Was ist ein CNC-Drahtschnitt?

Anstatt das Material zu schneiden, schmilzt oder verdampft das EDM es, wodurch relativ kleine Späne erzeugt werden und eine sehr genaue Schnittlinie entsteht. Die Akzeptanz in der Industrie hat zu einer Vielzahl von EDM-Anwendungen geführt, da es sehr vielseitig ist, Hartmetalle schneiden kann und einen relativ kleinen Arbeitsraum benötigt.

Unterschiede zwischen Drahterodieren und konventionellem Erodieren

Es gibt zwei Haupttypen von EDM-Maschinen:konventionell oder Senkerodiermaschinen und Draht- oder Schneidemaschinen. Traditionelles EDM, wie oben beschrieben, verwendet das Werkzeug, um den elektrischen Strom zu verteilen. Dieses Werkzeug, die Kathode, läuft entlang des Metallstücks, der Anode, und der elektrische Strom reagiert, um das Metall zu schmelzen oder zu verdampfen. Durch die Einwirkung eines Dielektrikums, meist eines Kohlenwasserstofföls, in das sowohl die Kathode als auch das Werkstück eingetaucht werden, werden die dabei entstehenden feinen Späne vom Bauteil weggespült.

Beim Drahterodieren (oder WCEDM) wird der elektrifizierte Strom durch einen gespannten dünnen Draht abgeführt, der als Kathode wirkt und entlang des gewünschten Schnittpfads oder Spalts geführt wird. Das Dielektrikum wird in diesem Fall – normalerweise deionisiertes Wasser – während seiner Dauer durch den Einschnitt geleitet, was wiederum dazu dient, Partikel wegzutreiben und Funken zu kontrollieren. Der dünne Draht ermöglicht präzise Schnitte mit engen Lücken (normalerweise ~ 0,015 Zoll, mit feineren Schnitten verfügbar) und möglichen Toleranzen von +/- 0,0001 Zoll. Diese verbesserte Präzision ermöglicht komplexe dreidimensionale Schnitte und produziert hochpräzise Stempel, Matrizen und Abstreifplatten.

Drahtschneide-EDM-Geräte sind computergesteuerte (CNC) Instrumente, die den Draht auf einer dreidimensionalen Achse steuern können, um eine größere Flexibilität zu bieten. Gerade Schnitte werden durch Ändern der x-y-Koordinaten des Messers ausgeführt, und komplexere Schnitte werden durch Hinzufügen einer Bewegungsachse zu den Drahtführungen erzielt. Sowohl vier- als auch fünfachsige Drahterodiermaschinen und Dienstleistungen sind verfügbar. Während herkömmliches EDM nicht immer enge Ecken oder sehr komplexe Muster erzeugen kann, ermöglicht die erhöhte Präzision des Drahterodierens komplexe Muster und Schnitte. Darüber hinaus ist die Drahterodiermaschine in der Lage, Metalle mit einer Dicke von bis zu 0,004 Zoll und einer Dicke von über 16 Zoll routinemäßig zu schneiden, wobei dickere Abschnitte möglich sind.

Ein ED-Draht mit einer bestimmten Materialstärke verdampft einfach das Metall und eliminiert so jede mögliche Kontamination. Der WCEDM-Draht gibt von allen Seiten Funken ab, was bedeutet, dass der Schnitt dicker sein muss als der Draht selbst. Mit anderen Worten, da der Draht von einem Stromring umgeben ist, ist der kleinste und genaueste mögliche Schnittpfad der zusätzliche Durchmesser des Rings und des Drahts; Techniker können diese zusätzliche Dimension leicht unterbringen. Die Hersteller produzieren immer dünneren Draht, um kleinere Schnittfugen und noch feinere Präzision zu ermöglichen.

Drahtschnitt-EDM-Anwendungen

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit verwenden Hersteller Erodiermaschinen für eine Vielzahl von Anwendungen. Da mit diesem Verfahren sehr kleine Teile geschnitten werden können, ist es oft die ideale Wahl für die Herstellung kleiner, sehr detaillierter Teile, die normalerweise für andere Bearbeitungsoptionen zu empfindlich wären. Darüber hinaus ist das Verfahren für Kleinseriendesigns kostengünstig und kann sich für das Prototyping als vorteilhaft erweisen, selbst wenn das tatsächliche Design anders ausgeführt wird.

