Drahterodieren

Drahterodieren: Grundlagen und Anwendung

Das Drahterodieren ist ein formgebendes Fertigungsverfahren: Leitfähige Materialien können hierbei auf dem Prinzip der Funkenentladung sehr präzise geschnitten werden. Eine Folge von elektrischen Spannungspulsen erzeugt Funken, die Material vom Werkstück (Anode) an einen durchlaufenden Draht (Kathode) und an eine trennende, nicht leitende Flüssigkeit (Dielektrikum: meist deionisiertes Wasser oder ein spezielles Öl) übertragen. Durch permanente Spülung werden der Erodierabfall aus dem Schneidspalt entsorgt und der Draht gekühlt.

Der Erodiervorgang beginnt am Werkstück: am Rand oder an einer Startlochbohrung, die zuvor mit einem Bohrer oder durch Senkerodierung eingebracht wurde. Der Kupfer- oder Messingdraht wird bis zu einem schmalen Spalt von 0,004 mm – 0,5 mm an das Werkstück herangeführt, so dass ein Funke überspringt, der das Material aufschmilzt und verdampft. Während des Schneidvorgangs wird der Erodierdraht mittels zwei Drahtführungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 25 m/min durch das Werkstück gezogen: So können programmierte Konturen in ein Werkstück geschnitten werden. Auch können durch Neigung des Drahtes konische Formen erzielt werden.

Wie funktioniert Drahterodieren?

Durch eine Folge elektrischer Spannungsimpulse werden Funken erzeugt, die Material vom Werkstück (Anode) auf einen durchlaufenden dünnen Draht (Kathode – wird anschliessend entsorgt) sowie in das Dielektrikum übertragen. Dies ist ein hochpräzises Verfahren: Der Funke springt stets dort über, wo der Abstand zwischen Werkstück und Draht am geringsten ist.

Was ist funkenerosives Drehen und Schleifen?

Durch Erodiermaschinen mit einer Rundachse ist auch das Fertigen von rotationsymmetrischen Teilen möglich. Selbst geschwungene Formen und feinste Strukturen sind so produzierbar. Mittels einer Rotationsachse können unterschiedliche Winkel eingestellt und Flächen an runden Teilen erodiert werden. So lassen sich besonders filigrane Werkstücke und Mikroteile fertigen, da keinerlei Schnittkräfte auf das Werkstück einwirken. Moderne Maschinen mit Drahtdurchmessern von 0,03 bis 0,3 mm ermöglichen die Fertigung von Präzisionsteilen mit Oberflächenqualitäten unter Ra 0,1. Besonders geeignet ist die Funkerosion in Verbindung mit Hartmetall – sogar Diamantschleifwerkzeuge können drahterosiv profiliert und abgerichtet werden.

Durch drahterosives Abrichten können genaueste Rundlaufanforderungen von weniger als 0,002 mm bei höchster Profiltreue erreicht werden. Zudem gibt es durch die kontaktfreie Bearbeitung weder thermische Beeinflussung der Bindung noch losgebrochene Partikel in der Bindungsmatrix. So können bei den ersten Werkstücken schlechte Schleifergebnisse vermieden werden, die Schleifscheiben haben eine höhere Standzeit.

Was versteht man unter Funkenerosion?

Die Funkenerosion wird für eine hochpräzise Materialbearbeitung eingesetzt. In der Regel wird das zu bearbeitende, elektrisch leitende Werkstück in einer nicht leitenden Flüssigkeit bearbeitet. Man unterschiedet hierbei funkenerosives Schneiden (Drahterodieren) und funkenerosives Senken (Senkerodieren).

Wie funktioniert das funkenerosive Schneiden?

Bei der funkenerosiven Bearbeitung erfolgt der Materialabtrag durch kurzzeitige, örtlich getrennte elektrische Funkenentladungen. Der Abtragsprozess läuft in einer elektrisch nichtleitenden –dielektrischen – Flüssigkeit (meist deionisiertes Wasser oder spezielles Öl) ab. Beim Senkerodieren befinden sich Elektrode und Werkstück in einem Dielektrikumsbad.

