Welche sind die wichtigsten Anwendungen des Elektroerosionsverfahrens heute?

Die wichtigsten Anwendungen der elektrischen Entladungs-Bearbeitung (EDM) sind das Schneiden von Profilen in elektrisch leitfähigen Werkstoffen, das Erzeugen von Sack- oder dreidimensionalen Hohlräumen sowie die Herstellung kleiner oder tiefer Bohrungen, die mit herkömmlichen Zerspanverfahren nur schwer herzustellen sind. Für diese Aufgaben werden unterschiedliche Maschinentypen eingesetzt: Draht-EDM zum Profilschneiden, Senk-EDM zur Herstellung formgebender Hohlräume und EDM-Bohren zur Erzeugung von Bohrungen mit einer hohlen Elektrode.

Die Wahl des richtigen Verfahrens ist wichtiger, als der Aufgabe einen Branchennamen zuzuordnen. Ein Teil, das als „Luft- und Raumfahrt“, „Medizintechnik“, „Automobil“ oder „Elektronik“ beschrieben wird, gehört nicht automatisch auf eine bestimmte EDM-Maschine. Das Material muss elektrisch leitfähig sein, die Geometrie muss zum Elektroden- und Dielektrikumspfad passen, und Größe, Rauheit, Oberflächenintegrität sowie Prüfmethode müssen für die jeweilige Maschine und den konkreten Aufbau bestätigt werden.

EDM-Verfahren im Vergleich – Schnellüberblick

Es darf nicht vorausgesetzt werden, dass eine Maschine alle drei Verfahren ausführen kann. Hybride Maschinen oder Modelle mit Zusatzoptionen sind im breiteren Markt verfügbar, doch die jeweils verfügbare Funktion muss für das konkrete Modell und das Angebot bestätigt werden.

Gemeinsamkeiten aller EDM-Verfahren – und was sie unterscheidet

EDM entfernt Material durch gesteuerte elektrische Entladungen über einen mit Dielektrikum gefüllten Bearbeitungsspalt. Das Werkstück muss daher eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit für den vorgesehenen Prozess aufweisen. Da das Material thermisch statt durch eine konventionelle Schneidkante abgetragen wird, ist allein die Härte nicht die entscheidende Grenze. Gehärtete Stähle, leitfähige Hartmetalle und viele leitfähige Legierungen können bei geeigneter Geometrie und passenden Prozessbedingungen in Frage kommen.

„Berührungslos“ bedeutet nicht „ohne Prozesswirkung“. EDM kann eine Aufschmelz- oder Weiße-Schicht sowie andere wärmebeeinflusste Oberflächenmerkmale hinterlassen. Elektrodenverschleiß, Drahtverhalten, Abtragstoffentfernung, Zustand des Dielektrikums und thermische Stabilität können Maße und Oberflächenqualität beeinflussen. Sicherheitskritische oder regulierte Bauteile erfordern daher einen zeichnungsbasierten Prozessqualifizierungs- und Prüfplan statt einer generischen Präzisionsaussage.

Die dielektrische Anordnung unterscheidet sich ebenfalls. Wasserbeständigkeit, Ionenaustausch, Filterung, Zusatzstoffe oder Wartungshinweise dürfen nicht ohne Prüfung der genauen Maschinen- und Flüssigkeitsdokumentation von einem EDM-Typ auf einen anderen übertragen werden.

Anwendungen für Draht-EDM: Profile, Einsätze und Durchschnittsschnitte

Draht-EDM-Maschinen werden ausgewählt, wenn ein Draht durch eine zugängliche Bohrung hindurchgeführt oder innerhalb einer solchen gestartet und entlang der erforderlichen Kontur geführt werden kann. Typische anwendungsspezifische Einsatzgebiete umfassen Stanz- und Matrizenprofile, Formeinsätze, Lehren, leitfähige Platten, schmale Nuten, Profile für Extrusions- oder Umformwerkzeuge sowie die Entfernung einer Komponente aus leitfähigem Rohmaterial.

Der Drahtpfad erzeugt eine Schnittfuge und führt normalerweise zu einem Durchschnitt; er ersetzt jedoch nicht das Senk-EDM für eine blinde dreidimensionale Hohlraum-Bearbeitung. Die verfügbare Neigung, Werkstückdicke, Belastung, Drahtdurchmesser/-typ, Spülung, Anzahl der Schnitte sowie die Steuerungsstrategie müssen für das jeweilige Modell überprüft werden. HarsMarg unterteilt derzeit reciprocierende Draht-EDM-Maschinen in einzelschnittmaschinen und mehrschnittmaschinen ; Verbrauchs- und Einrichtungsannahmen von kontinuierlich gespeisten Messingdrahtanlagen dürfen nicht ohne Modellverifikation auf diese Maschinen übertragen werden.

Für eine umfassendere Erläuterung der Prozessvorteile und -grenzen siehe die HarsMarg-Draht-EDM-Vorteilsbroschüre .

