Drahterrodieren – auch Drahterrodierverfahren genannt – ist ein formgebendes Fertigungsverfahren, das nach dem Prinzip des Funkenerodierens arbeitet. Dabei wird eine Folge von elektrischen Spannungspulsen erzeugt, die Funken zwischen einem dünnen Draht und einem Werkstück auslösen. Diese Funken tragen Material vom Werkstück ab und erzeugen so eine Schnittfläche mit hoher Genauigkeit und Qualität.
Hier erfahren Sie:
Die Besonderheiten des Drahterrodierverfahrens
Das Drahterrodieren zeichnet sich durch mehrere Besonderheiten aus, die es von anderen Schneidverfahren unterscheiden:
Es kann alle elektrisch leitenden oder bedingt leitenden Materialien bearbeiten, unabhängig von ihrer Härte oder Zähigkeit. Das bedeutet, dass auch gehärtete Stähle, Titan oder Hartmetalle geschnitten werden können. Selbst kristallines Osmium kann im Drahterrodierverfahren geschnitten werden.
Es erzeugt keine mechanischen oder thermischen Spannungen im Werkstück, da der Draht und das Werkstück sich nicht berühren und die Temperatur im Schneidspalt sehr lokal begrenzt ist. Das vermeidet Verformungen oder Risse im Material.
Es ermöglicht sehr feine Schnitte mit geringem Kerbradius und hoher Oberflächengüte. Der Durchmesser des Drahtes liegt meist zwischen 0.02 mm und 0.33 mm, was eine Schnittbreite von etwa 0.1 mm bis 0.4 mm ergibt. Die Rauheit der Schnittfläche kann je nach Maschine und Einstellung bis zu Ra 0.1 µm betragen.
Es kann komplexe Formen und Konturen schneiden, die mit anderen Verfahren schwer oder gar nicht zu realisieren sind. Zum Beispiel können Freiformflächen, Innenradien oder konische Schnitte erzeugt werden.
Es ist ein sehr wirtschaftliches Verfahren für die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien, da es keine teuren Werkzeuge benötigt und nur geringe Nachbearbeitungskosten verursacht.
Die Einsatzmöglichkeiten des Drahterrodierverfahrens
Das Drahterodieren findet Anwendung in vielen Industriebereichen, die hohe Anforderungen an die Präzision und Qualität der gefertigten Teile stellen. Hier sind einige Beispiele für typische Einsatzmöglichkeiten:
Die Herstellung von Schnitt- und Stanzwerkzeugen für die Blechbearbeitung oder Kunststoffverarbeitung.
Die Herstellung von Formeinsätzen für den Spritzguss oder Druckguss.
Die Herstellung von Turbinenschaufeln für die Luftfahrt- oder Kraftwerksindustrie.
Die Herstellung von Mikrobauteilen für die Medizintechnik oder Elektronik.
Wie funktioniert der Funkengenerator beim Drahterodieren?
Der Funkengenerator ist ein wichtiger Bestandteil des Drahterodierverfahrens. Er erzeugt die elektrischen Spannungspulse, die für die Entstehung der Funken zwischen dem Draht und dem Werkstück verantwortlich sind. Die Spannungspulse haben eine bestimmte Form, Frequenz und Dauer, die je nach Maschine und Material variieren können.
Der Funkengenerator steuert auch die Polung des Drahtes und des Werkstücks sowie die Impulspausen, die für den Abtransport des geschmolzenen Materials nötig sind. Der Funkengenerator ist meist ein Transistor- oder Thyristor-Schaltkreis, der mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist2.
Wie hoch ist die Spannung der Pulse?
Die Spannung der Pulse beim Drahterodieren hängt von der Maschine und dem Material ab, kann aber bis zu mehreren hundert Volt betragen1. Die Spannung muss so hoch sein, dass sie die Isolation des Dielektrikums durchbricht und einen Funken erzeugt. Die Spannung wird vom Funkengenerator gesteuert, der die Form, Frequenz und Dauer der Pulse anpasst2.
