{"id":31697,"date":"2022-04-25T11:38:50","date_gmt":"2022-04-25T18:38:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.autodesk.com\/products\/fusion-360\/blog\/?p=31697"},"modified":"2022-08-12T07:31:58","modified_gmt":"2022-08-12T14:31:58","slug":"replacing-edm-manufacturing-with-cnc-milling-for-efficiency","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.autodesk.com\/products\/fusion-360\/blog\/de\/replacing-edm-manufacturing-with-cnc-milling-for-efficiency\/","title":{"rendered":"Wie Sie die EDM-Fertigung f\u00fcr mehr Effizienz durch CNC-Fr\u00e4sen ersetzen"},"content":{"rendered":"\n
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Es werden viele verschiedene Fertigungsverfahren zur Herstellung von Werkzeugen f\u00fcr den Formenbau<\/a> eingesetzt. Der gr\u00f6\u00dfte Teil der Formen wird durch CNC<\/a>-Fr\u00e4sen oder subtraktive Bearbeitung des Materials hergestellt. Neben dem CNC-Fr\u00e4sen kommen auch andere Verfahren zum Einsatz, darunter die additive Fertigung und EDM-Verfahren.<\/p>\n\n\n\n

Heutzutage stehen Hersteller unter dem Druck, Teile schneller als je zuvor herstellen zu m\u00fcssen. Auch wenn die EDM-Fertigung in vielen F\u00e4llen ihre Berechtigung hat, ist es wichtig zu untersuchen, ob einige F\u00e4lle durch schnellere Methoden, wie die CNC-Bearbeitung<\/a>, ersetzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n

Was versteht man unter EDM?<\/strong><\/h2>\n\n\n

Die Abk\u00fcrzung EDM<\/a> steht f\u00fcr Electrical Discharge Machining (elektrische Erodierung), und dies wird manchmal auch als „Funkenerosion“ oder „EDM Sinking“ bezeichnet. Dabei leitet man elektrischen Strom durch eine Elektrode in einem dielektrischen Medium. Die Elektrode hat die Form des Materials, das aus dem Formwerkzeug entfernt werden muss. Der Funke bringt das Material zum Erodieren, um die gew\u00fcnschte Endform zu bilden. Die Gebr\u00fcder Lazarenko<\/a> entwickelten das Erodieren als Verfahren in der damaligen Sowjetunion w\u00e4hrend des Zweiten Weltkriegs.<\/p>\n\n\n\n

Die Elektroden werden typischerweise aus Kohlenstoff-Graphit hergestellt. Bei der Drahterosion k\u00f6nnen jedoch auch Kupfer, Messing, Kupferlegierungen und andere Materialien<\/a> als Elektrode verwendet werden. Die Elektroden m\u00fcssen in der Regel hergestellt werden, bevor sie in einer Erodiermaschine verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

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Anwendungsf\u00e4lle f\u00fcr EDM<\/h2>\n\n\n

Es gibt einige seit langem wahrgenommene Vorteile der EDM-Bearbeitung, darunter:<\/p>\n\n\n\n

Scharfe Innenecken<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dies ist einer der gr\u00f6\u00dften Vorteile der EDM-Fertigung: das Erzeugen von scharfen Innenecken, die sonst CNC-Werkzeuge mit winzigen Durchmessern erfordern w\u00fcrden oder auf einer CNC-Fr\u00e4se einfach nicht m\u00f6glich w\u00e4ren.<\/p>\n\n\n\n

Tiefe Bereiche der Form<\/strong><\/p>\n\n\n\n

EDM-Verfahren wurden oft anstelle von CNC-Fr\u00e4sen eingesetzt, weil es nicht m\u00f6glich war, die Werkzeuge tief genug zu bekommen, um die richtige Form zu fr\u00e4sen.<\/p>\n\n\n\n

Sehr komplexe Geometrie<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die g\u00e4ngige Meinung ist, dass komplexe Formen leichter durch EDM-Fertigung zu erreichen sind.<\/p>\n\n\n\n

