Funkenerosion (EDM) im Werkzeugbau

Manche Werkzeugteile lassen sich schlicht nicht fertig fräsen oder drehen — entweder weil der Stahl bereits auf über 60 HRC gehärtet ist oder weil die Geometrie scharfe Innenecken hat, in die kein Fräswerkzeug hineinkommt. Hier übernimmt das Funkenerodieren, auch EDM (Electrical Discharge Machining) genannt, das Stahl mit elektrischen Entladungen statt mit mechanischem Schnitt formt.

Zwischen einer Elektrode und dem Werkstück entstehen Funkenentladungen, sobald die Spannung ausreichend erhöht wird. Jede Entladung erzeugt intensive, örtlich begrenzte Hitze, die eine mikroskopische Materialmenge von der Werkstückoberfläche schmilzt und verdampft. Da Elektrode und Werkstück einander nie mechanisch berühren, kann der Prozess selbst den härtesten, gehärteten Stahl formen, ohne das Werkzeug abzunutzen, wie es ein Fräser tun würde.

Beim Senkerodieren ist die Elektrode — typischerweise aus Grafit oder Kupfer gefertigt — als Negativ des Hohlraums geformt, der herausgearbeitet werden soll. Die Elektrode wird schrittweise in das Werkstück abgesenkt, während die Funkenentladungen Material abtragen, bis der Hohlraum des Werkstücks ein spiegelbildliches Abbild der Elektrodenform ist. Die Methode wird besonders für komplexe, blinde Hohlräume in Spritzgussformen eingesetzt.

Beim Drahterodieren wird stattdessen ein dünner, stromführender Draht verwendet, der laufend durch das Werkstück geführt wird, während er eine Kontur schneidet, wie eine sehr präzise, elektrische Laubsäge. Das Verfahren eignet sich für durchgehende Ausschnitte, komplexe Profile und Werkstücke mit sehr engen Toleranzen — zum Beispiel Stempel und Matrizen für Stanzwerkzeuge.

• 01Senkerodieren: geformte Elektrode, schneidet blinde Hohlräume und 3D-Formflächen
• 02Drahterodieren: dünner Draht, schneidet durchgehende Konturen und Profile
• 03Beide Verfahren können gehärteten Stahl bearbeiten, ohne dass das Werkzeug mechanisch verschleißt
• 04Beide finden in einer dielektrischen Flüssigkeit statt, die die geschmolzenen Partikel wegspült

Die Funkenerosion ist pro Stunde langsamer und teurer als konventionelles Fräsen, sie wird deshalb typischerweise dann gewählt, wenn die Aufgabe anders nicht zu lösen ist: gehärteter Stahl, der nach der Wärmebehandlung geformt werden muss, scharfe Innenecken ohne Radius oder extrem enge Toleranzen an Stempel und Matrize des Stanzwerkzeugs.