Arten der EDM-Bearbeitung: Eine Kurzanleitung zu Methoden und Anwendung

Drahterodieren (Drahterodieren)

Beim Draht-EDM, auch Drahterosion genannt, wird ein dünner Draht verwendet, um präzise Formen aus Metall zu schneiden.

So funktioniert Drahterodieren

Beim Drahterodieren wird ein dünner Draht als Elektrode verwendet. Der Draht besteht üblicherweise aus Messing oder Kupfer und wird zwischen zwei Spulen gespannt. Der Draht berührt das Metallwerkstück nie.

Stattdessen fließt ein elektrischer Strom zwischen dem Draht und dem Metall, wodurch winzige Funken entstehen.

Diese Funken schmelzen und verdampfen kleine Metallstücke. Wasser oder eine andere Flüssigkeit spült das geschmolzene Metall weg und kühlt den Arbeitsbereich. Der Draht bewegt sich stetig entlang einer computergesteuerten Bahn. Drahterodieren ermöglicht die Herstellung scharfer Ecken, kleiner Löcher und schmaler Schlitze.

Das Verfahren eignet sich am besten für harte Metalle, die mit herkömmlichen Mitteln nur schwer zu schneiden sind. Da kein direkter Kontakt besteht, müssen Sie sich keine Sorgen über mechanische Spannungen oder Risse machen.

Anwendungen der Drahterodierung

Drahterodieren ist in Branchen beliebt, die hochpräzise Teile benötigen. Beispielsweise können damit Matrizen und Formen zum Stanzen, Schneiden oder Formen von Metall und Kunststoff hergestellt werden. In der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizinbranche wird Drahterodieren zur Herstellung von Zahnrädern, Sonderteilen und Werkzeugen eingesetzt.

Diese Methode eignet sich auch für die Herstellung von Prototypen, da Sie detaillierte Formen schnell schneiden können. Juweliere und Elektronikhersteller verwenden manchmal Drahterodieren für komplizierte Designs und kleine Details.

Drahterodieren wird häufig für Teile aus harten Materialien wie Werkzeugstahl, Wolfram oder Titan verwendet. Sie können sehr feine Details und enge Toleranzen schneiden, die mit anderen Methoden nicht problemlos zu bewältigen sind.

Vorteile der Drahterodierung

Drahterodieren ermöglicht das hochpräzise Schneiden zäher und harter Metalle. Sie können Teile mit sehr engen Toleranzen herstellen, oft im Mikrometerbereich. Die Oberfläche ist in der Regel glatt, sodass anschließendes Schleifen oder Polieren nicht erforderlich ist.

Da kein direkter Kontakt zwischen Draht und Metall besteht, verringert sich das Risiko von Beschädigungen oder Werkzeugverschleiß. Mit Drahterodieren lassen sich sehr komplexe Formen und feine Details erzeugen, die mit Sägen oder Bohrern nur schwer zu erzeugen sind.

Drahterodieren eignet sich auch für dünne oder empfindliche Teile, da es das Material nicht mechanisch belastet. Sie können komplizierte Muster in kleine oder zerbrechliche Teile schneiden, ohne diese zu verbiegen oder zu verformen. Dies macht es zu einer nützlichen Wahl für detaillierte und präzise Teile.

Senkerodieren

Senkerodieren, auch bekannt als Ram-, Kavitäts- oder Taucherodieren, nutzt die Funkenerosion zur Herstellung präziser Formen in Metall. Damit lassen sich komplexe Hohlräume und Details erzeugen, die mit anderen Bearbeitungsverfahren nur schwer zu erreichen sind.

Wie sich Senkerodieren vom Drahterodieren unterscheidet

Beim Senkerodieren wird eine geformte Elektrode, oft aus Graphit oder Kupfer, in das Werkstück eingetaucht. So lassen sich detaillierte 3D-Formen im Inneren eines Teils erzeugen. Der Prozess funktioniert, indem elektrische Funken von der Elektrode zum Metall gesendet werden, wodurch dieses allmählich erodiert wird und sich der Elektrodenform anpasst.

