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Ewige Jugend für Elektroden aus Grafit

Senkerodiermaschine OPS-Ingersoll Gantry Eagle
Ewige Jugend für Elektroden aus Grafit

Die neue Senkerodiermaschine Gantry Eagle von OPS-Ingersoll steigert die Leistungsfähigkeit des Verfahrens deutlich. Gründe dafür sind der erheblich geringere Aufwand für die Elektrodenfertigung und eine effiziente Prozessüberwachung.

„Die Gantry-Eagle-Technologie macht den Senkerodierprozess bis zu 50 Prozent produktiver“, sagt Rainer Jung. Der Geschäftsführer der Burbacher OPS-Ingersoll GmbH beschreibt den Ansatz seiner Entwickler so: „Unser Ziel war es, den Zeit- und Kostenaufwand für die Elektrodenherstellung drastisch zu reduzieren.“ Wo bisher mehrere Elektroden – etwa fürs Schruppen und Schlichten – programmiert und hergestellt werden mussten, kommt die neue Maschine mit einer, maximal zwei aus. Und deren Verschleiß ist laut Jung um bis zu 90 % geringer als mit herkömmlicher Generatortechnik.

Was das neue Verfahren kann, zeigten diverse Bearbeitungsversuche. Mit einer Elektrode aus Standardgrafit TTK 50 beispielsweise erodierten die Burbacher in Werkzeugstahl eine etwa 80 mm x 80 mm x 80 mm große Tasche. Die bisherige Generatortechnologie MPP benötigte dafür 10,5 h und erzeugte einen Abbrand von 0,25 mm allein an der Schruppelektrode. Die neue Eagle-Technologie erledigte das Schruppen und Schlichten in einem Arbeitsgang, und zwar in 6 h 50 min. Der gesamte Elektrodenverschleiß betrug 0,04 mm. Und die Ra-Werte der erzeugten Oberfläche lagen unter 1,6 µm.
Den mit Abstand größten Vorteil bringt die neue Technologie in Kombination mit Grafitelektroden. Aber auch beim Arbeiten mit Kupfer liefere sie gute Ergebnisse, betont Jung. Der Abtrag und der Verschleiß lassen sich dann – im Vergleich zur konventionellen Technik – allerdings nur um jeweils 10 % verbessern. Die Möglichkeit, auch Hartmetall zu bearbeiten, mache die neue Senkerodiermaschine vollends zum Allrounder.
Als Hauptgrund für diese Ergebnisse nennt Jung die adaptive Stromform des Eagle-Generators. Mit ihrer Hilfe kann jeder Impuls kontrolliert und individuell an die jeweils herrschenden Entladebedingungen angepasst werden. Ist der Funkenspalt klein, wird die Energie heruntergeregelt und so der Abbrand an der Elektrode erheblich reduziert. „Das gibt uns die Möglichkeit, mit sehr kleinen Spaltmaßen zu arbeiten“, sagt Jung. Bis zu 30 % geringere Untermaße seien kein Problem. „Die kleinsten Kavitäten, die wir mit der Eagle-Technik erzeugt haben, waren 0,3 mm breit – erodiert mit 0,2 mm dicken Grafitelektroden und einem Untermaß von 0,05 mm je Seite.“ Das Ergebnis seien nicht nur sehr filigrane Strukturen, sondern auch eine hohe Abbildungsqualität. Außerdem verbessere die neue Technik die hohe Prozesssicherheit des Verfahrens nochmals.
„Stolz sind wir auch auf unsere Eagle-Power-Tec-Steuerung. Sie ist die derzeit schnellste NC-Steuerung in diesem Bereich und übertrifft das Vorgängerprodukt Multi Pulse deutlich“, erzählt Jung. Programmiert wird sie über die bewährte Bedienoberfläche MultiProg, so dass der Schulungsaufwand für Bestandskunden gering ist. Die Leistungsfähigkeit der Steuerung erlaubt hohe Intervallgeschwindigkeiten, die jetzt auch bei Bearbeitungen frei im Raum und bei der Bahnerosion möglich sind. Die Abhebegeschwindigkeit ist mit 18 m/min – gegenüber 12 m/min bei der Vorgängermaschine – deutlich gestiegen. Die dadurch entstehenden Turbulenzen sorgen ohne zusätzliche Spülung dafür, dass der Abbrand sicher aus dem Spalt getragen wird. Dass der so genannte High-Speed-Jump auch die Qualität am Bauteil verbessert, bestätigt Markus Noll: „Das Risiko von Unregelmäßigkeiten und Lunkern in der Werkstückoberfläche ist geringer.“ Noll ist Geschäftsführer der Giebeler GmbH in Eschenburg, die mit 150 Mitarbeitern unter anderem Präzisionsformen für die Automobil- und die Luftfahrtindustrie herstellt und OPS-Ingersoll bereits in der Entwicklungsphase erste Anwenderinformationen lieferte.
Um die Dynamik sicher zu beherrschen, griffen die Ingenieure auf ihre Erfahrungen mit den hauseigenen HSC-Fräszentren zurück. „Wir nutzen die komplette Schlitteneinheit der Bearbeitungszentren jetzt auch in unseren Erodieranlagen“, sagt Rainer Jung. Das reduziert den Entwicklungsaufwand und die Ersatzteilhaltung. Außerdem verkürzt es die Lieferzeiten und schafft mehr Flexibilität im Service. Tisch und Bett, die beim Fräszentrum aus Grauguss bestehen, sind für die EDM-Anlage als Schweißkonstruktion ausgebildet, der Medien-Dichtigkeit wegen.
Einsatzfelder der Gantry Eagle sieht Jung vordergründig im Werkzeug- und Formenbau sowie bei Zulieferern der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik, aber auch in der Feinmechanik fürs Bearbeiten von Hartmetall.
Erstmals im September auf der Metallbearbeitungsmesse EMO in Hannover der Öffentlichkeit präsentiert, konnten die Burbacher inzwischen 15 Maschinen der Gantry-Eagle-Baureihe verkaufen. Die ersten wurden gerade ausgeliefert. Die größte Variante, die Gantry Eagle 800 mit einer Tischgröße von 760 mm x 1000 mm und einer maximalen Tischlast von 2 t, feiert auf der Frankfurter Messe Euromold Premiere.
Für die neue Technologie müssen Kunden etwa 10 bis 15 % mehr investieren als für eine konventionelle Anlage. Dafür bekommen sie eine Maschine, die laut Markus Noll „einen der interessantesten Technologiesprünge der letzten Jahrzehnte in der Senkerosion darstellt“.
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