Industrie-Lexikon

Drahterodieren

Das Drahterodieren (auch Drahtschneiden (englisch wirecutting); Drahterosion, funkenerosives Schneiden oder Schneiderodieren) ist ein formgebendes Fertigungsverfahren (Schneidverfahren) hoher Pr├Ązision f├╝r elektrisch leitende Materialien, welches nach dem Prinzip des Funkenerodierens arbeitet: Eine Folge von elektrischen Spannungspulsen erzeugt Funken, die Material vom Werkst├╝ck (Anode) auf einen durchlaufenden d├╝nnen Draht (Kathode) sowie in das trennende Medium, das Dielektrikum├╝bertragen. Der Draht wird anschlie├čend entsorgt. Die Genauigkeit des Verfahrens beruht darauf, dass der Funke stets an der Stelle ├╝berspringt, an der der Abstand zwischen Werkst├╝ck und Draht minimal ist.

Schneidvorgang
Der Erodierdraht ist auf einer Spule aufgewickelt und wird von dort ├╝ber Umlenkrollen und die Bremsrolle zur oberen Drahtf├╝hrung gef├╝hrt. Durch zwei gegen├╝berliegende Antriebsrollen wird der Draht mit einer definierten Drahtspannung im Bereich von 5 bis 25 Newton und einer Geschwindigkeit mit bis zu 25 m/min durch das Werkst├╝ck und durch die untere Drahtf├╝hrung gezogen und danach entsorgt. Die Drahtf├╝hrungen ober- und unterhalb des Werkst├╝cks f├╝hren und st├╝tzen den Draht und unterdr├╝cken Schwingungen. Des Weiteren dienen die Drahtf├╝hrungen dazu, beim Konischschneiden einen definierten Umlenkpunkt zu haben. Die Werkst├╝cke werden in einem fl├╝ssigen Dielektrikum geschnitten. Dieses besteht meist aus deionisiertem Wasser. Einige spezielle Maschinen arbeiten aber auch mit Erodier├Âl. Durch permanente Sp├╝lung entsorgt das Dielektrikum den anfallenden Erodierabfall aus dem Schneidspalt und k├╝hlt den Draht, der bei geringem Querschnitt einen hohen Strom aufnehmen muss.

Grundlegend gilt, dass der Draht positiv und das Werkst├╝ck negativ gepolt ist. Dadurch findet die f├╝r den Abtrag ebenfalls relevante Elektromigration vom Werkst├╝ck weg statt (Metallionen sind positiv geladen). In den Nachschnitten kann die Polung auch anders oder wechselnd sein. Dies ist abh├Ąngig von der Technologie des jeweiligen Maschinenherstellers.

N├Ąhert sich der Erodierdraht dem Werkst├╝ck auf einen sehr kleinen Abstand, bildet sich an der Stelle mit dem geringsten Abstand ein elektrisches Feld, in dem positiv und negativ geladene Ionen stark beschleunigt werden. Diese Ionen bilden einen ionisierten Kanal zwischen Werkst├╝ck und Elektrode, der Elektrizit├Ąt leitet. Jetzt kollidieren die Ionen in dem Endladungskanal, was zu einem sichtbaren Funken f├╝hrt. Gleichzeitig bildet sich eine Gasblase aus dem verdampfenden Dielektrikum und Material (Elektrode und Werkst├╝ck). In der Gasblase steigt der Druck gleichm├Ą├čig an und es bildet sich Plasma. Die Blase vergr├Â├čert sich, bis sie r├Ąumlich durch Elektrode und Werkst├╝ck begrenzt wird. Jetzt wird der Strom durch das Einleiten der Impulspause unterbrochen und die Blase implodiert. Durch die Implosion wird geschmolzenes Material aus dem Werkst├╝ck und auch aus der Elektrode gerissen. Wird die Impulspause zu sp├Ąt eingeleitet (Impulsdauer zu lang), kann ein Lichtbogen entstehen, welcher zu einem Drahtriss f├╝hrt.

Die Einstellungen des Generators f├╝r den Bediener sind von dem Hersteller in Technologien hinterlegt. Sie enthalten z. B. die Entladedauer, Entladepause, Stromst├Ąrke sowie Spannung (auch Leerlaufspannung), Kondensatorkapazit├Ąt, Arbeitsspannung (Servospannung), maximalen Vorschub sowie die grunds├Ątzliche Generatorschaltung (Modus oder Pulsmode).

Die maximale Generatorleistung bei Drahterodiermaschinen wird meist mit ihrer Schruppleistung in Quadratmillimeter pro Minute (mm┬▓/min) angegeben. Mittlerweile gibt es Maschinen, die mit bis zu 500 mm┬▓/min arbeiten. Da solche Geschwindigkeiten aber mehr zerst├Âren als rentabel sind, wird beim Hauptschnitt oder Schruppschnitt (Schnitt durch volles Material) mit 150 mm┬▓/min bis 250 mm┬▓/min gearbeitet. Dabei gilt die Referenzh├Âhe von 60 mm.

Oft wird mit niedrigeren Generatoreinstellungen nachgeschnitten, um h├Âhere Genauigkeiten und bessere Oberfl├Ąchen zu erreichen. Um Genauigkeiten im Bereich von weniger als 2 ┬Ám zu erreichen, wird je nach Hersteller bis zu achtmal nachgeschnitten.

Weitere Erodierverfahren sind das Senkerodieren und das Bohrerodieren.

Quelle: Wikipedia

 

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