Einleitung: Warum EDM bei der Herstellung von Formnestern dominiert
Wenn es um die Herstellung komplexer Formhohlräume aus gehärtetem Werkzeugstahl geht, ist die Funkenerosion (EDM) nach wie vor unübertroffen. Das CNC-Fräsen hat Schwierigkeiten mit scharfen Innenecken, tiefen, schmalen Stegen und Werkstoffen, die auf über 50 HRC gehärtet sind. Das Senk-EDM – auch bekannt als Ram-EDM oder Senk-Funkenerosion – löst all diese Herausforderungen, indem es Material durch Funkenerosion ohne mechanische Schnittkräfte abträgt. Damit ist es das Verfahren der Wahl für Spritzgusskerne, Kavitäten, Rippen, Vorsprünge und filigrane Details, deren Bearbeitung durch Fräsen unmöglich oder unerschwinglich teuer wäre.
So funktioniert die Senkerodierung: Grundlagen der Funkenerosion
Das Senkfunkenerosionsverfahren basiert auf einem einfachen, aber wirkungsvollen Prinzip: der kontrollierten Funkenerosion. Bei diesem Verfahren wird eine geformte Elektrode (in der Regel aus Graphit oder Kupfer) als “umgekehrte Form” verwendet, die in das Werkstück eintaucht. Sowohl die Elektrode als auch das Werkstück sind in dielektrische Flüssigkeit (in der Regel Kohlenwasserstofföl) getaucht, und zwischen ihnen wird eine präzise geregelte elektrische Spannung angelegt.
Wenn sich der Spalt auf nur noch wenige Mikrometer verengt, ionisiert die dielektrische Flüssigkeit, und es kommt zu einer Funkenentladung bei Temperaturen von 8.000 bis 12.000 Grad Celsius. Dadurch wird ein mikroskopisch kleines Partikel des Werkstückmaterials augenblicklich verdampft. Die dielektrische Flüssigkeit spült anschließend die Rückstände weg und kühlt den Spalt vor dem nächsten Impuls ab. Eine servogesteuerte Z-Achse hält den optimalen Funkenabstand aufrecht – typischerweise 0,01 bis 0,10 mm, je nach den Einstellungen für die Schrupp- oder Schlichtbearbeitung.
Wichtige Parameter, die die EDM-Leistung bestimmen:
- Überschnitt (Funkenstrecke): Der Abstand zwischen Elektrode und Werkstück, in dem Funken entstehen, bestimmt den Maßversatz zwischen Elektrode und fertiger Kavität.
- Impulsdauer: Dauer jedes Funkenimpulses?? Längere Impulse entfernen mehr Material, führen jedoch zu raueren Oberflächen.
- Impuls-Auszeit: Ist das Abkühlintervall zwischen den Funken zu kurz, führt dies zu Lichtbogenbildung und Oberflächenschäden.
- Spitzenstrom: Stromstärke pro Impuls?? Ein höherer Strom führt zu einem schnelleren Materialabtrag, erhöht jedoch den Elektrodenverschleiß.
- Einschaltdauer: Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtzykluszeit – abgestimmt auf einen effizienten Materialabtrag ohne instabile Lichtbogenbildung.
Elektrodenmaterialien: Die richtige Wahl für Ihre Form
Electrode material selection directly impacts machining speed, surface finish, electrode wear, and overall mold accuracy. Each material has distinct tradeoffs that mold makers must weigh against part requirements and production volume. If the cavity finish target is still being debated, our Leitfaden zur Oberflächenbearbeitung helps connect EDM outcome to final SPI and VDI requirements.
Graphit (am häufigsten für den Formenbau verwendet)
Graphit ist aus mehreren überzeugenden Gründen das Arbeitspferd der Elektroerosion von Formhohlräumen. Es bietet die beste Kombination aus Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und thermischer Stabilität. Moderne Graphite mit hoher Dichte wie Poco EDM-3 und ultrafeine Sorten können Details bis zu einer Größe von 0,1 mm wiedergeben und Oberflächenqualitäten unterhalb von VDI 18 ohne nachträgliches Polieren erzielen.
