Geschichtlicher Überblick

Schon im Jahre 1770 entdeckte der englische Wissenschaftler Priestley die erodierende Wirkung elektrischer Entladungen. Während der Durchführung von Forschungsarbeiten zur Eliminierung dieser erodierenden Wirkung bei elektrischen Kontakten, kamen die sowjetischen Wissenschaftler B.R. und N.i Lazarenko auf die Idee, die zerstörende Wirkung elektrischer Entladungen nutzbar zu machen und ein gesteuertes Verfahren zur Bearbeitung von Metallen zu entwickeln. Im Jahre 1943 erprobten sie ein Verfahren zur Bearbeitung durch Funkenerosion, das so genannt wurde, weil bei ihm aufeinanderfolgend Funken (elektrische Entladungen) zwischen zwei in ein flüssiges Dielektrikum eingetauchten Stromleitern erzeugt werden. Das Prinzip des damals verwendeten Funkengenerators, Lazarenko-Kreis genannt, wurde lange Zeit beim Bau von Generatoren für Funkenerodiermaschinen angewandt. In verbesserter Form wird dieser Generatortyp noch heute bei bestimmten Anwendungen eingesetzt. Die spektakuläre Entwicklung der Funkenerosion war durch den Einsatz von Forschern möglich, die dazu beigetragen haben, die grundlegenden Merkmale dieses Bearbeitungsverfahrens aufzuklären und es heute optimal zu nutzen. 1952 begann Charmilles, sich für die Funkenerosion zu interessieren, und 1955 wurde die erste Maschine, die dieses Verfahren nutzt, als Neuheit auf der Europäischen Werkzeugmaschinen-Ausstellung in Mailand vorgestellt.

Physikalisches Prinzip der elektroerosiven Bearbeitung

Um einen Funken zwischen den beiden Elektroden zu erzeugen, muss eine Spannung angelegt werden, die grösser ist als die Durchbruchsspannung des Funkenspalts (Zwischenraum Elektrode-Werkstück).

Diese Durchbruchsspannung ist abhängig:

• Von der Entfernung zwischen der Elektrode und dem Werkstück
• Von der Isolierfähigkeit des Dielektrikums
• Vom Verschmutzungszustand des Funkenspalts (Erosionsrückstände).

An der Stelle, an der das elektrische Feld am stärksten ist, wird eine Entladung stattfinden.

Das wird das Endergebnis eines ganzen Prozesses sein.

In diesem Stadium kann der Strom fliessen. Der Funke entsteht zwischen den Elektroden und provoziert zwischen den Teilchen eine unendliche Zahl von Kollisionen.

Es entsteht eine Plasmazone. Sie erreicht schnell sehr hohe Temperaturen der Grössenordnung von 8000 bis 12000'C und bildet sich weiter aus unter der Einwirkung der immer zahlreicher werdenden Stösse die ein lokales und momentanes Schmelzen einer gewissen Materiaimenge an der Oberfläche der beiden Leiter hervorrufen.

Gleichzeitig bildet sich aufgrund der Verdampfung der Elektroden und des Dielektrikums eine Gasblase, deren Druck gleichmassig bis zum Erreichen eines sehr hohen Wertes ansteigt.

Im Moment der Stromunterbrechung führt das plötzliche Absinken der Temperatur zur Implosion der Blase. Dabei entstehen dynamischeiKräfte, die das geschmolzene Material aus dem Krater herausschleudern.

Das erodierte Material wird dann im Dielektrikum in Form kleiner Kügelchen fest und wird von letzterem abtransportiert.

Die Erodierung an der Einheit ElektrodeWerkstück ist unsymmetrisch und wird insbesondere von der Polarität, der Temperaturleitfähigkeit, der Schmelztemperatur der Materialien, der Dauer und der Intensität der Entladungen bestimmt.

Sie heisst Abbrand, wenn sie an der Elektrode stattfindet, und Materialabtrag, wenn sie am Werkstück erfolgt.

Verwendung für die Herstellung von Spritzformen, Pressformen und jedweder komplex geformter Einsenkungen oder Volumina. Der Formabdruck wird mittels einer Elektrode realisiert, die die negative Form des gewünschten Resultats hat.