Drahterodieren (WEDM): Bauplattenabtrennung & Schnittspalttoleranzen
Drahtschneiden (WEDM) von additiven Bauplatten: Schnittspaltkontrolle, Schnittkräfte = 0, Drahterodieren untergetaucht in Deionwasser, Toleranzen ± 0.01 mm.
Das Drahterodieren (Wire Electrical Discharge Machining, WEDM) ist das präziseste Verfahren, um 3D-gedruckte Metallkomponenten von der Bauplattform abzutrennen. Während mechanische Bandsägen Schnittkräfte auf das Bauteil ausüben, Schwingungen erzeugen und dünne Stützstrukturen abreißen können, arbeitet WEDM völlig kraftfrei durch thermoelektrische Funkenentladung. Mit einem dünnen Messing- oder beschichteten Zinkdraht (Durchmesser 0.20 bis 0.30 mm) werden Schnittgenauigkeiten von unter ± 0.01 mm und absolut plane Referenzflächen für die anschließende CNC-Bearbeitung realisiert.
- Völlig kraftfreie Trennung: Keine mechanische Durchbiegung filigraner Wände oder dünner Stützen.
- Erzeugt perfekt plane Referenzflächen (Ebenheit < 0.02 mm) direkt für die nachfolgende Fräsaufspannung.
- Schmale Schnittspaltbreiten von ca. 0.3 mm minimieren Materialverlust an teuren Substratplatten.
- Verarbeitet selbst härteste Werkstoffe wie gehärteten HSS, Inconel 718 und Titan ohne Werkzeugverschleiß.
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| Kriterium | Drahterodieren (WEDM) | Horizontale Bandsäge | Manuelles Meißeln / Flexen |
|---|---|---|---|
| Mechanische Belastung | Keine (kraftlos durch Funken) | Mittel bis hoch (Schnittdruck) | Extrem hoch (Schlagbeanspruchung) |
| Planheit der Schnittfläche | < 0.02 mm (spiegelglatt) | 0.5 - 2.0 mm (Sägebogen verlaufen) | Völlig ungleichmäßig |
| Materialverlust (Fugenbreite) | 0.3 mm (minimal) | 1.5 - 2.5 mm | > 3.0 mm |
| Beschädigungsrisiko Teile | Nahezu 0 % | Gefahr von Zahnhakern bei Stützen | Sehr hoch |
| Automatisierungsgrad | Vollautomatisch (über Nacht) | Teilautomatisch | Manuell |
Funkenerosiver Abtrag in dielektrischer Flüssigkeit
Zwischen dem kontinuierlich durchlaufenden Erodierdraht (Kathode) und der geerdeten Bauplatte (Anode) zünden mikroskopische Funkenentladungen mit Frequenzen von bis zu 100 kHz. Der Werkstoff schmilzt und verdampft lokal im Plasmakanal. Das deionisierte Wasser spült die erstarrten Erosionspartikel mit hohem Druck aus dem Schnittspalt und kühlt die Schnittzone.
Spannungsfreies Trennen: Eigenspannungen vor dem Schnitt abbauen
Ein gravierender Anfängerfehler ist das Erodieren vor dem Spannungsarmglühen. Sitzen noch Eigenspannungen im Bauteil, entspannen sich diese beim Durchtrennen der Stützen: Das Bauteil krümmt sich, klemmt den Erodierdraht ein und führt zum Drahtriss. Vor dem WEDM-Schnitt ist ein vollständiges Spannungsarmglühen der gesamten Bauplatte im Schutzgasofen zwingend vorgeschrieben.
Wiederaufbereitung der Bauplattformen
Durch den minimalen Materialabtrag des Drahts (nur 0.3 mm pro Schnitt) können teure Titan- oder Inconel-Bauplatten mehr als 20 bis 40 Mal wiederverwendet werden. Nach mehreren Trennvorgängen wird die Bauplatte lediglich auf einer Flachschleifmaschine um 0.1 mm überfräst, um die perfekte Oberflächengüte für den nächsten Schichtbauauftrag wiederherzustellen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie lange dauert das Abtrennen einer 250 x 250 mm Bauplatte?
Fallen Bauteile nach dem Durchtrennen ins Wasserbad?
Entsteht beim WEDM eine weiße Randschicht (Recast Layer)?
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