Hohl ausgeführte Turbinenschaufel – hier ist das Erodierbohren inzwischen fest etabliert.

Hohl ausgeführte Turbinenschaufel – hier ist das Erodierbohren inzwischen fest etabliert.

Das Verfahren zeichnet sich durch geringe mechanische Belastung des Werkstücks, hohe Abtragsraten selbst bei besonders schwer bearbeitbaren Werkstoffen und geradezu extremen Verhältnissen von Durchmesser zu Tiefe der Bohrungen aus. Einer der Hersteller in diesem Bereich ist die Heun Funkenerosion GmbH in Kahl am Main.

Das 1988 gegründete Unternehmen hat sich zu einem Spezialisten mit weltweitem Renommee und Vertretungen in den wichtigsten Industrieregionen der Welt entwickelt. Die Bandbreite der Systeme reicht vom simplen und transportablen Gerät zum Ausbohren von abgebrochenen Werkzeugen über „klassische“ Startlochbohrsysteme für den Formen- und Werkzeugbau sowie Mikroerodierbohranlagen und Hochgeschwindigkeits-Erodierbohrmaschinen mit Roboteranbindung bis zu komplexen multiaxialen Anlagen für extreme Anforderungen z.B. in der Luft- und Raumfahrt. Ergänzt wird das Vertriebsprogramm durch einen schlagkräftigen Service sowie den Handel mit Ersatz- und Verschleißteilen, Zubehör und Verbrauchsmaterial.

Beim Elektroerodieren überträgt die Elektrode keine mechanischen Kräfte auf das Werkstück. Deshalb kann dieses Verfahren mit extrem langen und schlanken Werkzeugen arbeiten. Die Bohrelektroden bestehen aus langen dünnen Röhrchen mit Durchmessern bis herab zu 0,08 mm. Sie werden durch eine Elektronik mit kurzen Spannungspulsen beaufschlagt, was zu Funkenüberschlägen führt. Dabei werden sowohl das Elektrodenmaterial als auch das Werkstück kurz lokal geschmolzen. Da die Funkenüberschläge in einer durch das Elektrodenrohr strömenden isolierenden Flüssigkeit – meist

Heun Turbinenschaufel

Dank des Y-Generators lassen sich auch besondere Auf-gaben wie das Anbohren in steilem Winkel problemlos meistern.

entionisiertem Wasser – erfolgen, verstärkt die von den explosionsartigen Verdampfungsvorgängen ausgelöste Kavitation den Materialabtrag noch zusätzlich. So lassen sich je nach Werkstoff und sonstigen Anlagenparametern Bohrfortschritte von bis zu 200 mm/min erzielen.

Extreme Bohrtiefen und hohe Genauigkeit

Weitere Besonderheit des Erodierbohrens sind extreme Bohrtiefen sowie die hohe Genauigkeit des Bohrverlaufs: So ist es beispielsweise gelungen, Bohrungen mit Durchmessern im Bereich von weniger als 1 mm in sehr schlanke Auswerferstifte einzubringen. Weiteres Beispiel sind Sacklochbohrungen mit Bohrtiefen bis zu 2600 mm und Durchmessern zwischen 2 und 6 mm, die in eine 3000 mm lange Welle aus Werkzeugstahl mit einem Durchmesser von 300 mm eingebracht werden mussten. Die Anlage für die hochpräzise Bearbeitung dieser gewichtigen Werkstücke wurde von Heun konstruiert und gebaut. Erwähnenswert ist auch die Vermeidung von Gratbildung durch geeignete Parametrisierung des Bohrprozesses.

Trends µ-genau

Anwenderfreundliches Retrofit

Als besonderer Vorteil für die Anwender erweist sich zudem die robuste und langlebige Ausführung der Mechanik der Heun-Anlagen. Die Achssysteme sind so solide konstruiert, dass sich Überholungen sowie Nachrüstungen auch noch nach vielen Jahren lohnen können. Nach solchen Retrofit-Maßnahmen entsprechen die Anlagen je nach Umfang der Nachrüstung bezüglich Steuerung und Generator dem aktuellen Stand der Technik und eignen sich für viele weitere Jahre produktiven Einsatzes. Um dem Anwender Wartezeiten zu ersparen, wird hierbei oft so vorgegangen, dass Heun die Altanlage zurückkauft und der Anwender im Gegenzug eine bereits fertig modernisierte Anlage übernimmt. Auch bei Verkauf von Neuanlagen werden oft vorhandene Altgeräte in Zahlung genommen.