- Gängige Güteklassen: EDM-1 (allgemeine Schruppbearbeitung), EDM-3 (mittelfeine Detailbearbeitung), Poco-Serie (ultrafeine Endbearbeitung)
- Verschleißverhältnis: Weniger als 0,11 TP3T bei korrekter Spülung und Polaritätseinstellung (positive Elektrode)
- Bearbeitbarkeit: Hochwertiger Graphit lässt sich mit Standard-Hartmetallwerkzeugen bei hohen Schnittgeschwindigkeiten bearbeiten, wodurch komplexe Elektrodengeometrien in einer einzigen Aufspannung hergestellt werden können.
- Einschränkungen: Staub wirkt abrasiv und ist leitfähig – daher ist bei CNC-Fräsmaschinen eine spezielle Staubabsaugung erforderlich. Aufgrund der körnigen Struktur nicht für sehr kleine, empfindliche Details (<0,05 mm) geeignet.
Kupfer
Kupferelektroden erzielen unter den gängigen EDM-Elektrodenwerkstoffen die beste Oberflächengüte. Sie erzeugen auf Stahl eine spiegelglatte Oberfläche (entspricht VDI 6-8) und werden bevorzugt für fein detaillierte Bauteile in der Medizin- und Optikindustrie eingesetzt. Allerdings lässt sich Kupfer deutlich schwerer bearbeiten als Graphit – es ist zäh, neigt zum Festfressen an den Schneidwerkzeugen und erfordert langsamere Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
- Verschleißverhältnis: 0,5–21 TP3T, je nach Einstellung, höher als bei Graphit.
- Beste Anwendungsbereiche: Hochglänzende kosmetische Oberflächen, Hohlräume in Optikqualität, Einsätze mit feinen Details unter 10 mm.
- Einschränkungen: Eine höhere Wärmeausdehnung kann bei langen Brennzyklen zu Maßabweichungen führen. Teurer als Standard-Graphitsorten.
Kupfer-Wolfram (CuW)
Kupfer-Wolfram vereint die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer mit der Verschleißfestigkeit von Wolfram. Es ist die erste Wahl für die Mikro-Funkenerosion und für Details mit scharfen Kanten, bei denen die Unversehrtheit der Elektrode entscheidend ist. Die hohe Dichte sorgt für minimalen Verschleiß selbst bei aggressiven Schruppparametern.
- Verschleißverhältnis: In der Regel weniger als 0,11 TP3T, bei Endbearbeitungsvorgängen oft unter 0,051 TP3T.
- Beste Anwendungsbereiche: Scharfe Kanten, Mikrorippen mit einer Breite von unter 0,5 mm, Elektroden für die Massenproduktion, deren Geometrie über Hunderte von Brennvorgängen hinweg erhalten bleiben muss.
- Einschränkungen: Teuer (5- bis 10-mal so teuer wie Graphit), schwer zu bearbeiten und schwer.
Messing
Messing wird aufgrund des schnellen Verschleißes der Elektroden nur selten für Präzisionsformhohlräume verwendet. Es findet Nischenanwendung beim Drahterodieren (Messingdraht ist das Standard-Verbrauchsmaterial) sowie bei kostengünstigen Schruppbearbeitungen in kleinen Stückzahlen, bei denen die Elektrodenkosten im Vordergrund stehen und Abstriche bei der Maßgenauigkeit in Kauf genommen werden können.
- Verschleißverhältnis: 10-30%??der höchste Wert aller Elektrodenwerkstoffe.
- Beste Anwendungsbereiche: Einmalige Prototypen, große Schruppformen, bei denen der Einsatz mehrerer Elektroden wirtschaftlich sinnvoll ist, sowie Ausbildungs- und Schulungsumgebungen.
