CNC-Drahterodiermaschine: Spezifikationen, Kosten und Kaufratgeber für Formenbaubetriebe

Eine gehärtete D2-Stanzmatrize, ein Hartmetallstempel, ein Extrusionsmatrizeneinsatz – sobald diese Teile mit 58 bis 62 HRC aus dem Ofen kommen, ist das Fräsen beendet und das Schleifen wird langsam und teuer. Eine CNC-Drahterodiermaschine löst dieses Problem. Es entfernt Metall mit einer wandernden Drahtelektrode und einem Strahl entionisiertem Wasser und berührt das Werkstück niemals mit einem harten Werkzeug.

Die kurze Antwort kommt zuerst: Drahterodieren ist das richtige Verfahren, wenn Ihre Geometrie ein durchgehendes Profil oder eine gerade konische Form hat und die Toleranz enger als etwa ±0,01 mm ist. Es ist das falsche Verfahren für blinde Hohlräume mit 3D-Details, für großvolumige einfache Teile und für alles, was keinen Strom leitet. Im Rest dieser Seite erfahren Sie, wie Sie diese Fälle unterscheiden können, welche Spezifikationen tatsächlich darüber entscheiden, ob eine Maschine für Ihre Arbeit geeignet ist, und was Sie überprüfen sollten, bevor Sie eine Bestellung unterzeichnen.

Wie eine CNC-Drahterodiermaschine Metall entfernt

Bei einer Drahtmaschine ist die Elektrode eine Spule aus dünnem Draht – normalerweise 0,10 mm bis 0,33 mm dicker Messing- oder verzinkter Messingdraht oder Molybdändraht, wobei wiederverwendbarer Draht bevorzugt wird. Der Draht läuft von einer Vorratsspule durch Spannrollen, nach unten durch eine obere Führung und Spüldüse, durch das Werkstück und durch eine untere Führung unter dem Tisch heraus. Der Draht berührt niemals das Teil. Stattdessen überspringt ein kontrollierter Funke den Spalt zwischen Draht und Werkstück in einem Strom entionisierten Wassers, der die Rückstände wegspült und den Schnitt stabil hält.

Da der Draht beim Schneiden erodiert, ist die Schnittfuge immer breiter als der Draht selbst. Als Arbeitszahl gilt, dass ein Schruppdurchgang auf jeder Seite einen Spalt von etwa 0,03 mm öffnet, sodass ein 0,25-mm-Draht einen Schlitz von etwa 0,31 mm hinterlässt. Dieselbe Lücke erklärt, warum Drahterodieren keine scharfen Innenecken erzeugen kann: Der kleinste Radius, den das Verfahren erreichen kann, ist der Drahtradius plus Funkenstrecke.

Die meisten Maschinen beenden den Vorgang dann mit mehreren Durchgängen. Ein Schruppdurchgang mit hoher Energie entfernt den Großteil des Materials schnell, und zwei bis vier Schlichtdurchgänge mit niedriger Energie bringen die Oberfläche auf die erforderliche Rauheit und entfernen die durch den Schruppfunken zurückgebliebene Neugussschicht. Maschinen, die mehr Durchgänge mit feineren Energieschritten steuern, halten engere Toleranzen ein und machen häufig einen zweiten Endbearbeitungsvorgang überflüssig. In preissensiblen Märkten ist wiederverwendbarer Molybdändraht in Kombination mit Multipass-Schneiden eine übliche Konfiguration, wie in der Lieferantenliteratur für diese Maschinenklasse beschrieben, da der Draht erneut eingefädelt und wiederverwendet werden kann, anstatt nach einem einzigen Durchgang entsorgt zu werden.

Die Spezifikationen, die darüber entscheiden, ob eine Maschine zu Ihrer Arbeit passt

Der Drahtdurchmesser legt Ihre kleinste Ecke fest

Beginnen Sie hier, denn diese Zahl bestimmt alles andere. Wenn Ihre Matrizen einen Innenradius von 0,1 mm haben, wird ein 0,33-mm-Draht diese niemals erzeugen, egal wie gut der Generator ist. Die Beziehung ist einfach genug, um sie auf der Rückseite eines Umschlags zu berechnen.

Der Kompromiss ist Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit. Dünnerer Draht schneidet langsamer, bricht leichter und erfordert eine feinere Spülung und bessere Drahtführungen. Wählen Sie den größten Durchmesser, den Ihre engste Ecke zulässt, und steigen Sie nur dann ab, wenn die Geometrie Sie dazu zwingt.