Rippenbearbeitung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Rippen in Gussformen sind typischerweise d\u00fcnn und k\u00f6nnen recht tief sein. EDM-Bearbeitungen sind oft in diesen speziellen Bereichen \u00fcblich.<\/p>\n\n\n\n

Unbeaufsichtigte Operationen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In der Vergangenheit haben Werkst\u00e4tten eher eine Senkerodiermaschine unbeaufsichtigt laufen lassen, als eine CNC-Fr\u00e4se.<\/p>\n\n\n\n

Wo EDM-Oberfl\u00e4cheng\u00fcte vorgeschrieben ist<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das Oberfl\u00e4chenfinish bei der Funkenerosion ist gleichm\u00e4\u00dfig, ohne Aush\u00f6hlungen oder Wirbelmuster. Manchmal wird diese Oberfl\u00e4che als Teil des Teils spezifiziert.<\/p>\n\n\n

Nachteile der EDM-Bearbeitung<\/strong><\/h2>\n\n\n

Ein Bereich, wo Sie EDM nicht verwenden k\u00f6nnen, ist in W\u00e4rmeeinflusszonen (HAZ). Dies sind Zonen, vielleicht Schwei\u00dfbereiche, in denen die Hitze von EDM-Operationen mehr Probleme verursachen w\u00fcrde als sie l\u00f6sen.<\/p>\n\n\n\n

Aufgrund von Toleranzstapeln von Elektroden und Haltern sowie der Unkenntnis der genauen Gr\u00f6\u00dfe des elektrischen Funkens sind Bereiche, die hohe Pr\u00e4zision erfordern, oft nicht f\u00fcr das Erodieren geeignet.<\/p>\n\n\n

EDM ist langsam<\/strong><\/h2>\n\n\n

Der gr\u00f6\u00dfte Nachteil der Funkenerosion ist, dass es sich um einen langwierigen Prozess handelt. Zun\u00e4chst m\u00fcssen Sie die Elektrode mit der CNC-Fr\u00e4se fr\u00e4sen. Oft m\u00fcssen Sie mehrere Elektroden f\u00fcr einen Erodiervorgang fr\u00e4sen, da diese ebenfalls erodieren, und es k\u00f6nnen mehrere Elektroden erforderlich sein, um einen Bereich zu erodieren. Hinzu kommt, dass der Erodierprozess ein langsameres Abtragsverhalten hat als das Fr\u00e4sen.<\/p>\n\n\n\n

Der EDM-Prozess ist nicht nur langsamer, sondern Sie m\u00fcssen auch noch eine CNC-Maschine verwenden, um eine oder mehrere Elektroden zu fr\u00e4sen, bevor Sie die EDM-Maschine verwenden k\u00f6nnen. Dar\u00fcber hinaus entsteht beim Fr\u00e4sen von Graphitelektroden eine Menge Staub. Ohne eine spezielle CNC-Fr\u00e4se mit einem High-End-Vakuumsystem f\u00fcr Graphitstaub haben Sie jedes Mal Maschinenstillstand, wenn Sie vom Fr\u00e4sen von Metall auf Kohlenstoff umschalten, nur um zu reinigen.<\/p>\n\n\n\n

Wenn die Funkenerosion Teil Ihres Fertigungsprozesses ist und Sie Ihren Aussto\u00df erh\u00f6hen wollen, um wettbewerbsf\u00e4hig zu bleiben, ist das Ersetzen m\u00f6glichst vieler Funkenerosionsarbeiten durch CNC-Bearbeitung eine M\u00f6glichkeit, dies zu tun.<\/p>\n\n\n\n

Auch wenn die CNC-Fr\u00e4sbearbeitung nicht viel gegen scharfe Innenecken ausrichten kann, gibt es neuere Hard- und Softwaretechnologien, die die anderen Vorteile, die die Funkenerosion einst bot, abmildern.<\/p>\n\n\n\n

