CNC-Drahterodieren – Präzisionsbearbeitung mit Funkenstrom

CNC-Drahterodieren (auch als Drahterodieren oder WEDM – Wire Electrical Discharge Machining – bezeichnet) ist ein thermisches Trennverfahren, das speziell für hochpräzise Kontur­bearbeitungen von leitfähigen Werkstoffen eingesetzt wird. Mit hauchdünnem Drahtelektroden (typisch 0,1–0,3 mm Durchmesser) lassen sich komplexe Formen, enge Ecken und feine Details realisieren, die mit herkömmlichen Fräs- oder Schleifverfahren nicht oder nur sehr aufwendig erreichbar wären. In Deutschland zählen Fertiger in Stuttgart, München, Hamburg, Berlin, Köln, Frankfurt am Main, Düsseldorf, Leipzig und Dresden zu den Vorreitern, wenn es um micron-genaue Bauteile für Formenbau, Medizintechnik, Automobil- und Luftfahrtindustrie geht.

Grundlagen und Funktionsprinzip

Beim CNC-Drahterodieren führt die Maschine einen elektrisch leitfähigen Draht als beweglichen Negativ­elektroden entlang einer vorprogrammierten Bahn durch das Werkstück. Zwischen Draht und Werkstück entsteht ein hochfrequenter Funken­überschlag, der punktuell portionsweise Material abschmilzt und verdampfen lässt. Das Spülmedium (in der Regel demineralisiertes Wasser) reinigt die Schnittfuge und kühlt zugleich den Bearbeitungspunkt. Dank der nahezu verschleißfreien Drahtführung und der exakten CNC-Steuerung sind Positioniertoleranzen von ± 0,005 mm und Oberflächenrauheiten bis Ra 0,1 μm erreichbar.

Typische Einsatzgebiete

CNC-Drahterodieren wird vor allem dann eingesetzt, wenn höchste Kontur­genauigkeit und komplexe Geometrien gefordert sind, zum Beispiel:

• Werkzeug- und Formenbau in München und Stuttgart für Spritzguss-, Tiefzieh- und Druckgussformen

• Medizintechnik in Berlin und Hamburg, etwa für Implantatformen und Mikromechanik

• Automobilindustrie in Köln und Düsseldorf, speziell für Sensorhalterungen und Turboladerkomponenten

• Luft- und Raumfahrt in Frankfurt am Main und Leipzig, zum Fräsen von Titan­bauteilen und Turbinenschaufeln

Prozess­optimierung und Programmierung

In modernsten Fertigungszentren, etwa in Dresden oder Nürnberg, erfolgt die Programmierung direkt aus CAD-Daten. CAM-Software berechnet die optimale Drahtbahn und teilt komplexe Konturen in Bearbeitungssegmente. Adaptive Steuerungs­algorithmen passen Stromstärke, Impulsdauer und Vorschub dynamisch an Material­rückstände an, um Schneidspitzenbildung und Drahtbruch zu vermeiden. Eine einzelne Produktionszelle kann so 24/7 produktiv laufen und sowohl Prototypen als auch Serienteile wirtschaftlich fertigen.

Wirtschaftliche Vorteile

CNC-Drahterodieren bietet gegenüber konventionellen Zerspanungsverfahren mehrere klare Vorteile:

• Höchste Genauigkeit und reproduzierbare Resultate auch bei engsten Toleranzen und empfindlichen Materialien

Dank kurzer Rüstzeiten, automatischer Drahtzuführung und minimalem Werkzeugverschleiß eignet sich das Verfahren für Losgrößen von Eins- bis Tausendstücken gleichermaßen.

Qualitätssicherung und Nachbearbeitung

Nach dem Drahterodieren werden Bauteile in Frankfurt und Stuttgart auf Koordinatenmessmaschinen (KMG) geprüft. Neben Maßhaltigkeit und Winkelgenauigkeit wird die Oberflächenqualität gemessen. Oft folgt ein minimaler Hon- oder Schleifprozess, um rückseitige Gratstellen zu entfernen und die Oberflächenrauheit weiter zu verfeinern. Verpackt in Vakuumbeutel oder Antistatiktüten, sind die Komponenten dann bereit für empfindliche Montage­prozesse.

Zukunftsperspektiven

Die Weiterentwicklung intelligenter Drahterodiermaschinen in Düsseldorf und Hamburg umfasst:

• 5-Achsen-WEDM für räumliche Konturen ohne manuelle Rüstarbeiten

• Integration von Inline-Messtechnik zur sofortigen Prozess­korrektur

• KI-gestützte Parameteroptimierung für neue Werkstoffe und Leichtbaulegierungen

CNC-Drahterodieren bleibt damit ein Schlüsselverfahren, um auch zukünftige Anforderungen an Präzision, Material­auswahl und Fertigungsgeschwindigkeit zu erfüllen – und sichert Deutschlands Spitzenposition in der Hightech-Fertigung.

Beim CNC-Drahterodieren wird das Drahterodieren (auch Drahterosion, elektroerosives Bearbeiten, Drahtschneiden oder englisch wirecutting genannt) mit der modernen CNC-Technik verknüpft. Das CNC-Drahterodieren gehört, wie das herkömmliche Drahterodieren auch zu den sogenannten formgebenden Fertigungsverfahren, genaugenommen zu den Schneidverfahren bzw. Trennverfahren. Das CNC-Drahterodieren funktioniert nach dem Prinzip des Funkenerodierens (kurz EDM von engl. electrical discharge machining). Das Funkenerodieren ist ein thermisches und abtragendes Fertigungsverfahren. Das Funkenerodieren kann nur bei leitfähigen Materialien angewandt werden. Das Funkenerodieren basiert auf elektrischen Entladevorgängen. Dabei entstehen Funken zwischen einer Elektrode und einem Werkstück. Die Elektrode dient dabei als Werkzeug. Beim CNC-Drahterodieren wird ein dünner, ständig durchlaufender Draht als Bearbeitungselektrode (auch Drahtelektrode oder Erodierdraht genannt) eingesetzt. Als Drahtwerkstoff für die Drahtelektrode kann Messing, Kupfer, Wolfram oder Stahl genutzt werden. Ein Beschichten der Drahtelektrode mit Zink kann die Schneidleistung und die Genauigkeit erhöhen.

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