Elektrode zum Senkerodieren

Bei einem Dielektrikum handelt es sich um ein Material mit sehr hohem spezifischen Widerstand (108-1014Ωm). Ein Dielektrikum ist eine elektrisch schwach- oder nichtleitende und nichtmetallische Substanz, deren Ladungsträger nicht frei beweglich sind. Daher wird oft das Wort Isolator als Synonym verwendet. Ein Dielektrikum kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein.

Einsatz von Dielektrika beim Senkerodieren

Das Senkerodieren wird auch als Senkerosion bezeichnet und wird im Bereich der hochpräzisen Materialbearbeitung eingesetzt. Dabei werden, durch eine Elektrode, Funken auf dem noch zu bearbeitendem Werkzeug mittels eines Generators erzeugt. Dadurch kommt es zu zahlreichen kleinen Entladungen zwischen Werkzeug (Elektrode) und Werkstück. Dies führt zu immer wiederkehrenden Funken, die vorrangig vom Werkstück Material abtragen.  Aber auch die Elektrode wird erodiert, sie muss daher erneuert oder nachgearbeitet werden.

Das Werkstück wird in einer nicht leitenden Flüssigkeit, dem Dielektrikum, bearbeitet. Dabei handelt es sich meist um ein spezielles Öl. Das Eintauchen des Werkstücks in die Flüssigkeit dient zum Abkühlen des Werkstücks und der Elektrode, aber auch um den Funkenspalt sauber zu halten. Das Senkerodieren ist heute ein etabliertes Verfahren im Formen- und Werkzeugbau und wird in vielen Industriezweigen ergänzend zum Spanen eingesetzt.

Da es sich dabei um ein berührungsloses elektrothermisches Abtragsprinzip handelt, ist für die Bearbeitung lediglich eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks notwendig. Der Abtrag entsteht durch thermische Prozesse, also durch Schmelzen oder Verdampfen des Materials. Das abgetragene Material wird durch die im Dielektrikum entstandene Gasblase und das Dielektrikum selbst abtransportiert. Das Dielektrikum wird deshalb permanent gefiltert.

Im Wesentlichen gibt es zwei unterschiedliche Prozesse:

Beim Senkerodieren werden mittels einer erstellten Elektrode Negativformen in das Werkzeug eingebracht (erodiert). Als Dielektrikum wird ein spezielles Öl verwendet. Über einen Generator werden Stromimpulse erzeugt. Die dadurch entstehende Entladeenergie nimmt Einfluss auf die zu erstellende Oberflächenqualität und den Funkenspalt, auch Gap genannt. Mit geringer Entladeenergie ergibt sich eine feinere Oberfläche, die Bearbeitungszeit verlangsamt sich; höhere Entladeenergie führt zu gröberer Oberflächenstruktur, die Bearbeitungszeit verkürzt sich. Diese leicht rauhe, muldige Oberfläche ist typisch für die Erosion.

Aufgaben des Dielektrikums beim Senkerodieren

Beim Senkerodieren hat das Dielektrikum einige wichtige Aufgaben: Es dient als Isolator zwischen Werkstück und Elektrode, es reduziert den Funkenspalt und erhöht die Abbildungsgenauigkeit der Elektrode. Außerdem erhöhen sich durch den Einsatz von Dielektrika die Wirkkraft und die Energiedichte. Zudem muss sich der Entladekanal bei Impulsende rasch entionisieren.

Außerdem sorgt das Dielektrikum für den Abtransport der Abtragspartikel aus dem Funkenspalt. Seine Spülwirkung ist deshalb von gravierender Bedeutung, da es sonst zu Schmutzaufbauten kommen kann. Die Folge wäre eine Lichtbogenbildung und die Zerstörung des Werkstücks. Durch das Schmelzen oder Verdampfen des abgetragenen Materials entstehen metallische Dämpfe. Diese kondensieren im Dielektrikum und werden dadurch teilweise in der Flüssigkeit gebunden. Da diese Dämpfe gesundheitsgefährdend sind, ist eine Absaugung an der Maschine aber trotzdem notwendig.

Je nach dem, ob das Dielektrikum z.B. bei funkenerosiven Schrupparbeiten oder im Feinstschlichtbereich eingesetzt wird, muss es spezifischen Anforderungen gerecht werden. Esgemo bietet zum Senkerodieren verschiedene spezielle Dielektrika an. Die Dielektrika sind physiologisch unbedenklich und bieten höchste Abtragsintensität bei allen Anwendungsfällen. Sie sind gleichermaßen für Kupfer- und Graphit-Elektroden geeignet und wirken besonders verschleißarm an der Elektrode.

Dielektrikum von esgemo

Bei den esgemo Dielektrika handelt es sich um  geruchsneutrale, aromatenfreie und abtragsintensive Dielektrika für den universellen Einsatz, sowohl im Schlicht- als auch im Schruppbereich. Diese Öle haben eine exzellente Spülwirkung – besonders im engen Funkenspalt – und verfügen über eine hohe Oxidationsstabilität. Aufgrund des hohen Flammpunktes gewährleistet das Dielektrikum der Reihe esgeSparc bestmögliche Arbeitssicherheit. Die Dielektika sind hautverträglich, bestens filtrierbar und haben geringe Verdunstungs – und Verdampfungseigenschaften.

Welches Dielektrikum kommt wann zum Einsatz?

Hauptsächlich werden die Dielektrika danach ausgewählt, welches Bearbeitungsergebnis erzielt werden soll. Dafür ist vornehmlich die Viskosität entscheidend. Für den Einsatz im Feinschlichtbereich haben sich Dielektrika mit einer Viskosität von ca. 2 bis 3 mm²/S (cSt) bei 20°C als gut geeignet erwiesen.  So können dünnflüssige Dielektrika einen kleinen Funkenspalt gut freispülen und ermöglichen so kleine Rauheiten. Für den Schruppbereich eignen sich Dielektrika von 4 bis 6 mm²/S (cSt) bei 20°C. Diese dickflüssigeren Dielektrika benötigen einen größeren Funkenspalt, die Oberflächenrauheit wird gröber, dafür verkürzt sich i.d.R. die Bearbeitungszeit.  Als sehr universell haben sich die Dielektrika im Bereich 3 bis 4 mm²/S (cSt) bei  20°C herauskristallisiert.

Je nach Anforderung an kinematische Viskosität, Dichte, Flammpunkt, Siedebereiche und Stockpunkt des Dielektrikums bietet esgemo für die unterschiedlichsten Anforderungen der Formen- und Werkzeughersteller ganz spezielle Öle an.

Eine Auswahl verschiedener esgemo Dielektrika finden Sie hier.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass es auch den Prozess des Drahterodierens gibt: Hierbei wird als Werkzeug ein dünner Metalldraht verwendet. Mit Hilfe des Drahterodierens können auch in schwer oder nicht spanbare Werkstoffe sehr feine Schnitte und sehr komplexe Formen eingebracht werden. Als Dielektrikum dient hier überwiegend deionisiertes Wasser.

Zur Auswahl des geeigneten Dielektrikum steht Ihnen unser esgemo-Ansprechpartner unter Tel. 06261 675 2615, Fax 06261 675 2617 und info@esgemo.de gerne zur Verfügung.

Gerne beantworten wir weitere Fragen rundum das Thema Dielektrikum. Nutzen Sie dafür einfach unser nachfolgendes Frageformular. Wir werden versuchen diese kurzfristig zu beantworten.




Weitere Informationen:

 

Bildhinweis: Bild Senkerosion mit freundlicher Genehmigung der Firma Zimmer & Kreim / Brensbach

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