Grundlagenuntersuchungen zur elektrischen und akustischen Charakterisierung verschiedener Einzelentladungstypen in der Drahtfunkenerosion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495708473

In der Drahterosion fehlt grundlegendes Verständnis der energetischen Einzelbeiträge beim Zusammenwirken der verschiedenen auftretenden Entladungstypen. Darüber hinaus ist der Einfluss dieser Entladungstypen auf Abtrag und Randzonenschädigung weitgehend ungeklärt. Die Klärung dieser Zusammenhänge schüfe eine notwendige Bedingung für die benötigte Dokumentation des energetischen Prozessverlaufs im Zuge von Prozess-Zertifizierungen. Zur Erlangung dieses Wissens für die spätere Prozessgestaltung lautet die Forschungshypothese: Mithilfe von Einzelentladungen können in der Drahtfunkenerosion verschiedene Entladungstypen gezielt erzeugt, energetisch charakterisiert und ihre spezifischen Abtragvorgänge beschrieben werden. Die Umsetzung der Einzelentladungsfunktionalität für industrielle Drahtfunkenerosionsmaschinen und das so ermöglichte Zurückführen des kontinuierlichen Prozesses auf seine Einzelbeiträge stellt dabei den Kern des Forschungsansatzes dar. Unterschiedliche Entladungstypen können auf diese Weise separat untersucht und in ihren Auswirkungen auf die lokale Werkstoffmodifikation exakt charakterisiert werden. Im Gegensatz zum kontinuierlichen Prozess, der diese spezifische Korrelation nicht erlaubt und nur eine allgemeine Analyse von umgesetzter Energie und Abtragrate ermöglicht, kann anhand von Einzelentladungen grundlegendes Prozessverständnis aufgebaut werden, das sich im Nachgang wieder zurück auf den kontinuierlichen Prozess übertragen lässt. Dazu muss ein geeigneter Mechanismus zur Erzeugung von Einzelentladungen auf einer kommerziellen Drahtfunkenerosionsmaschine realisiert werden. Auf dieser Basis können zunächst die Spezifika von und die Einflussgrößen auf Normentladungen untersucht werden. Mit Variation der Entladeenergie, des Werkstoffs und des Drahtwerkstoffs können die bis dato ungewissen drahterosionsspezifischen Abtragphänomene grundsätzlich charakterisiert werden. Im Anschluss werden technische Lösungen entwickelt, mit denen neben Normentladungen auch Fehlentladungen und Kurzschlüsse gezielt erzeugt werden können. Damit werden die im kontinuierlichen Prozess herrschenden Bedingungen separiert reproduziert und hinsichtlich ihrer in den Werkstoff eingetragenen Prozessenergie und des daraus resultierenden Einzelabtrags beschrieben werden. Dazu wird eine Mess- und Auswertemethodik kombinierter elektrischer und akustischer Prozesssignale etabliert, sowie eine relative thermische Analyse der Energiedissipation in den Werkstoff vorgenommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen