Einleitung
Senkerodieren (Funkenerosion) ist ein spezielles Metallbearbeitungsverfahren. Viele denken bei der Metallbearbeitung an Schneiden Fräsen oder Bohren, doch Senkerodieren funktioniert anders. Hierbei wird Material durch kontrollierte elektrische Funken abgetragen nicht durch mechanische Schneidwerkzeuge. Dies ermöglicht die Herstellung präziser und komplexer Formen die mit herkömmlichen Methoden schwierig oder gar unmöglich sind.
Was ist Senkerodieren?
Beim Senkerodieren wird Metall mithilfe elektrischer Entladungen (Funken) abgetragen. Anders als beim Fräsen oder Bohren berührt das Schneidwerkzeug das Metall nicht. Stattdessen wird ein kleiner Spalt zwischen einer Elektrode (dem Werkzeug) und dem Werkstück aufrechterhalten. Funken überspringen diesen Spalt und schmelzen und verdampfen winzige Teile des Metalls. Durch die millionenfache Wiederholung dieses Prozesses entsteht nach und nach die gewünschte Form.
Der Name leitet sich ab von
Senkerodieren weil die Elektrode langsam in das Material eintaucht um einen Hohlraum zu erzeugen.
EDM (Funkenerosion) weil das Material durch kontrollierte Erosion mittels elektrischer Entladungen und nicht durch mechanisches Schneiden abgetragen wird.
Wie funktioniert Senkerodieren?
Benötigte Materialien
Für das Senkerodieren werden folgende Komponenten benötigt
Werkstück Das zu bearbeitende Metallteil. Es muss elektrisch leitfähig sein z. B. aus Stahl Titan oder Kupfer.
Elektrode Ein Werkzeug aus Kupfer Graphit oder anderen leitfähigen Materialien. Die Elektrode hat die Negativform des gewünschten Hohlraums die auf das Werkstück übertragen wird.
Dielektrische Flüssigkeit Eine spezielle Flüssigkeit in die sowohl die Elektrode als auch das Werkstück eingetaucht werden. Sie steuert die Funkenbildung, kühlt das Werkstück und entfernt abgetragene Partikel.
Schrittweiser Prozess
Maschineneinrichtung Die Elektrode wird im richtigen Abstand über dem Werkstück positioniert.
Befüllung mit dielektrischer Flüssigkeit Werkstück und Elektrode werden in die Flüssigkeit eingetaucht um eine kontrollierte Funkenbildung zu gewährleisten.
Funkenbildung: Kleine elektrische Funken überspringen den Spalt zwischen Elektrode und Werkstück. Jeder Funke schmilzt einen winzigen Teil des Metalls.
Materialabtrag: Geschmolzene und verdampfte Metallpartikel werden von der dielektrischen Flüssigkeit abgeführt.
Wiederholung: Dieser Prozess wiederholt sich millionenfach bis die Elektrodenform vollständig auf das Werkstück übertragen ist.
Dies ermöglicht die Herstellung hochpräziser und komplexer Kavitäten oder Formen.
Anwendungen des Senkerodierens
Das Senkerodieren wird überall dort eingesetzt, wo extrem präzise Formen oder filigrane Details erforderlich sind
Werkzeugbau: Für Formen die im Spritzguss oder Druckguss verwendet werden.
Automobilindustrie: Für Bauteile mit engen Toleranzen und komplexen Geometrien.
Luft- und Raumfahrt: Für Teile die mit extrem hoher Präzision passen müssen.
Medizintechnik: Für kleine empfindliche oder komplexe Teile, die mit herkömmlichen Werkzeugen nicht realisierbar sind.
Es wird häufig eingesetzt wenn herkömmliche Bearbeitungsverfahren die erforderliche Präzision oder Form nicht erreichen.
Was macht Senkerodieren so besonders?
Kein direkter Kontakt
Im Gegensatz zu konventionellen Verfahren wie Fräsen oder Drehen
Das Werkzeug berührt das Werkstück nicht
Es wird keine mechanische Spannung ausgeübt, sodass empfindliche Teile vor Verformung geschützt sind.
Der Werkzeugverschleiß wird reduziert da Funken statt Reibung Material abtragen.
Extrem hohe Präzision
Mit Senkerodieren lassen sich mikroskopisch kleine Details und Formen mit Toleranzen im Mikrometerbereich erzeugen.
Komplexe Formen
Es können hergestellt werden
Tiefe Vertiefungen
Überhänge
Unterbrochene oder komplizierte Konturen
Diese sind mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren oft schwer oder gar nicht zu realisieren.
Vorteile des Senkerodierens
Hohe Präzision: Erreicht extrem genaue Abmessungen.
Komplexe Geometrien: Bearbeitet Formen, die mechanisch schwer zu bearbeiten sind.
Materialschonend: Kein mechanischer Druck, reduziert das Risiko von Verformungen.
Vielseitigkeit: Geeignet für sehr harte Metalle, die konventionell schwer zu bearbeiten sind.
Einschränkungen des Senkerodierens
Langsamerer Prozess: Viele Funken sind erforderlich um Material schrittweise abzutragen. Dadurch ist der Prozess langsamer als Fräsen oder Bohren.
Begrenzte Materialauswahl: Nur elektrisch leitfähige Metalle können bearbeitet werden. Nichtleitende Materialien wie Kunststoff oder Keramik sind nicht geeignet.
Elektrodenherstellung
Elektroden werden üblicherweise aus Kupfer oder Graphit gefertigt und vorgeformt. Sie weisen die negative Oberfläche der gewünschten Vertiefung auf. Beispielsweise benötigt eine runde Bohrung mit 10 mm Durchmesser einen runden Elektrodenvorsprung mit 10 mm Durchmesser.
Umgang mit abgetragenen Metallpartikeln
Geschmolzenes Metall bildet winzige Partikel. Das Dielektrikum spült diese weg, wodurch Verunreinigungen vermieden und die Genauigkeit gewährleistet werden.
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Fazit
Senkerodieren ist ein präzises berührungsloses Metallbearbeitungsverfahren. Es nutzt kontrollierte elektrische Funken um Metall abzutragen und so hochdetaillierte und komplexe Formen zu erzeugen. Obwohl es langsamer ist und auf leitfähige Metalle beschränkt ist ist es unverzichtbar für den Werkzeugbau die Luft- und Raumfahrt die Automobilindustrie und die Medizintechnik.
Mit Senkerodieren können Ingenieure Metallteile herstellen die mit anderen Verfahren nicht realisierbar sind. Präzision Komplexität und Vielseitigkeit vereinen sich in einem einzigartigen Prozess.