Regeln für die Elektrodenkonstruktion im Formenbau
Bei der Elektrodenkonstruktion zeigt sich, wie sich durchschnittliche Formen von außergewöhnlichen durch EDM-Fachwissen unterscheiden. Die Elektrode muss ein exaktes Negativ der Kavitätengeometrie sein – jedoch mit kritischen Maßversätzen und strategischen Modifikationen, die den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Funkenerosion Rechnung tragen.
Regel 1: Die Größe entsprechend der Funkenstrecke kleiner wählen
Jede Elektrode muss im Verhältnis zum endgültigen Hohlraum um den Wert der Funkenstrecke kleiner dimensioniert sein. Bei Schruppelektroden kann dies 0,2–0,3 mm pro Seite betragen. Bei Schlichtelektroden kann dieser Wert bereits bei 0,01–0,03 mm pro Seite liegen. Schon eine Abweichung von nur 0,02 mm bei dieser Untermaßgröße kann einen Formeinsatz im Wert von mehreren Tausend Dollar unbrauchbar machen. Moderne CNC-Funkenerosionsmaschinen können dies zwar elektronisch kompensieren (Orbitalbewegung), doch das mechanische Untermaß ist nach wie vor der Standard für präzise, unidirektionale Zündungen.
Regel 2: Bewegungsmuster der Umlaufbahnen
Orbitale Bewegung??Hier bewegt sich die Elektrode während des Brennvorgangs in einem vorgegebenen Muster??ist für die Spülung, die Oberflächengüte und die Maßkontrolle unerlässlich. Es werden drei Hauptmuster verwendet:
- Sphärisch (3D-Orbit): Die Elektrode beschreibt eine kugelförmige Bahn, was sich ideal für komplexe 3D-Hohlräume eignet, bei denen die Spülung aus allen Richtungen schwierig ist. Erzeugt eine isotrope Oberflächenbeschaffenheit.
- Zylindrisch (2D-kreisförmig): Die Elektrode bewegt sich kreisförmig in der XY-Ebene. Ideal für Vertiefungen, Rippen und Strukturen, bei denen die primäre Funkenstrecke in radialer Richtung verläuft.
- Vektor (linear): Die Elektrode bewegt sich entlang eines geraden Vektors. Dies wird bei Schlitzstrukturen, schmalen Rippen oder in Fällen verwendet, in denen eine bündige Bearbeitung nur aus einer Richtung möglich ist.
Regel 3: Elektrodenaufteilung bei komplexen Hohlräumen
Eine einzige monolithische Elektrode kann nicht jeden Hohlraum bearbeiten. Tiefe, schmale Rippen erfordern unter Umständen eine spezielle Rippenelektrode, um eine ausreichende Spülung zu gewährleisten. Scharfe Ecken benötigen möglicherweise eine separate Schlichtelektrode, die nur diese Bereiche nachbearbeitet. Bei mehrteiligen Kavitäten (bei denen verschiedene Bereiche unterschiedliche Oberflächengüten erfordern) werden häufig Schruppelektroden zum Abtragen großer Materialmengen eingesetzt, gefolgt von Schlichtelektroden. Diese “Elektrodenstrategie” (Schruppen – Vorschlichten – Schlichten) ist gängige Praxis bei Formen mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität.
Regel 4: Strategie für das „Flushing Hole“
Eine effektive Spülung entscheidet darüber, ob ein stabiler Verbrennungsvorgang stattfindet oder es zu einer Kurzschlusskatastrophe kommt. Bei tiefen Kavitäten (Tiefen-Breiten-Verhältnis > 3:1) leiten durch die Elektrode gebohrte interne Spülbohrungen dielektrische Flüssigkeit direkt zur Funkenstrecke. Bei der Platzierung der Bohrungen ist Folgendes zu beachten:
- Tote Zonen: Bereiche, in denen sich von Natur aus Schmutz ansammelt (tiefe Ecken, Hohlraumböden).
