Funkenerosive Bearbeitung

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EDM-Bearbeitung (#EDM-Bearbeitung, auf Englisch: Electrical Discharge Machining, EDM) ist ein hochpräzises Fertigungsverfahren, bei dem Material durch Funkenentladung entfernt wird, um ein Werkstück in die gewünschte Form zu bringen. Dieses Verfahren wird häufig für die Bearbeitung komplexer Formen und schwer zu schneidender Materialien eingesetzt und eignet sich besonders für leitfähige Materialien wie Titanlegierungen, Werkzeugstahl und Kohlenstoffstahl. EDM-Bearbeitung findet breite Anwendung im Werkzeugbau und in der mechanischen Fertigung, insbesondere bei der Herstellung von Hartstoffen oder Präzisionsteilen.

Funktionsprinzip der EDM-Bearbeitung

Das Grundprinzip der EDM-Bearbeitung besteht darin, die Werkzeugelektrode (auch Elektrodenspitze genannt) und die Werkstückelektrode in ein Dielektrikum einzutauchen, wobei durch das Anlegen einer Spannung periodisch Entladungen erzeugt werden. Während der Entladung überschreitet die elektrische Feldstärke die Durchschlagsfestigkeit des Dielektrikums, was zu dessen Zusammenbruch führt. Der Stromfluss entfernt einen Teil des Materials. Nach dem Stoppen des Stromflusses fließt das Dielektrikum zurück in den Bearbeitungsbereich, entfernt feste Partikel und stellt die Isolierung wieder her. Durch diese periodischen Entladungen wird das Werkstück allmählich geformt, ohne dass ein direkter Kontakt zwischen Werkzeugelektrode und Werkstück erforderlich ist.

Geschichte der EDM-Bearbeitung

Das Phänomen der elektroerosiven Abtragung wurde erstmals 1770 vom britischen Physiker Joseph Priestley beobachtet. Im Jahr 1943 erfanden die russischen Wissenschaftler Lazarenko und seine Frau die erste EDM-Maschine und nutzten erfolgreich die elektroerosive Abtragung zur Bearbeitung schwer zu bearbeitender Materialien wie Wolfram. In den 1960er-Jahren wurde die Technik des Drahterodierens (#Drahterodieren) entwickelt, die hauptsächlich zur Herstellung von Werkzeugen und Formen aus gehärtetem Stahl verwendet wird. Seitdem haben digitale Steuerungstechniken (CNC) und Mehrachsensteuerung die Effizienz und Präzision der EDM-Bearbeitung erheblich verbessert.

Referenzquelle: Herbao Maschinenbau und Innovation

Arten der EDM-Bearbeitung

1. Form-EDM-Bearbeitung

Form-EDM-Maschinen nutzen Werkzeugelektroden, um deren Form auf das Werkstück zu übertragen. Sie eignen sich zur Herstellung komplexer Kavitäten und Konturen. CNC-Form-EDM-Maschinen bieten Drei- oder Mehrachsensteuerung, während ZNC-Form-EDM-Maschinen nur eine Achse steuern.

2. Drahterodieren

#Drahterodieren ist eine spezielle Form der EDM-Bearbeitung, bei der die Elektrode aus einem dünnen Draht (z. B. Messing- oder Molybdändraht) besteht. Drahterodieren wird je nach Drahtgeschwindigkeit in drei Typen unterteilt:

• Schnelllauf-Drahterodieren: Der Draht bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit hin und her, was zwar schnell, aber weniger präzise ist.
• Mittelgeschwindigkeits-Drahterodieren: Diese Technik kombiniert Frequenzumrichter und Mehrfachschnittfunktionen und ist eine neuere Entwicklung.
• Langsamlauf-Drahterodieren: Der Draht bewegt sich langsam in eine Richtung und erreicht eine extrem hohe Präzision, ideal für anspruchsvolle Aufgaben.

Vor- und Nachteile der EDM-Bearbeitung

Vorteile

1. Flexibilität bei der Formgebung: Es können komplexe Formen hergestellt werden, die mit herkömmlichen Schneidmethoden nicht möglich sind.
2. Breites Materialspektrum: Es können hochfeste Materialien mit hoher Präzision bearbeitet werden.
3. Keine Schneidkräfte: Geeignet für die Bearbeitung von kleinen oder dünnwandigen Werkstücken, ohne das Material zu beschädigen.

Nachteile

1. Langsame Bearbeitungsgeschwindigkeit: Besonders bei Präzisionsbearbeitung wird mehr Zeit benötigt.
2. Höhere Kosten: Trotz technischer Fortschritte sind die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Schneidmethoden höher.
3. Materialanforderungen: In den meisten Fällen können nur leitfähige Materialien bearbeitet werden, obwohl jüngste Fortschritte auch die Bearbeitung von Nichtleitern wie Keramik ermöglichen.

Anwendungen der EDM-Bearbeitung

Die EDM-Bearbeitung findet breite Anwendung in den Bereichen Werkzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Automobilindustrie. Beispiele:

• Werkzeugbau: Präzise Bearbeitung von Reifenformen, Schuhformen und anderen Spezialformen.
• Herstellung komplexer Teile: Wie Turbinenschaufeln, tiefen und kleinen Bohrungen sowie inneren scharfen Ecken.

Zukunftsperspektiven

Mit kontinuierlichen Fortschritten in den Bereichen digitale Steuerung, Mehrachsenbearbeitung und Pulver-Mischtechnik wird die EDM-Bearbeitung in weiteren Bereichen eine wichtige Rolle spielen. Ihre hohe Präzision und Flexibilität bleiben eine wesentliche Lösung für Fertigungsprobleme.

Yong Yi Technology Co., Ltd.