Umschmelzschicht und Mikrorisse an den Oberflächen des Formhohlraums
Beim Drahterodieren entsteht naturgemäß eine dünne Umwandlungsschicht – Metall, das auf der Schnittfläche geschmolzen und wieder erstarrt ist – typischerweise 2–5 µm dick beim Schruppen und 1–2 µm beim Schlichten. Auf Formhohlraumoberflächen, die thermischen Belastungen ausgesetzt sind (Spritzgießen, Druckgießen), enthält diese Umwandlungsschicht Mikrorisse, die sich unter thermischer Spannung ausbreiten und die Lebensdauer der Form verkürzen. XINKEY MOULD programmiert mehrere Schlichtbearbeitungen mit sukzessive reduzierter Entladungsenergie, wodurch die Dicke der Umwandlungsschicht auf unter 1 µm gesenkt wird. Anschließend werden die Hohlraumoberflächen manuell mit Diamantpoliermaschinen poliert, um die Restschicht in kritischen Bereichen vollständig zu entfernen.
Drahtbruch bei längerem, unbeaufsichtigtem Schneiden
Die Drahterosion wird bei großen Werkstücken oft über Nacht unbeaufsichtigt durchgeführt. Drahtbruch während des Schnitts führt zu stundenlangem Bearbeitungszeitverlust und erfordert ein erneutes Einfädeln und Ausrichten – mit dem Risiko von Positionsfehlern beim Neustart. Standardmäßige Drahtspannung und Spüleinstellungen sind oft zu hoch für hohe Werkstücke oder Geometrien mit schlechter Spülung. XINKEY MOULD optimiert Drahtspannung, Spüldruck und Impulsparameter speziell für die Werkstückhöhe und Schnittgeometrie, nutzt Drahtbrucherkennung mit automatischem Einfädeln und programmiert sichere Wiedereintrittspunkte vor, sodass die Maschine ohne Bedienereingriff selbstständig wieder anläuft.
Genauigkeitsverlust an Ecken bei scharfen Innenprofilen
Beim Drahterodieren entsteht naturgemäß ein Radius an scharfen Innenecken, da der Draht selbst einen Durchmesser (Ø 0,25 mm) und einen Überschuss an Funkenstrecke (0,02–0,05 mm pro Seite) aufweist. Ein Bauteil mit einer scharfen Innenecke erreicht in einem einzigen Durchgang bestenfalls einen Radius von R 0,15 mm. XINKEY MOULD programmiert Strategien zur Eckenkontrolle: energieärmere Durchgänge durch Ecken, Kompensation des Drahtwegversatzes und, wo die Geometrie es zulässt, Eckenaussparungen, die ein vollständiges Einpassen von Bauteilen mit scharfen Ecken ohne Radiusinterferenzen ermöglichen.
Einsätze für Spritzgussformen und Kernstifte
Drahtgeschnittene Profile für Einsätze, Kernstiftkonturen, Abstreiferplattenöffnungen und Auswerferstiftlöcher – alle nach der Wärmebehandlung auf HRC 48–62 bearbeitet. Gewährleistet eine Toleranz von ±0,005 mm zwischen den Einsätzenpaaren für gratfreie Werkstücklinien. Werkstoffe: Werkzeugstähle H13, D2, S136, M340.
Stanzwerkzeug- und Folgeverbundwerkzeugkomponenten
Schneidkanten für Stanzplatten, Stempelprofile, Abstreifplatten und Stanzknopfbohrungen für Blechumformwerkzeuge. 4-achsige Kegelbearbeitung für Stanzwinkel – typischerweise 0,5°–2° pro Seite. Werkstoff: D2, SKD11, Hartmetall (Wolframkarbid).
Präzisionsmessgeräte, Vorrichtungen und Prüfwerkzeuge
Gut/Ausschuss-Lehrprofile, KMG-Aufspannplatten, Montagevorrichtungskonturen und Einstellvorlagen. Die Genauigkeit von ±0,003 mm beim Drahterodieren ermöglicht präzise Registrierflächen ohne Nachschleifen. Werkstoffe: Werkzeugstahl, Edelstahl, Hartmetall.
Zahnrad-, Keilwellen- und Verzahnungsprofile
Kundenspezifische Stirnradprofile, Innenverzahnungen, Zahnriemenscheiben und Verzahnungsmuster auf gehärteten Wellen und Naben – direkt aus CAD-Profildaten ohne Formwerkzeuge oder Wälzfräser hergestellt.
Medizinische und Mikrokomponenten
Profile für chirurgische Instrumentenbacken, mikrofluidische Formeinsätze mit Kanälen unter 0,3 mm Breite und Implantatkomponentenprofile aus biokompatiblen Materialien (Edelstahl 316L, Titan Grad 5). Fertigung kleinster Strukturen bis zu einem Innenradius von 0,10 mm mit Feindraht (Ø 0,10–0,15 mm).
| Artikel | Details |
| Verfahren | Drahterodieren (Drahterodieren) |
| Drahtarten | Messing Ø0,25 mm (Standard); beschichteter Draht Ø0,15–0,20 mm (Feindetails, hohe Geschwindigkeit) |
| Maximale Werkstückgröße | 500 × 400 × 250 mm (abhängig von Maschinenmodell und Geometrie) |
| Standardgenauigkeit | ±0,005 mm |
| Erreichbare Genauigkeit | ±0,003 mm (mit optimierter Schnittstrategie und Umgebungstemperaturregelung) |
| Oberflächengüte (Ra) | Ra 0,8–1,2 µm in 2 Abschäumungsschnitten; Ra 0,2–0,4 µm mit 4+ Abschäumungsschnitten erreichbar |
| Verjüngungsfähigkeit | Maximal ±30°; unabhängige 4-Achsen-Steuerung des oberen/unteren Profils |
| Minimaler Innenradius | R0,10 mm (mit Ø0,15 mm Draht); R0,15 mm Standard (Ø0,25 mm Draht) |
| Materialeigenschaften | Alle leitfähigen Metalle: Werkzeugstahl (H13, D2, SKD11, S136), Hartmetall, Edelstahl, Titan, Kupfer, Messing, Aluminium |
| Härtegrenze | Keine Begrenzung – schneidet vollständig gehärteten Stahl bis HRC 65 (Hartmetall bis HRA 92) |
| Stapelverarbeitung | Einzelstück- bis Serienfertigung; mehrere Werkstücke werden für identische Profile gestapelt |
| Lieferzeit | Einzeleinsatz: 2–5 Tage; Sammelsätze: 5–10 Tage, abhängig von Menge und Profilkomplexität |
| Qualitätskontrolle | CMM-Profilprüfung, Oberflächenrauheitsmessung, optischer Komparator zur Beurteilung der Kantenqualität, mikroskopische Prüfung der Umschmelzschicht auf Anfrage |
| Designdateiformate | 2D DXF/DWG für die Profilgeometrie; 3D STEP/IGES für den Referenzkontext |
Phase 1: DFM & Kabelverlaufsplanung
Aktion:Prüfen Sie das Bauteilprofil hinsichtlich der Eignung für das Drahterodieren: minimaler Innenradius im Verhältnis zum Drahtdurchmesser, maximale Werkstückhöhe, Möglichkeit der Kegelbearbeitung, Positionen der Startbohrungen. Generieren Sie die Drahtbahn-CAM: Eintrittspunkt, Schruppbahn, Schlichtbearbeitungssequenz, Ecksteuerungsparameter. Legen Sie die Werkstückspannmethode fest.
QC-Fokus:CAM-Simulation: Drahtpfad kollisionsfrei geprüft, korrekte Beschnitt- und Schnittfolge, Eckenkontrolle aktiviert. Geschätzte Schnittzeit pro Schrupp- und Schlichtgang für die Terminplanung.
Phase 2: Werkstückvorbereitung & Einrichtung
Aktion:Die Startbohrung (Ø 1,0–2,0 mm) wird durch Bohren oder, bei geschlossenem Profil, durch Erodieren mit kleinem Loch am Drahteintrittspunkt hergestellt. Das Werkstück wird mit einer speziellen Vorrichtung oder einem Magnetspannfutter auf dem Maschinentisch eingespannt. Die Ausrichtung des Werkstücks erfolgt durch Kantensuche und Antasten. Der Draht wird durch die Startbohrung geführt. Der Dielektrikumbehälter wird mit deionisiertem Wasser befüllt.
QC-Fokus:Werkstückausrichtung: Kantenerkennung innerhalb von 0,005 mm auf Referenzflächen. Überprüfung der Drahtausrichtung mithilfe eines Vertikalausrichtblocks. Dielektrische Wasserleitfähigkeit < 10 µS/cm, Temperatur 20 ± 1 °C.
Phase 3: Schruppschnitt
Aktion:Führen Sie den Hauptprofil-Schruppdurchgang mit optimierter Impulsenergie für Materialart und -dicke durch. Standard-Bearbeitungsspalt: 0,03–0,05 mm pro Seite für Messingdraht auf Werkzeugstahl. Überwachen Sie Drahtspannung, Spülzustand und Funkenstabilität während des gesamten Schnitts.
QC-Fokus:Prozessüberwachung: Funkenstabilitätsanzeige im grünen Bereich, kein Drahtbruch. Schruppdurchgang abgeschlossen – Profilabweichung innerhalb von 0,02 mm der Endabmessung verifiziert. Oberflächenrauheit nach dem Schruppen: typisch Ra 2,5–3,5 µm.
