Das Prinzip der Drahterosion
Das Drahterodieren (auch Drahtschneiden (englisch wirecutting) oder Schneiderodieren genannt, ist ein formgebendes Fertigungsverfahren (Schneidverfahren) und zählt zu den funkenerosiven Bearbeitungsformen. Es zeichnet sich durch hohe Präzision aus und ist in der Regel extrem maßhaltig und formgenau. Mit der Drahterosion lassen sich alle elektrisch leitenden Materialien unabhängig ihrer Härte oder Materialdicke bearbeiten.
Das Verfahren funktioniert mit einem Draht, der als Elektrode dient. In der Regel handelt es sich hierbei um einen 0,02 – 0,33mm dicken Messingdraht, der auf Spulen aufgewickelt ist und über Umlenkrollen direkt an das Werkstück gelangt. Über einen Stromgenerator wird der Draht unter Spannung gesetzt und so nahe an das Werkstück herangeführt, bis ein Funke überspringt. Dieser Funke entwickelt dabei so hohe Temperaturen, dass er das Material zum schmelzen bringt bzw. regelrecht verdampft. Dabei springt der Funke immer an der Stelle über, an der der Abstand zum Werkstück am geringsten ist. Nach der Entladung ist der Draht verschlissen und wird entsorgt.
Damit die Entladung immer optimal von statten gehen und der anfallende Erodierabfall schnell abtransportiert wird, werden die Werkstücke in einem flüssigen Dielektrikum geschnitten.
Beim Drahterodieren besteht dieses Dielektrikum meist aus deionisiertem Wasser.
Durch permanente Spülung sorgt das Dielektrikum für den schnellen Abtransport des Erodierabfalls aus dem Schneidspalt und kühlt dabei gleichzeitig den Draht.
Nachteile beim Drahterodiern
Die Drahterosion kann zwar die härtesten Metalle mit Leichtigkeit durchschneiden, hat aber im Vergleich zu anderen Metallbearbeitungsformen deutlich längere Bearbeitungszeiten. Um bestmögliche Oberflächenrauheiten erreichen zu können, sind zu dem meist mehrere Schnitte nötig. Auch die Verwendung von deionisiertem Wasser hat seine Nachteile. Zwar ist das Dielektrikum sehr kostengünstig, führt aber bei längeren Verweilzeiten des Werkstücks in der Maschine zu Rostbildung wodurch es auch zu Lochfraß kommen kann.
Einsatz von Korrosionsschutzmitteln zum Schutz des Werkstück
Damit bei der Bearbeitung mit mehreren Schnitten und den damit verbundenen längeren Standzeiten der Werkstücke im Wasser kein Rost entsteht, kann ein Korrosionsschutz dem Wasser beigegeben werden. Dieser verhindert, dass das Werkstück während der Bearbeitung Rost ansetzen kann und schützt darüber hinaus auch alle Maschinenbauteile. Ein Produkt, dass für genau diesen Anwendungsfall entwickelt wurde ist esgeCor RDE. Dieses Produkt verhält sich, bei richtiger Anwendungskonzentration, während der Anwendung vollkommen neutral. Es beeinflusst den Leitwert des Dielektrikums nicht und verklebt weder Filter, Deionisierharze noch Endschalter.
Eine zusätzliche Möglichkeit, Korrosion am Werkstück zu verhindern, ist das Behandeln mit einem Korrosionsschutzspray. Hier hat sich das TUNPRO WK Korrosionsschutzwachs bewährt. Dieses Wachs gibt es rot eingefärbt, als besseres Kontrastmittel, oder farblos.
Eine weitere Möglichkeit der Korrosion vorzubeugen ist der Einsatz von Dielektrika auf Öl Basis. Einige spezielle Maschinen wie z.B. die QWD der Firma Vollmer im schwäbischen Biberach, arbeiten daher auch mit Erodieröl. Die Firma Vollmer hat diese Maschine speziell für das Bearbeiten von PKD, PcBN und anderen Hartwerkstoffen, entwickelt. Dabei wird der Draht im Gegensatz zu den herkömmlichen Maschinen, waagrecht geführt, anstatt der sonst üblichen senkrechten Anordnung. Der Vorteil des Öl Einsatzes ist neben dem Korrosionsschutz, dass diese Art der Bearbeitung eine besonders hohe Schnittgenauigkeit und deutlich feinere Oberflächen erzielt.
Bei der Bearbeitung mit Öl wird von dem Dielektrikum eine besonders gute Spülwirkung verlangt. Deshalb sollte das Dielektrikum so dünn als möglich sein, sollte aber aus Sicherheitsgründen keinen zu niedrigen Flammpunkt haben. Dielektrika mit einem Flammpunkt >56°C haben sich hier besonders bewährt. Bei vielen Anwendern dieser Technik mit den Vollmer QWD Maschinen empfiehlt sich daher der Einsatz des Dielektrikum esgeSparc SE 75. Dieses speziell für diese Anwendung konzipierte Dielektrikum ermöglicht sehr gute Schneidergebnisse bei gleichzeitig idealer Spülleistung. Dank eines relativ hohen Flammpunkts hat es zudem eine geringe Verdampfungsneigung und ist dadurch sparsam im Einsatz.
Weitere Erodierverfahren sind das Senkerodieren und das Bohrerodieren.
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