Bitte beachten Sie, dass sich der Draht dabei ständig bewegt und nicht wiederverwendet werden kann. Infolgedessen können Kupfer-, Messing- oder andere Metalldrähte kilometerlang sein, was die Kosten des Prozesses erhöht. Das Verfahren ist zwar kraft- und damit gratfrei und kann bei empfindlichen Gegenständen angewendet werden, jedoch besteht durchaus die Möglichkeit thermischer Belastungen.

Die meisten Drahterodiervorgänge beginnen mit einem groben Schnitt mit einer ziemlich hohen Vorschubgeschwindigkeit und einem hohen dielektrischen Fluss. Nachfolgende Entfettungsdurchgänge erfordern kleinere Schnitte mit reduziertem dielektrischem Fluss, um eine Toleranz der fertigen Oberflächen zu erreichen. Der reduzierte dielektrische Fluss verhindert eine Verzerrung des Drahtes während dieser Übergänge.

Schnitte, die nicht an der Kante des Teils beginnen (z. B. Löcher), müssen vorgebohrt werden, damit der Draht hindurchgeführt werden kann. Viele Drahterodiermaschinen verfügen zu diesem Zweck über kleine Lochbohrelektroden, die es ermöglichen, Startlöcher in gehärtetem Stahl ohne den Einsatz herkömmlicher Bohrer herzustellen. Bohrer für kleine Löcher verwenden typischerweise eine EDM-Elektrode, die in einem rotierenden Dorn montiert ist, wobei ein Dielektrikum durch die Elektrode gepumpt wird, um das Loch zu spülen. Der Vorgang des Bohrens kleiner Löcher in einem gehärteten Material mit eigenständigen EDM-Bohrern wird manchmal als Pop-up-Loch bezeichnet.

Vorteile

Der Hauptvorteil einer Drahterodiermaschine gegenüber einer herkömmlichen Erodiermaschine besteht darin, dass der kontinuierliche Drahtvorschub den Verschleiß minimiert, der bei einer stationären Elektrode auftritt. Eine Drahterodiermaschine kann jedoch viel Draht verbrauchen, was die Kosten erhöht. Viele Drahterodiermaschinen sind selbstschneidend, sodass der Prozess bei einem Drahtbruch nahezu kontinuierlich fortgesetzt werden kann.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die Möglichkeit, Teile nach der Wärmebehandlung zu schneiden, wodurch die Möglichkeit einer Verformung durch die Nachbehandlung ausgeschlossen wird. Da das Drahterodieren außerdem keinen Druck auf das Werkzeug auf dem Werkstück ausübt, lassen sich kleine, empfindliche Teile leicht bearbeiten. Die Befestigungsanforderungen sind im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsverfahren minimal. Sehr feine Oberflächen sind möglich.

Einschränkungen

Im Vergleich zu vielen Bearbeitungsverfahren ist EDM ein langsamer Prozess, obwohl die Geschwindigkeiten im Laufe der Jahre aufgrund des technologischen Fortschritts gestiegen sind. Die Produktivität kann gesteigert werden, indem identische Teile gestapelt und alle auf einmal geschnitten werden. Mehrkopfmaschinen sind verfügbar, um mehrere identische Teile gleichzeitig zu schneiden. Da das Drahterodieren ein thermischer Prozess ist, können Spannungen auf das Werkstück übertragen werden.

Obwohl die Wartung relativ einfach durchzuführen ist, kann die Wartung von Drahterodiermaschinen anspruchsvoller sein als die, die für herkömmliche Werkzeugmaschinen erforderlich ist. Verbrauchsmaterialien können auch teurer sein. Diese Kosten können manchmal durch die Tatsache gemildert werden, dass fast alle Drahterodiermaschinen für den unbeaufsichtigten Betrieb ausgelegt sind, abgesehen vom Be- und Entladen. Das Fehlen von Graten an den fertigen Teilen kann auch Arbeit oder Zeit sparen, indem der Entgratungsschritt entfällt.