Wofür steht EDM in der Bearbeitung? Elektroerosionsbearbeitung erklärt

Härten Sie einen Formeinsatz auf 52 HRC und der Fräser, der ihn im weichen Zustand geformt hat, ist keine Option mehr. Der Eckenradius beträgt 0,3 mm, die Rippe ist 40 mm tief und das Werkzeug reicht einfach nicht in die Kavität. Das ist der Moment, in dem EDM ins Gespräch kommt.

EDM steht für elektrische Entladungsbearbeitung. Nichts berührt das Werkstück. Eine geformte Elektrode und das Werkstück liegen in einem Tank mit dielektrischer Flüssigkeit, eine gepulste Spannung überbrückt die Lücke zwischen ihnen und Tausende kleiner Funken tragen das Metall kraterweise ab. Da der Schneidvorgang eher thermisch als mechanisch erfolgt, ist die Materialhärte nicht mehr der begrenzende Faktor, weshalb EDM immer noch das Standardverfahren für Formhohlräume, gehärtete Matrizen und jede Geometrie ist, die ein rotierender Fräser nicht erreichen kann.

Wofür steht EDM in der Bearbeitung?

EDM ist die Abkürzung für elektrische Entladungsbearbeitung. Auf älteren Zeichnungen und im Werkstattgespräch hört man auch Funkenbearbeitung, Funkenerosion oder Funkenerodieren. Senkerodieren, Senkerodieren, Stößelerodieren und Drahterodieren sind allesamt Untertypen derselben Prozessfamilie und keine konkurrierenden Technologien.

Die Methode entstand aus der Forschung der 1940er Jahre, als die sowjetischen Forscher B. R. Lazarenko und N. I. Lazarenko die kontrollierte Elektroerosion zu einem praktischen Bearbeitungsverfahren entwickelten. Was aus einem Laboreffekt ein Produktionswerkzeug machte, war die Servosteuerung: Die Maschine muss einen Spalt im Hundertstel-Millimeter-Bereich halten, während jede Sekunde Hunderte oder Tausende von Entladungen erfolgen.

Drei Bedingungen definieren jeden EDM-Vorgang:

• Das Werkstück muss Strom leiten.
• Es muss eine Elektrode in der Form des gewünschten Hohlraums oder beim Drahterodieren ein Draht vorhanden sein.
• Der Spalt zwischen Elektrode und Werkstück muss mit sauberer dielektrischer Flüssigkeit geflutet werden.

Wie Funkenerosion Metall entfernt

Eine Senkerodiermaschine schneidet nicht. Es brennt. Der Zyklus wiederholt sich tausende Male pro Sekunde:

1. Der Servokopf schiebt die Elektrode vor, bis der Spalt klein genug ist, damit das Dielektrikum durchbrechen kann.
2. Es bildet sich ein Entladungskanal, Strom fließt und die Plasmatemperatur an diesem Punkt übersteigt den Schmelzpunkt des Werkstücks.
3. Ein kleiner Krater aus geschmolzenem und verdampftem Metall wird aus der Oberfläche geschleudert.
4. Der Impuls endet, das Dielektrikum löscht den Krater aus und der Servo fährt leicht zurück, damit frische Flüssigkeit die Trümmer wegspülen kann.

Da die Elektrode das Werkstück nie berührt, entsteht keine Schnittkraft, kein Rattern und keine Werkzeugablenkung. Aus diesem Grund kann das Erodieren eine scharfe Innenecke hinterlassen, die ein Fräser, der immer seinen eigenen Radius trägt, niemals erzeugen kann.

Die wichtigsten Arten von EDM

EDM ist eine Familie von Prozessen und das Elektrodenformat unterscheidet die Mitglieder. Eine Senkerodiermaschine taucht eine geformte Elektrode in einen Hohlraum, eine Drahtmaschine führt einen dünnen beweglichen Draht durch eine Platte und eine Maschine für kleine Löcher verwendet ein rotierendes Rohr.

