Einführung in die Funkenerosion

Zwei stromleitende Teile (Elektrode/Werkstück), angeschlossen an eine Gleichspannungs-Stromquelle, sind in einer isolierenden Flüssigkeit aufgespannt. Wird die Stromquelle eingeschaltet baut sich eine elektrische Spannung zwischen diesen Teilen auf (Plus/Minus Pol).

Verringert man den Abstand zwischen den Teilen bis auf eine gewisse Distanz entlädt sich die Spannung und ein Funke springt über. Wo dieser Funke auftrifft wird das Metall geschmolzen. Unzählige solcher Funken, einer nach dem anderen (niemals gleichzeitig) brennen die gewünschte Form in das Material. Mehrere hunderttausend Funken pro Sekunde sind notwendig für eine effiziente Erosion.

Zwei EDM-Verfahren

Die Senkerosion

Bei der Senkerosion wird die gewünschte Form mit einer dreidimensionalen Elektrode im Werkstück abgebildet. Durch überlagerte Bewegungen in den Achsen x, y, c, z erzeugt man unterschiedlichste Formen, Kavitäten und Hinterschnitte wie sie zum Teil mit keinem anderen Bearbeitungssystem erreicht werden können.

Die Schneiderosion

Beim Schneiderodieren wird Material mit einem speziellen Draht geschnitten. Wobei der Draht eine vorprogrammierte Strecke abfährt. Überlagerte Bewegungen der oberen und unteren Drahtführung erlauben Hinterschnitte oder konische Flächen mit höchster Genauigkeit und feinsten Oberflächenqualitäten.

Starke Technologie

Die Leistung der heutigen Anlagen sind extrem: hohe Abtragsgeschwindigkeit, leistungsfähige Automation, Verkettung und Speicherung langer Arbeitszyklen sowie praktisch eine hundertprozentige Überwachung des Prozesses sichern eine unüberwachte Fertigung.

Einführung in das Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsfräsen

Hochgeschwindigkeitsfräsen (High Speed Cutting – HSC)

Als typischer Anwendungsfall gilt bei dieser Technologie die Bearbeitung komplexer 3-dimensionaler Geometrien. Eine spezifische Kenngrösse ist dabei die erzeugte Werkstückoberfläche pro Zeiteinheit (cm2/min). NC-Programme liefern die Geometrieinformation in Form von Raumkoordinaten oder Vektoren. Die durch die Maschinensteuerung zu verarbeitende Datenmenge ergibt sich aus den Punktabständen und der programmierten Vorschubgeschwindigkeit. Mit wachsender Vorschubgeschwindigkeit erhöhen sich die Anforderungen an die Rechenleistung und die Intelligenz der Steuerung. Zum Einsatz kommen Hochfrequenzspindeln. Typische Werkzeuge sind Kugelkopffräser, Schaftfräser und Torusfräser aus Vollhartmetall.

Hochleistungsfräsen (High Performance Cutting – HPC)

Im Gegensatz zum Hochgeschwindigkeitsfräsen werden bei dieser Technologie vorwiegend 2-dimensionale Geometrien bearbeitet. Über die Zustelltiefe ap, die Zustellbreite ae und die Vorschubgeschwindigkeit lässt sich das relative Spanvolumen pro Zeiteinheit (cm3/min) errechnen. Das Verfahren ist besonders geeignet für den Abtrag von grossen Materialvolumina oder die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien. Dazu sind Spindeln mit hoher Leistung und grossem Drehmoment erforderlich. Zum Einsatz kommen in erster Linie Messerköpfe, spezielle Schaftfräser, Bohrer und Sonderwerkzeuge.

Die vorangehende Definition orientiert sich an den extremen Ausprägungen der Verfahren. In der Realität ist die Grenze zwischen Hochgeschwindigkeitsfräsen (HSC) und Hochleistungsfräsen (HPC) oft fliessend. Die Analyse von Anwendungsfall und Umfeld entscheidet im Regelfall welcher Prozess das optimale Arbeitsergebnis erwarten lässt.