- Lochdurchmesser: In der Regel 0,5–3 mm, abhängig von der Elektrodengröße und dem Spüldruck.
- Ausstiegsstrategie: Spülbohrungen hinterlassen kleine “Spuren” auf der Oberfläche des Hohlraums, die innerhalb akzeptabler ästhetischer Grenzen liegen oder strategisch so platziert sein müssen, dass sie in einem nachfolgenden Arbeitsgang wegbearbeitet werden.
EDM vs. CNC-Fräsen: Wann sich welches Verfahren bewährt
Für einen kosteneffizienten Formenbau ist es entscheidend zu wissen, wann EDM und wann CNC-Fräsen zum Einsatz kommen sollten. Die folgende Tabelle fasst das Entscheidungsschema zusammen, an dem sich professionelle Formenbauer orientieren.
| Parameter | Senk-Elektroerosion | CNC-Fräsen |
|---|---|---|
| Gehärteter Stahl (>50 HRC) | Härtegrenzwert für „Excellent“??o | Mangelhaft?? Übermäßiger Werkzeugverschleiß, Gefahr von Rattern |
| Scharfe Innenecken | Hervorragende Ecken mit einem Radius von bis zu 0,05 mm | Begrenzt durch den minimalen Werkzeugradius (~0,2 mm) |
| Tiefe Kavitäten (Seitenverhältnis > 5:1) | Hervorragende Tiefe – begrenzt durch die Elektrodenlänge | Schlechte?? Ablenkung, begrenzte Reichweite |
| Oberflächenbeschaffenheit (im bearbeiteten Zustand) | VDI 45 (rauh) bis VDI 6 (spiegelglatt) | Ra 0,4–3,2 Mikrometer, abhängig vom Werkzeugweg |
| Materialabtragsrate | Langsam (mm?/Stunde, nicht cm?) | Schnell (cm?/min bei Aluminium, cm?/Stunde bei Stahl) |
| Elektroden-/Werkzeugkosten | Elektrodenbearbeitung erforderlich (zusätzlicher Schritt) | Standard-Hartmetallwerkzeuge (aus dem Lager) |
| Lieferzeit | Länger (Elektrodenkonstruktion, Bearbeitung, Einrichtung) | Kürzer (direkte CAM-Verbindung zur Maschine) |
| Die besten Anwendungen | Gehärtete Formnischen, Versteifungsrippen, Vorsprünge, scharfe Ecken, strukturierte Oberflächen | Vorhärten von Weichstahl, große Kavitäten, Prototypenformen aus Aluminium |
EDM-Oberflächenbearbeitung: Vom Schruppen bis zum Spiegelglanz
Die Oberflächenbeschaffenheit beim Elektroerosionsverfahren hängt von der Impulsenergie ab. Hochenergetische Impulse entfernen Material schnell, hinterlassen jedoch eine raue, kraterartige Oberfläche. Niedrigenergetische Impulse entfernen Material langsam, erzeugen jedoch zunehmend feinere Oberflächen. Dieses umgekehrte Verhältnis zwischen Materialabtragsrate und Oberflächenqualität stellt den grundlegenden Zielkonflikt bei der Planung von Elektroerosionsprozessen dar.