Wenn Sie die beiden gängigsten Optionen abwägen, ist die praktische Aufteilung einfach: Blindhohlräume und dreidimensionale Details gehen an eine Senkerodiermaschine, während Durchgangsprofile und Platten mit engen Toleranzen an eine Drahtmaschine gehen. Ein genauerer Blick darauf Senkerodieren und Drahterodieren zeigt, wo sich die beiden überschneiden und wo nicht.

Was EDM gut macht und wo es mangelhaft ist

Die ehrliche Zusammenfassung ist, dass EDM die Fähigkeit mit der Zykluszeit erkauft. Verwenden Sie es dort, wo Geometrie oder Material ein herkömmliches Schneiden ausschließen.

Stärken

• Bearbeitet jedes leitfähige Material unabhängig von der Härte, einschließlich Werkzeugstahl mit 60 HRC, Hartmetall, Titan und Nickellegierungen.
• Keine Schneidkraft, daher überstehen dünne Wände, schlanke Rippen und feine Merkmale den Eingriff.
• Scharfe Innenecken und tiefe, schmale Schlitze, die kein rotierender Fräser erzeugen kann.
• Feine Oberflächen mit speziellen Generatorschaltungen, oft im Mikrometerbereich.

Einschränkungen

• Das Werkstück muss Strom leiten, daher sind Glas, Kunststoffe und die meisten Keramiken ausgeschlossen.
• Die Zerspanungsraten sind geringer als beim Fräsen, daher ist das Schruppen großer Mengen teuer.
• Der Prozess hinterlässt eine neu gegossene oder weiße Schicht, die an ermüdungskritischen Teilen möglicherweise entfernt werden muss.
• Elektroden verschleißen und müssen abgerichtet oder ersetzt werden, und dielektrische Flüssigkeit muss gefiltert und entsorgt werden.

ZNC, PNC und CNC: Was die Buchstaben auf einer Erodiermaschine bedeuten

Maschinenetiketten auf einer Senkerodiermaschine verwenden drei Akronyme. Sie beschreiben, wie viel von der Maschine numerisch gesteuert wird, und das ist der größte Faktor für den Preis und dafür, wer die Maschine bedienen kann.

ZNC: Numerische Steuerung der Z-Achse

Bei einer ZNC-Maschine wird die Z-Achse, also das Eintauchen der Elektrode, servogesteuert, während X und Y manuell mit Handrädern und Skalen positioniert werden. Dies sind die Arbeitspferde des unkomplizierten Formen- und Formenbaus: schnell einzurichten für einmalige Kavitäten und anspruchslos für den Bediener. Ein typisches Beispiel ist das ZNC 450 EDM Senkerodiermaschine/Senkerodiermaschine Optional: EDM-Steuerschrank Produkt anzeigen → Maschine der ZNC-450-Klasse, dimensioniert für kleine und mittlere Hohlraumarbeiten.

PNC: programmierbare numerische Steuerung

X, Y und Z sind alle programmierbar, sodass die Maschine die Elektrode automatisch positioniert und mehrstufige Programme ausführt. Dies umfasst Formen mit mehreren Kavitäten und sich wiederholende Arbeiten, bei denen die manuelle Positionierung die Schicht in Anspruch nehmen würde. Maschinen dieser Klasse, wie z PNC 450 EDM Senkerodiermaschine/Senkerodiermaschine Optional: PNC-Elektrokasten aus Wolframstahl (DC) Produkt anzeigen → Die PNC-450 liegt hinsichtlich Leistung und Preis zwischen der manuellen ZNC und der vollständig programmierten CNC.