Verfahrweg, Tischlast und Z-Höhe

Ermitteln Sie den größten Teil, den Sie schneiden möchten, addieren Sie die Vorrichtung und den Düsenabstand und überprüfen Sie dann den Z-Hub – nicht nur den X- und Y-Weg. Eine Maschine, die auf die Platte passt, aber nicht auf die Vorrichtung, bleibt im Leerlauf. Die Tischbelastung wird relevant, sobald Sie einen Stapel kleiner Teile oder einen schweren Matrizenblock in einer Aufspannung schneiden.

Taper-Fähigkeit

Eine Zwei-Achsen-Maschine schneidet nur gerade Wände. Ein ±15°-Kegelkopf deckt Matrizenfrei- und Entformungsschrägen ab; ±30° bewältigt die meisten Extrusions- und Injektionsarbeiten. Der Kegelwinkel wird immer bei einer bestimmten Werkstückhöhe angegeben und der nutzbare Winkel nimmt ab, je höher das Teil wird. Fragen Sie daher nach dem Kegeldiagramm und nicht nach der Überschrift.

Generator, Passkontrolle und Anti-Elektrolyse

Der Generator entscheidet über die Schnittgeschwindigkeit, die Oberflächenbeschaffenheit und die Dicke der Nachgussschicht. Prüfen Sie, wie viele Durchgänge die Steuerung unterstützt, ob Parameter für die Material- und Drahtkombination automatisch ausgewählt werden und ob die Maschine Anti-Elektrolyse-Einstellungen bietet. Diese Einstellungen sind wichtig, wenn Sie Hartmetall oder gesinterten Werkzeugstahl schneiden, bei dem der Kobaltbinder im Dielektrikum anfällig für Angriffe ist.

Automatisierung

Automatisches Ein- und Wiedereinfädeln des Drahtes, ein Drahtzerhacker, Tauchschneiden und unbeaufsichtigter Neustart nach einem Drahtbruch sind die Funktionen, die darüber entscheiden, ob die Maschine über Nacht läuft oder morgens auf einen Bediener wartet.

Wo Drahterodieren seinen Platz verdient und wo nicht

Drahterodieren liegt am engen Ende des Toleranzbereichs. Es handelt sich um das Standardverfahren zum Prägen von Matrizen und Stempeln, progressiven Matrizenplatten, Extrusions- und Ziehmatrizen, Hartmetalleinsätzen, feinen Schlitzen, dünnen Wänden und kleinen Chargen gehärteter Luft- und Raumfahrt- oder Medizinteile, bei denen die Alternative darin besteht, das Bauteil zu glühen, zu bearbeiten und erneut zu härten, mit dem damit verbundenen Verzugsrisiko.

In einer Stanzerei läuft der Arbeitsablauf normalerweise auch umgekehrt ab: Das Profil wird auf einem vertikalen Bearbeitungszentrum geschruppt, wobei 0,2 bis 0,5 mm Material übrig bleiben, das Teil wird zur Wärmebehandlung geschickt und dann auf der Drahtmaschine fertiggestellt. Bei diesem Vorbearbeitungsschritt geht es nicht darum, harten Stahl zu schneiden, sondern darum, den Großteil des Materials zu entfernen, während der Block noch weich, billig und leicht zu schneiden ist, sodass der Draht nur den letzten Durchgang machen muss.

Wirtschaftliches vertikales Bearbeitungszentrum VMC EV850 Als Vorbearbeitungsoption für Drahterodier-Arbeitsabläufe entfernt dieses wirtschaftliche vertikale Bearbeitungszentrum Massenmaterial vor der Wärmebehandlung und der Endbearbeitung des Drahtes. Produkt anzeigen →

Drahterodieren ist in drei Situationen die falsche Antwort. Blinde Hohlräume mit 3D-Form sind für einen Draht physikalisch unerreichbar. Einfache Profile in großen Stückzahlen lassen sich schneller und kostengünstiger fräsen. Bei sehr tiefen, schmalen Schnitten kommt es zu einer schlechten Spülung, was den Schnitt verlangsamt und den Drahtbruch erhöht. Daher verdienen dünne, hohe Rippen und ungünstige Stapelungen einen Testschnitt, bevor Sie sich überhaupt auf den Prozess einlassen.

