Funkenerodieren

Das Funkenerodieren (kurz EDM von engl. electrical discharge machining), ist ein thermisches, abtragendes Fertigungsverfahren für leitfähige Materialien, das auf elektrischen Entladevorgängen (Funken) zwischen einer Elektrode (Werkzeug) und einem leitenden Werkstück beruht.

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Die Bearbeitung findet in einem nichtleitenden Medium statt, dem sogenannten Dielektrikum (meist Öl oder deionisiertes Wasser).

Das Elektrodenwerkzeug wird dabei auf einen so schmalen Spalt (< 0,5 mm) an das Werkstück herangeführt bis ein Funken überschlägt welcher das Material punktförmig aufschmilzt und verdampft. Je nach Intensität, Frequenz, Dauer, Länge und Polung der Entladungen entstehen die unterschiedlichen Abtragsergebnisse. Selbst komplizierte geometrische Formen sind herzustellen.

Man unterscheidet zwischen dem funkenerosiven Bohren (Bohrerodieren), dem funkenerosiven Schneiden (Drahterodieren), bei dem ein Draht die Elektrode bildet und dem funkenerosiven Senken (Senkerodieren), bei dem die Elektrode als negative Form mit Hilfe einer Funkenerodiermaschine in das Werkstück gedrückt wird.

Geschichte

Im Jahr 1943 wurde von den russischen Physikern Lazarenko eine Publikation über "die Umkehrung des Verschleißeffektes aufgrund elektrischer Entladung" herausgegeben. Während Untersuchungen über die Abnutzung von Schaltkontakten entwickelten sie ein Bearbeitungsverfahren, bei dem sie den zerstörenden Effekt einer elektrischen Ladung nutzen konnten. Dies war der Anfang des Funkenerodierens. Der damals entwickelte Entladungsgenerator kam lange Zeit für Erodiermaschinen zum Einsatz. Viele Innovationen und technische Weiterentwicklungen haben dazu beigetragen, dass das Funkenerodieren zu einem bedeutenden Herstellungsverfahren in der Industrie wurde.

Einsatzgebiete

Dort, wo die mechanische Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe an ihre Grenzen stößt, beginnt das Einsatzgebiet des Funkenerodierens. Ein großer Vorteil der funkenerosiven Bearbeitung ist die sehr hohe Maßgenauigkeit, auch können extrem harte Werkstoffe wie gehärteter Stahl, Titan oder Hartmetall bearbeitet werden. Außerdem ist es möglich, Oberflächenstrukturen mit variabler Rauigkeit herzustellen und gratfrei Kanten zu erzeugen.

Nachteile des Verfahrens sind der hohe Zeitaufwand sowie die damit verbundenen hohen Fertigungskosten.

Je nach Verfahren werden unterschiedliche Materialien für die Elektroden verwendet.

Bohrerosion: Kupfer- oder Messingröhrchen in verschiedenen Profilen (Ø 0,1 - 6,0 mm)

Drahterosion: Messing- oder Kupferdraht teilweise auch beschichtet (Ø 0,05 - 0,3 mm)

Senkerosion: Kupfer- oder Graphitblöcke welche meist mit Hochgeschwindigkeitsfräsverfahren, seltener mit Ultraschallschwingläppen, ihre Form erhalten. Teilweise gibt es auch an den Erodiermaschinen Abrichtvorrichtungen zur Profilierung der Elektrode.

Siehe auch

• Bohrerodieren
• Drahterodieren
• Senkerodieren
• Elektrochemisches Senken