Das Drahtschneiden wird auch als Drahterodieren bezeichnet und ist ein Verfahren, das auf der EDM-Methode bzw. dem Electrical Discharge Machining beruht. Das Drahtschneiden ermöglicht es, Werkstücke mit sehr hoher Präzision und automatisiert zu bearbeiten. Welche weiteren Vorteile bietet es? Wofür wird es eingesetzt?
Was ist Drahtschneiden?
Werkzeugmaschinen, die mit Drahtschneiden bzw. Funkenerosion arbeiten, schneiden die Konturen eines Werkstücks mithilfe elektrischer Entladungen. Mit der EDM-Technologie lassen sich Metalle und andere leitfähige Werkstoffe, Beton- und Steinstrukturen und sogar Nadeln für die Medizintechnik bearbeiten. Die Werkstücke können sehr komplexe Geometrien aufweisen und erfordern daher Spezialmaschinen, die diese Komplexität beherrschen.
EDM arbeitet mit elektrischen Entladungen. Das Werkstück wird fest auf dem Maschinentisch gespannt, und die Entladungen springen zwischen Werkstück und Draht über. Der Draht führt eine kontinuierliche Bewegung aus und bildet die zentrale Achse der Maschine. Er besteht in der Regel aus Kupfer oder Messing und übt praktisch keinen physischen Druck auf das Werkstück aus. Dadurch lassen sich auch sehr dünne und empfindliche Teile bearbeiten.
Das Drahtschneiden ist ein thermodynamisches und elektrisches Verfahren und keineswegs neu. Tatsächlich kam die EDM-Technologie erstmals während des Zweiten Weltkriegs zum Einsatz. Die Russen entwickelten als Erste ein Verfahren, bei dem Handelektroden und elektrische Entladungen zum Abtragen von Werkstoff eingesetzt wurden. Aus dieser einfachen Technik ging später die moderne Funkenerosion hervor.
Vorteile der Funkenerosion
Warum lohnt es sich, Drahtschneiden bzw. Funkenerosion in einen Fertigungsbetrieb aufzunehmen? Welche Vorteile bietet dieses Verfahren? Zunächst einmal ist es sehr effizient und ermöglicht die Bearbeitung bei jeder beliebigen Schnitttiefe. Das Beste an diesem Verfahren: Es erfordert wenig Aufwand, und je nach Maschinentyp wird unter Umständen nicht einmal ein Bediener benötigt.
Darüber hinaus erleichtern EDM-Maschinen die Bearbeitung sehr komplexer und präziser Werkstücke, die spezielle Geometrien und feine Schnitte erfordern. Die Schnittgeschwindigkeit von Erodiermaschinen ist sehr hoch.
Die Funkenerosion bzw. das Drahtschneiden lässt sich auf eine Vielzahl von Bearbeitungsverfahren und Werkstücken aller Art anwenden. Auch schmale und enge Flächen können bearbeitet werden, da der Draht schwer zugängliche Bereiche erreicht. Da die Funkenerosion in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt, ist sie langfristig eine wirtschaftliche Alternative und macht die Bearbeitung auf konventionellen Maschinen wie der Drehmaschine oder der Fräsmaschine überflüssig.
Drahterodiermaschinen sind einfach zu bedienen und lassen sich je nach Modell so programmieren, dass sie mit minimalem Eingriff durch den Bediener arbeiten. Das senkt die Produktionskosten: Nicht nur der Personalaufwand sinkt, sondern auch die Fertigungszeiten und damit die Lieferzeiten.
Der Draht selbst ist universell einsetzbar und ermöglicht jede beliebige Werkstückkontur. Vor dem Schneiden sollten unbedingt Wärmebehandlungen durchgeführt werden, um einen Verzug des Werkstücks zu vermeiden.
Funktionsprinzip des Drahtschneidens
Das Drahtschneiden beruht auf einem physikalischen Prinzip: der Erzeugung eines Lichtbogens zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und einer Elektrode. Damit sich der Lichtbogen bilden kann, müssen sich Werkstück und Elektrode in einer geeigneten Umgebung befinden, nämlich in einem Dielektrikum. Ziel ist es, Partikel von der Werkstückoberfläche abzutragen, bis diese die Form der Elektrode abbildet.
Welche Rolle spielt der Draht bei diesem Verfahren? Die EDM-Maschine, mit der sich ein Werkstück in einem einzigen Prozess komplett bearbeiten lässt, ist mit einem Metalldraht ausgestattet, der das Werkstück nach der zuvor programmierten Kontur schneidet. Der Draht wirkt dabei mit den elektrischen Entladungen zusammen. Diese erzeugen Funken zwischen Werkstück und Draht, wodurch das überschüssige Material abgetragen wird. Das abgetragene Material muss wiederum durch eine stetige Zufuhr von dielektrischer Flüssigkeit vollständig von der Werkstückoberfläche gespült werden.
Wofür wird das Drahtschneiden eingesetzt?
Die Funkenerosion ist im Werkzeug- und Vorrichtungs- sowie im Formenbau weit verbreitet, da sie sehr präzise ist und auch sehr harte Werkstoffe bearbeiten kann. Dank der Flexibilität des Verfahrens lassen sich selbst komplexeste und schwierigste Formen fertigen, die mit keinem anderen Verfahren herstellbar wären oder sehr viel Zeit und damit hohe Bearbeitungskosten verursachen würden.
Neben Werkzeugen und Formen lassen sich damit auch Lehren, Werkzeuge für das Stanzen, Scheibenkurven, Stempel, Matrizen und Schneidwerkzeuge sowie Elektroden herstellen.