssigkeit (leichte und viskose Öle) getaucht und durch den korrekt angetriebenen Generator geleitet, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

EDM wird in der Fertigung verwendet

Mit seiner Fähigkeit, präzise und einzigartige Formen zu erzeugen, wurde EDM von vielen Branchen in ihren Herstellungsprozessen eingesetzt. Hier sind die gängigsten Anwendungsarten für EDM.

• Werkzeugbau: Matrizen sind Werkzeuge, die verwendet werden, um Materialien zu einem festen Produkt zu schneiden oder zu formen. EDM wird verwendet, um diese Matrizen herzustellen, trotz der Größe oder Gemeinsamkeit der benötigten Form.
• Formenbau: Formen sind Behälter, die Flüssigkeiten oder Substanzen in die Form des Behälters umwandeln. Die Dimension und Tiefe einer Form werden durch Erodieren erreicht.
• Bohren kleiner Löcher: Ohne EDM wäre das Bohren kleiner Löcher schwierig. Die Fähigkeit von EDM, kleine Formen genau zu erstellen, macht es ideal zum Bohren der genauen Größe der benötigten Löcher.
• Prototypenherstellung: Das EDM-Verfahren wird am häufigsten in der Formenbau-, Werkzeug- und Formenbauindustrie eingesetzt, wird jedoch zu einer gängigen Methode zur Herstellung von Prototypen und Produktionsteilen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Elektronikindustrie, in der die Produktionsmengen relativ gering sind.

Vorteile der Erodiermaschine

• Fähigkeit, komplexe Formen zu bearbeiten, die sonst mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen nur schwer herzustellen wären.
• Bearbeitung von extrem hartem Material mit sehr engen Toleranzen.
• Es können sehr kleine Werkstücke bearbeitet werden, bei denen herkömmliche Schneidwerkzeuge das Teil durch übermäßigen Schneidwerkzeugdruck beschädigen können.
• Es gibt keinen direkten Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück. Daher können empfindliche Abschnitte und schwache Materialien ohne wahrnehmbaren Verzug bearbeitet werden.
• Eine gute Oberflächenbeschaffenheit kann erzielt werden; durch redundante Nachbearbeitungswege kann eine sehr gute Oberfläche erzielt werden.
• Es können sehr feine Löcher erzielt werden.
• Kegelige Löcher können hergestellt werden.
• Rohr- oder Behälterinnenkonturen und Innenecken bis R 0,001″.

Nachteile der Erodiermaschine

• Schwierigkeit, erfahrene Maschinisten zu finden.
• Die langsame Geschwindigkeit des Materialabtrags.
• Mögliche Brandgefahr im Zusammenhang mit der Verwendung von brennbaren Dielektrika auf Ölbasis.
• Der zusätzliche Zeit- und Kostenaufwand für die Erstellung von Elektroden für das Ramm-/Senkerodieren.
• Das Reproduzieren scharfer Ecken auf dem Werkstück ist aufgrund des Elektrodenverschleißes schwierig.
• Der spezifische Stromverbrauch ist sehr hoch.
• Der Stromverbrauch ist hoch.
• „Overcut“ entsteht.
• Übermäßiger Werkzeugverschleiß tritt während der Bearbeitung auf.
• Elektrisch nicht leitende Werkstoffe können nur mit spezieller Prozesseinstellung bearbeitet werden.