Beim Drahterodieren schneidet ein dünner Draht das Werkstück entlang einer programmierten Bahn. Es eignet sich am besten zum Schneiden von Materialien oder zum Herstellen von Formen mit geraden Kanten. Senkerodieren hingegen eignet sich besser für die Herstellung von Hohlräumen, Formen und Werkzeugformen. Dabei wird kein durchgehender Draht, sondern eine spezielle Elektrode verwendet.

Hier ist ein einfacher Vergleich:

Besonderheit	Senkerodieren	Drahterodieren
Elektrodentyp	Formkörper (Widder)	Dünner Draht
Hauptverwendung	Kavitäten, komplexe Formen	Konturen schneiden
Formerstellung	3D-Innengeometrie	2D-Profile und Schnitte

Einsatzmöglichkeiten für Senkerodieren

Senkerodieren wird häufig bei der Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformen, Druckgussformen und Präzisionswerkzeugen eingesetzt. Damit lassen sich scharfe Ecken, tiefe Rippen und winzige Details selbst in zähen Metallen erzeugen. Teile wie medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Elektronikformen benötigen dieses Verfahren häufig.

Senkerodieren wird üblicherweise zum Formen und Stanzen verwendet, da es detaillierte Details erzeugt, die mit Bohrern oder Fräsern nur schwer zu bearbeiten wären. Dies ermöglicht die Herstellung von Produkten mit komplexen Designs, kleinen Löchern oder individuellen Details.

Es ist nützlich, wenn Sie Genauigkeit, saubere Oberflächenbeschaffenheit und wiederholte Formen in großen Produktionsläufen benötigen.

Für Senkerodieren geeignete Materialien

Senkerodieren eignet sich für viele leitfähige Materialien. Die gängigsten Methoden sind:

• Werkzeugstähle
• Gehärtete Stähle
• Titan
• Wolframkarbid
• Kupfer
• Graphit
• Aluminium (seltener aufgrund schneller Abnutzung)

Damit Senkerodieren funktioniert, müssen die Materialien elektrisch leitend sein. Harte oder wärmebehandelte Metalle eignen sich gut, da bei diesem Verfahren keine Schneidkräfte zum Einsatz kommen und somit keine Gefahr von Verformungen durch mechanische Belastung besteht. Nichtleitende Materialien wie Kunststoffe oder Keramik können mit diesem Verfahren nicht bearbeitet werden.

Lochbohren EDM

Das Bohren mit EDM ist ein Verfahren zum Erzeugen präziser, tiefer Löcher in leitfähigen Metallen. Es eignet sich besonders für Öffnungen mit kleinem Durchmesser, die mit herkömmlichen Bohrern nicht erreicht werden können.

Prozess des EDM-Lochbohrens

Beim Bohren von Metall durch Funkenerosion wird Material vom Werkstück abgetragen. Eine röhrenförmige Elektrode wird dicht an die Metalloberfläche gehalten. Zwischen Elektrode und Metall bilden sich kontrollierte Funken, die kleine Materialmengen schmelzen und verdampfen.

Die Maschine spült die Rückstände mit einer dielektrischen Flüssigkeit, oft deionisiertem Wasser, weg. Dadurch bleibt das Loch sauber und Kurzschlüsse werden vermieden. Das Verfahren ist hochpräzise und erfordert keinen direkten Kontakt. So können Sie harte oder spröde Metalle durchbohren, ohne sie zu beschädigen.

Vorteile des Mikrolochbohrens

Das elektroerosive Bohren erzeugt gleichmäßige, gratfreie Löcher. Eine Nachbearbeitung ist nicht erforderlich, was Zeit und Arbeit spart. Daher eignet es sich ideal für Arbeiten, bei denen Löcher in zähen, empfindlichen oder hitzeempfindlichen Materialien gebohrt werden müssen.

Sie können einzigartige Formen und Muster bohren, die mit anderen Methoden nur schwer möglich wären. Beispielsweise benötigen Sie möglicherweise Löcher in Turbinenschaufeln, Einspritzdüsen oder medizinischen Implantaten.

Der Prozess ist schnell und präzise, selbst bei Hartmetallen wie Titan oder Hartmetall. Da das Werkzeug die Oberfläche nie berührt, entsteht weniger Werkzeugverschleiß und es besteht nahezu keine Gefahr einer Beschädigung des Teils durch mechanische Krafteinwirkung. Dies erweitert Ihre Möglichkeiten bei anspruchsvollen Designs und komplexen Teilen.