Senk-EDM-Anwendungen: Blinde Hohlräume und formgebundene Details

Formsenk-EDM wird gewählt, wenn eine formgebundene Elektrode eine Kavität oder ein inneres Merkmal reproduzieren muss, das ein Draht nicht erzeugen kann. Typische Beispiele sind Formkavitäten, Rippen, Taschen, Logos, innere Ecken und lokalisierte Formen in elektrisch leitfähigen Werkstücken. Die Herstellung der Elektrode, die Untergroesse, die Polarität, die Vor- und Feinbearbeitungsstufen, der Verschleisszuschlag, die Dielektrikum-Zirkulation sowie der Abtransport von Abtragsschlamm gehören zum Prozessplan.

Wählen Sie zwischen ZNC-Tiefbohr-EDM und CNC-Tiefbohr-EDM aus der erforderlichen Bewegungs-/Steuerung, den Elektroden- und Werkstückabmessungen, der Tischlast, der Hohlraumgeometrie, den Prozessstufen und den Automatisierungsanforderungen – nicht aus einer generischen Oberflächengüte-Zusage.

Anwendungen für EDM-Bohren: Startlöcher sowie kleine oder tiefe Löcher

EDM-Bohrmaschinen verwenden üblicherweise eine rotierende hohle Elektrode und eine innere Dielektrikum-Spülung. Sie kommen für Startlöcher in Betracht, die von Draht-EDM-Maschinen genutzt werden, für kleine oder tiefe Löcher in leitfähigen Werkzeugen und Bauteilen sowie für Merkmale, bei denen konventionelle Bohrer auf Zugangs-, Härte- oder Werkzeugkraft-Beschränkungen stoßen.

Der Elektrodendurchmesser entspricht nicht automatisch dem garantierten Endlochdurchmesser. Der endgültige Lochdurchmesser hängt von Übermaß, Elektrodenverschleiß, Werkstoff, Tiefe, Winkel, Spülung, Ein- und Austrittsbedingungen sowie der Maschineneinstellung ab. Lage, Rundheit, Konizität, Aufschmelzschicht und Durchbruchschäden erfordern möglicherweise eine gesonderte Prüfung. Siehe die Anwendungs- und Maschinenauswahl-Anleitung für EDM-Bohren für die aktuelle Grenze zwischen D703 und DD703.

Branchenbeispiele müssen dem jeweiligen Merkmal zugeordnet werden

EDM wird in der Werkzeug- und Formenherstellung, der allgemeinen Präzisionsfertigung, der Luft- und Raumfahrt/Energiebranche, der Medizintechnik, der Automobilindustrie und der Elektroniklieferkette eingesetzt. Die sinnvolle Frage lautet nicht: „Nutzt diese Branche EDM?“, sondern: „Welches leitfähige Merkmal, auf welchem Werkstoff und mit welchen Akzeptanzkriterien, eignet sich für welches EDM-Verfahren?“

Diese Beispiele stellen nicht sicher, dass ein bestimmtes HarsMarg-Modell eine Anforderung einer regulierten Branche erfüllt. Eine modellspezifische Angebotserstellung sowie gegebenenfalls ein repräsentativer Probentest sind erforderlich.

Wann EDM möglicherweise nicht das beste Verfahren ist

EDM sollte mit anderen Verfahren verglichen werden, wenn:

• das Werkstück unter den vorgesehenen Bedingungen nicht ausreichend elektrisch leitfähig ist;
• das Merkmal eine einfache offene Form ist, die wirtschaftlicher durch Fräsen, Drehen, Schleifen, Sägen oder Bohren entfernt werden kann;
• die geforderte Geometrie keinen geeigneten Drahtweg, Elektrodenzugang oder Dielektrikum-/Späneabfuhrweg zulässt;
• die zulässige Aufschmelzschicht, Mikrorissbildung, thermische Beeinflussung oder Oberflächenbeschaffenheit mit dem qualifizierten Verfahren und allen genehmigten Nachbearbeitungsschritten nicht erreicht werden kann;
• die Bauteilumhüllung, Last, Merkmalstiefe oder Zugänglichkeit die verifizierte Maschinenkonfiguration überschreiten;
• die erforderliche Durchsatzleistung oder Gesamtkosten ein anderes validiertes Verfahren begünstigen.

Eine sorgfältige Maschinenauswahl bewertet die gesamte Fertigungsroute: Elektrode oder Draht, Einrichtung, Vor- und Feinbearbeitung, Prüfung, Nachbearbeitung, Verbrauchsmaterialien, Wartung, Durchsatz und Anforderungen an den Bediener.