Die neu gestaltete Schicht (weiße Schicht)
Jeder EDM-Funke erzeugt ein mikroskopisch kleines Schmelzbad, das schnell abkühlt und dabei eine dünne “Umschmelzschicht” oder “weiße Schicht” auf der Hohlraumoberfläche hinterlässt. Diese Schicht weist eine andere metallurgische Struktur auf als der Grundstahl – sie ist in der Regel härter, spröder und enthält Mikrorisse aufgrund des Thermoschocks. Die Dicke der Umschmelzschicht nimmt mit der Impulsenergie zu:
| Abschlussstufe | VDI-Äquivalent | Ebene neu erstellen | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Schruppbearbeitung | VDI 45-52 | 15–30 Mikrometer | Umfangreiche Materialentfernung, nicht-kosmetische Bereiche |
| Halbfertigbearbeitung | VDI 27-33 | 8–15 Mikrometer | Funktionale Oberflächen, moderate ästhetische Anforderungen |
| Feinbearbeitung | VDI 15-21 | 3–8 Mikrometer | Sichtbare, dekorative Oberflächen, strukturierte Oberflächen |
| Superfinish | VDI 6-12 | 1–3 Mikrometer | Teile in optischer Qualität, für medizinische Geräte, hochglänzend |
Entfernen der Nachgussschicht: Die neu aufgetragene Schicht kann die Haltbarkeit der Form und die Oberflächenbeschaffenheit beeinträchtigen. Zu den gängigen Methoden zum Entfernen gehören:
- Nachbearbeitung nach dem EDM-Verfahren: Durch Handpolieren oder Strahlbearbeitung werden die obersten 5–10 Mikrometer abgetragen, wodurch der größte Teil des Umgussmaterials entfernt wird. Dies ist die gängige Vorgehensweise bei Formoberflächen mit hohen ästhetischen Anforderungen.
- Chemisches Ätzen: Ein kontrolliertes Säurebad löst die Umschmelzschicht gleichmäßig auf. Besonders wirksam bei komplexen Geometrien, bei denen ein mechanisches Polieren nicht praktikabel ist.
- Schleifgänge mit geringer Energiezufuhr: Durch mehrere Durchgänge mit schrittweise abnehmender Impulsenergie wird die Nachgussdicke von Anfang an minimiert.
- Wärmebehandlung zur Spannungsentlastung: Bei kritischen Formen kann ein Temperierzyklus nach dem Funkenerosionsverfahren die Restspannungen in der Umschmelzschicht abbauen.
Draht-EDM vs. Senker-EDM: Sich ergänzende Verfahren
Draht- und Senkerodieren sind keine Konkurrenten – sie sind sich ergänzende Verfahren, die unterschiedliche Probleme im Formenbau lösen.
Vorteile der Drahterodierung
- Nur Durchgangsmerkmale: Beim Drahterodieren wird das Werkstück vollständig durchtrennt. Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für Auswerferlochbohrungen, Kühlkanäle, Kernstiftnuten und Ausschnitte in Abstreifplatten.
- 2D-Profile: Mit dem Drahterodieren lassen sich beliebige 2D-Konturen mit perfekt senkrechten Wänden oder programmierbaren Verjüngungswinkeln herstellen.
- Genauigkeit: Die moderne Drahterodierung erreicht eine Positionsgenauigkeit von ?0,002 mm – das ist das präziseste aller Bearbeitungsverfahren.
- Keine Elektrodebearbeitung: Verwendet Messingdraht oder beschichteten Draht (Durchmesser 0,1–0,3 mm)??o Es sind keine speziellen Elektroden erforderlich.
Stärken der Senk-Elektroerosion
- Blindhohlräume: Der entscheidende Vorteil: Mit dem Ink-EDM lassen sich Hohlräume mit geschlossenem Boden herstellen, die mit dem Drahterodieren physikalisch nicht erreichbar sind.
- 3D-Freiformflächen: Mit der Senk-Elektroerosion mit 3D-Orbitalbewegung lassen sich komplexe, plastisch geformte Oberflächen herstellen.
- Texturübertragung: Eine strukturierte Elektrodenoberfläche wird auf das Werkstück übertragen, wodurch eine einheitliche Korn- und Musterstruktur in allen Formkammern gewährleistet wird.
In der Praxis: Ein typischer Spritzgussform wird mit beiden Verfahren hergestellt. Beim Drahterodieren werden Auswerferlöcher, Gleitführungen und Einsatztaschen aus durchgehärteten Platten geschnitten. Beim Senkerodieren wird die Formgeometrie – Nocken, Vorsprünge, Angüsse und Strukturierungen – in die Kern- und Formnest-Einsätze eingebrannt. Die beiden Verfahren werden im Rahmen der DFM-Prüfung (Design for Manufacturability) gemeinsam geplant.
