Was sind die Vor- und Nachteile der EDM-Bearbeitung?

2024-10-12
EDM, was für Electrical Discharge Machining steht, ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Funkenentladungen zum Abtragen von Material von einem Werkstück verwendet werden.


1. **Vorteile** - **Hohe Bearbeitungsgenauigkeit**

- Durch die elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) kann eine sehr hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden, normalerweise im Bereich von ±0,005 bis ±0,01 mm. Dies liegt daran, dass die Energie der elektrischen Entladung auf einen äußerst kleinen Bereich konzentriert ist, was einen präzisen Materialabtrag ermöglicht. Beispielsweise kann bei der Bearbeitung winziger Formhohlräume oder Präzisionsteile eine Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit gewährleistet werden, um qualitativ hochwertige Produkte herzustellen. Im Luft- und Raumfahrtbereich kann die EDM-Bearbeitung bei einigen kleinen und komplexen Teilen ihren Genauigkeitsvorteil ausspielen.


- **Geeignet für schwer zerspanbare Materialien**

- Bei extrem harten Materialien wie Hartmetall, gehärtetem Stahl und Titanlegierungen können bei herkömmlichen Bearbeitungsmethoden Probleme wie starker Werkzeugverschleiß und geringe Bearbeitungseffizienz auftreten. Bei der EDM-Bearbeitung wird jedoch Material durch elektrische Entladung abgetragen und ist nicht durch die Materialhärte begrenzt. Beispielsweise können im Formenbau einige Formenstähle mit hoher Härte nach der Abschreckbehandlung mithilfe der Funkenerosion problemlos komplexe Formenformen bearbeiten und erzeugen.


- **Kann komplexe Formen bearbeiten**

- Es können Teile mit komplexen Formen bearbeitet werden, wie z. B. verschiedene spezielle Hohlräume, schmale Nuten und unregelmäßig geformte Löcher. Es kann das Innere von Werkstücken oder Bereiche bearbeiten, die mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden schwer zu erreichen sind. Beispielsweise können bei der Herstellung von Spritzgussformen Hohlräume verarbeitet werden, um das komplexe Erscheinungsbild und die innere Struktur von Kunststoffprodukten zu formen, einschließlich einiger Formen mit Hinterschneidungen oder tiefen Löchern.


- **Keine Schnittkraft im Bearbeitungsprozess**

- Da die EDM-Bearbeitung auf dem thermischen Effekt elektrischer Entladung zur Materialentfernung basiert, entsteht während des Bearbeitungsprozesses keine mechanische Schnittkraft zwischen der Elektrode und dem Werkstück. Dies ist bei der Bearbeitung dünnwandiger und leicht verformbarer Teile von großem Vorteil. Beispielsweise kommt es bei der Bearbeitung einiger Miniaturgehäuse elektronischer Komponenten mit sehr dünnen Wänden nicht zu einer Verformung oder Beschädigung der Teile aufgrund der Schnittkraft, wodurch die Integrität und Genauigkeit der Teile gewährleistet wird.


2. **Nachteile** - **Relativ geringe Bearbeitungseffizienz**

- Im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden wie Fräsen und Drehen ist die EDM-Bearbeitung relativ langsam. Gerade bei der Bearbeitung großflächiger und großer Werkstücküberschüsse erhöht sich die Bearbeitungszeit deutlich. Dies liegt daran, dass durch elektrische Entladung jeweils nur eine kleine Menge Material entfernt werden kann und die Entladungsfrequenz ebenfalls begrenzt ist. Beispielsweise kann es bei einem großen Formrohling lange dauern, bis der größte Teil des Überschusses mithilfe der Funkenerosion entfernt wird.


- **Elektrodenverschleiß beeinträchtigt die Genauigkeit**

- Während der EDM-Bearbeitung wird die Elektrode abgenutzt. Elektrodenverschleiß führt zu einer Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit und es ist notwendig, die Elektrode häufig auszutauschen oder zu reparieren. Besonders bei der Bearbeitung von hochpräzisen Teilen oder komplexen Strukturen wie tiefen Löchern und tiefen Hohlräumen ist der Einfluss des Elektrodenverschleißes auf die Bearbeitungsgenauigkeit deutlicher zu erkennen. Beispielsweise kann bei der Bearbeitung einer tiefen Kavität mit zunehmender Bearbeitungstiefe der Verschleiß am Ende der Elektrode zu Abweichungen in der Größen- und Formgenauigkeit am Boden der Kavität führen.


- **Eingeschränkte Qualität der bearbeiteten Oberfläche**

- Obwohl durch die EDM-Bearbeitung ein gewisser Grad an Genauigkeit erreicht werden kann, ist die Oberflächenqualität nach der Bearbeitung im Allgemeinen nicht so gut wie bei Präzisionsbearbeitungsmethoden wie Schleifen. Die bearbeitete Oberfläche hinterlässt Austrittslöcher und die Oberflächenrauheit liegt im Allgemeinen zwischen Ra0,8 und Ra3,2 μm. Bei einigen Teilen mit extrem hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, wie z. B. Formen optischer Linsen, können nachfolgende Oberflächenbehandlungsprozesse wie Polieren erforderlich sein, um die Oberflächenqualität zu verbessern.


- **Hohe Ausrüstungs- und Betriebskosten** - Der Preis für EDM-Bearbeitungsgeräte ist relativ hoch, und die Wartung und der Betrieb der Geräte erfordern professionelle Techniker und eine spezielle Arbeitsumgebung. Gleichzeitig wird bei der Bearbeitung viel elektrische Energie und Elektrodenmaterial verbraucht, was die Bearbeitungskosten erhöht. Beispielsweise kann der Preis einiger hochpräziser EDM-Bearbeitungsmaschinen Hunderttausende Yuan oder sogar mehr erreichen. Und bei der Verarbeitung fallen auch die Kosten für spezielle Elektrodenmaterialien und der elektrische Energieverbrauch als erheblicher Kostenfaktor an.

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