Informationen zur Auswahl des EDM-Verfahrens

Um eine sachdienliche technische Antwort zu erhalten, senden Sie:

• eine 2D-Zeichnung oder ein 3D-Modell, das die genaue zu bearbeitende Merkmalsstelle identifiziert;
• werkstückmaterial, Sorte, Härte/Zustand, Abmessungen und Gewicht;
• ob es sich bei dem Merkmal um ein Durchgangsprofil, einen Sackloch-Hohlraum oder ein Loch handelt, einschließlich Tiefe, Winkel, Konus und Zugänglichkeit;
• maßtoleranz, Ra/Rz, Kantenbedingung sowie eventuelle Grenzwerte für eine Umwandlungsschicht (recast layer) oder Mikrorisse;
• prüfnorm, Messverfahren sowie etwaige Kunden- oder behördlich vorgeschriebene Prozessfreigaben;
• losgröße, Zielzykluszeit, aktueller Prozess und beobachtetes Problem;
• erforderliche Achsen, Konus/Orbit/Sprungfunktionen oder Automatisierungsfunktionen – jedoch nur, wenn die Anwendung diese benötigt;
• bestimmungsland, verfügbare Stromversorgung und Standortanforderungen.

Falls die Anforderung nahe an einer Maschinengrenze liegt oder ein kritisches Oberflächenintegritätskriterium umfasst, ist vor dem Kauf eine repräsentative Probe sowie ein Abnahmeprogramm festzulegen. Der Prüfplan muss Material, Geometrie, Elektrode oder Draht, Prozessabfolge, Messstellen/Messverfahren sowie das Ergebnis angeben, das als Abnahme gilt.

Häufig gestellte Fragen

Kann EDM jedes Metall bearbeiten?

EDM erfordert ein elektrisch leitfähiges Werkstück. Leitfähigkeit ist erforderlich, garantiert jedoch nicht, dass jedes Material, jede Größe oder jede Geometrie praktikabel ist. Geometrie, dielektrisches Verhalten, Zugang für Abtragungsprodukte, thermische Effekte, Maschinenkapazität, geforderte Qualität und Wirtschaftlichkeit müssen weiterhin geprüft werden.

Kann eine EDM-Maschine Profile schneiden, Hohlräume versenken und Löcher bohren?

Gehen Sie davon nicht automatisch aus. Draht-EDM, Senk-EDM und EDM-Bohren verwenden unterschiedliche Elektroden, Bewegungsabläufe und Flüssigkeitszufuhr. Einige am Markt erhältliche Maschinen verfügen über spezielle oder hybride Funktionen, doch die genaue Leistungsfähigkeit muss in der Modellkonfiguration und im Angebot ausdrücklich angegeben sein.

Kann Draht-EDM einen Sackloch-Hohlraum erzeugen?

Ein herkömmlicher Draht-EDM-Schnitt erzeugt normalerweise einen Durchgangsschnitt, da der Draht das Werkstück durchläuft. Ein dreidimensionaler Sackloch-Hohlraum gehört in der Regel zum Aufgabengebiet des Senk-EDM.

Garantiert EDM hohe Genauigkeit oder eine feine Oberfläche?

Kein generischer Prozessname garantiert ein Ergebnis. Genauigkeit und Oberflächenqualität hängen von der Maschine/Konfiguration, der Elektrode oder dem Draht, dem Werkstück, der Geometrie, der Aufspannung, den Prozessstufen, der Dielektrikum-/Spanabfuhrkontrolle, dem thermischen Zustand und der Messmethode ab. Verwenden Sie die Modellspezifikation und einen repräsentativen Qualifikationstest, falls erforderlich.

Ist EDM nur für sehr harte Materialien geeignet?

Nein. EDM wird häufig für gehärtete oder schwer zerspanbare leitfähige Materialien gewählt, doch Härte ist nicht der einzige Grund. Die Geometrie der Merkmale, die Schnittkraft, der Werkzeugzugang, das erforderliche Detail und die gesamte validierte Prozessroute können EDM auch bei anderen leitfähigen Materialien sinnvoll machen.

Wie sollte eine EDM-Anwendung vor dem Kauf einer Maschine bestätigt werden?

Ordnen Sie das geforderte Merkmal dem richtigen EDM-Prozess zu, prüfen Sie die verifizierte Modell-Baugröße und -Funktionen, dokumentieren Sie dann Material, Geometrie, Toleranz, Oberflächenanforderung, Prüf- und Produktionsanforderungen. Für kritische oder grenzwertige Arbeiten vereinbaren Sie einen repräsentativen Muster-Test und die Akzeptanzmethode.

Beantragen Sie eine Überprüfung der EDM-Anwendung

Senden Sie HarsMarg Ihre Zeichnung, das Material, die Art der Merkmale, die Abmessungen/das Gewicht des Werkstücks, die Toleranzen, die Anforderungen an Oberfläche und Integrität, die Losgröße, die Automatisierungsanforderungen, die Stromversorgung und das Zielgebiet. Wir leiten Ihre Anfrage an die zuständige Familie für Draht-EDM, Senk-EDM oder EDM-Bohren weiter und ermitteln, welche technischen Fähigkeiten in dem technischen Angebot bestätigt werden müssen. Reichen Sie Ihre EDM-Anwendung zur Überprüfung ein .