Phase 4: Feinschliff für Genauigkeit und Oberflächengüte
Aktion:Führen Sie die programmierte Schlichteschnittsequenz (2–4 Durchgänge) mit schrittweise reduzierter Entladungsenergie, geringerer Drahtspannung und Offsetkompensation für jeden Durchgang durch. Eckdurchgänge mit reduzierter Vorschubgeschwindigkeit und Energie. Letzter Durchgang mit niedrigster Energie für beste Oberflächenqualität und minimalen Nachguss.
QC-Fokus:Nach jedem Schlichtgang: Maßkontrolle an Referenzpunkten. Nach dem letzten Durchgang: Vollständige Profilmessung mit dem Koordinatenmessgerät – alle Punkte innerhalb von ±0,005 mm des Sollwerts. Oberflächenrauheitsmessung: Zielwert Ra erreicht. Mikroskopische Untersuchung der Schnittfläche: gleichmäßiges Funkenmuster, keine Drahtspuren.
Phase 5: Nachbearbeitung & Endgültige Qualitätskontrolle
Aktion:Werkstück entnehmen, reinigen und, falls zugänglich, Ein- und Austrittsstellen entgraten. Formhohlraumoberflächen: Manuelle Diamantpolitur zur Entfernung von Resten der Umgussschicht an den angegebenen Stellen. Rostschutzbehandlung auftragen. Mit Schutzfolie verpacken.
QC-Fokus:Abschließender CMM-Bericht: Vollständiges Profil im Vergleich zur CAD-Überlagerung mit Abweichungskarte. Zertifikat über die Oberflächenrauheit. Optisches Vergleichsfoto kritischer Ecken und Kanten. Rostschutzbehandlung durchgeführt, transportsicher verpackt.
Drahterodieren in den Formenbauprozess integriert
Bei XINKEY MOULD ist Drahterodieren keine separate Dienstleistung, die an einen Subunternehmer vergeben wird – es ist eine zentrale, in unseren Formenbauprozess integrierte Kernkompetenz. Beim Bau Ihrer Spritzgussform oder Ihres Druckgusswerkzeugs werden die Kavitäteneinsätze und Kernstifte direkt nach der Wärmebehandlung dem Drahterodieren zur finalen Profilbearbeitung zugeführt. Dadurch werden Genauigkeitsverluste, Verzögerungen im Zeitplan und Kommunikationsfehler vermieden, die bei der Auslagerung des Drahterodierens an einen externen Dienstleister auftreten können.
Mehrschichtige Oberflächenprogrammierung für formqualitätsgerechte Oberflächengüte
Ein einstufiger Drahtschnitt hinterlässt eine Umformschicht und eine Oberflächengüte, die für Formhohlräume ungeeignet ist. Wir programmieren standardmäßig 2–4 Schlichtschnitte an allen Formkomponenten, wodurch die Umformschichtdicke auf unter 1 µm reduziert und eine Oberflächenrauheit von Ra 0,2–0,8 µm direkt nach dem Drahtschnitt erzielt wird. Dies minimiert den manuellen Polieraufwand vor der Formmontage. Sie profitieren von kürzeren Lieferzeiten und einer gleichbleibend hohen Oberflächenqualität in allen Formhohlräumen.
Profilgenauigkeit mittels Koordinatenmessgerät mit Abweichungskartierung verifiziert
Jeder Drahtzieh-Formeinsatz wird mit einem CMM-Profilmessbericht geliefert, der die Abweichung zwischen Ist- und CAD-Zahl über die gesamte Kontur aufzeigt. Wir geben keine Genauigkeit von ±0,005 mm an – wir messen sie und stellen Ihnen die Daten zur Verfügung. Bei Mehrfacheinsätzen werden die Profile der einzelnen Einsätze aufeinander abgestimmt, um gratfreie Trennflächen zu gewährleisten.
DFM, das Eckradiusprobleme vor dem Schneiden erkennt
Beim Drahterodieren werden scharfe Innenkanten naturgemäß auf den Drahtradius plus Funkenstrecke abgerundet. Falls Ihr Bauteildesign ein passendes Bauteil mit scharfer Kante erfordert, kennzeichnen wir dies in DFM, bevor die Drahtpfadprogrammierung beginnt – und empfehlen entweder eine Eckenaussparung oder einen zulässigen Mindestradius –, damit Sie die Kollision nicht erst bei der Montage feststellen.
Frage 1: Worin besteht der Unterschied zwischen Drahterodieren und konventionellem Fräsen?
