Senkerodieren
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Senkerodieren ist eine Form des Funkenerodierens. Das thermische Fertigungsverfahren trägt das Material mittels elektrischer Entladungen ab. Eine Elektrode taucht dazu in ein Dielektrikum und erzeugt Funken, die ein präzises Erodieren des Werkstücks bewirken. Senkerodieren ist hervorragend für die Bearbeitung sehr harter Materialien und komplexer Geometrien geeignet. Das Verfahren hat im Vergleich zu Fräsen die Vorteile, dass es bei der Bearbeitung weder zu mechanischen Spannungen im Werkstück kommt noch Späne entstehen. Senkerodieren und Drahterodieren sind zwei ähnliche Bearbeitungsverfahren, wobei Senkerodieren seine Stärken insbesondere bei der Erzeugung anspruchsvoller dreidimensionaler Formen und Kavitäten ausspielt. Anwendungen für Senkerodieren reichen von Spritzgussformen über Gesenke bis hin zu medizinischen Instrumenten.
Senkerodieren – Verfahren und Anwendungen
Beim Erodieren handelt es sich um ein spezielles Fertigungsverfahren zum berührungslosen Abtragen von Material mithilfe elektrischer Entladungen. Die Technik ist auch unter der Bezeichnung Funkenerosion und im Englischen als Electrical Discharge Machining (EDM) geläufig. Beim Senkerodieren springen zwischen dem Werkzeug, das als Elektrode dient, und dem Werkstück in einem Dielektrikum winzige Funken über und bewirken dabei, dass Material abgetragen wird. Bei der als Dielektrikum verwendeten, nichtleitenden, Flüssigkeit handelt es sich je nach Anwendung um ein mineralisches Öl oder deionisiertes Wasser.
Schlüsselelement beim Senkerodieren ist die geformte Elektrode, die meist aus Kupfer oder auch Graphit besteht. Das Negativ der spezifischen Form wird nach Abschluss des Vorgangs vollständig auf das Werkstück übertragen sein. Dieser erstaunliche Effekt kommt durch Anlegen einer elektrischen Spannung und die Wechselwirkung zwischen Dielektrikum, Elektrode und Werkstück zustande: Im Dielektrikum baut sich durch die elektrische Spannung ein elektrisches Feld auf. Ist die Spannung hoch genug, dann kommt es spontan zu einem Funkenüberschlag zwischen der Elektrode und dem Werkstück. Der Funke erzeugt eine sehr hohe Temperatur von bis zu 10.000 °C und lässt das Material lokal schmelzen bzw. verdampfen. Im Werkstück entsteht in Folge ein winziger Krater. Abgesprengte Materialpartikel werden durch das Dielektrikum weggespült.
Der beschriebene Vorgang findet pro Sekunde millionenfach statt und bewirkt die Übertragung des Negativs der Elektrodenform auf das Werkstück. Man spricht auch vom Einsenken der Elektrode in das Werkstück bzw. von Taucherodieren. Bemerkenswert am Senkerodieren ist, dass es im Vergleich zu konventionellen spanenden Verfahren wie Fräsen oder Drehen keinen mechanischen Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück gibt.
Der Abtragungsprozess beim Senkerodieren hängt von mehreren Parametern wie der Spannung, der Stromstärke und der Pulsdauer ab. Ebenso haben die Wahl des Dielektrikums sowie die Wahl der richtigen Elektrode bedeutenden Einfluss auf das Ergebnis. Da es sich insgesamt um einen anspruchsvollen Prozess handelt, der viel Erfahrung und Know-how erfordert, muss ein hochqualifizierter Facharbeiter, den Prozess parametrieren, überwachen und abschließend die Qualität beurteilen.
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Mehr InformationenDie Präzision von Senkerodieren
Senkerodieren ist ein hochpräzises Bearbeitungsverfahren und erreicht Toleranzen im Bereich weniger Mikrometer. Je nach eingesetzter Senkerodiermaschine sind Fertigungstoleranzen von bis zu 2 μm und eine Oberflächenrauheit von bis zu 0,05 µm möglich. Eckradien für kleine Kavitäten sowie Konturen im Bereich weniger hundertstel Millimeter lassen sich erodieren. Diese hohen Genauigkeiten sind für die Herstellung von Stanzwerkzeugen, Spritzgussformen und anderen Präzisionsteilen entscheidend. Je nach den gewählten Erodierparametern kann dabei die Oberflächengüte von matt bis hin zu hochglänzend variieren.
Für Senkerodieren geeignete Materialien
Senkerodieren ist für nahezu alle elektrisch leitfähigen Materialien geeignet. Dies ist ein bedeutsamer Vorteil, da sich auch sehr harte Materialien problemlos Senkerodieren lassen:
- Gehärtete Stähle: Für die Herstellung von verschleißfesten Werkzeugen und Formen sind gehärtete Stähle ideal geeignet.
