Sind Bohrungen mit konventionellen Verfahren nur schwer realisierbar, dann ist das Startlochschiessen oder Startlocherodieren ein besonders wirtschaftliches und schnelles Verfahren, um Metall sowie alle elektrisch leitenden Werkstoffe zu bearbeiten. Festigkeit und Härte des Materials spielen dabei keine Rolle. Das Startlochschiessen ist eine Sonderanwendung der Senkerosion und macht ein hochpräzises Einbringen von selbst kleinsten Lochbildern oder Startlochbohrungen für das anschliessende Drahterodieren möglich.
Das Verfahren kurz erklärt
Startlochschiessen beruht auf dem Prinzip der Funkenerosion: Erodieren oder Funkenerodieren ist ein thermisches abtragendes Verfahren für alle leitfähigen Materialien, macht hochpräzise Bohrungen mit einem Durchmesser von 0.1 mm – 3 mm möglich und basiert auf elektrischen Entladevorgängen zwischen einem leitenden Werkstück und dem Werkzeug, der Elektrode. Die Bearbeitung findet in einem Dielektrikum – in einem nichtleitenden Medium wie z. B. einem speziellen Öl, deionisiertem oder destilliertem Wasser – statt. Das Elektrodenwerkzeug wird sehr nah (0.004 – 0.5 mm) an das Werkstück herangeführt, bis ein Funke überschlägt, der das Material punktförmig aufschmilzt und verdampfen lässt. Je nach Dauer, Intensität, Frequenz, Länge, Spaltbreite und Polung der Entladungen lassen sich unterschiedlichste Ergebnisse erzielen. So können selbst komplizierteste geometrische Formen hochpräzise hergestellt werden. Das Elektrodenmaterial wird je nach dem zu bearbeitenden Werkstoff ausgewählt und kann aus Kupfer, Messing, Kupferlegierungen (meist mit Wolfram) oder Hartmetall bestehen.
Bohrerodieren oder Startlochschiessen
Bei diesem Verfahren wird eine Startlochbohrmaschine verwendet, da die meisten Bohrungen anschliessend als Start- oder Einfädellöcher für Drahterodier-Arbeiten genutzt werden. Die zugrundeliegende Technologie entspricht, wie bereits erwähnt, dem Verfahren des Erodierens. Allerdings zielen bei diesem Vorgang sowohl Entladungsstrategien als auch Maschinenaufbau auf eine möglichst schnelle Bohrleistung ab.
Während der Bearbeitung werden Kupfer-, Messing- oder Hartmetallrohre mit Durchmessern zwischen 0.10 – 3 mm sowie einer Länge von bis zu 800 mm als Elektroden automatisch nachgeschoben. Sie kompensieren den Abbrand der Elektrode, die sich während des Fertigungsprozesses konstant dreht. Dies führt einerseits zu einem schnelleren Abtrag und andererseits zu einem gleichmässigen Abbrand am Werkstück. Das Dielektrikum wird stetig durch das Elektrodenrohr gepumpt, es kühlt und spült den Abtrag weg.
In der CNC-Fertigung kommt das Bohrerodieren meistens zum Einbringen von Startlochbohrungen für eine darauffolgende Drahterosion zur Anwendung. Dieses Verfahren ist aber auch für die Herstellung von Bauteilen mit mehrfachen Lochbildern, für das Bohren unter verschiedenen Winkeln oder für das Schneiden von Gewinden bestens geeignet. Typische Einsatzbereiche sind z. B. Gasturbinenindustrie, Maschinenbau, Luft- und Raumfahrtechnik oder der Werkzeug- und Formenbau.
Funktionsweise einer Startlochbohrmaschine
Mithilfe von CNC-gesteuerten Startloch- oder Bohrerodiermaschinen können Bohrlöcher mit kleinstem Durchmesser von 0.1 mm – 3 mm realisiert werden. Diese Maschine funktioniert wie eine Senkerodiermaschine. Doch werden hier keine vorgeformten Elektroden, sondern sich stetig drehende dünne Kupfer-, Messing oder Hartmetallrohre von 300 bis 800 mm Länge verwendet. Das Dielektrikum wird via Einkanal- oder Mehrkanalelektroden zugeführt und spült das erodierte Material ab; es besteht entweder aus einem speziellen Öl oder aus deionisiertem/destilliertem Wasser. Anschliessend kann auf einer Drahterodiermaschine ein Draht durch das vorgebohrte Loch geführt und das Werkstück weiter bearbeitet werden.
Im Gegensatz zum Draht- oder Senkerodieren wird beim Startlocherodieren das Werkstück nicht geformt, sondern mit einer Bohrung versehen. Das Bearbeitungsprinzip ist jedoch dasselbe. Bei der Drahterosion schneidet die Elektrode ein programmiertes Profil ins Werkstück, beim Senkerodieren wird die Form des Werkstücks reproduziert.
Vor- und Nachteile
Bohrerodieren ist eine besonders wirtschaftliche Möglichkeit, um Bohrungen, unabhängig von Härte und Festigkeit, in alle elektrisch leitenden Materialien einzubringen. Vertikale und Zylindrizität sind garantiert, zudem ist dank des gratfreien Bohrvorgangs eine mechanische Nachbearbeitung nicht nötig.
Zusammenfassung
Wer ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Fertigung von Bohrlöchern in entweder sehr dünnen oder sehr dicken Materialien sucht, ist mit diesem Verfahren gut beraten. Es können alle leitenden Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung und Festigkeit bearbeitet werden, selbst kleinste Bohrlöcher sind realisierbar.
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