Energieeffizientes Erodieren: Warum Generatortechnologie den entscheidenden Unterschied macht

Nov 15, 2023

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Der Erodiermaschinen-Werkzeugmaschinenspezialist Excetek hat seine Innovation und Entwicklung auf die Erfüllung der Energieeffizienzanforderungen konzentriert. Von den Generatoren, die auf höchste Effizienz ausgelegt sind, bis hin zur Fähigkeit der Maschinen, über längere Zeiträume unbeaufsichtigt und über Nacht mit günstigerem Strom zu arbeiten, liefern die Werkzeugmaschinen „mehr Meilen pro Gallone“.

Elektroentladungsbearbeitung (EDM) ist ein unkonventioneller Bearbeitungsprozess, der elektrisch leitende Materialien entfernen oder bearbeiten kann, indem thermische Energie (Schmelzen und teilweise Verdampfen des Werkstücks) verwendet wird, die durch eine Reihe von Funken erzeugt wird, die zwischen der Elektrode und dem Werkstück entstehen. Das EDM-Verfahren wird häufig auf Teile aus härteren Materialien in komplexen Formen angewendet, bei denen Eigenschaften wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, feine Oberflächenbeschaffenheit und genaue Abmessungen erforderlich sind.

Während der Bearbeitungsprozess mittels EDM den Gesetzen der Physik unterliegt, unterscheiden sich die einzelnen EDM-Werkzeugmaschinen hinsichtlich der Generatortechnologie und der Steuerkreise, die zum genauen Anlegen des Funkens erforderlich sind. „Excetek hat beträchtliche Ressourcen sowohl in den Generator investiert, der den erforderlichen Funken erzeugt, als auch in die Steuerkreise, die sicherstellen, dass er auf die effizienteste Weise auf das Werkstück aufgebracht wird“, erklärt Ian Holbeche, Geschäftsführer der exklusiven Vertretungen von Excetek-Draht in Großbritannien und Irland Schneid-, Senkerodier- und Lochbohrmaschinen. Er fährt fort: „Das Embedded Power System von Excetek nutzt in großem Umfang die Digital Power Management (DPM)-Technologie. Innerhalb des Stable Discharge Module stellt es sicher, dass Schwankungen der eingehenden Stromversorgung die Qualität oder Geschwindigkeit des EDM-Prozesses nicht beeinträchtigen, sodass Spitzen oder Täler auftreten.“ geglättet und es entsteht ein stabiler, kontrollierter Funke an der Werkstückschnittstelle.“

Funken entstehen zwischen dem Werkstück und den nächstgelegenen Punkten der Elektrode. Dabei kann es sich um eine feste Form zum Senkerodieren, einen hochleitenden Draht zum Drahtschneiden oder einen Stab mit kleinem Durchmesser zum Lochbohren handeln. Durch den Funken wird das Material sowohl von der Elektrode als auch vom Werkstück entfernt, wodurch sich an dieser Stelle der Abstand zwischen Elektrode und Werkstück vergrößert. Dadurch entsteht der nächste Funke an der nächstgelegenen Stelle zwischen Elektrode und Werkstück. Obwohl die Oberflächen nur sehr kleine Spitzen und Täler aufweisen, ermöglichen diese sehr kleinen Dimensionsänderungen, dass der EDM-Funken zwischen den nächstgelegenen Punkten auftritt.

Das EDM-Verfahren hat den Ruf, außergewöhnliche Oberflächengüten zu erzeugen, und die neueste Excetek Gplus-Reihe von CNC-Drahterodiermaschinen steigert dies noch weiter mit einer standardmäßigen Bearbeitungsoberflächenrauheit von Ra 0,3 Mikron und einem Super Finish Circuit, der diese weiter auf Ra 0,14 reduzieren kann Mikron. Ian Holbeche sagt: „Die hier erzielten Vorteile werden möglicherweise dadurch erzielt, dass die Notwendigkeit jeglicher Feinbearbeitungsvorgänge wie Schleifen, Läppen oder Honen entfällt, um die für das fertige Teil erforderlichen Oberflächeneigenschaften zu erhalten.“

Das integrierte Power-Design ermöglicht eine Echtzeit-Rückmeldung des Status des Entladungsschneidens, stabilisiert den Prozess und verbessert die Schnittgeschwindigkeit und -genauigkeit. Es unterstützt weitere Leistungsvorteile wie Eckenbruchverhinderung, intelligente Kurvenkontrolle und Hochgeschwindigkeitsarbeiten.