Fr\u00e4sen tiefer Bereiche<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Verwendung von Elektroden und eines EDM-Prozesses war f\u00fcr tiefe Bereiche der Form \u00fcblich, aber das Wachstum der 5-Achsen-CNC-Fr\u00e4sen f\u00fcr den Formenbau hat dieses Paradigma ver\u00e4ndert. W\u00e4hrend des Formenbaus arbeiten die meisten 5-Achsen-Fr\u00e4smaschinen<\/a> in einem 3+2-Achsen-Betrieb, anstatt einer vollst\u00e4ndigen simultanen 5-Achsen-Bearbeitung.<\/p>\n\n\n\n

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Bediener und Programmierer k\u00f6nnen die Werkzeugachse auf etwas anderes als gerade nach oben in Z drehen und tiefe Bereiche bearbeiten, ohne dass EDM-Operationen erforderlich sind. Gl\u00fccklicherweise hat moderne CAD\/CAM-Software<\/a> wie Fusion 360 die M\u00f6glichkeiten der mehrachsigen Bearbeitung verbessert und vereinfacht, so wie sich auch die CNC-Maschinen selbst verbessert haben. Durch den Einsatz von Fusion 360<\/a> k\u00f6nnen Sie die Vorlaufzeiten verk\u00fcrzen und die Teile schneller ausliefern.<\/p>\n\n\n\n

Das erfolgreiche Fr\u00e4sen tiefer Bereiche mit 3+2- oder 5-Achs-Bearbeitung erfordert eine Kollisionsvermeidung und Simulation des Werkzeugs und des Werkzeughalters, der Spindel und anderer Maschinenteile, die m\u00f6glicherweise mit dem zu fr\u00e4senden Teil kollidieren k\u00f6nnten. Dieser Schritt wird normalerweise innerhalb des CAM<\/a>-Systems wie Fusion 360 oder durch ein Simulations- und Verifikationssoftwarepaket eines Drittanbieters wie CAMplete<\/a> durchgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n

Rippenfr\u00e4sen<\/h2>\n\n\n

Das CNC-Fr\u00e4sen von Rippen innerhalb einer Form kann schwierig sein, da sie Werkzeuge mit einem gro\u00dfen LD-Verh\u00e4ltnis (L\u00e4nge zu Durchmesser) erfordern. Diese Werkzeuge neigen eher dazu, sich zu verbiegen, zu vibrieren oder zu brechen. Au\u00dferdem ist die Spanabfuhr innerhalb der Rippe ein wichtiger Aspekt.<\/p>\n\n\n\n

Trotz dieser Schwierigkeiten kann das Fr\u00e4sen von Rippen wesentlich schneller sein als das Erodieren, um sie zu erzeugen. Spezialisierte CAM-Systeme, die Funktionen speziell f\u00fcr die Rippenbearbeitung enthalten, erleichtern die Programmierung. Diese Programme k\u00f6nnen entlang der Werkzeugachse schrittweise verfahren oder die Konturen der Rippe morphen bzw. verfolgen. In jedem Fall erm\u00f6glichen kleine axiale Schnitttiefen ein sicheres Fr\u00e4sen von Rippen.<\/p>\n\n\n\n

Was die CNC-Seite betrifft, so werden normalerweise Schrumpfhalter f\u00fcr die Steifigkeit der Werkzeuge verwendet, und der verwendete Fr\u00e4ser sollte eine gute Spanabfuhr erm\u00f6glichen, mit starker Flutung oder Luft zur Unterst\u00fctzung der Spanabfuhr.<\/p>\n\n\n

Komplexe Geometrien<\/h2>\n\n\n

Komplexe Geometrien waren fr\u00fcher eine h\u00e4ufige Anwendung f\u00fcr EDM-Prozesse, aber viele k\u00f6nnen durch die spanende Bearbeitung ersetzt werden. Dies ist auf die Verbesserungen in allen Bereichen der CNC-Bearbeitung zur\u00fcckzuf\u00fchren:<\/p>\n\n\n\n