Vor allem im Werkzeugbau sind das Senk- und Drahterodieren durchgesetzte Bearbeitungsverfahren. Es handelt sich um Verfahren, in denen das dabei zur Anwendung kommende Dielektrikum eine zentrale Rolle spielt. Um Klarheit darüber zu erlangen, was genau dort passiert, soll der Prozess am Beispiel einer Funkenerodiermaschine beschreiben werden.
Das Dielektrikum bei der Funkenerosion
Als abtragende Werkzeugmaschine dient eine Funkenerodiermaschine zur Bearbeitung von elektrisch leitenden Materialien mittels Funkenerosion. Dazu benötigt die Maschine ein Werkzeug (Elektrode) mit hoher elektrischer Leitfähigkeit sowie ein Dielektrikum, das den Raum zwischen Werkzeug und Werkstück füllt.
Meist werden Metalle wie Stahl, Aluminium, Kupfer und Messing bearbeitet. Auch Graphit und einige Keramikarten können erosiv gut bearbeitet werden.
Das Dielektrikum im Einsatz
Zur Bearbeitung wird eine elektrische Spannung zwischen dem Werkstück und der Elektrode angelegt. Die Elektrode ist dabei ein Negativ derjenigen Form, die in das Werkstück eingearbeitet werden soll. Nun wird durch pulsierenden Gleichstrom ein Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugt. Dabei werden durch Verdampfen und Abplatzen die Bestandteile des Werkstücks abgetragen, die nicht zur endgültigen Form gehören. Die abgetragenen bzw. verdampften Bestandteile werden durch das nicht leitende Dielektrikum weggespült.
Die drei wesentlichen Aufgaben des Dielektrikums
Es sind hohe Anforderungen unterschiedlicher Art, die ein Dielektrikum während des Bearbeitungsprozesses erfüllen muss.
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Schnelle Ionisation
Für den Aufbau des elektrischen Feldes muss das Dielektrikum so schnell wie möglich optimale Bedingungen schaffen, damit eine Funkenbrücke entsteht. Ebenso schnell muss es bei Impulsende den Entladekanal entionisieren, um die nächste Entladung zu ermöglichen. Dabei soll es den Entladekanal „einschnüren“, um den Entladewirkungsgrad zu erhöhen.
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Optimale Kühlung
Der elektrische Funke trifft mit cirka acht- bis zwölftausend Grad Celsius auf dem Werkstück auf. Das macht deutlich, wie effektiv ein Dielektrikum die Elektrode und das Werkstück kühlen muss. Eine Überhitzung würde zu einem deutlich höheren Verschleiß führen. Neben dieser Funktion muss das Dielektrikum auch effektiv für eine Kondensation der beim Funkenerosionsverfahren entstehenden Metalldämpfe sorgen.
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„Entsorgung“ der Abtragspartikel
Um Störungen im Prozess wirksam zu vermeiden, müssen die entstandenen Abtragspartikel aus der Erodierzone weggespült werden.
Die Qualität des Dielektrikums entscheidet mit
Erodierverfahren müssen ihre Wirtschaftlichkeit und Produktivität immer wieder aufs Neue unter Beweis stellen. Ein wesentlicher Faktor für Leistung und Ertrag ist das verwendete Dielektrikum. Je nach Anwendungsfall sind konkret sehr spezifische Anforderungen zu erfüllen. Hochleistung bei Dielektrika heißt in der Regel intensiverer Abtrag bei zugleich weniger Verschleiß und Alterung. Dielektrika von esgemo werden diesen Anforderungen durch zielorientierte Additivierung gerecht.
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