„Graphit ist nicht mehr aufzuhalten“ – davon ist Charmilles-Geschäftsführer Peter Quennet fest überzeugt. Einst von vielen Werkzeug- und Formenbauern als „Staub- und Schmutzschleuder“ misstrauisch beäugt, wird der schwarze Elektrodenwerkstoff zunehmend als betriebswirtschaftlich hochinteressantes High-Tech-Produkt erkannt, mit dem sich gerade in Zeiten verschärfter globaler Konkurrenz wertvolle Wettbewerbsvorteile erzielen lassen.
Autor: Michael Paulwitz
Bereits zum zweiten Mal lud Charmilles Technologies im Juni zum Fachseminar nach Fellbach, um mit eigenen Experten und externen Referenten den Stand der Technik zu erkunden und aus theoretischer und praktischer Sicht aktuelle Tendenzen und Chancen der Graphitbearbeitung aufzuzeigen.
Karl-Heinz Knab, technischer Leiter bei Charmilles, warf zum Auftakt einen differenzierten Blick auf die Vor- und Nachteile des Senkerodierens mit Kupfer- und Graphitelektroden. Bei Oberflächengüten bis VDI 20 liegt die Graphitelektrode mit ihrer höheren Materialabtragung klar vorne, während bei Oberflächen von VDI 20 und feiner der Verschleiß bei Graphit stark ansteigt. Zusätzlich sprechen aber das geringe Elektrodengewicht, die große Formstabilität auch bei filigranen Geometrien und die Möglichkeit, mit Mehrfach- und Komplett-Elektroden Halter- und Wechslerplätze zu sparen, für das Senkerodieren mit Graphit. Auch das lästige Entgraten nach der Fräsbearbeitung, bei Kupfer unabdingbar, entfällt beim Einsatz von Graphit. Als „Praxis-Tipp“ empfiehlt Knab, beim Schruppen auf preisgünstigere Graphitsorten zurückzugreifen und hochwertigere Materialgüten für die Schlichtbearbeitung zu reservieren.
Vorteile entlang der ganzen Prozesskette
Simon Hübner vermochte aus der Sicht des Graphitherstellers Poco diesen Befund mit eindrucksvollen Zahlen zu untermauern. Graphit ist dank seiner geringeren Dichte sechsmal leichter als Kupfer und weist eine fünffach geringere thermische Ausdehnung auf. Gerade bei feinen Rippengeometrien gilt: Je tiefer die Bearbeitung, desto größer die Zeitersparnis beim Erodieren. Zeit- und Kostenvorteile ergeben sich aber nicht nur beim Erodieren, sondern über die ganze Prozesskette infolge der schnelleren Elektrodenfertigung, der höheren Flexibilität in der Elektrodengeometrie und des geringeren Verwaltungsaufwands.
Bestätigung aus der Praxis
„Wir haben keine Zeit, um Dutzende Einzelelektroden in die Halter zu stecken“, lieferte Helmut Schmid, Bereichsleiter Senkerosion bei Hans-Hermann Bosch GmbH Erodiertechnik, die Bestätigung aus der Praxis. Anschaulich berichtete der „alte Hase“ mit über 25-jähriger Erfahrung mit Graphit in der Senkerosion aus dem Alltag einer Firma, die mit jeweils zwölf Draht- und Senkerodieranlagen eine Maschinenkapazität von rund 550 Tagesbetriebsstunden vorhält.
Schmid schwört auf Graphit. Seine Philosophie: So viel wie möglich in einer Elektrode zusammenfassen – das reduziert die Fehlerquellen.
Wie man mit neuesten Charmilles-Technologien das Optimum an Oberflächengüte herausholt, erläuterte Michael Englberger, Leiter der Anwendungstechnik bei Charmilles Technologies in Fellbach am Beispiel der Roboform 350/550 GammaTEC. „Gamma“ steht für „Graphite Additive for Multiple Machining Applications“ und bezeichnet eine Technologie für Feinstoberflächen in der Senkerosion.
„Dream Team“: HSM und Graphit
Mit High-Speed-Fräsen kommen die Vorteile des Werkstoffs Graphit erst voll zur Geltung, erläuterte Thomas Mielke, Gebietsverkaufsleiter der Mikron GmbH in Fellbach. Die Frage „Fräsen oder Senkerodieren“ ist für Mielke kein Entweder-Oder: Für Gesenke und Formkerne bietet sich HSM-Bearbeitung an, strukturierte Oberflächen und filigrane Geometrien werden am besten senkerodiert. Und bei der Elektrodenfertigung sind HSM und Graphit ein „dream team“, das sich perfekt ergänzt.
Graphitelektroden lassen sich mit HSM sechsmal schneller fräsen als konventionell, Kupferelektroden immerhin noch dreimal schneller, rechnete Mielke vor. Voraussetzung ist die richtige Strategie: Da Graphit Druckbeanspruchung besser verträgt als Zugbelastung, die leicht zu Ausbrüchen führen kann, empfiehlt Mielke, möglichst im Gegenlauf zu fräsen, wann immer die Geometrie es zulässt. Zeitvorteile ergeben sich nicht nur aus der leichteren und schnelleren Erstellung von Arbeitsprogrammen, sondern ebenso aus der guten Zerspanbarkeit des Werkstoffs: Da geringere Schnittkräfte wirken, werden weniger Werkzeuge und weniger Werkzeugwechsel benötigt. Nimmt man die Möglichkeit hinzu, eine Vielzahl von einzeln zu bearbeitenden Kupferelektroden zu einer einzigen Graphit-Gesamtelektrode zusammenzufassen, steigert sich der Zeitgewinn schnell um ein Vielfaches.
Kein Wunder also, dass Graphit im Werkzeug- und Formenbau auf dem Vormarsch ist. Mit der richtigen Maschine lassen sich auch die „staubigen“ Seiten des Werkstoffs problemlos handhaben. Mielke stellte den Tagungsteilnehmern die Innovationen der modernisierten HSM 300 vor, die in Kürze auf den Markt kommen wird. Ein neuer doppelreihiger Werkzeugwechsler bietet maximal 27 Plätze, und die Führungsabdeckungen sind resistent gegen heiße Späne, so dass die „kleinste Elektrodenfabrik der Welt“ auch für die Kupferbearbeitung perfekt geeignet ist. Herausragend: Die Staubentsorgung nach dem Prinzip „Saugen und Blasen“ – ein permanenter Luftstrom hält das Maschineninnere sauber und macht Rahmen und Bürsten entbehrlich, so dass der volle Arbeitsraum verfügbar ist. Mit dieser Technologie, meint Mielke, sei Mikrons HSM-Baureihe führend in der Graphitbearbeitung; ins Maschinenkonzept integrierte Werkstückpalettenwechsler sorgen für durchgängige Bearbeitung aller Teile.
Charmilles Technologies GmbH Tel. 0711/95135, Fax 0711/9513600 www.charmilles.de
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