Die Funkenerosion ist eine bewährte Technologie zur Herstellung präziser Strukturen in schwer zerspanbaren Metallen. Die Qualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit wird vor allem durch die Art des verwendeten Dielektrikums bestimmt. Untersuchungen haben gezeigt [1], dass die Präzision hergestellter Strukturen bei abnehmender elektrischer Leitfähigkeit des eingesetzten Dielektrikums steigt. Da gleichzeitig die Bearbeitungsgeschwindigkeit beeinflusst wird, muss die elektrische Leitfähigkeit auf den Bearbeitungsprozess abgestimmt werden. Durch den Einsatz einer neu entwickelten Hochleistungsdeionisiereinheit wird sowohl eine Effizienzsteigerung in Bezug auf Qualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielt als auch aus ökonomischer Sicht eine nachhaltige Bearbeitung realisiert.
Kompakte Anlagen zum Deionisieren von Wasser für die Funkenerosion; rechts die neuere Ausführung GW1800MB für das Schneiden von Hartmetall und Polykristallinem Diamant
Durch den Einsatz von deionisiertem Wasser beim Erodieren [1] wird ausgenutzt, dass Wasser gegenüber dem häufig verwendeten Kohlenwasserstoffdielektrikum eine wesentlich geringere Viskosität besitzt, wodurch eine optimalere Spülung des Arbeitsspaltes realisiert werden kann. Aus ökologischer Sicht stellt die funkenerosive Bearbeitung mit deionisiertem Wasser als Arbeitsmedium einen sauberen Prozess dar. Das Wasser kann nach der Aufbereitung wieder verwendet werden, da eine aufwendige Entsorgung, wie beim Kohlenwasserstoffdielektrikum ist nicht notwendig ist. Allerdings muss dazu das verwendete Wasser kontinuierlich von gelöstem Metall gereinigt werden, da dies anderenfalls zu einer lokalen Steigerung des elektrischen Leitwerts des Wassers führt. Bei einem elektrischen Leitwert des Wassers von ≤ 1,5 µs/cm können beispielsweise Bohrungen prozesssicher mit einer hohen Wiederholgenauigkeit gefertigt werden.
Zur Gewährleistung einer prozesssicheren Anwendung der Funkenerosion, insbesondere bei Hochleistungsbauteilen wie beispielsweise Turbinenschaufeln für die Flugzeug- oder Energietechnik sowie für Common-Rail-Einspritzdüsen der Automobilindustrie, ist eine konstante Qualität des Dielektrikums erforderlich. Die Gross Wassertechnik GmbH hat im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Kooperationsprojekts zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) eine Ionenaustauscheranlage speziell für die Anwendungen im Bereich der Mikrofunkenerosion entwickelt – die kompakte und mobile Deionisiereinheit GW-RD5.
Bei der Produktplanung wurden technische, wirtschaftliche und ökologische Aspekte berücksichtigt, welche der Wartungs- und Reparaturmöglichkeiten der Deionisiereinheit dienen. Die Auslegung der Hochleistungsdeionisiereinheit GW-RD5 erfolgte nach der VDI-Richtlinie 2221. Dabei sind die verbauten Komponenten, wie Pumpen-, Filter- und Ionentauschereinheit exakt aufeinander abgestimmt. Die mobile Anlage ist mit einem robusten Gehäuse ausgestattet und verfügt für den universellen Einsatz über Schlauchanschlüsse mit CPC-Kupplungen und Wasserstop. Dies ermöglicht den Einsatz und das Nachrüsten der Deionisiereinheit an allen gängigen Erodiermaschinen unabhängig vom Hersteller.
Literatur
[1] E. Uhlmann, T.-M. Schimmelpfennig, B. Groß; WOMag 7/2013; www.womag-online.de
