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Produktionsprozess - Erodieren

Funkenerosion: Senkerodieren und Drahterodieren

Auszug aus

Grundlagen der Fertigungstechnik

Herausgeber: Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Holger Dürr, Peter Mayr
03/2016, 395 Seiten, € 23,99
ISBN: 978-3-446-44821-6
Seiten 182-184

Die Funkenerosion wird für die hochpräzise Materialbearbeitung eingesetzt. In der Regel wird das zu bearbeitende, elektrisch leitende Werkstück (häufig Metalle) in einer nicht leitenden Flüssigkeit (Dielektrikum), meist deionisiertes Wasser oder spezielles Öl, bearbeitet. Die Verfahren werden unterteilt in funkenerosives Schneiden (Drahterodieren) und funkenerosives Senken (Senkerodieren).

Die Funkenerosion gehört der Gruppe der abtragenden Fertigungsverfahren an, die vorteilhaft für die Bearbeitung von elektrisch leitfähigen Werkstoffen unabhängig von ihrer Härte und Festigkeit eingesetzt werden. Sie ist heute ein etabliertes Verfahren im Formen- und Werkzeugbau und bildet in vielen Industriezweigen ein zum Spanen ergänzendes Bearbeitungsverfahren. Durch das elektrothermische Abtragsprinzip ist die Bearbeitung nur an eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit des zu bearbeitenden Werkstückwerkstoffs gebunden.

Verfahrensvarianten der Funkenerosion (links Senken, rechts Schneiden)

Hauptanwendungsgebiete für das funkenerosive Senken liegen in der Herstellung von Spritzgießformen, Druckgussformen, Schmiedegesenken und Prototypen. Funkenerosives Schneiden wird zur Herstellung von Schnitt- und Stanzwerkzeugen, Profilwerkzeugen für die spanende Bearbeitung, Extruderwerkzeugen, Prototypen und Senkerodierelektroden genutzt.

Während beim funkenerosiven Schneiden (auch als Draht- oder Schneiderodieren bezeichnet) ständig ein unverschlissenes Werkzeug in Form einer durchlaufenden Drahtelektrode vorliegt, erzeugt beim funkenerosiven Senken (Senkerodieren) die Elektrode die Form im Werkstück, wobei ein prozesstypischer Verschleiß an den im Eingriff befindlichen Elektrodenflächen auftritt, der für das Erreichen eines bestimmten Fertigmaßes korrigiert werden muss.

Zünden – Entladen – Pause

Schneid- und Senkerodieren basieren auf dem gleichen physikalischen Abtragsprinzip. Während der funkenerosiven Bearbeitung erfolgt der Materialabtrag durch kurzzeitige, örtlich getrennte elektrische Funkenentladungen. Der Abtragsprozess läuft in einer elektrisch nichtleitenden (dielektrischen) Flüssigkeit ab. Beim Senkerodieren befindet sich die Elektrode und das Werkstück in einem Dielektrikumsbad. Im Gegensatz dazu wird beim Schneiderodieren neben dem Dielektrikumsbad oft ein Koaxialstrahl entlang der Drahtelektrode genutzt.

Zündphase: Befinden sich Draht- oder Massivelektrode (+) und Werkstück (–) in einem definierten Abstand zueinander (Arbeitsspalt), so führt das Anlegen einer elektrischen Spannung zur Ausbildung eines elektrischen Feldes. Durch Stoßprozesse der beschleunigten Elektronen und Ionen wird kinetische Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Das Dielektrikum verdampft und neue Ladungsträger entstehen. Es bildet sich ein Entladekanal in Form einer Plasma-Gasblase, sichtbar als Funke.


Entladephase: Der Entladekanal dehnt sich mit steigendem Stromfluss weiter aus. Infolge der Zähigkeit des umgebenden Dielektrikums entsteht ein Gegendruck, der den Entladekanal an der Elektrode und am Werkstück einschnürt. Durch die hohe Stromdichte an diesen Stellen wird eine intensive Erwärmung mit nachfolgendem Aufschmelzen und Verdampfen des Materials hervorgerufen.


Pausenphase: Durch Abschalten der Spannung und damit der äußeren Energiezufuhr implodiert die Gasblase und die restliche Schmelze wird ausgeschleudert. Die erstarrten Abtragspartikel werden durch das Dielektrikum abtransportiert.


Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich in einer Sekunde bis zu 100.000 mal.

Auszug aus

Grundlagen der Fertigungstechnik

Herausgeber: Birgit Awiszus, Jürgen Bast, Holger Dürr, Peter Mayr
03/2016, 395 Seiten, € 23,99
ISBN: 978-3-446-44821-6
Seiten 182-184
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