 

Der Ruf von Heun als Spezialist auf diesem Gebiet hat dazu geführt, dass immer mehr Anwender mit Sonderaufgaben auf die Erodierbohrexperten zukommen. Deshalb machten Engineeringdienstleistungen inzwischen einen nicht

Heun Erodierbohren

Beim Erodierbohren erfolgt der Materialabtrag berührungslos durch kurze Spannungsimpulse, die zu Funkenüberschlägen führen.

unerheblichen Teil der erbrachten Leistungen aus. Im Kompetenzzentrum bei Heun stehen daher dicht an dicht die unterschiedlichsten Anlagen vom einfachen 3-Achs-System mit manueller Koordinateneinstellung bis zu hochkomplexen Anlagen mit 7 oder 8 Achsen für anspruchsvolle Anwendungen im Maschinenbau, in der Medizintechnik oder in der Luft- und Raumfahrt. Zu den Kunden zählen beispielsweise Turbinenhersteller, die ihre hohl ausgeführten Schaufeln mit zahlreichen feinen und zudem in sehr präzise definierten Winkeln angeordneten Bohrungen versehen lassen. Dank einer Vielzahl solcher und anderer Kniffe kann der Turbinenhersteller die Leistung bzw. den Wirkungsgrad seiner Aggregate um entscheidende Prozentpunkte erhöhen. Andere Entwicklungen betreffen Entlastungs-, Entlüftungs- und Kühlbohrungen in metallischen Formen für Reifenprofile oder PET-Flaschen, Bohrungen für Einspritzdüsen von Schiffsdieselmaschinen oder Technologien für das Einbringen von Bohrungen in sehr spitzen Winkeln.

Nicht zu vergessen das klassische „Startloch“ für das anschließende Drahterodieren. Übrigens: Das Know-how, das Heun mit besonders diffizilen Aufgabenstellungen sammelt, kommt letztlich auch den Anwendern der ganz normalen Systeme zugute. Selbst für vordergründig einfache Systeme ist die Um- und Nachrüstung mit zahlreichen Optionen und Zusatzsystemen möglich. Dazu gehören Automatisierungskomponenten wie Nullpunktspannsysteme, Teilapparate, Elektrodenwechsler, Spezialausführungen für die Bearbeitung von Hartmetallen oder 2-Achs-Indexer für schwere Werkstücke bis 150 kg für die Bearbeitung unter extremen Bearbeitungswinkeln.

Leicht bedienbare Oberfläche

Im Rahmen dieser Entwicklungen hat das Unternehmen auch die Steuerungs- und Regelungstechnologie entscheidend weiterentwickelt. Ein wesentlicher Schritt war beispielsweise die

Heun Technikum

Blick ins Kompetenzzentrum: Rechts eine APos 800 CNC, links eine APos 600 CNC sowie weitere Systeme eröffnen eine Vielfalt an Möglichkeiten.

Entwicklung einer auf einem Industrie-PC mit Windows basierenden Steuerungssoftware, die eine ausgereifte, auf leichte Bedienbarkeit hin optimierte Bedieneroberfläche bietet. Diese Oberfläche ist hardwareunabhängig, so dass der Bediener auch nach Austausch des Computersystems in gewohnter Weise weiter arbeiten kann. Da die Steuerung über genormte Schnittstellen verfügt, sind die Programmierung über zentrale Server, eine Einbindung in Netzwerke, die Kommunikation mit übergeordneten Prozesssteuerungen in Fertigungsstraßen oder auch eine Fernwartung per Internet problemlos möglich.

Generator brachte wesentlichen technischen Durchbruch

Heun Auswerfer Bohrung

Der Länge nach durchbohrte Stifte mit eingesetzten Röhrchen ermöglichen die effiziente Kühlung kritischer Formpartien.

Ein wesentlicher technischer Durchbruch gelang mit der Entwicklung des sogenannten „Y-Generators“, der bis zu 80 Ampere liefern kann. Diese äußerst kompakte Einheit kann über kurze Leitungswege nahe der Erodierachse adaptiert werden. Ein Einsatz ist auch an fremden Anlagen möglich. Diese Einheit verfügt über programmierbare, besonders schnelle Pulsgeber sowie über Sensorik, die den Prozessablauf mit sehr hoher Taktfolge überwacht und optimiert. Auch besondere Situationen wie das Anbohren in steilem Winkel können durch entsprechende Einstellung der Prozessparameter berücksichtigt werden. Darüber hinaus verspricht der Y-Generator eine Steigerung der Erodierleistung um bis zu 30 Prozent.

Eine besondere und hochgradig wichtige Innovation ist die selektive Erkennung eines Bohrungsdurchbruchs. Damit lässt sich dieser per automatischer Anpassung der Parameter optimal durchfahren. Zudem kann dies über die Steuerung mit den CAD-Daten des Bauteils verknüpft werden, um beispielsweise ein Anbohren von Rippen oder Innenwänden nach Durchbruch in einen Hohlraum zu verhindern.

Kontakt: Heun Funkenerosionen GmbH, www.heun-gmbh.de