Schnelles Locherodieren

Fast Hole EDM ist ein spezielles Verfahren zur elektrischen Entladung, das das schnelle und präzise Bohren kleiner und tiefer Löcher ermöglicht. Diese Technik kommt dort zum Einsatz, wo herkömmliches Bohren, insbesondere bei harten oder empfindlichen Materialien, Schwierigkeiten bereiten könnte.

Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizin

Schnelles Locherodieren ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet. Damit können Kühllöcher in Turbinenschaufeln und Tragflächen gebohrt werden, die aus Effizienz- und Sicherheitsgründen exakte Formen und sehr kleine Abmessungen erfordern.

Mit dieser Technik können Sie Löcher von nur 0,004 Zoll erzeugen. Sie funktioniert bei harten Metallen wie Nickellegierungen und Titan, die häufig in Düsentriebwerken vorkommen.

Bei der Herstellung medizinischer Geräte ermöglicht Fast Hole EDM das Bohren winziger Löcher in Instrumente und Implantate. Diese Genauigkeit ist wichtig für die Herstellung von Teilen, die perfekt passen und im menschlichen Körper sicher funktionieren.

Durch schnelles Locherodieren entstehen keine Hitzeschäden oder Risse um die Löcher herum. Das bedeutet, Sie erhalten saubere, glatte Kanten, die oft nur wenig bis gar keine Nachbearbeitung benötigen.

Vergleich mit konventionellem Bohren

Sie werden einige Unterschiede zwischen Fast Hole EDM und herkömmlichem Bohren feststellen. Die folgende Tabelle hebt einige wichtige Punkte hervor:

Besonderheit	Schnelles Locherodieren	Konventionelles Bohren
Materialhärte	Sehr schwer	Sanfter bis mittelschwerer
Lochgröße	Sehr klein	Von klein bis groß
Präzision	Hoch	Mäßig bis hoch
Hitzeschäden	Minimal	Möglich
Teileverschleiß	Niedrig	Höher

Beim Fast Hole EDM werden elektrische Funken erzeugt, sodass kein direkter Kontakt mit dem Material stattfindet. Dies reduziert den Werkzeugverschleiß und ermöglicht das Bohren tiefer Löcher, ohne dass der Bohrer brechen könnte.

Mit Fast Hole EDM können Sie unrunde oder abgewinkelte Löcher bohren. Herkömmliche Bohrer sind auf gerade, runde Löcher beschränkt.

Rotationserodieren

Rotationserodieren ist eine Form der Funkenerosion, bei der sich entweder die Elektrode oder das Werkstück während der Bearbeitung dreht. Diese Bewegung ermöglicht die Herstellung runder oder gebogener Teile, die mit anderen Erodierverfahren nur schwer herzustellen wären.

Mit Rotationserodieren lassen sich komplexe Formen wie Zahnräder, Keilwellen und gebogene Löcher bearbeiten. Dieses Verfahren wird häufig für Hartmetalle eingesetzt, da keine scharfen Schneidwerkzeuge erforderlich sind.

Hauptmerkmale des Rotationserodierens:

• Die Elektrode bzw. das Werkstück rotiert während der Bearbeitung
• Geeignet zur Herstellung runder, spiralförmiger oder gebogener Formen
• Funktioniert gut bei Materialien, die mit anderen Methoden nur schwer bearbeitet werden können

Hier ist eine einfache Vergleichstabelle für Rotations-EDM und herkömmliches Draht-EDM:

Besonderheit	Rotationserodieren	Normales Drahterodieren
Rotierendes Teil?	Ja	NEIN
Erstellte Geometrie	Rund, Spirale, Gebogen	Flach, Gerade
Häufige Verwendungszwecke	Zahnräder, Löcher	Flachteile, Matrizen

Beim Rotationsdrahterodieren können sich sowohl der Draht als auch das Spannfutter, das das Werkstück hält, in verschiedene Richtungen bewegen. So können Sie Formen erzeugen, die eine mehrachsige Bewegung erfordern.

Rotationserodieren eignet sich besonders gut, wenn Sie hohe Präzision und spezielle Bohrungen oder Strukturen in harten Materialien benötigen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Formen, Werkzeuge und spezielle Maschinenteile.

