Das als allgemein bekanntes Erodieren gehört zu den bekanntesten Prozessen in der Metallbearbeitung. Nicht selten wird Drahterodieren als elektroerosives Drahtschneiden bezeichnet. Der Begriff EDM (EDM-Verarbeitung) für Drahterodieren stammt aus der englischen Sprache („Electrical Discharge Machining“, auf Deutsch – „Funkenerosives Abtragen“). Dabei handelt es sich um ein thermisches Fertigungsverfahren, mit dem alle leitfähigen Materialien bearbeitet werden können. Die Funktionsweise vom Drahterodieren oder Tauchelektrodenbohren ist der Funkenerosion oder Drahtelektrodenentladung gleich. Im Prozessverlauf wird das Material des Werkstücks durch elektrische Entladungen im Funkenspalt zwischen Werkstück und Werkzeug von der Oberfläche stückchenweise abgetragen.
Elektroerosives Drahtschneiden und sein Nutzen:
- Sogar große Materialdicke lassen äußerst geringe Schnittbreiten zu
- Alle leitfähigen Materialien können bearbeitet werden
- Eine hohe Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit werden gewährleistet
- Lochelektrodenbohren ermöglicht Bearbeitung scharfkantiger Löcher und Taschen
Metallschneiden mit Draht ist mit allen Metallen, leitfähigen Keramiken, Legierungen, und PKD-Werkstoffen durchführbar, und zwar unabhängig von dem Härtegrad. Das können unter anderem Aluminium, Grafit, Kupfer, Tantal, Molybdän oder Wolfram sein. Für das Metallschneiden mit Draht setzen die Facharbeiter meist Elektroden aus Messing, Kupfer oder Wolfram ein, die einen Durchmesser von 0,03 bis 0,3 Millimeter aufweisen. Die Abtragleistung wird beim Drahtschneiden in Quadratmillimetern pro Minute (mm²/min) angegeben.
Der Wert der Abtragleistung hängt dabei von dem Material, Elektrodenwerkstoff, Drahtdurchmesser und der gewünschten Form ab. Tauchelektrodenbohren ist ein sehr präzises und exaktes Verfahren. Beim Funkenerodieren springt der erzeugte Funke immer dort über, wo der Abstand zwischen Material und Draht am geringsten ist. Funkenerosion erfolgt außerdem in einem speziellen Elektrolytbad.
Die wichtigsten Eigenschaften von Senkerodieren
Senkerodieren erfordert eine Elektrode, die bei diesem Prozess das Gegenstück zur geplanten Werkstückform darstellt. Das Verfahren wird bei allen Materialien eingesetzt, die elektrisch leitfähig sind, wie zum Beispiel verschiedene Metalle, Legierungen, leitfähigen Keramiken und PKD-Werkstoffe. Im Gegensatz dazu müssen die Elektrodenwerkstoffe einerseits elektrisch leitfähig sein und zum anderen einen kleinen elektrischen Widerstand bei gleichzeitig hohem Schmelzpunkt aufweisen. Grafit, Kupfer, Wolfram-Kupfer oder Kupfer-Zink-Legierungen sind dazu nahezu prädestiniert. Ein präziser Materialabtrag steht im Mittelpunkt des Senkerodierens. Durch kurzpulsige elektrische Funkenentladungen erfolgt der Materialabtrag. An die Elektrode wird eine Gleichspannung angelegt, die meist zwischen 20 und 150 Volt beträgt.
Wenn sich die Elektrode an das Werkstück annähert, so kommt es durch einen exakt definierten Stromimpulsverlauf im elektrischen Feld zum Aufbau im Arbeitsspalt auf. Im Allgemeinen erzeugt beim CNC Senkerodieren jede einzelne Funke eine kleine Vertiefung im Werkstück. Durch viele einzelne Vertiefungen wird im Laufe des Verfahrens die letztendliche Form des Teils erreicht. Die Elektrode selbst unterliegt mit der Zeit einem Verschleiß und muss regelmäßig erneuert werden, um eine hohe Maßgenauigkeit beim Abtragen zu gewährleisten. Durch Senkerodieren ist es möglich, selbst besonders harte Werkstoffe mühelos und präzise zu bearbeiten. Des Weiteren lassen sich auf diese Weise besonders komplexe und sehr feine Oberflächen am Werkstück realisieren.
Welche Unterschiede zwischen Drahterodieren und Senkerodieren gibt es?
Bei Erodieren wird zwischen Draht- und Senkerodieren unterschieden. Zwischen den beiden Verfahren gibt es einige Unterschiede. Zuerst der Hauptunterschied: Es ist einfach die Art des Prozesses. Bei den verschiedenen Anforderungen wird das Material je nach Fall mittels eines Schneiddrahtes (Drahterosion) oder einer exakt angepassten Elektrode (Senkerosion) abgetragen und bearbeitet. Senkerodieren wird außerdem dann eingesetzt, wenn das Funkenerosion nicht durchführbar wäre. Das Drahterodieren kann beispielsweise vor allem schneiden, beim Senkerodieren geht es dagegen vor allem um Pressen. Dabei wird in der Tat nur der voreingestellte und durch die Elektrode vorgegebene Oberflächenteil des Werkstücks bearbeitet.
Bei beiden Verfahren – Drahterosion und Senkerosion – wird aber das zu bearbeitende, elektrisch leitende Werkstück geleichermaßen in einer nicht leitenden Flüssigkeit bearbeitet. Allerdings wird beim Tauchelektrodenbohren die Form des Werkstücks in einem Werkstück reproduziert. Anders gesagt – die Elektrode erstellt die Form im Werkstück. Beim Lochelektrodenbohren schneidet dagegen ein Draht aus Metall ein zuvor programmiertes Profil in ein Werkstück. Mit anderen Worten: Ein nicht verschlissenes Werkzeug liegt in Form einer Drahtelektrode vor. Nochmals zusammenfassend:
- Elektroerosives Drahtschneiden ist einfach das Schneiden des Werkstücks mit Draht aus Metall und mit einem programmierten Profil
- Senkerodieren bedeutet eine exakte Reproduktion der Werkstückform