Drahterodieren mit Zusatzachse: Präzision für komplexe Geometrien
In der hochpräzisen Fertigung ist das Drahterodieren ein bewährtes Verfahren zur Bearbeitung elektrisch leitfähiger Werkstoffe. Immer dann, wenn konventionelle Zerspanung an ihre Grenzen stößt – etwa bei filigranen Innenkonturen, extrem harten Materialien oder minimalen Radien – spielt die Drahterosion ihre Stärken aus. Die Integration einer rotativen Zusatzachse erweitert diese Möglichkeiten entscheidend: Komplexe Geometrien, schräge Schnitte oder rotationssymmetrische Werkstücke lassen sich prozesssicher und formgenau herstellen.
Was ist Drahterodieren?
Beim Drahterodieren (engl. Wire EDM – Electrical Discharge Machining) wird das Werkstück mit einem kontinuierlich gespannten Draht aus Messing oder beschichtetem Kupfer bearbeitet. Zwischen Draht und Werkstück entstehen elektrische Entladungen, die das Material lokal abtragen. Das Verfahren ist kontaktlos, thermisch beeinflusst nur in einer sehr dünnen Randschicht und hochpräzise – mit Toleranzen im Bereich weniger Mikrometer.
Grenzen klassischer 2-Achs-Bearbeitung
In der Standardkonfiguration verfügt eine Drahterodiermaschine über zwei Hauptachsen (X und Y) sowie – je nach Maschinentyp – über zwei zusätzliche U/V-Achsen, um schräge Schnitte auszuführen. Doch bei rotationssymmetrischen Geometrien, Spiralformen oder tangentialen Eintritten stoßen selbst diese Maschinen an ihre Grenzen. Genau hier kommt die rotative Zusatzachse ins Spiel.
Was leistet eine Zusatzachse?
Eine zusätzliche Drehachse (oft als B- oder C-Achse bezeichnet) erweitert die Bearbeitungsmöglichkeiten signifikant. Sie erlaubt das Werkstück um eine horizontale oder vertikale Achse zu rotieren. In Kombination mit den linearen Bewegungen des Drahtes lassen sich so:
- rotationssymmetrische Werkstücke (z. B. Ringe, Hülsen) mit Innen- und Außenbearbeitung versehen,
- exakte Tangentenschnitte oder Helixformen erzeugen,
- schräge Bohrungen und Schlitze mit definiertem Eintrittswinkel herstellen,
- mehrere Bearbeitungsrichtungen in einem Spannvorgang realisieren,
- komplexe 3D-Geometrien durch synchronisierte Bewegung aller Achsen erzeugen.
- Freie Konturformen
- Indexierbare Winkelflächen
Vorteile für die Fertigung
Der Einsatz einer Zusatzachse beim Drahterodieren bringt mehrere entscheidende Vorteile:
- Komplexität in einem Spannvorgang: Aufwändiges Umspannen entfällt. Das spart Zeit, reduziert Toleranzabweichungen und steigert die Prozesssicherheit.
- Höhere Gestaltungsfreiheit: Konstrukteure können ihre Bauteile funktional optimieren, ohne sich auf ebene Schnittmuster beschränken zu müssen.
- Präzision auch bei schwierigen Konturen: Durch den kontrollierten Drahtvorschub und die exakte Rotation lassen sich feinste Geometrien mit hoher Wiederholgenauigkeit fertigen.
- Vielfalt an Werkstoffen: Auch harte, zähe oder schwer zerspanbare Materialien wie Hartmetall, Titan oder Inconel lassen sich so prozesssicher bearbeiten.
Typische Anwendungen
In der Praxis findet das Drahterodieren mit Zusatzachse u. a. Anwendung bei:
- Turbinenkomponenten mit spiraligen Nuten,
- Einspritzdüsen mit tangentialen Bohrungen,
- Formeinsätzen mit komplexen Hohlräumen,
- rotationssymmetrischen Elektroden,
- hochgenauen Schnittmustern in der Medizintechnik,
- Verzahnungssegmenten mit konischen Nuten,
- Spannhülsen mit definierten Durchdringungen,
- Führungsbuchsen mit spiralischen Kühlkanälen,
- Kupferhalterungen mit exzentrischen Aussparungen,
- Formeinsätzen für Mikroprägewalzen,
- Wellenkupplungen, Bauteile mit Außengewinden M 0,5 und kleiner
Fazit: Mehr Achse, mehr Möglichkeit
Mit einer Zusatzachse erschließt das Drahterodieren neue Dimensionen der Geometrie. Es verbindet die ohnehin hohe Präzision des Verfahrens mit größerer Designfreiheit und Effizienz. Wer komplexe, rotationssymmetrische oder schräg strukturierte Werkstücke fertigen muss, erhält damit ein Werkzeug, das weit über die klassische 2D-Konturbearbeitung hinausgeht.
Für Unternehmen, die auf mikrometergenaue Fertigung angewiesen sind, ist das Drahterodieren mit Zusatzachse mehr als nur ein Nischenprozess: Es ist ein entscheidender Wettbewerbsvorteil.
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