Spezialisierte EDM-Techniken

Hybride EDM-Prozesse

Hybrid-EDM kombiniert Funkenerosion mit anderen Fertigungsverfahren, um andere oder bessere Ergebnisse zu erzielen. Beispielsweise kann EDM mit Laserbearbeitung, Ultraschallbearbeitung oder sogar traditionellem Fräsen kombiniert werden. Mit diesen Verfahren können Sie oft Materialien schneiden, die auf andere Weise schwer oder kaum zu bearbeiten sind.

Hauptvorteile:

• Kombinieren Sie die Vorteile jedes Prozesses
• Verbessern Sie die Oberflächenbeschaffenheit
• Reduzieren Sie den Werkzeugverschleiß
• Erhöhen Sie die Bearbeitungsgeschwindigkeit

Ein gängiges Hybridbeispiel ist die Funkenerosion mit Ultraschallschwingungen. Die Ultraschallwellen tragen dazu bei, Späne schneller abzutransportieren, sodass Sie tiefere Löcher oder komplexere Formen schneiden können. Ein weiteres Beispiel ist die Kombination von Funkenerosion und Fräsen in einer Maschine. So sparen Sie Zeit, da Sie zwischen den Prozessen wechseln können, ohne Ihr Werkstück neu einspannen zu müssen.

Additive EDM-Verfahren

Additives Funkenerosion unterscheidet sich vom herkömmlichen Funkenerosionsverfahren dadurch, dass nicht nur Material abgetragen wird. Stattdessen können bei dieser Technik Schichten aufgebaut oder Material durch elektrische Entladungen auf einem Grundteil abgeschieden werden.

In manchen Fällen werden Pulver durch kontrollierte Funken geschmolzen, um neues Material auf dem Werkstück zu bilden. Dies ermöglicht Reparaturen an Formen, die Herstellung spezieller Merkmale oder die Gestaltung einzigartiger Oberflächenstrukturen. Es ist eine Möglichkeit, die Genauigkeit der Funkenerosion mit der Flexibilität der additiven Fertigung zu kombinieren.

Wo Sie Additive EDM einsetzen können:

• Reparatur abgenutzter Metallkanten
• Beschichtung elektrischer Kontakte
• Hinzufügen kleiner, komplexer Merkmale zu Metallteilen

Da sich additives Funkenerosionsverfahren noch in der Entwicklung befindet, ist es möglicherweise noch nicht überall verfügbar. Für präzise Metallbeschichtungen oder die Reparatur empfindlicher Bauteile kann es jedoch sehr nützlich sein.

Häufig gestellte Fragen

Können Sie erklären, wie Senkerodieren funktioniert?

Beim Senkerodieren wird eine Elektrode verwendet, die dem gewünschten Teil entspricht. Diese Elektrode dringt in das Werkstück ein, während elektrische Funken das Metall formen. Das Verfahren eignet sich hervorragend für die Herstellung detaillierter Formen und Matrizen.

Was sollte man bei der Wahl zwischen Drahterodieren und anderen Erodierverfahren beachten?

Berücksichtigen Sie das Material, die erforderliche Genauigkeit und die Form des Werkstücks. Drahterodieren eignet sich am besten für präzise Schnitte oder komplexe Formen in Hartmetallen. Senkerodieren eignet sich besser für tiefe Hohlräume oder wenn Sie eine individuell geformte Elektrode benötigen.

Können Sie das grundlegende Funktionsprinzip von EDM-Maschinen beschreiben?

Erodiermaschinen nutzen elektrische Funken, um Metall von einem Werkstück zu erodieren. Der Funke springt zwischen Elektrode und Metall über und schmilzt winzige Partikel ab. Dazu wird eine spezielle Flüssigkeit, das sogenannte Dielektrikum, benötigt, um den Prozess zu steuern und Ablagerungen zu entfernen.

Welche Faktoren bestimmen den Preis einer Erodiermaschine?

Die Kosten einer Erodiermaschine hängen von ihrer Größe, ihren Funktionen, ihrer Genauigkeit und der Marke ab. Zusätzliche Automatisierung und erweiterte Steuerungen können die Kosten einer Maschine ebenfalls erhöhen.