Praktische Tipps für Käufer von Spritzgussformen
If you are procuring injection molds, understanding EDM can help you make better decisions about lead time, cost, and quality. Here are practical tips for evaluating whether your mold maker is using EDM appropriately. This ties directly into our lead-time guide, because EDM planning is often on the critical path for complex tools.
Wann man nachfragen sollte, ob EDM zum Einsatz kommt
- Scharfe Innenecken: Wenn Ihr Bauteil Ecken aufweist, die schärfer als R0,5 mm sind, ist mit ziemlicher Sicherheit eine Funkenerosion erforderlich. Bitten Sie Ihren Formenbauer, dies zu bestätigen und Ihnen den Entwurf der Elektrode zu zeigen.
- Tiefe Rippen: Rippen mit einem Verhältnis von Tiefe zu Breite von mehr als 3:1 erfordern in der Regel die Funkenerosion. Bei diesen Seitenverhältnissen verbiegen sich Fräswerkzeuge bei gehärtetem Stahl, vibrieren und brechen.
- Gehärteter Hohlraum: Wird der Formstahl vor der Bearbeitung der Formkammern gehärtet (was bei Formen für die Großserienfertigung üblich ist), ist die Funkenerosion das wichtigste Verfahren zur Herstellung der Formkammern.
- Anforderungen an die Textur: Durch chemisches Ätzen lassen sich zwar Strukturen erzeugen, doch die EDM-Strukturierung (mithilfe strukturierter Elektroden) bietet eine bessere Gleichmäßigkeit über mehrere Kavitäten hinweg.
Wie sich EDM auf Durchlaufzeit und Kosten auswirkt
- Elektrodenkonstruktion und -bearbeitung: Je nach Komplexität der Kavitäten verlängert sich die Lieferzeit für die Form um 1–5 Tage. Hierbei handelt es sich um feste Vorabkosten.
- Brenndauer: Die Bearbeitung eines komplexen Hohlraums kann 8 bis 48 Stunden Maschinenzeit auf der EDM-Maschine in Anspruch nehmen. Dies ist der größte variable Kostenfaktor.
- Mehrere Elektroden: Bei komplexen Hohlräumen sind oft 2 bis 4 Elektroden erforderlich (Schruppen, Vorschlichten, Schlichten, Feinschlichten). Jede Elektrode verursacht zusätzliche Kosten und verlängert die Vorlaufzeit.
- Kostenvergleich: Als grobe Faustregel gilt, dass EDM die Gesamtkosten für eine Form im Vergleich zu einer ausschließlich mit CNC-Technik gefertigten Form aus Weichstahl um 15–30% erhöht. Dieser Wert ergibt sich aus der Möglichkeit, gehärteten Stahl mit scharfen Kanten zu formen.
Ablesen von Werkzeugspuren an Musterteilen
Oft lässt sich das verwendete Bearbeitungsverfahren erkennen, indem man ein geformtes Musterteil unter dem Vergrößerungsglas untersucht:
- EDM-Markierungen: Zufälliges Kratermuster (ähnlich einer Orangenschale), keine richtungsabhängigen Werkzeugspuren, einheitliche Textur auf allen Oberflächen unabhängig von der Geometrie.
- CNC-Markierungen: Parallele Spitzenmarkierungen (Werkzeugbahn-Wellen), richtungsabhängige Musteränderungen je nach Oberflächenausrichtung, glatte Ecken mit sichtbarem Radius.
- Poliertes EDM: Glatte Oberfläche mit vereinzelten Kraterresten, die unter 10-facher Vergrößerung sichtbar sind?? Ein Zeichen für kostengünstige Elektroerosion, gefolgt von einer leichten Politur.
Häufig gestellte Fragen
Wie präzise ist das Senker-Funkenerosionsverfahren beim Formenbau?