„Was Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit angeht, wissen wir, dass das automatische Drahteinfädelsystem von Excetek, das den Draht an der Bruchstelle wieder einführt, eines der besten auf dem Markt ist und den mannlosen Betrieb der Werkzeugmaschinen unterstützt. Allerdings ist es noch effizienter.“ um einen Drahtbruch zu vermeiden, und die Real-Time-Sparking-Steuerung bietet eine schnelle Reaktionsrückmeldung, mit der die Schnittbedingungen angepasst werden können, um die Effizienz zu verbessern. Wir wissen, dass wir die Schnittgeschwindigkeit in Ecken um 35 Prozent erhöhen und die Wahrscheinlichkeit eines Drahtbruchs dennoch um 90 Prozent reduzieren können die verfügbaren Ebenen der digitalen Steuerung", erklärt Ian Holbeche.

Mit der digital gesteuerten Entladungstechnologie von Excetek können nicht nur Ecken schneller geschnitten werden. Mit dem digitalen Signal zur Erkennung der Entladungsdichte kann das CNC-Steuerungssystem die Entladungsfläche entsprechend der verfügbaren Kapazität berechnen und die richtige Entladungsenergie, Drahtspannung und den richtigen Wasserdurchfluss anwenden, um Geschwindigkeit und Genauigkeit zu verbessern. Typischerweise kann die Schnittzeit um 30 bis 40 Prozent verkürzt werden.

Der Wasser- oder dielektrische Flüssigkeitsfluss ist im EDM-Prozess wichtig, da der Funke der Elektrizität zwischen der Elektrode und dem Werkstück Wärme einbringt. Die Haupteigenschaft der dielektrischen Flüssigkeit besteht darin, dass sie als elektrischer Isolator fungiert, bis genügend Spannung angelegt wird, um sie in einen elektrischen Leiter umzuwandeln. Die dielektrische Flüssigkeit entionisiert sich, wenn der Funke ausgeschaltet wird, und die Flüssigkeit fungiert wieder als elektrischer Isolator.

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Mit Höchstgeschwindigkeit in die Zukunft: vollautomatisches Fräsen und Erodieren

Außerdem wird bei jedem Funken eine kleine Menge des Elektroden- und Werkstückmaterials verdampft. Dieses Material verbleibt in Form einer Wolke in der Funkenstrecke zwischen Werkstück und Elektrode. Diese Ablagerungen, die oft als Erodierspan bezeichnet werden, bestehen aus dem Elektroden- und Werkstückmaterial und müssen für eine effiziente Bearbeitung aus dem Funkenbereich entfernt werden. Diese Entfernung erfolgt durch das Fließen von dielektrischer Flüssigkeit durch die Funkenstrecke. Standardmäßig hält ein hochpräziser Wasserkühler die Dielektrikumstemperatur innerhalb eines thermischen Bereichs von +/- 0,2 °C, um eine stabile Schneidumgebung für das Werkstück zu gewährleisten.

Ian Holbeche kommt zu dem Schluss: „Jedes Fertigungsunternehmen muss die tatsächlichen Betriebskosten jeder Werkzeugmaschine berücksichtigen. Excetek hat sich zum Ziel gesetzt, die laufenden Kosten zu minimieren und bietet einen erheblichen Gewinn an Gesamteffizienz. Der anfängliche Kaufpreis der Maschine beträgt mindestens 25.“ Prozent niedriger als bei Maschinen gleicher Größe und ein außergewöhnliches Maß an lokaler Anwendungs- und Kundendienstunterstützung – die Argumente sprechen wirklich für die Excetek-Erodiertechnologie von Warwick Machine Tools.“

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