Mikro-Elektroerosionsbearbeitung | Präzise EDM-Lösungen

Die mikroelektrische Entladungsfräsbearbeitung (Micro EDM) entfernt Material durch Tausende präzise gesteuerter elektrischer Funken zwischen einer miniaturisierten Elektrode und einem leitfähigen Werkstück, das in ein dielektrisches Fluid getaucht ist. Da keine mechanische Schnittkraft wirkt, kann die mikroelektrische Entladungsfräsbearbeitung Merkmale bearbeiten, die mit herkömmlichem Fräsen nicht zugänglich sind: Mikrobohrungen mit Durchmessern von 0,05 bis 0,5 mm, Nuten schmaler als ein menschliches Haar, scharfe innere Ecken sowie spiegelglatte Oberflächen auf gehärtetem Stahl mit einer Härte über 60 HRC. Unser Produktionsablauf beginnt mit Kundenzzeichnungen und Materialzertifikaten, gefolgt vom Entwurf der Elektrode aus Graphit, Kupfer-Wolfram oder Wolframcarbid. Eingehende Losgrößen werden vor der Bearbeitung mittels Koordinatenmessmaschine (CMM) und Vision-Systemen verifiziert; kritische Abmessungen werden alle 50 Teile an einer Koordinatenmessmaschine überprüft, die Oberflächenrauheit mittels Weißlichtinterferometer validiert. Generatorparameter wie Impulsdauer, Spitzenstrom und Lückenspannung werden je nach Werkstoff optimiert, um die Materialabtragrate im Verhältnis zum Elektrodenverschleiß auszugleichen – typischerweise bleibt der Verschleiß bei Mikrohohlräumen unter 0,2 Prozent. Anwendungen umfassen Spritzgussformen für Medizinprodukte, Formen für optische Linsen, Kühlbohrungen in Flugzeugturbinenschaufeln, Mikrosteckverbinderformen sowie Halbleiter-Anschlussraster. Gemäß Branchenstudien erreicht die Micro-EDM eine Maßgenauigkeit von ±0,003 mm und eine Oberflächenrauheit bis zu Ra 0,05 Mikrometer – Kennwerte, die sie zur bevorzugten Fertigungsmethode für Formen mit Rippen unter 0,2 mm machen. Die Maschinenplattformen kombinieren eine Granitbasis, Linearmotoren und ein geschlossenes Regelungssystem für den Elektrodenabstand mit einer Abtastrate von 250.000 Messungen pro Sekunde. Merkmalsgrößen ab 30 Mikrometern sind realisierbar. Titel des Fallbeispiels: Nachgewiesene Ergebnisse der mikroelektrischen Entladungsfräsbearbeitung in globalen Industrien

Fallstudie Titel 1: Deutscher Formenbauer senkt Elektrodenverschleiß bei gehärteten Stahlhohlräumen um 42 Prozent

Fallstudie Beschreibung 1: Ein Formenhersteller in Baden-Württemberg, Deutschland, der Spritzgussformen für Automobilsteckverbinder fertigt, hatte Probleme mit einem Elektrodenverschleiß von über 0,6 Prozent und häufigem Nachschneiden beim Bearbeiten von Stahl 1.2343 mit einer Härte von 52 HRC. Das Unternehmen installierte unser Micro-EDM-Zentrum mit adaptiver Impulssteuerung und einer C-Achsen-Drehspindel und führte das Grobschleifen mit 12 A und das Feinschleifen mit 0,5 A durch. Die Parameter für die Mikro-Elektroerosion wurden pro Hohlraum optimiert, und eine Dielektrikum-Filterung bis auf 1 Mikrometer stabilisierte den Spülprozess. Nach drei Monaten sank der Elektrodenverschleiß um 42 Prozent, das Nachschneiden verringerte sich um 70 Prozent, und die Hohlraumtoleranz lag bei allen 240 Hohlräumen innerhalb von 0,003 mm. Der Kunde führt nun täglich 22 Stunden unbesetzten Betrieb durch und berichtet über 15 Prozent niedrigere Werkzeugkosten pro Form.

Fallstudie Titel 2: Japanischer Steckverbinderhersteller halbiert Lieferzeit für Mikrostiftdies

Fallbeschreibung 2: Ein Steckverbinderhersteller in der Nähe von Nagoya, Japan, benötigte Mikro-Stift-Formen mit 0,15-mm-Schlitzen für eine Smartphone-Komponente. Die Draht-EDM-Technik konnte die innere Geometrie nicht erreichen, und das manuelle Polieren führte zu Maßabweichungen. Unser Mikro-EDM-System mit einer 30-Mikrometer-Wolfram-Elektrode bearbeitete die Schlitze in einer einzigen Aufspannung unter Verwendung eines 0,8-Mikrosekunden-Impulses für den Feinbearbeitungsschritt. Die mikroelektrische Entladungs-Bearbeitung verkürzte die Durchlaufzeit von 18 auf 9 Tage, die Oberflächenrauheit erreichte Ra 0,08 Mikrometer, und die Genauigkeit des Abstands zwischen den Stiften lag bei allen 1.200 Stiften pro Form innerhalb von 0,004 mm. Die Ausschussrate sank von 6 Prozent auf 1,2 Prozent und sparte dem Kunden schätzungsweise 46.000 USD pro Jahr.

Fallüberschrift 3: US-Luftfahrtzulieferer fertigt Kühlbohrungen mit 0,1 mm Durchmesser in Turbinenschaufeln

Fallbeschreibung 3: Ein Zulieferer für Luft- und Raumfahrtkomponenten in Ohio, USA, benötigte Kühlbohrungen mit einem Durchmesser von 0,1 mm in einem Winkel von 35 Grad durch eine 2,5 mm dicke Wand aus einer Nickel-Superlegierung. Beim Laserbohren entstanden Aufschmelzschichten, die bei der Ermüdungsprüfung versagten. Mit unserem fünfachsigen Micro-EDM-Verfahren mit Spindeldurchströmung konnten die Bohrungen mit einer Rate von 90 Stück pro Stunde hergestellt werden; die Aufschmelzschicht betrug weniger als 2 Mikrometer. Die mikroelektrische Entladungsfräsung (Micro Electro Discharge Machining) bestand die Ermüdungsprüfung bei 100 Prozent aller Proben, hielt den Bohrungsdurchmesser innerhalb einer Toleranz von ±0,005 mm ein und eliminierte das sekundäre Entgraten. Der Zulieferer sicherte sich einen Dreijahresvertrag und erweiterte innerhalb von 18 Monaten auf insgesamt vier Maschinen.

Produkttitel: Präzise Micro-Electro-Discharge-Machining-Systeme, entwickelt für Ihre anspruchsvollsten Geometrien