Bei der Senkerodierung werden auf modernen Maschinen mit Servoregelung im geschlossenen Regelkreis routinemäßig Positionsgenauigkeiten von ±0,005 mm und Maßgenauigkeiten von ±0,01 mm erreicht. Bei Endbearbeitungsvorgängen mit Orbitalbewegung und gut konstruierten Elektroden sind Toleranzen von ±0,005 mm erreichbar. Die begrenzenden Faktoren sind die Bearbeitungsgenauigkeit der Elektrode, die thermische Stabilität während des Zündzyklus und die Gleichmäßigkeit der Spülung. Das Drahterodieren ist noch genauer (±0,002 mm), doch die Genauigkeit des Senkerodierens ist für praktisch alle Anforderungen an Spritzgussformen mehr als ausreichend.
Warum wird Graphit gegenüber Kupfer als Elektrodenmaterial bevorzugt?
Graphit dominiert den Einsatz von Elektroerosion (EDM) im Formenbau aus drei Hauptgründen. Erstens lässt sich Graphit deutlich schneller bearbeiten als Kupfer – durch Hochgeschwindigkeits-CNC-Fräsen mit diamantbeschichteten Hartmetallwerkzeugen können komplexe Graphitelektroden innerhalb von Stunden statt Tagen hergestellt werden. Zweitens weist Graphit bei korrekten Einstellungen eine Abnutzungsrate von unter 0,1% auf, was bedeutet, dass die Elektrodengeometrie über Hunderte von Brennvorgängen hinweg intakt bleibt. Drittens weist Graphit im Vergleich zu Kupfer eine vernachlässigbare Wärmeausdehnung auf, sodass die Elektrodenabmessungen während langer Bearbeitungszyklen stabil bleiben. Kupfer wird für Anwendungen reserviert, die eine absolut optimale Oberflächengüte (VDI 6–8) erfordern, bei denen seine höhere Abnutzungsrate für einen einzelnen Endbearbeitungsdurchgang akzeptabel ist.
Schwächt EDM den Formstahl?
Das EDM schwächt den Formstahl nicht, erzeugt jedoch eine dünne Umschmelzschicht (in der Regel 1–30 Mikrometer, je nach Einstellungen) mit veränderten metallurgischen Eigenschaften. Diese Schicht ist härter und spröder als der Grundstahl und weist aufgrund der schnellen Abschreckung Mikrorisse auf. Bei den meisten Spritzgussanwendungen wird die Umformschicht durch Polieren nach der EDM-Bearbeitung, abrasive Strömungsbearbeitung oder chemisches Ätzen entfernt. Bei kritischen Hochdruck- oder Hochzyklus-Formen wird eine Spannungsarmglühung nach der EDM-Bearbeitung empfohlen. Bei ordnungsgemäßer Nachbearbeitung weisen EDM-gefertigte Kavitäten eine Ermüdungslebensdauer auf, die mit der von konventionell bearbeiteten Kavitäten vergleichbar ist.
Welche Oberflächenqualität lässt sich beim Senkerodieren ohne Polieren erzielen?
Ohne Polieren lassen sich beim Senk-EDM Oberflächenqualitäten von VDI 45–52 (rau, ca. Ra 12–18 Mikrometer) bis hinunter zu VDI 6–12 (spiegelglatt, ca. Ra 0,4–1,6 Mikrometer) erzielen. Die feinsten Oberflächenqualitäten erfordern energiearme Endbearbeitungsdurchgänge mit Kupferelektroden und verlängerten Zykluszeiten. Eine praxisgerechte Produktionsoberfläche ohne Polieren liegt typischerweise bei VDI 18–24 (Ra 1,6–3,2 Mikrometer) unter Verwendung von Graphitelektroden und optimierten Endbearbeitungsparametern. Für Spiegeloberflächen unterhalb von VDI 12 ist das Polieren nach der Funkenerosion fast immer wirtschaftlicher als eine Verlängerung der Funkenerosionszykluszeit.
