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Werkzeugbau für Elektromotoren und Turbinenherstellung. Teil 4

Bei der Herstellung von verschiedenen Werkzeugen für den Einsatz in der Produktion kommen neben den konventionellen spanabhebenden Verfahren auch neuere Bearbeitungstechniken durch Handwerker und spezialisierte Fachbetriebe zum Einsatz. Zu diesen Verfahren gehören Startlocherodieren, Senkerodieren und Drahterodieren. Die Kunden in der Industrie erwarten vom Werkzeugbau für die Elektromotoren- und Turbinenherstellung höchste Präzision und schnelle sowie kostengünstige Lösungen der anstehenden Probleme. Dies wird durch modernste Fertigungsverfahren erreicht. Die Erodierverfahren werden in einer voll klimatisierten Arbeitsumgebung durchgeführt und bieten somit höchste Präzision. Das ist notwendig, da wechselnde Temperaturen die Bearbeitungsverfahren beeinflussen und auch die Messergebnisse verfälschen würden. Metalle dehnen sich bei Wärme bekanntlich aus und schrumpfen bei Kälte. Dies geschieht zwar in Bereichen von wenigen hundertstel Millimetern, die hohe Präzision im Werkzeugbau fordert aber hochpräzise Fertigung.

© Evgeny Korshenkov - Fotolia.com
Wicklung-Turbine

Die Konstruktion der Bauteile und das Erstellen der Programme für die Erodiermaschinen erfolgen mit modernsten CAD-Systemen durch die Handwerker und Fachbetriebe. Die Überwachung der hergestellten Werkzeuge beziehungsweise Einzelkomponenten erfolgt mittels hochpräziser 3D-Profilmessmaschinen. Die Ergebnisse der Messungen werden genau dokumentiert und lassen auch im Nachhinein Rückschlüsse auf eventuelle Fehlerquellen zu. Dabei können die zu erbringenden Leistungen sehr individuell sein. Die Erodierverfahren werden für Bauteile im Werkzeug- und Sondermaschinenbau sowie auch in der Medizintechnik bevorzugt eingesetzt. Spezialisierte Handwerker und Fachbetriebe setzen diese modernen Fertigungsverfahren ein.

Der Bereich des Drahterodierens ermöglicht die Bearbeitung aller elektrisch leitfähigen Werkstoffe. Neben der herkömmlichen Bearbeitung durch Drahterodieren ermöglichen spezielle Maschinen auch die Dünndrahtbearbeitung. Mit diesen Verfahren können kleinste Eckradien und superfeine Konturen hergestellt werden. Es werden Drähte zum Drahterodieren ab Lux 0,03 mm eingesetzt. Diese garantieren auch eine sehr feine Oberflächengüte der bearbeiteten Flächen. Die Formgenauigkeit und Linearität der hergestellten Oberflächen ist vorzüglich. Es werden Kunststoffschnittwerkzeuge, Schnittstempel, Schnittplatten, Schnitteinsätze, Verschleißteile und Prägeeinsätze mittels dieser Technik gefertigt. Das Verfahren ist ein elektroerosives Bearbeiten. Ein ständig durchlaufender dünner Draht stellt dabei die Elektrode dar. Der Draht kommt von einer Spule und ist nach dem Durchlauf durch das Werkstück verbraucht. Beim Schneidvorgang befindet sich das Werkstück in einem Dielektrikum aus deionisiertem Wasser. Auch mit Erodieröl wird teilweise gearbeitet. Das Drahterodieren ermöglicht auch bei größeren Materialstärken sehr geringe Schnittbreiten. Es ist egal, welche Härte das leitfähige Werkstück besitzt. Scharfkantige Löcher und Taschen können problemlos gefertigt werden. Alles das erfolgt mit einer sehr hohen Form- und Maßgenauigkeit. Als Nachteile sind zu nennen, dass dieses Bearbeitungsverfahren nicht ganz billig ist und eine lange Bearbeitungszeit voraussetzt.

© photosoup - Fotolia.com
Turbinenrotor
Foto:Turbinenrotor

Beim Startlocherodieren ist es möglich, Bohrungen ab 0,1 mm Durchmesser herzustellen. Das sind unter anderem Feinstbohrungen, Kleinstbohrungen, Befüllbohrungen und Entlüftungsbohrungen. Die problemlose Bearbeitung von gehärtetem Stahl und aller anderen elektrisch leitfähigen Materialien ist möglich. Die Präzision, die erreicht wird, ist dabei hervorragend. Die eingesetzten Elektroden sind aus Wolfram-Kupfer, Kupfer, Hartmetall oder Graphit. Dabei sind Elektrodendurchmesser von 0,15 bis 10 mm üblich. Als Beispiel der Leistungsfähigkeit können Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,2 mm in Teilen bis zu einer Stärke von 40 mm realisiert werden. Bei einem Elektrodendurchmesser von 0,3 mm beträgt die Arbeitstiefe sogar bis zu 60 mm. Die erstellten Bohrungen sind höchst präzise und garantieren eine sehr gute Zylindrizität und Vertikalität. Die möglichen Oberflächengüten sind superfein und betragen bei Stahl 0,5 µm Ra und in Hartmetall 0,8 µm Ra. Es lassen sich aber auch Gewinde ab M2 herstellen. Diese Beispiele verdeutlichen die hohe Bedeutung dieser Techniken im Bereich des Werkzeugbaus.

© ehrenberg-bilder - Fotolia.com
Tätigkeit vom Werkzeugschlosser

Das Senkerodieren ist ein weiteres effektives Verfahren, um Werkzeuge für die Elektromotoren- und Turbinenherstellung herzustellen. Dieses Verfahren ermöglicht die äußerst flexible Fertigung von verschiedensten Formen mit sehr feinen Oberflächen. Diese sind besonders maßhaltig und genau. Die eingesetzten Maschinen verfügen über Werkzeugwechselköpfe, die komplexe Geometrien teilweise in einen Arbeitsgang ermöglichen. Spezielle Feinschlichtverfahren ermöglichen die Herstellung von Oberflächengüten bis zu 0,1 mm Ra. Dabei ist Ra die Bezugsgröße für die Rauigkeit der Oberfläche. Gerade die Herstellung komplizierter Spritzgusswerkzeuge und Schnittplatten ist so problemlos möglich. Die Elektrode reproduziert im Prinzip die Form des Spritzgussteils in das Werkzeug. Der später zu gießende Gegenstand entspricht somit der Form der Elektrode. Bei diesem Verfahren besteht kein mechanischer Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug. Als Elektrodenmaterial wird in der Regel Kupfer oder auch Graphit eingesetzt. Das Verfahren erzeugt Funken an der Elektrode, die einen Werkstoffabtrag am Werkstück realisieren. Es ist möglich bei Führung des Werkzeuges in x- oder y-Richtung Bahnkonturen zu erzeugen und sogar Hinterschnitte auszuführen, wie sie bei Stanzwerkzeugen benötigt werden.
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