07 Abtragende Verfahren ECM Flashcards
ECM Grundlagen
ECM: Elektrochemisches Abtragen
Wirkprinzip: Elektrolyse
Interne Energiequelle: ECM Ätzen
Externe Energiequelle: ECM Senken, Entgraten, Polieren
Anodische Metallauflösung
• Anlegen einer externen Spannung
• Oxidation am Werkstück (Anode)
• Reduktion am Werkzeug (Kathode)
• Metallionen fallen in Elektrolytlösung als
Metallhydroxide aus
• Kathode wird auf Anode hinzubewegt
• Kathodenform bildet sich im Werkstück ab
Faradaysches Gesetz
int(𝐼)𝑑𝑡=𝑄=𝐹∙𝑚∙𝑧/𝑀
Abgeschiedne Stoffmenge ist proportional zur el. Ladung
Spezifische Abtragrate
𝑉𝑠𝑝=𝑀/(𝐹∙𝜌∙𝑧)
Stromdichte Potentialkurve für ein passivierendes Elektrolytsystem
• Mit steigendem Potential werden viele Werkstoffe zuerst aktiv aufgelöst, bis sich eine stabile Oxidschicht ausbildet • Bei vollständiger Bedeckung der Oberfläche fällt der Stromfluss ab • Erst bei höheren Potentialen wird der Werkstoff transpassiv aufgelöst
Spaltweite s
𝑠 = 𝑈𝑒𝑙∙𝜅/𝐽 ≈ 1/𝐽
Prozessvarianten der elektrochemischen Metallbearbeitung
Electrochem. Machining / ECM:
ungepulste Gleichspannung, hohe Abtragrate, geringe Präzision
Pulsed ECM / PECM:
gepulste Gleichspannung, geringe Abtragrate, höhere Präzision
Pulsed Precise ECM / PECM (PEM):
gepulste Gleichspannung und oszillierende Kathode, geringste Abtragrate, höchste Präzision
Elektrochemische Bohrverfahren
Shaped Tube Electrolytic Machining (STEM)
Elektrochemisches Einbohren (ECF)
Electro Stream Drilling (ESD)
Einflussgrößen auf das Arbeitsergebnis
Maschine Werkstoff Einstellparameter Elektrolyt Geometrie
Elektrolyte Anforderungen
- hohe chemische Stabilität
- geringe Korrosionswirkung
- physiologische Neutralität
- Geringe Kosten
- Leitfähigkeit: 50-300 mS/cm
Elektrolyte Aufgaben
• Transport bzw. Bereitstellen der Ladungsträger • Hervorrufen der elektrochemischen Reaktion an den Elektroden • Abtransport der Abtragprodukte • Kühlung
Elektrolyte Zusammensetzung
- Kochsalzlösungen (NaCl)
- Nitratlösungen (NaNO3)
- Säuren (H2SO4, HNO3)
- Laugen
Elektrochemisches Oberflächenabtragen
• Im Vergleich zum EC Formabtragen sehr geringe Stromdichten (0,01-3 A/cm^2 ). • Bearbeitung ohne Formelektrode, frei im Elektrolytbad • Zum Polieren oder Entgraten
Elektrochemisches Ätzen
• Stromfluss entsteht aufgrund von Potentialdifferenzen im Mikrobereich • Ohne äußere Stromquelle • Abtrag mit ungleichmäßiger Verteilung auf der Metalloberfläche
Thermisch chemisches Entgraten (TEM) - Einflüsse
• Größe und Lage des Grates • Verhältnis Gratvolumen zu Gratoberfläche • Zünd und Schmelztemperatur, Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs • Gasfülldruck und Mischungsverhältnis der Reaktionsgase
