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GF Agie-Charmilles Funkenerodieren auf Französisch

| Autor / Redakteur: Klaus Malle / Frank Fladerer

Das Senk- und das Schneiderodieren, die Hauptverfahren der Funkenerosion, werden vor allem dem Werkzeug- und Formenbau zugeordnet. Es gibt jedoch Bearbeitungsaufgaben in der allgemeinen Fertigung, die sich vergleichsweise wirtschaftlich und hochgenau oder ausschließlich mit der Funkenerosion lösen lassen. Gezeigt werden einige Teilebeispiele aus Zulieferbetrieben in Frankreich.

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Senkerodieren des Bajonettverschlusses einer Verlängerung bei Electro Meca. Bild: Agie-Charmilles
Senkerodieren des Bajonettverschlusses einer Verlängerung bei Electro Meca. Bild: Agie-Charmilles
( Archiv: Vogel Business Media )

Verblüffend ist, dass bei der Electro Meca S. A., Andilly, die doch eher langsam ablaufenden Verfahren der Funkenerosion oft dann eingesetzt werden, wenn es schnell gehen muss, zum Beispiel bei Teilen für den Automobilrennsport. Hergestellt werden die unterschiedlichsten Teile – meist Prototypen- und Vorserienteile – für die Automobil-, Flugzeug-, Weltraum- und Medizintechnik, aber auch ganz normale Präzisionsteile der allgemeinen Fertigung. Außer Werkstücken im Sinne des allgemeinen Maschinenbaus handelt es sich auch um Werkzeuge der Stanzerei- oder Umformtechnik und des Formenbaus.

Erodieren ermöglicht komplexe Zerspanungen

Ein Anwendungsbeispiel für das Erodieren ist das Senkerodieren mit der C-Achse: In ein wellenförmiges Teil wird der Bajonettverschluss von dessen Verlängerung schwenkend eingebracht. Bei der Herstellung eines Funktionsteils wird in zwei um 90° versetzten Ebenen gearbeitet, wobei zwei Ausfallteile entstehen.

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Geschäftsführer Franck Meresse fällt immer etwas ein, wenn fertigungstechnische Raffinesse gefragt ist. Eine Spezialität sind schlanke Bohrungen mit einem rekordverdächtigen Aspektverhältnis. Als Beispiel diene die Vorstellung, dass mit Maschinen von Agie-Charmilles ein Aspektverhältnis von 300 realisierbar ist, das heißt, eine 1-mm-Bohrung kann 300 mm tief senkerodiert werden oder eine 0,3 mm-Bohrung 90 mm tief.

Einsatz des Erodierens ist Alltagsgeschäft

In der Fertigung der Firma M2P, Plainfaing, ist das Schneiderodieren so normal wie das Fräsen oder Schleifen. Den Kern des Angebots bilden Vorrichtungen, die als fertigungsnahe Prüflehren konzipiert und ausgelegt sind, Aber auch Werkzeuge für die Stanzerei- und Biegetechnik sowie Verschleißteile tragen zum Unternehmenserfolg bei. „Es hat seinen Sinn, dass bei M2P ein Fräszentrum und zwei Schneiderodiermaschinen nebeneinander stehen. Ebenso selbstverständlich wird in diesen Techniken gedacht und mit ihnen gearbeitet,“ erklärt Geschäftsführer Michel Patry.

Bandartigen Werkzeuge (Toleranz 5 µm) werden auf einer Drahterodiermaschine Challenge bearbeitet. Die beiden Werkzeugbänder bewirken durch eine Hin- und Herbewegung die Formgebung für das zu faltende Blech.

Qualität durch Erodieren statt Schleifen verbessert

Früher wurden die Werkzeugbänder durch Flachschleifen hergestellt. Zu dieser Fertigungstechnik gehört als Antrieb ein Exzenter, der 204 mm hoch ist und zusammengebaut einen Durchmesser von rund 200 mm hat. Der Exzenter wurde bis vor kurzem auf einer Challenge geschnitten (ein Hauptschnitt und drei Nachschnitte).

Neuerdings wird dasselbe Ergebnis auf einer Agiecut Progress mit einem Hauptschnitt und zwei Nachschnitten erreicht. Das Rohteil ist ein Würfel. Auch die Bohrung wird auf der Agiecut Progress geschnitten. Die nun erreichte Qualität hat man früher selbst durch das Schleifen nicht erreicht. Für das Drahtschneiden dieses Teils werden etwa 24 h gebraucht. Die Gründe, die zur Umstellung motiviert haben, waren nicht nur die Kosten und die Fertigungszeit, sondern vielmehr die Genauigkeit der exzentrischen Kontur.

Erodieren von Prototypen

„Präzision in Vielfalt“ lässt sich zum Fertigungsangebot des französischen Teile- und Prototypenherstellers Geslin SAS, Le Mans, sagen. Das Unternehmen (30 Mitarbeiter) ist gut ausgestattet für das Schneiderodieren großer und kleiner Werkstücke.

Zwei Schneiderodiermaschinen sowie drei Senkerodiermaschinen haben ihren selbstverständlichen Platz in einem Maschinenpark herkömmlicher und modernster Werkzeugmaschinen für das Drehen, Fräsen und Bohren, Flach- und Rundschleifen. Dazu gehören fünf Bearbeitungszentren.