Welche Werkstoffe können durch funkenerosives Abtragen bearbeitet werden?

Zum Senkerodieren werden Elektroden aus Grafit, Kupfer, Wolfram-Kupfer- oder Kupfer-Zink-Legierungen verwendet. Wegen des geringen Drahtverschleisses kommt beim Drahterodieren vorwiegend Messingdraht – bei hohen Präzisionen beschichteter Messingdraht – zum Einsatz.

Welche Vorteile und Einsatzgebiete hat Drahterodieren?

Die funkenerosive Bearbeitung ermöglicht die Herstellung filigraner Teile mit extremer Genauigkeit und hohen Schnittgeschwindigkeiten: Ein elektrischer Funke schneidet leitende Materialien wie Aluminium, Kupfer oder Graphit.

• Keine Materialreste und praktisch verlustfrei: ideal bei teuren Materialien

• Kein Kontakt: Ohne Berührung zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück können sehr kleine Teile mit extrem dünnen Wänden geschnitten werden.

• Keine Aufnahmen: Es sind keine speziellen Aufnahmevorrichtungen notwendig – das spart Geld und erhöht die Flexibilität.

• Keine Unterbrechung: Bis zu 140 Stunden Laufzeit am Stück sind kein Problem.

• Keine Nachbearbeitung: makellose Oberflächen dank Drahterosion, Oberflächenqualitäten von unter Ra 0.10

• Kein Werkzeug: Zur Drahterosion wird lediglich ein einziger, hochwertiger Draht benötigt.

Wie funktioniert Erodieren?

Bei diesem Bearbeitungsverfahren werden elektrisch leitende Materialien (z. B. Aluminium, Kupfer, Messing oder Stahl) durch elektrische Entladung abgetragen. Das Werkstück wird dabei zu keinem Zeitpunkt berührt.

Das Erodieren ermöglicht präzise Resultate: Feinste, filigrane Konturen, komplexe Geometrien, kleinste Radien und Bohrungen sowie sehr schmale Schnittbreiten und Senkungen sind möglich. Bei besten Oberflächengüten betragen die Toleranzabweichungen lediglich wenige tausendstel Millimeter. Typische Einsatzbereiche sind beispielsweise:

• Medizintechnik

• Elektronikbranche

• Motoren- und Fahrzeugbau

• Werkzeug- und Formenbau

• Prototypenfertigung

• Maschinenbau

• Luft- und Raumfahrt

Welche Werkstoffe können erodiert werden?

Dank Elektroerosion lassen sich selbst extrem harte Materialien wie Titan, gehärteter Stahl, Sonderlegierungen oder leitfähige hochfeste Keramiken problemlos bearbeiten und in die gewünschte Form bringen.

Was ist Startlocherodieren?

Das Startlocherodieren ist ein schnelles und besonders wirtschaftliches Verfahren zur Metallbearbeitung bei sehr dünnen bis sehr dicken Materialien. Durch die CNC-Steuerung mit Elektrodenwechsler ist es möglich, eine schnelle und präzise Bearbeitung der Materialien zu gewährleisten. Je nach Anwendungsgebiet und zu bearbeitenden Werkstoffen werden entsprechende Elektroden verwendet. Die Vorteile sind klar: wirtschaftlichere Serienbearbeitung, minimierte Fehlerquellen, schnellere Abläufe und hochpräzise Ergebnisse.

Unsere Mitarbeitenden verfügen über ein aussergewöhnlich grosses Know-how beim Drahterodieren Dies ist ein formgebendes Fertigungsverfahren: Leitfähige Materialien können hierbei auf dem Prinzip der Funkenentladung sehr präzise geschnitten werden. Zudem gibt es durch die kontaktfreie Bearbeitung weder mechanische oder thermische Beeinflussung noch molekulare Gefügeveränderungen im zu bearbeitenden Material.

Dank unseren Formenbau-Erodiermaschinen erreichen wir selbst bei engsten Toleranzen und kleinsten Teilen eine konstant hohe Präzision. Mit Hilfe der Drahterosion können wir Kleinstteile mit Radien bis 0.09mm und erreichbaren Toleranzen von bis +/-0.0015mm hergestellt werden.