Drahterodieren und Senkerodieren sind keine Konkurrenten

Viele Erstkäufer gehen davon aus, dass sie sich zwischen den beiden Erodierverfahren entscheiden müssen. In der Praxis betreiben die meisten Formenbaubetriebe beide Systeme, da sie gegensätzliche Probleme lösen. Bei durchgehenden Profilen und scharfkantigen Öffnungen ist Drahterodieren unschlagbar. Senkerodieren ist die einzige Möglichkeit, einen blinden Hohlraum, eine Rippe oder eine 3D-Form in einen gehärteten Block zu brennen. Wenn Sie die beiden immer noch abwägen, ist dieser Vergleich von Drahterodieren und Senkerodieren klärt die Frage in zehn Minuten.

Für Arbeiten in Blindkavitäten ist der Begleiter einer Drahtmaschine ein Senker. A CNC-Senk-Erodiermaschine brennt den Hohlraum mit einer geformten Elektrode und erreicht Details, die kein Draht erreichen kann, weshalb die beiden normalerweise als Paar und nicht als Ersatz füreinander gekauft werden.

CNC 650 EDM Senkerodiermaschine Eine begleitende Senkerodiermaschine für blinde Hohlräume, platziert neben Drahtmaschinen für Arbeitsabläufe in der Stanzerei, die geformte Elektrodendetails erfordern. Produkt anzeigen →

Die Elektrode muss zunächst bearbeitet werden

Ein Senkkörper ist nur so gut wie die Elektroden, mit denen er brennt. Graphitrohlinge werden in Form gefräst, bevor sie den EDM-Tank erreichen, und für diese Arbeit ist eine Maschine erforderlich, die für den Staub und den Verschleiß ausgelegt ist. Graphitgravur- und -fräsmaschinen verfügen über höhere Spindelgeschwindigkeiten, versiegelte Führungsbahnen und eine spezielle Staubabsaugung, sodass die Elektrodengeometrie, die die Spindel verlässt, die Geometrie ist, die in die Matrize eingebrannt wird.

NE6050 Graphitgravur- und Fräsmaschine Graphitbearbeitungsoption zur Vorbereitung geformter Elektroden vor der Senkerodiermaschine zur Unterstützung von Arbeitsabläufen in der Werkzeugwerkstatt, bei denen es auf die Elektrodengeometrie ankommt. Produkt anzeigen →

Kaufcheckliste und laufende Kosten

Eine Drahterodiermaschine wird danach beurteilt, was sie nach acht Stunden Schneiden hält, und nicht nach der Zahl, die in der Broschüre angegeben ist. Verwenden Sie diese Liste, wenn Sie eine Maschine bewerten:

1. Fordern Sie einen Testschnitt an Ihrem eigenen Material mit Ihrer eigenen Geometrie an und messen Sie das Ergebnis – kein vom Lieferanten angefertigtes Demoteil.
2. Überprüfen Sie die Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit, nachdem die Maschine eine volle Schicht lang gelaufen ist, nicht im kalten Zustand.
3. Bestätigen Sie, wie viele Durchgänge die Steuerung unterstützt und ob die Parameter automatisch ausgewählt oder manuell eingegeben werden.
4. Überprüfen Sie das automatische Einfädeln des Drahtes, das erneute Einfädeln nach einer Unterbrechung und ob der Drahtschneider den gebrauchten Draht ohne die Aufmerksamkeit des Bedieners handhabt.
5. Bewerten Sie die Verbrauchsmaterialien vor dem Kauf: Kabel, Filter und Harz, Aufbereitung für deionisiertes Wasser, Kabelführungen, Düsen sowie die Strom- und Kühllast.
6. Erkundigen Sie sich, wer die Maschine vor Ort wartet, wie hoch die Ersatzteilvorlaufzeit für Führungen, Düsen, Pumpen und die Steuerung ist und ob eine Ferndiagnose enthalten ist.
7. Überprüfen Sie die Softwareseite – DXF-Import, Verschachtelung, Kegelprogrammierung und ob der Postprozessor mit der tatsächlichen Erstellung von Zeichnungen in Ihrer Werkstatt übereinstimmt.
8. Bestätigen Sie die Installationsanforderungen: Grundfläche, Fundament, Qualität der Wasserversorgung, Kontrolle der Umgebungstemperatur und Belüftung.

Keiner dieser Punkte erfordert eine größere Maschine. Sie benötigen eine Maschine, die für Ihre Teile spezifiziert wurde, und einen Lieferanten, der auch im dritten Jahr noch ans Telefon geht.

Häufig gestellte Fragen