Die Anforderungen an Produkte sind hoch: Ein Zwischenring als Hochdruck-Verbindungsteil zwischen zwei Flanschen der Offshoretechnik beispielsweise muss korrosionsbeständig und elastisch sein. Der zu verwendende Stahl ist demnach schwierig zu zerspanen. Der Ring hat die Abmessungen 230 mm × 270 mm, er ist 18,5 mm dick, an der Oberfläche gewölbt sowie in seinem Oval asymmetrisch gestaltet.

Drahterodieren ermöglicht Innenkonturen mit bis zu 30° Schräge

Rohteil ist eine gehärtete Stahlplatte, die auf einer Agiecut Progress 2 ausgeschnitten wird. Obwohl die Innenkontur bis zu 30° schräg angelegt ist, ist dies für das Drahterodieren kein Problem. Die Oberseite wird durch Hartfräsen auf einem Bearbeitungszentrum gewölbt, eine größere Partie wird abgeschrägt. Dem Drahterodieren folgt das Hartfräsen.

Zur großzügigen messtechnischen Ausstattung des Unternehmens Geslin in einem klimatisierten Messraum gehört eine Drei-Koordinaten-Messmaschine Contura von Zeiss. Michel Geslin, Geschäftsführer, erläutert zu der Art des Informationsaustausches mit den Kunden: „Es gibt zwei Möglichkeiten. Für die Teilefertigung bekommen wir immer öfter das komplette DXF- oder IGES-File über das Internet oder wir bekommen Zeichnungen – auch von Werkstücken, für die bei uns ein Werkzeug gebaut werden soll.“

Bei Geslin sieht man es gern, wenn neuartige, das heißt bisher ungewohnte Teile zum Fertigungsprogramm hinzukommen. Ein Beispiel dafür sind Schieber für Montagemaschinen, mit denen Steckverbindungen hergestellt werden.

Erodieren bringt Vorteile bei komplizierten Werkstücken

„Kombinieren — erodieren — akquirieren“ könnte man die Erfolgsformel von Sotem 3S, Courcouronnes, umschreiben, wo hochgenaue und oft auch schwierig gestaltete Werkstücke für anspruchsvolle Kunden gefertigt werden. Bruno Tortolano, Technischer Leiter, kennt die Verfahren der Fertigungstechnik im Allgemeinen und die der Funkenerosion im Besonderen seit rund 30 Jahren. Seit etwa 25 Jahren arbeitet Sotems 3S mit Maschinen für das Senk- und Schneiderodieren (Drahterodieren).

Das Unternehmen hat 18 Mitarbeiter und einen umfänglichen Maschinenpark für alle üblichen Fertigungsverfahren. Darunter befinden sich sechs Schneiderodiermaschinen und fünf Senkerodiermaschinen, alle von Agie und Charmilles. Die Anzahl der Funkenerosionsmaschinen zeigt, dass in dem Verfahren eine Schlüsseltechnologie gesehen und mit ihr entsprechend gearbeitet wird, wenn wirtschaftliche oder technische Vorteile zu erwarten sind. Teile für die Luft- und Raumfahrt kommen immer wieder vor. Sie werden zum Beispiel in der Kombination Drehen und Drahtschneiden hergestellt. Eine ungewöhnliche und interessante Anwendung der Kombination Drehen und Senkerodieren ist das Schlitzen von Buchsen.

Herstellung von Werkzeugen mittels Erosion

Polis Precis, Grandfontaine, baut Formkörper-Presswerkzeuge vorwiegend für Kunden, die Schneidplatten für die Zerspanung sintern. Dabei kann es um Hartmetalle, Keramik und verschiedene pulverförmige Stahllegierungen gehen, die in diesen Werkzeugen zu so genannten Grünlingen gepresst und später gesintert werden.

Gebaut werden auch Matrizen und Stempel für die Stanzereitechnik oder die Umformtechnik sowie für verschiedene Verschleißteile aus Hartmetall, so zum Beispiel Messschnäbel, die im Lehrenbau gebraucht werden. Es stehen moderne Bearbeitungszentren für das Drehen und Fräsen sowie Schleifmaschinen und Maschinen für das Schneid- und Senkerodieren in klimatisierten Räumen zur Verfügung.

Die Geschäftsführer Jean Luc Lambert und Marcel Grundisch, vertreten den Standpunkt: „Durch regelmäßige Investitionen bleiben wir immer an der Spitze.“ Die Matrize, also das Gesenkwerkzeug für das Formkörperpressen wird zunächst per Drahterosion auf einer Schneiderodiermaschine Agiecut Excellence sozusagen zylindrisch geschnitten.

Matritzen werden mit höchster Genauigkeit erodiert

Wegen des Freiwinkels an der Schneide eines abspanenden Werkzeugs hat der Durchbruch einen konischen Anteil, der durch Senkerodieren und planetäres Poliererodieren mit Kupferelektroden eingebracht wird. Die Schrägstellung beträgt zum Beispiel 3, 5 oder 7°.

Der Übergang vom zylindrischen in den konischen Teil ist eine sichtbare Trennlinie, die innerhalb von ± 2 µm liegen muss. Entsprechende Genauigkeit wird bei der Herstellung der Kupferelektroden verlangt. Bei den Charmilles-Senkerodiermaschinen handelt es sich um drei Maschinen vom Typ Roboform 30.

Allgemein fällt auf, dass die in der Funkenerosion erfahrenen Unternehmen die Vorteile dieser innovativen Fertigungstechnik gut ausspielen. Dabei erwachsen neue Aufgaben, zum Beispiel aus der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt. Einem Zulieferer kann es nur recht sein, wenn dadurch andere Abhängigkeiten gemindert werden.

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