Laser-cut Verfahren und Drahterrodierverfahren im Vergleich
Laser-cut Verfahren und Drahterrodierverfahren sind zwei moderne Fertigungsverfahren, die zum Schneiden von Metallen eingesetzt werden können. Da beide oft verwechselt werden, gehen wir nun auf die Unterschiede ein. Das ist wichtig, denn beide Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile, die je nach Anwendung und Material berücksichtigt werden müssen.
Laser-cut Verfahren
Das Laser-cut Verfahren nutzt einen hochenergetischen Laserstrahl, der auf das Metall fokussiert wird und dieses durch Schmelzen oder Verdampfen trennt. Der Laserstrahl wird von einem CNC-gesteuerten Schneidkopf geführt, der sich entlang der gewünschten Kontur bewegt. Das abgetragene Material wird durch einen Gasstrahl aus dem Schnittspalt geblasen.
Die Vorteile des Laser-cut Verfahrens sind:
Es kann alle Arten von Metallen schneiden, auch solche mit Beschichtungen oder Verbundwerkstoffen.
Es erzeugt sehr schmale Schnittfugen mit geringem Wärmeeinfluss auf das umgebende Material.
Es ermöglicht hohe Schnittgeschwindigkeiten und Produktivität.
Es ist flexibel und kann komplexe Formen schneiden.
Die Nachteile des Laser-cut Verfahrens sind:
Es benötigt hohe Investitions- und Betriebskosten für die Anlagen.
Es kann zu thermischen Verformungen oder Oxidationen an den Schnittkanten führen.
Es kann nicht sehr dicke oder sehr dünne Materialien schneiden.
Es ist nicht geeignet für reflektierende oder transparente Materialien.
Drahterrodierverfahren Vor- und Nachteile
Das Drahterrodierverfahren nutzt eine Folge von elektrischen Spannungspulsen, die Funken zwischen einem dünnen Draht und dem Metall auslösen. Diese Funken tragen Material vom Metall ab und erzeugen so eine Schnittfläche mit hoher Genauigkeit und Qualität. Der Draht wird kontinuierlich durch das Metall gezogen und entsorgt. Das Metall wird in einem flüssigen Dielektrikum geschnitten, das auch den Errodierabfall entfernt. Der Errodierabfall kann häufig recycelt werden.
Die Vorteile des Drahterrodierverfahrens sind:
Es kann alle elektrisch leitenden oder bedingt leitenden Metalle schneiden, unabhängig von ihrer Härte oder Zähigkeit.
Es erzeugt keine mechanischen oder thermischen Spannungen im Metall, da der Draht und das Metall sich nicht berühren.
Es ermöglicht sehr feine Schnitte mit geringem Kerbradius und hoher Oberflächengüte.
Es kann komplexe Formen und Konturen schneiden, die mit anderen Verfahren schwer oder gar nicht zu realisieren sind.
Die Nachteile des Drahterrodierverfahrens sind:
Es benötigt viel Zeit für den Schneidvorgang, da der Abtrag pro Funke sehr gering ist.
Der Draht verschleißt und muss deshalb regelmäßig ersetzt werden.
Es kann nur Materialien schneiden, die eine Mindest- bzw. Maximalstärke haben, um den Durchgang des Drahtes zu ermöglichen.
Es ist nicht geeignet für isolierte oder poröse Materialien.
Fazit
Das Drahterodierverfahren ist ein modernes Fertigungsverfahren, das viele Vorteile gegenüber anderen Schneidverfahren bietet. Es ermöglicht die Bearbeitung verschiedener elektrisch leitender Materialien mit hoher Präzision und Qualität. Es eignet sich besonders für die Herstellung komplexer Formen und Konturen sowie für Prototypen oder Kleinserien.
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Das Laser-cut Verfahren nutzt einen hochenergetischen Laserstrahl, der auf das Metall fokussiert wird und dieses durch Schmelzen oder Verdampfen trennt. Der Laserstrahl wird von einem CNC-gesteuerten Schneidkopf geführt, der sich entlang der gewünschten Kontur bewegt. Das abgetragene Material wird durch einen Gasstrahl aus dem Schnittspalt geblasen.
sehr interessantes Verfahren, kannte ich so noch nicht bzw ich hatte davon gehört aber die Funktionsweise war mir nicht klar.