CNC: numerische Computersteuerung

Die vollständige CNC-Steuerung bietet Orbiting, mehrachsige Interpolation, gespeicherte Programme und bei größeren Modellen automatischen Elektrodenwechsel. Es ist die Wahl für komplexe dreidimensionale Hohlräume, unbeaufsichtigte Produktionsläufe und Werkstätten, die von einer Schicht zur nächsten wiederholbare Ergebnisse benötigen. Größere Arbeitsumfänge folgen der gleichen Logik, weshalb a CNC 650 EDM Senkerodiermaschine/Senkerodiermaschine Optional: CNC-Elektrokasten (AC/japanischer Panasonic-Servomotor) Produkt anzeigen → Eine Maschine der CNC-650-Klasse wird normalerweise dann eingesetzt, wenn sowohl detaillierte Kavitäten als auch größere Formblöcke auf einer Plattform laufen müssen.

EDM gegen Fräsen und Schleifen: Wählen Sie nach Geometrie, nicht nach Gewohnheit

Bei der Prozessauswahl kommt es in der Regel auf drei Fragen an: Wie hart ist das Material, wie tief und schmal ist das Merkmal und wie fein muss die Oberfläche sein? Beim Fräsen gewinnt man immer dann an Abtragsleistung, wenn ein Fräser die Geometrie physisch erreichen kann. Schleifen gewinnt, wenn Sie Ebenheit und Maßkontrolle auf zugänglichen Oberflächen benötigen. EDM gewinnt, wenn die Geometrie nicht erreichbar ist oder das Material bereits gehärtet ist.

Die praktische Konsequenz ist ein zweistufiger Arbeitsablauf, den die meisten Formenbaubetriebe bereits anwenden: Den Hohlraum weich fräsen, dabei eine gleichmäßige Materialzugabe lassen, dann wärmebehandeln und mit Funkenerosion fertigbearbeiten. Das Überspringen des EDM-Schritts bedeutet, entweder einen Fräserradius in der Ecke zu akzeptieren oder für einen kleineren Fräser und einen viel längeren Fräszyklus zu zahlen.

Was Sie vor dem Kauf eines EDM überprüfen sollten

Datenblätter sehen gleich aus; Die Unterschiede zeigen sich im Arbeitsraum und im Verhalten der Maschine an einem Freitagnachmittag. Fragen Sie nach diesen Zahlen, bevor Sie die Preise vergleichen:

• Abmessungen des Arbeitstanks und maximales Werkstückgewicht, gemessen mit angebrachtem Elektrodenhalter und Spannfutter.
• X-, Y- und Z-Weg und ob der Z-Weg für die tatsächlich zurückgelegten Elektrodenlängen ausreicht.
• Der Leistungsbereich des Generators, die feinste Oberflächengüte, die er erreichen kann, und die Anzahl der speicherbaren Programme.
• Elektrodenwechsler- oder Magazinkapazität, wenn unbeaufsichtigte Bearbeitung vorgesehen ist.
• Dielektrische Filterung, Kühlung und Tankkapazität, die sowohl die Betriebskosten als auch die Oberflächenkonsistenz beeinflussen.
• Ersatzteilverfügbarkeit und realistische Service-Reaktionszeit in Ihrer Region.

Nantong New Era Technology baut seit mehr als 20 Jahren CNC-Werkzeugmaschinen und produziert ZNC-, PNC- und CNC-Senkmaschinen von kleinen Hohlräumen bis hin zu großen Formblöcken sowie vertikale und horizontale Bearbeitungszentren, Flachschleifmaschinen und Graviermaschinen. Wenn Sie Modelle mit Ihrem eigenen Teilemix abgleichen möchten, ist es hilfreich, mit dem zu beginnen EDM-Senkmaschinen-Sortiment und arbeiten Sie vom größten Hohlraum aus, den Sie voraussichtlich verbrennen werden.

FAQ: EDM in der Bearbeitung

Die drei Buchstaben auf der Zeichnung verraten vor allem eines: Mit einem rotierenden Fräser lässt sich das Teil nicht fertigstellen, entweder weil das Material zu hart oder die Geometrie zu eng ist. Sobald das klar ist, geht es bei den verbleibenden Entscheidungen um die Elektrode, die Steuerungsklasse und den Arbeitsumfang, und das sind Fragen, die jeder Maschinenbauer mit reellen Zahlen statt mit Adjektiven beantworten sollte.