Die Evolution der CNC-EDM: Transformation der Präzisionsfertigung

Dieser Artikel behandelt die Geschichte der EDM, der Draht-EDM und die Entwicklung der Funkenerosion.

Doch wie bei jedem Handwerk, das Menschen gehört, hat der Besitz spezieller Fähigkeiten und Bearbeitungsergebnisse die Bewunderung von Unternehmern und Staatsführern, die hohe Produktivität und Wiederholgenauigkeit anstreben, nicht erregt.

Um dieses Hindernis zu überwinden, entwickelten Menschen CNC-Maschinen und wandten sie auf diverse Werkzeugmaschinen an, einschließlich Funkenerosionsmaschinen (EDM), auch bekannt als Funkenerosion, Drahterosion, Senkerosion, Drahtbrennen oder Drahterosion. Dies ist ein Fertigungsverfahren, das Entladungen nutzt, die meist Funken erzeugen, um die Zielform zu erhalten.

Numerische Steuerung (NC) für Funkenerosionsmaschinen

Bei NC-gesteuerter EDM-Bearbeitung werden unerwünschte Werkstückmaterialien durch eine Reihe sich schnell wiederholender Stromstöße über Draht-EDM unter Bedienerüberwachung vom Werkstück entfernt.

In der Draht-EDM-Anordnung heißt eine Elektrode Werkzeugelektrode, die andere Werkstückelektrode. Der Bearbeitungsprozess wird durch Werkzeug und Werkstück bestimmt, die sich nicht tatsächlich berühren, und vermeidet so viele häufige Hörprobleme, die durch traditionelle Metallbearbeitungsmaschinen statt Draht-EDM verursacht werden.

Funkenerosion war in alten Tagen schwer manuell zu steuern, aber mit dem NC-System lässt sie sich leichter erreichen.

CNC-Drahtschneid-EDM Funkenerosionsmaschinen

Nach dem numerischen Steuerungszeitalter brachte die Computerentwicklung in den 1990er Jahren eine reife CNC-Ära, die der Metallbearbeitungsindustrie eine neue Bearbeitungsära brachte.

Obwohl die meisten CNC-Maschinen von spezifischen Systemen wie Siemens, Mitsubishi, Fanuc gesteuert werden, wird das Steuerungssystem von EDM-Maschinen nicht vom Controllertyp dominiert, sondern vom PLC-System.

Heute gibt es viele CNC-Draht-EDM-Typen. In diesem Artikel besprechen wir einen in der Haushaltsgeräte-, Filternetz-, 3C-Konsumelektronik- und anderen Kleinteilefertigung weit verbreiteten Typ. Funkenerosion kann auf noch breiterem Spektrum angewendet werden, aber der vorliegende Artikel fokussiert spezifische Anwendungen.

Funkenerosionsmaschinen in der UdSSR

In der Sowjetzeit war die Entwicklung der Draht-EDM ein Erfolg und brachte enorme technologische Fortschritte. Draht-EDM-Maschinen erschienen Ende der 1960er Jahre, um gehärteten Stahl für Werkzeuge und Formen zu bearbeiten.

Die früheste numerisch gesteuerte (NC) Maschine war eine Umrüstung einer Lochband-Vertikalfräsmaschine. Ende der 1960er Jahre fertigte die Sowjetunion das erste kommerzielle CNC-Werkzeugmaschinenmodell in Russland – eine Draht-EDM. In dieser Periode war die EDM-Geschichte auch Geschichte von Luftfahrt, Militär, Verteidigung und Automobilbearbeitung, die sich positiv entwickelten.

David H. Dulebohns Team entwickelte eine Maschine für Fräs- und Schleifmaschinen von Andrew H. Dulebohn bei Andrew Engineering Company in den 1960ern. Später wurde eine Meisterzeichnung von einem CNC-Plotter erzeugt, um Genauigkeit, Präzision und Wiederholgenauigkeit zu verbessern.

Anfang der 1970er Jahre wurde eine Draht-EDM-Maschine mit CNC-Plottern und optischer Drahtverfolgertechnologie produziert. Seither nutzte Dulebohn denselben Plotter, programmiert zur direkten Steuerung des CNC-Plotters an die EDM-Maschine, und fertigte 1976 die erste CNC-EDM-Maschine, die große Bearbeitungsbequemlichkeit im Metallbausektor basierend auf Funkenerosion bot.

Automatisierung in EDM integriert

Nach Einführung der CNC-gesteuerten Drahtschneid-Funkenerosion in kommerzielle Anwendungen in der EDM-Geschichte hat die Anwendung in den letzten zwei Jahrzehnten durch technologischen Fortschritt substantial Fortschritte gemacht.

Mit Einführung automatisierter Mechanismen im vergangenen Jahrzehnt wurde der Vorschub von EDM-Maschinen signifikant erhöht, und die Oberflächengüte kann gut per Programm gesteuert werden.

CNC-Draht- & Senkerodier-EDM

Neben Drahtschneid-EDM ist Senkerodier-EDM ein beliebter Typ, der viele andere Bearbeitungsbedürfnisse erfüllen kann. Vor Ende des Zweiten Weltkriegs in den 1940ern, als zwei russische Wissenschaftler, B. R. Lazarenko und N. I. Lazarenko, beauftragt wurden, Methoden zur Verhinderung der Korrosion von Wolframelektrischen Kontakten durch Funkenwirkung zu erforschen, lässt sich die Entwicklung des Senkerodierens bis in die frühen Tage der EDM-Entwicklung zurückverfolgen.

Sie scheiterten an dieser Aufgabe, aber ihre Leistungen trugen zur Technologie bei. Wissenschaftler fanden tatsächlich, dass die Korrosion in bestimmten spezifischen Umgebungen präziser kontrolliert werden kann, was folgende Experimente stark inspirierte.

Diese Entdeckung veranlasste sie, EDM-Maschinen für die Bearbeitung harter Materialien wie Wolfram zu erfinden. Der Name der Lazarenko-Maschine ist R-C-Maschine, benannt nach dem Widerstandskondensatorschaltkreis zum Laden der Elektroden. Diese Benennung ist in der EDM-Geschichte wohlbekannt.

Gleichzeitig gab es in den USA eine unabhängige, gut entwickelte Situation. Ein amerikanisches Team bestehend aus Harold Stark, Victor Harding und Jack Beaver entwickelte erfolgreich eine EDM-Maschine zum Entfernen abgebrochener Bohrer und Gewindebohrer in Aluminiumguss.

Das amerikanische Team nutzte zunächst schwache elektrische Ätzwerkzeuge für Maschinen. Da sie zunächst nicht sehr erfolgreich waren, wechselten sie später zu dieser Methode. Danach konnten Stark, Harding und Beaver Maschinen 60 Funken pro Sekunde erzeugen – ein technologischer Durchbruch in der EDM-Geschichte damals.

Heute nutzen EDM-Maschinen basierend auf ihrem Design Vakuumröhrenschaltungen. Wir können tausende Funken pro Sekunde erzeugen, was die Schneidgeschwindigkeit stark erhöht und enorme Potenziale und Produktivität für Unternehmer weltweit bringt.