- Hartmetalle: Materialien mit sehr hoher Härte lassen sich mit konventionellen Bearbeitungsmethoden nicht oder nur eingeschränkt bearbeiten.
- Edelstähle: Vor allem wenn Korrosionsbeständigkeit gefordert ist, kommen Edelstähle zum Einsatz.
- Titan: Das Material kommt meist für Anwendungen in der Medizintechnik bzw. der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz.
- Messing: Das im Vergleich weiche Messing ist gut für das Senkerodieren geeignet. Es kommt manchmal auch als Elektrodenmaterial zur Verwendung.
- Graphit: Das Material ist hitze- und verschleißbeständig und kommt bevorzugt als Elektrodenmaterial zur Verwendung.
Einsatzbereiche von Senkerodieren
Senkerodieren ist für das Erzeugen anspruchsvoller Formen mit hervorragender Oberflächengüte und in hoher Präzision ideal geeignet. Diese Branchen setzen erfolgreich ihre hochwertigen Anforderungen mithilfe von Senkerodieren um:
- Werkzeugbau: Das Verfahren dient zur Fertigung von Stanzwerkzeugen und Gesenken, die feine Konturen aufweisen, beispielsweise im Maschinenbau und der Medizintechnik.
- Formenbau: Spritzgussformen für Kunststoffe und Druckgussformen für Metalle werden mit Senkerodieren für die Automobilbranche sowie die Verpackungsindustrie erzeugt.
- Medizintechnik: Chirurgische Instrumente sowie Implantate lassen sich mit dem Verfahren unter Einhaltung sehr enger Toleranzen herstellen.
- Luft- und Raumfahrt: Hochpräzise Bauteile wie beispielsweise Turbinenschaufeln aus schwer zerspanbaren Legierungen werden mit der Fertigungsmethode bearbeitet.
Warum DeSta GmbH & Co KG ?
DeSta::Microcut steht für innovative Ideen, Kreativität in der Problemlösung, gleichbleibende Qualität und langjährige Erfahrung im Laserfeinschneiden. Der moderne Maschinenpark und die hochqualifizierten Mitarbeitenden von DeSta::Microcut stellen sicher, dass die individuellen Bauteile der Kunden mit höchster Sorgfalt und Präzision gefertigt werden.
Von komplexen Formen bis hin zu feinen Details ist nahezu jede Anforderung realisierbar. Zudem fertigt das Unternehmen ab einer Losgröße von einem Stück bis hin zu Klein- und Mittelserien.
Vorteile von Senkerodieren
Senkerodieren ist ein sehr spezielles Fertigungsverfahren, das sich in Anwendungsbereichen auszeichnet, in denen gängige Bearbeitungsmethoden an ihr Limit stoßen. Auch wenn das zu bearbeitende Material sehr hart ist, hat es der Kraft der überspringenden Funken wenig entgegenzusetzen. Dies ist auch der wesentliche Vorteil im Vergleich zu spanenden Bearbeitungstechniken.
Senkerodieren im Vergleich zu Fräsen
Senkerodieren und Drahterodieren – die Unterschiede
Die Verfahren Senkerodieren und Drahterodieren basieren beide auf dem Prinzip der Funkenerosion. Dennoch besteht ein wesentlicher Unterschied: Drahterodieren verwendet einen kontinuierlich ablaufenden, dünnen Draht als Elektrode, mit dem Schnitte durch das Material erzeugt werden. Die Methode ist sehr gut für die Herstellung von kontinuierlichen Konturen und Durchbrüchen geeignet.
Das Senkerodieren setzt dagegen eine geformte Elektrode ein, deren Form dem Negativ der gewünschten Geometrie entspricht. Die Elektrode taucht regelrecht in das Werkstück ein und erzeugt sukzessive dreidimensionale Kavitäten bzw. Vertiefungen.
Im Vergleich der beiden Verfahren zeichnet sich das Senkerodieren durch den Vorteil aus, blinde Taschen, Sacklöcher und Kavitäten erzeugen zu können. Mit dem Drahterodieren ist das nicht möglich: Der Draht muss immer durch das gesamte Werkstück geführt werden. Senkerodieren ist zudem als Verfahren vorteilhaft, wenn komplexe Formen mit dreidimensionaler Tiefe erzeugt werden sollen. Dabei kann es sich beispielsweise um Rippen, Schlitze mit veränderlicher Tiefe oder komplizierte Spritzgussformen handeln. Es ist immer die Form der Elektrode, welche die endgültige Geometrie bestimmt.
