Das Erodieren ist ein hochpräzises Fertigungsverfahren, das auf dem Prinzip des elektrothermischen Materialabtrags basiert. Es wird verwendet, um leitfähige Materialien wie Stahl, Aluminium oder Hartmetall mit höchster Genauigkeit zu bearbeiten. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien, die mit konventionellen Methoden wie Fräsen oder Drehen nicht oder nur schwer realisierbar wären. Die beiden Hauptverfahren des Erodierens sind Drahterodieren und Senkerodieren. Beide nutzen elektrische Entladungen, haben jedoch unterschiedliche Anwendungen und Anforderungen.

Die Grundlagen des Erodierens

Beim Erodieren wird zwischen einem Werkzeug und dem Werkstück eine elektrische Spannung angelegt. In einem dielektrischen Medium entstehen durch die gezielte Annäherung von Werkzeug und Werkstück elektrische Funken, die Material abtragen. Das Medium, meist ein Öl oder deionisiertes Wasser, spült die abgetragenen Partikel weg und sorgt für die Isolation zwischen den Elektroden.

Drahterodieren

Funktionsweise

Beim Drahterodieren (englisch: Wire EDM) wird ein dünner, kontinuierlich gespannter Draht als Werkzeug verwendet. Der Draht, meist aus Messing oder einer beschichteten Legierung, wird durch das Werkstück geführt, um präzise Schnitte auszuführen. Dabei bewegt sich der Draht entlang einer programmierten Bahn, die von CNC-Steuerungen vorgegeben wird.

Anwendungen

Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für die Herstellung von präzisen Konturen, komplexen Formen und engen Toleranzen, wie sie in der Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder im Werkzeugbau benötigt werden. Typische Anwendungen sind Stanz- und Schneidwerkzeuge, feinmechanische Bauteile oder Elektroden für das Senkerodieren.

Vorteile

• Hohe Präzision: Toleranzen im Bereich von wenigen Mikrometern.
• Bearbeitung harter Materialien: Auch hochfeste oder gehärtete Werkstoffe lassen sich bearbeiten.
• Keine mechanische Belastung: Kein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück.

Senkerodieren

Funktionsweise

Beim Senkerodieren (englisch: Die Sinking EDM) wird eine Elektrode, meist aus Kupfer oder Graphit, in die Form des gewünschten Werkstücks gebracht. Diese Elektrode wird in das Werkstück abgesenkt, wobei durch wiederholte Funkenentladung Material abgetragen wird. Das Verfahren findet in einem Ölbad statt, das als Dielektrikum dient.

Anwendungen

Senkerodieren wird vor allem bei der Herstellung von Formen und Matrizen für die Kunststoff- und Metallverarbeitung eingesetzt, wie z. B. in der Spritzguss- oder Druckgussindustrie. Auch die Fertigung tiefer Kavitäten oder feiner Details ist möglich, die mit anderen Verfahren kaum zu erreichen wären.

Vorteile

• Flexibilität bei Geometrien: Ermöglicht die Bearbeitung von 3D-Strukturen und tiefen Kavitäten.
• Glatte Oberflächen: Geeignet für Anwendungen, die hohe Oberflächenqualität erfordern.
• Vielseitige Elektrodengestaltung: Komplexe Formen können durch präzise Elektroden hergestellt werden.

Unterschiede zwischen Drahterodieren und Senkerodieren

1. Werkzeug:
   • Drahterodieren nutzt einen kontinuierlichen Draht, während Senkerodieren eine maßgefertigte Elektrode verwendet.
2. Geometrie:
   • Drahterodieren ist ideal für Schnittkonturen und flache Strukturen.
   • Senkerodieren ermöglicht komplexe 3D-Strukturen und tiefe Kavitäten.
3. Dielektrikum:
   • Beim Drahterodieren wird deionisiertes Wasser verwendet, beim Senkerodieren meist Öl.
4. Einsatzbereich:
   • Drahterodieren für präzise Konturschnitte und Bauteile mit engen Toleranzen.
   • Senkerodieren für tiefe, komplexe Formen und Matrizen.

Fazit

Das Erodieren ist ein unverzichtbares Verfahren in der modernen Fertigungstechnik, das eine präzise Bearbeitung von leitfähigen Materialien ermöglicht. Ob Drahterodieren oder Senkerodieren – beide Verfahren haben ihre Stärken und spezifischen Einsatzgebiete. Während das Drahterodieren auf präzise Schnitte spezialisiert ist, bietet das Senkerodieren maximale Flexibilität bei der Gestaltung komplexer 3D-Geometrien. In Kombination sind sie ein leistungsstarkes Duo für höchste Präzisionsanforderungen.