Beim konventionellen Fräsen kommt ein rotierendes Schneidwerkzeug zum Einsatz, das das Werkstück berührt und Schnittkräfte erzeugt, die dünne Wände verformen und bei gehärteten Werkstoffen zu Werkzeugverschleiß führen können. Das Drahterodieren hingegen nutzt einen Funken zwischen einem rotierenden Draht und dem Werkstück – ohne Schnittkräfte, ohne Werkzeugverschleiß und ohne mechanische Belastung. Dadurch kann das Drahterodieren auch vollständig gehärteten Stahl (HRC 60+) bearbeiten und Strukturen erzeugen, die ein Fräswerkzeug brechen würden: scharfe Innenkanten, tiefe, schmale Nuten und Wandstärken unter 0,3 mm. Der Nachteil liegt in der geringeren Schnittgeschwindigkeit und den höheren Kosten pro Stunde im Vergleich zum Fräsen einfacher Geometrien in weichen Werkstoffen.
Frage 2: Kann man mit Drahterodieren nichtleitende Materialien wie Kunststoffe oder Keramik schneiden?
Nein. Drahterodieren erfordert ein elektrisch leitfähiges Werkstück. Geeignet sind Metalle (Stahl, Hartmetall, Kupfer, Titan, Aluminium) und leitfähige Keramik. Kunststoffe, Standardkeramik, Glas und Verbundwerkstoffe können nicht mit Drahterodieren bearbeitet werden. Ist Ihr Werkstück nicht leitfähig, empfehlen wir Ihnen alternativ CNC-Fräsen oder Schleifen.
Frage 3: Welcher minimale Innenradius für Ecken ist möglich?
Mit Standard-Messingdraht (Ø 0,25 mm) beträgt der minimale Innenradius R 0,15 mm (Drahtradius 0,125 mm + Funkenstrecke ~0,025 mm). Mit feinem, beschichtetem Draht (Ø 0,15 mm) lässt sich R 0,10 mm erreichen. Bereiche mit extrem scharfen Innenkanten (nahe R 0) erfordern eine Entlastung oder manuelles Nachfeilen nach dem Erodieren – dies wird im DFM-Prozess vermerkt.
Frage 4: Hinterlässt das Drahterodieren eine Wärmeeinflusszone oder eine Umwandlungsschicht?
Ja – auf allen EDM-geschnittenen Oberflächen bildet sich eine dünne Umwandlungsschicht (wiederverfestigtes Metall). Nach dem Schruppen ist diese Schicht 2–5 µm dick und kann Mikrorisse aufweisen. Nach 2–4 Schlichtbearbeitungen mit reduzierter Energie sinkt die Dicke der Umwandlungsschicht auf unter 1 µm, und die Mikrorissbildung wird minimiert. Bei Oberflächen von Spritzgussformhohlräumen wird die Umwandlungsschicht zusätzlich durch manuelles Diamantpolieren entfernt. Bei Schneidkanten von Stanzwerkzeugen ist die dünne Umwandlungsschicht in der Regel akzeptabel und beeinträchtigt die Werkzeugleistung nicht.
Frage 5: Wie groß kann ein Werkstück sein, das man mit Drahterodieren bearbeiten kann?
Die maximalen Werkstückabmessungen betragen ca. 500 × 400 × 250 mm, wobei die praktischen Grenzen von der Geometrie abhängen. Hohe Werkstücke (über 150 mm) erfordern eine reduzierte Schnittgeschwindigkeit und eine sorgfältige Optimierung der Spülung. Für sehr große Werkzeugplatten, die diese Abmessungen überschreiten, kann die segmentierte Fertigung mit anschließender Passung geprüft werden.
Frage 6: Ich benötige 10 identische Hohlraumeinsätze – können diese im Drahterodierverfahren in Serie gefertigt werden?
Ja. Bei identischen Profilen stapeln wir mehrere Werkstückplatten und schneiden sie als einen Stapel per Drahterodieren ab – alle Einsätze durchlaufen denselben Drahtweg, wodurch nahezu identische Profile ohne die Variabilität individueller Aufspannungen entstehen. Dies ist Standardverfahren für Mehrkavitäten-Formeinsätze und Stanzwerkzeug-Knopfsätze.
Frage 7: Welche Informationen benötige ich für ein Angebot zur Drahterosion?
Bitte senden Sie uns eine 2D-DXF- oder DWG-Datei des zu schneidenden Profils sowie Angaben zu Materialart und -stärke, Menge, gewünschter Oberflächenrauheit (Ra) und eventuellen Konizitäts- oder 4-Achs-Konturvorgaben. Eine 3D-Referenzdatei (STEP/IGES) ist hilfreich, um den Kontext zu verdeutlichen, die DXF-Datei definiert jedoch den Schnittpfad. Bei der Bearbeitung von Formeinsätzen benötigen wir die Daten der Gegenstücke, um die Passung zwischen den Einsätzen zu überprüfen.
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