Was ist elektrochemische Bearbeitung?
Die elektrochemische Bearbeitung (ECM) ist ein Metallbearbeitungsprozess, bei dem durch elektrochemische Erosion Material von einem Werkstück entfernt wird. Dieser Prozess wird erreicht, indem eine elektrische Ladung mit hohem Strom vom positiv geladenen Werkstück durch eine Elektrolytlösung zum negativ geladenen „Schneidwerkzeug“ geleitet wird. Dies bewirkt, dass Moleküle vom Werkstück in einem Profil, das die Form des Schneidens nachahmt, in den Elektrolyten gelangen Werkzeug. Auf diese Weise wird ein "Schnitt" in das Werkstück mit der gleichen Form wie das Schneidwerkzeug gemacht. Obwohl die elektrochemische Bearbeitung auf die Verwendung auf elektrisch leitenden Materialien beschränkt ist, bietet sie verschiedene Vorteile, einschließlich des Schneidens komplexer Innenprofile und der minimalen Spannungsübertragung auf das Werkstück.
Mögliche Anwendungen der elektrochemischen Zerspanung waren bereits in den 1930er Jahren Gegenstand von Interesse und Experimenten und sind seit 1959 eine kommerzielle Realität. Das Prinzip, das dem Prozess zugrunde liegt, ist dasselbe wie die Elektrolyse für die Elektroplattierung. In ECM-Anwendungen ist der Prozess jedoch umgekehrt. Material wird vom Werkstück entfernt und nicht auf dem Werkstück abgelagert. Dies wird erreicht, indem eine speziell geformte Kathode in unmittelbarer Nähe des Werkstücks platziert wird, dieses jedoch nicht berührt. Eine unter Druck stehende Elektrolytlösung wird zwischen die beiden gepumpt und fungiert als Leiter für eine Hochstromladung, die vom Werkstück zur Kathode fließt.
Durch diesen Stromfluss erodiert das Werkstück auf molekularer Ebene und bildet einen Schnitt, der der Form der Kathode folgt. Dies bedeutet, dass die Kathode effektiv zum Prozessschneidwerkzeug wird. Das Material, das sich vom Werkstück löst, wird mit dem Elektrolyten weggetragen, wodurch das Schneidwerkzeug während der Bearbeitung einem sehr geringen Verschleiß unterworfen wird. Der Spalt zwischen dem Werkstück und dem Schneidwerkzeug während der Bearbeitung wird zwischen 0,08 mm und 0,8 mm (0,003 und 0,03 Zoll) gehalten.
Dieses Fehlen eines physischen Kontakts zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück ist einer der größten Vorteile des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, da während der Bearbeitung keine Spannung oder Wärme auf das Werkstück übertragen wird. Es ist auch möglich, sehr harte Materialien ohne die damit verbundenen Kosten teurer ultraharter Werkzeuge zu bearbeiten. Die elektrochemische Bearbeitung ist daher ein geeigneter Weg, um sehr harte Präzisionsteile wie Turbinenschaufeln herzustellen. Mit diesem Verfahren können auch eine Vielzahl von komplexen Profilen sowohl intern als auch extern bearbeitet werden. Die einzigen wirklichen Nachteile von ECM-Techniken sind die hohen Erstinstallationskosten und das Korrosionsrisiko für Werkzeuge und Werkstücke, die durch die Elektrolytlösung entstehen.