Grundlagenuntersuchung zur funkenerosiven Senkbearbeitung mit verschiedenen Hartmetallspezifikationen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446076793

Die Auswahl eines geeigneten Werkzeugelektrodenwerkstoffs für das funkenerosive Senken ist an unterschiedliche Randbedingungen des Prozesses gebunden. Eine wirtschaftliche Fertigung erfordert eine hohe Abtragrate V̇W bei einem gleichzeitig möglichst niedrigen relativen Verschleiß ϑ. Durch das physikalische Abtragprinzip ergibt sich damit die Notwendigkeit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit κ, Wärmeleitfähigkeit λ, spezifischen Wärmekapazität cp und eines hohen Schmelzpunktes TS, zur Gewährleistung bestmöglicher Entladecharakteristiken und Wärmeabfuhr an der Werkzeugelektrode. Die Erzeugung komplexer und feiner Strukturen, wie von langen, dünnen Stegen mit geringen Wandstärken dW, erfordert eine ausreichende mechanische Festigkeit E der Strukturen. Aufgrund des lokal hohen Wärmeeintrags Qein während des Funkenerosionsprozesses ist zudem ein geringer Wärmeausdehnungskoeffizient α zur Erreichung hoher Formgenauigkeiten GF empfehlenswert. Die Herstellung von Formelektroden aus dem Werkstoff Hartmetall, welcher ausgezeichnete Eigenschaften für den EDM-Einsatz besitzt, wurde aufgrund des bislang hohen Fertigungsaufwands bisher vernachlässigt. Ziel des Forschungsprojekts ist die Validierung von unterschiedlichen WC-Co Hartmetallen als Werkstoff für Senkelektroden sowie die Identifizierung von geeigneten Prozessparametern für die Makro- und Mikrobearbeitung von Stahlwerkstoffen. Durch die wissenschaftliche Analyse der Zusammensetzung des Hartmetalls und der grundlegenden Untersuchung des EDM-Prozessverhaltens können weitreichende Erkenntnisse im Bereich der Produktionstechnik ermittelt werden. Diese ermöglichen einen Anstieg der Produktivität im Anwendungsbereich der Funkenerosion, da aufgrund des erlangten Wissens und der bisher nicht genutzten Werkstoffeigenschaften des WC-Co Hartmetalls deutliche Verbesserungen von wichtigen Prozessgrößen wie Abtragrate V̇W und Verschleiß ϑ erwartet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen