TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL FIELD
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektro-chemischen Bearbeiten eines Werkstücks durch Elysieren. The present invention relates to a method for electrochemical machining of a workpiece by electrolytic machining. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines in einem elektro-chemischen Bearbeitungsverfahren als ECM-Elektrode zu verwendenden Werkzeugs, das zum elektro-chemischen Bearbeiten eines Werkstückes bestimmt ist. Furthermore, the invention relates to a method for manufacturing a in an electro-chemical machining processes to be used as an ECM electrode tool, which is intended to electro-chemical machining a workpiece. Außerdem betrifft die Erfindung eine Elektrode, die zur Verwendung in einem Verfahren zum elektrochemischen Bearbeiten eines Werkstücks bestimmt ist. Moreover, the invention relates to an electrode which is intended for use in a method of electrochemically machining a workpiece.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
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Zum Bearbeiten von Werkstücken und insbesondere zur Herstellung einer bestimmten Werkstückoberfläche sind allgemein abtragende Verfahren wie Fräsen oder Drehen bekannt. For machining workpieces and in particular for the production of a particular workpiece surface generally removing processes such as milling or turning are known. Ein Problem bei diesen Abtragungsverfahren ist, dass kleine und komplizierte Werkstückoberflächen nicht oder nur relativ unwirtschaftlich herstellbar sind. A problem with this removal process is that small and complicated workpiece surfaces are not or only relatively uneconomical to produce.
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Für spezielle Anwendungen ist darüber hinaus das Abtragen von Material mittels Funkenerosion, Elysieren oder durch Metallätzen bekannt. For special applications beyond the removal of material by electrical discharge machining, electrolytic machining or metal etching is known. Diese drei Verfahren haben gemeinsam, dass elektrischer Strom für den gewünschten Materialabtrag am Werkstück verantwortlich ist. These three methods have that electric current is jointly responsible for the desired material removal at the workpiece. Alle drei vorgenannten Verfahren finden in flüssigen Wirkmedien statt. All three aforementioned processes take place in fluid media.
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Bei der Funkenerosion findet ein Materialabtrag oder eine Materialwanderung zwischen elektrisch leitenden Kontakten statt. In the EDM material removal or material migration between electrically conductive contacts takes place. Die Elektroden sind das formgebende Werkzeug und das zu bearbeitende Werkstück. The electrodes are the forming tool and the workpiece to be machined. Die Funken in einem Erosionsspalt stellen zeitliche und örtliche UP:UP Entladungen dar, deren Wirkung auf der Werkstückoberfläche durch Abtragstrichter und Abtragskrater gekennzeichnet sind. The spark gap erosion in a set time and place UP: UP discharges represent their effect are marked on the workpiece surface by Abtragstrichter and ablation craters. Die mit einem Puls- oder Relaxationsgenerator betriebenen Maschinen können die Verfahren des Senkens, Drahterodierens, Schleifens oder Sägens realisieren. The operated with a pulse or Relaxationsgenerator machines can realize the process of lowering, wire EDM, grinding or sawing. Elektroden für das Funkenerosionsverfahren werden heutzutage durch Fräsen von Graphit oder Kupfer hergestellt, da diese Materialien ein für die Funkenerosion günstiges Abbrandverhalten zeigen. Electrodes for spark erosion process are now produced by milling of graphite or copper, since these materials exhibit favorable for EDM burning behavior. Andere Materialien sind hierfür nur sehr bedingt geeignet. Other materials are suitable for this purpose only very limited.
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Nachteilig bei der Funkenerosion ist allerdings, dass die Elektroden einem Materialverschleiß unterliegen und das Bearbeiten eines Werkstücks lange dauert und damit teuer ist. A disadvantage of the EDM, however, that the electrodes are subject to material wear and machining a workpiece is long and thus expensive. Entsprechend wird dieses Verfahren nur bei ganz speziellen Werkstücken angewendet. Accordingly, this method is only used in very special workpieces. Eine wirtschaftliche Serienbearbeitung von Werkstücken ist eher nicht realisierbar. An economic production machining of workpieces is likely not feasible.
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Bei dem sogenannten Elysieren, das auch als elektro-chemisches Milling (ECM-Verfahren) bezeichnet wird, handelt es sich um eine elektro-chemisches Bearbeitungsverfahren, bei dem unter Einfluss einer Gleichspannung in wässrigen Lösungen von Salzen oder Säuren als Elektrolyten Metallatome der Anode – also des Werkstückes – in Lösungen gehen. In the so-called electrolytic machining, also known as electro-chemical milling (ECM methods) will be referred to, is an electro-chemical machining process in which under the influence of a DC voltage in aqueous solutions of salts or acids as electrolytes metal atoms of the anode - ie the workpiece - go in solutions. Es ist die Umkehrung der Galvanisierung. It is the inverse of the electroplating. Der zwischen Werkstück und Werkzeug fließende Gleichstrom formt bei diesem Verfahren durch Herauslösen von Werkstoffpartikeln das Werkstück zu der vorgegebenen Gestalt. The current flowing between the workpiece and tool DC formed in this process by the removal of material particles, the workpiece to the predetermined shape. Zur Geometriebestimmung wird ein Elektrolyt durch eine isolierte Düse auf eine Geschwindigkeit bis 30 m/s gebracht und erreicht bei Stromdichten von 250 A/cm 2 sehr hohe Abtragungsraten. Geometry for determining an electrolyte is brought by an insulated nozzle at a speed up to 30 m / s and achieved at current densities of 250 A / cm 2 is very high corrosion rates. Es lassen sich insbesondere Werkstückgeometrien und -oberflächen mit Rauhigkeiten bis herab zu R t = 0,5 μm bei Gradfreiheit erzielen. It can be especially workpiece geometries and surfaces with roughness down to R t = 0.5 microns in degrees of freedom can be achieved. Kennzeichnend ist bei diesem Elysieren, dass sehr hohe Abtragungsgeschwindigkeiten und Feinheiten erreicht werden können. Is characteristic in this electrolytic machining that very high removal rates and subtleties can be achieved. Wie bereits zuvor angedeutet, ist in dem Verfahren das zu bearbeitende Werkstück eine Elektrode, die andere Elektrode ist das Werkzeug, das die gewünschte Formgebung an dem Werkstück besitzt, so dass der gewünschte entsprechende Abtrag am Werkstück erfolgt. As already indicated before, is in the process of the workpiece to be machined one electrode, the other electrode being the tool that has the desired shape of the workpiece so that the desired corresponding removal is effected on the workpiece. Bisher wurde das Elysieren oder ECM-Verfahren oftmals nur bei ganz speziellen Bauteilen eingesetzt, insbesondere zum effektiven Entgraten von metallischen Serienbauteilen bzw. zur Oberflächenglättung von beispielsweise Turbinenschaufeln. So far, the electrolytic machining or ECM method was often used only for very special components, in particular for effective deburring of metal production components and for surfacing, for example, turbine blades. In letzter Zeit wurde auch daran geforscht, dieses Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen und sehr präzisen Ministrukturen einzusetzen. Recently, it has also been researched to apply this process for the production of micro-components and very precise miniature structures.
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Die Verwendung des ECM-Verfahren nur für spezielle Bauteile liegt darin begründet, dass zum einen eine sehr gute Spülung notwendig ist, um den Abtragungsprozess aufrecht zu erhalten, zum anderen werden im gesamten Spalt zwischen dem als Elektrode wirkenden Werkzeug und dem zu bearbeitenden Werkstück Metallionen aus dem Werkstück proportional vom Stromfluss – im Regelfall proportional zum Spaltabstand – abgetragen, wodurch nicht immer die erforderliche Genauigkeit erreicht wird. The use of the ECM method only for special components lies in the fact that for a very good rinsing is necessary to obtain the removal process upright, on the other hand are used throughout the gap between the acting as an electrode tool and the workpiece to be machined metal ions from the workpiece disproportionately from the current flow - usually proportional to the gap distance - removed, thus not getting the required accuracy is achieved. Darüber hinaus sind tiefe Schlitze oder ähnliche Geometrien in Werkstücken mit den bisherigen Elektroden für das Elysieren kaum möglich, da die notwendigen Spülkanäle nicht oder nur mit erheblichem Aufwand eingebracht werden können. In addition, deep slits or similar geometries in workpieces with the previous electrodes for electrolytic machining is hardly possible, since the necessary flushing channels or can not be introduced only with considerable effort. Für weitere Informationen zum Elysieren von Werkstücken wird beispielsweise auf folgende Druckschriften verwiesen: For more information about the electrolytic machining of workpieces, for example, refer to the following publications: CH 538 906 A CH 538 906 A , . DE 199 59 593 A1 DE 199 59 593 A1 , . DE 1 813 017 A DE 1813017 A , . DE 1 765 890 B DE 1765890 B . , [0008] [0008]
Ergänzend ist auf das sogenannte PEM-Verfahren hinzuweisen, das eine Adaption des klassischen elektro-chemischen Verfahrens ist. It is also noted on the so-called PEM method, which is an adaptation of the classic electro-chemical process. Dieses Verfahren ist von der Firma PEM Technologiegesellschaft für elektro-chemische Bearbeitung mbH/Deutschland entwickelt worden. This method has been developed by PEM technology company for electro-chemical machining mbH / Germany. Bei der PEM-Technologie handelt es sich um eine modifizierte Variante des zuvor erläuterten ECM-Verfahrens und ist damit unter der Gattung ECM-Verfahren bzw. Elysieren oder allgemein elektro-chemisches Bearbeiten zu subsumieren. In the PEM technology is a modified version of the aforementioned ECM process and is therefore under the generic ECM method or electrolytic machining or general electro-chemical machining to be subsumed. Die PEM-Technologie setzt auf der direkten und weitgehenden proportionalen Abhängigkeit von Spaltabstand zwischen Elektrode und Werkstück und damit erzielbaren Geometrie- oder Oberflächengenauigkeiten auf. The PEM technology is based on the direct and proportional largely a function of gap distance between the electrode and workpiece and achievable geometry or surface accuracies. Die notwendige Spülung des Spalts mit frischem Elektrolyt lässt sich bei Spalten um 10 μm nicht mehr realisieren. The necessary flushing of the gap with fresh electrolyte can no longer be achieved by 10 microns in columns. Entsprechend stellt dieser Spaltabstand die Grenze für das klassische EMC-Verfahren dar. Da also ein gleichzeitiges Abtragen und Spülen bei dem klassischen ECM-Verfahren nicht möglich ist, schaltet man bei dem PEM-Verfahren die beiden Vorgänge hintereinander. Accordingly, this gap distance, the limit for the classic EMC method. Since therefore a simultaneous removal and rinsing in the classic ECM method is not possible for the two operations are switched at the PEM method succession. Ein Abtragen findet bei engstmöglichem Spalt statt, das Spülen des Spaltes bei größtmöglichem Spalt (mehrere zehntel Millimeter). A removal takes place at engstmöglichem gap, flushing the gap with maximum gap (several tenths of a millimeter). Das führt zu einer oszillierenden Elekt rodenbewegung. This leads to an oscillating motion Elekt clear. Bei dem PEM-Verfahren sind etwa 50 Hz realisiert. In the PEM method about 50 Hz are realized. Das heißt, durch die Veränderung der Spaltweite können präzisere Oberflächengenauigkeiten erzielt werden. That is, by changing the gap width precise surface accuracy can be obtained. Es handelt sich also grundsätzlich um ein Senkerosionsverfahren mit vibrierender Elektrode. It is basically a Senkerosionsverfahren vibrating electrode. Zwischen Elektrode und Werkstück wird – wie zuvor bezüglich des ECM-Verfahrens beschrieben – eine Gleichspannung angelegt, wodurch sich das Werkstück entsprechender Geometrie der nachfahrenden Elektrode auflöst. Is between the electrode and workpiece - as described above with respect to the ECM process - a DC voltage is applied, whereby the workpiece corresponding geometry of the driven electrode dissolves. Es entstehen Bauteile mit beliebig komplizierten geometrischen Formen in nahezu allen elektrisch leitenden Metallen, wie zB hochvergüteten Stählen, Wälzlagerstählen, pulver-metallurgischen Stählen sowie Superlegierungen (zB Nickelbasis-Legierung). It allows components with arbitrarily complex geometrical shapes in almost all electrically conductive metals, such as high tempered steel, bearing steel, powder-metallurgical steels and super alloys (nickel base alloy).
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Mit dem PEM-Verfahren erschließt sich damit der Zugang zur Applikation, die mit den bekannten Verfahren der Funkenerosion oder dem klassisch elektro-chemischem Abtragen bislang nicht oder nicht wirtschaftlich hergestellt werden können. With the PEM method, this opens up access to the application, the date can not or inconsistent with the known methods of spark erosion or the classic electro-chemical ablation economically.
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Die für die Durchführung des ECM-Verfahrens und des PEM-Verfahrens notwendigen Elektroden werden bisher mit klassischen Verfahren wie Fräsen, Erodieren oder Ätzen hergestellt. Necessary for the implementation of the ECM method and the PEM method electrodes were formerly produced with traditional methods such as milling, erosion or etching.
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In der In the US 5,398,193 US 5,398,193 ist ein Rapid Prototyping Verfahren offenbart, bei dem nach Erzeugen einer einzelnen Schicht in einer Rapid Prototyping Anlage die Kontur der Schicht beispielsweise dadurch bearbeitet wird, dass Material abgetragen wird. is a rapid prototyping method is disclosed, in which, after generating a single layer in a rapid prototyping system, the contour of the layer is, for example, worked in that material will be removed. Hierzu werden eine Reihe von Abtragungsverfahren genannt, ua auch ein elektro-chemisches Bearbeiten. For this purpose, a number of removal methods are mentioned, including an electro-chemical machining. Es ist aber festzustellen, dass eine solche Anlage äußerst kompliziert und in der Praxis kaum realisierbar ist, da das Abtragen während des schichtweisen Aufbaus des Werkstücks erfolgt. However, it is noted that such a system is extremely complicated and difficult to realize in practice, because the removal is performed while the laminar structure of the workpiece. [0012] [0012]
Die The US 4,752,366 US 4,752,366 offenbart eine Kathode zum elektro-chemischen Bearbeiten. discloses a cathode for electrochemical machining. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil der Kathode einen Schichtaufbau besitzt, in dem sich Schichten aus leitfähigem und nicht leitfähigem Material abwechseln. It is proposed that at least a part of the cathode has a layer structure in which layers of conductive and non-conductive material alternate. Die Dicke und der Abstand der verschiedenen Schichten sollen so sein, dass ein übermäßiges Abtragen an der Werkstückoberfläche verringert wird. The thickness and spacing of the different layers should be such that excessive removal of the workpiece surface is reduced. [0013] [0013]
In der In the EP 0 649 695 A1 EP 0649695 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Elemente wie beispielsweise Elektroden für EDM-Bearbeitungsverfahren, also Funkenerosion, offenbart. is a method for producing electrically conductive elements such as electrodes for EDM machining process, so EDM disclosed. Diese EDM-Elektroden sollen vorzugsweise einen Elektrodenkörper haben, der in Schichtbauweise erstellt ist. This EDM electrodes should preferably have an electrode body that is created in layer construction. Auf diesen Körper wird eine Schicht aus elektrisch leitendem Material aufgebracht. On this body a layer of electrically conductive material is applied. Es ist ergänzt angemerkt, dass eine solche Elektrode auch unter Umständen als ECM-Elektrode verwendet werden kann. It is noted added that such an electrode can also be used under certain circumstances as ECM-electrode. [0014] [0014]
Eine Elektrode zur Durchführung einer Funkenerosionsbearbeitung wird auch in der An electrode for performing electric discharge machining is also used in the JP 58004314 A JP 58004314 A offenbart. disclosed. Die Elektrode wird dadurch hergestellt, dass zuerst eine Form mittels Stereolithographie hergestellt wird. The electrode is prepared by first a mold is made by stereolithography. Dann wird in der so erzeugten Matrix die Oberfläche metallisch beschichtet. Then in the matrix generated in the surface is coated with metal. In die so hergestellte Gießform wird flüssiges Metall eingefüllt. In the casting mold thus produced, liquid metal is poured. Nach Erhärten des Metalls wird die so hergestellte Elektrode ausgeformt. After hardening of the metal electrode thus prepared is formed. [0015] [0015]
In der In the US 5,818,005 US 5,818,005 ist ein Rapid Prototyping Verfahren zum Herstellen einer EDM-Elektrode offenbart. is a rapid prototyping method for producing an EDM electrode is disclosed. So werden Formteile mit der Form der EDM-Elektrode, also eine Funkenerosionselektrode, unter Verwendung von Rapid Prototyping Technologie hergestellt. Thus, molded articles having the shape of the EDM electrode, that is, a spark erosion electrode, produced using rapid prototyping technology. Die so erzeugten Formteile werden zusammengebaut und in diese Formteile wird ein flexibles Material eingegossen, um eine flexible Form zu erzeugen. The moldings produced in this way are assembled together, and in this form parts a flexible material is poured to produce a flexible mold. Die flexible Form wird dann mit elektrisch leitfähigem Pulver aufgefüllt und das Pulver wird isostatisch kalt verpresst, sodass es sich verfestigt und die EDM-Elektrode bildet. The flexible mold is then filled with electrically conductive powder and the powder is cold isostatically compacted, so that it solidifies and forms the EDM electrode. [0016] [0016]
Die The EP 1 163 967 A2 EP 1163967 A2 zeigt schließlich eine EDM-Elektrode für die Bearbeitung mittels Funkenerosion. finally shows an EDM electrode for machining by spark erosion. Die geschichtet aufgebaute Elektrode umfasst abwechselnd Schichten, die leitfähig sind und Schichten, die weniger leitfähig sind. The electrode laminated structured comprises alternating layers, which are conductive and layers, which are less conductive. Sowohl die leitfähigen Schichten als auch die weniger leitfähigen Schichten sind mit einem Isolierfilm überzogen. Both the conductive layers and the lower conductive layers are coated with an insulating film. Dadurch soll die Leitfähigkeit in einer Richtung parallel zu den niedrig leitfähigen Schichten höher sein als in einer Richtung senkrecht zu den niedrig leitfähigen Schichten. This is to be the conductivity in a direction parallel to the low-conductive layers is higher than in a direction perpendicular to the low-conductive layers. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
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Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein ECM-Verfahren bereitzustellen, mit dem präzise metallische Werkstücke und Werkzeuge in einfacher Weise kostengünstig und in sehr kurzer Zeit hergestellt werden können. The technical problem underlying the invention is to provide an ECM process, and can be produced inexpensively in a very short time with the precise metallic workpieces and tools in a simple manner. Ein weiteres technisches Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, ein Herstellungsverfahren für ECM-Elektroden zur Verwendung in einem ECM-Verfahren bereitzustellen, das eine kostengünstige Fertigung der ECM-Elektroden erlaubt und insbesondere die Herstellung von bisher nicht realisierbaren Oberflächenstrukturen und Genauigkeiten an solchen Elektroden zulässt. Another technical problem underlying the present invention was based is to provide a manufacturing method for ECM electrode for use in an ECM process, which allows cost-effective manufacture of the ECM electrodes, and in particular the production of previously unattainable surface structures and accuracies allows for such electrodes. Außerdem ist eine kostengünstige und auch beliebig gestaltbare ECM-Elektrode bereitzustellen. In addition, a low-cost and customizable any ECM electrode provide.
[0018] [0018]
Das eingangs genannte technische Problem wird durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, bei dem eine ECM-Elektrode als Werkzeug eingesetzt wird, die in RP-Technologie aus einer Vielzahl von Schichten aus einem leitfähigen Material aufgebaut ist, deren jeweilige Konturen zusammen die zum Abtragen eines Werkstücks im ECM-Verfahren gewünschte Außenkontur des Elektrodenkörpers bilden. The aforementioned technical problem is solved by a method according to the present invention, in which an ECM electrode is used as a tool, which is constructed in RP technology from a plurality of layers of a conductive material, the respective contours together for ablating a workpiece in the ECM process form desired outer contour of the electrode body. In diesem erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahren wird ein metallisches Werkstück anodisch kontaktiert und die spezielle ECM-Elektrode, die aus in RP-Technologie erstellten Schichten aus leitfähigem Material besteht, gegenüber einer zu bearbeitenden Stelle des Werkstücks derart angeordnet, dass ein Spalt verbleibt. In this processing method according to the invention, a metallic workpiece is anodically contacted and the special ECM electrode, which consists of drawn in RP technology layers of conductive material with respect to a to be processed location of the workpiece arranged such that a gap remains. Die spezielle ECM-Elektrode wird kathodisch kontaktiert und ein leitfähiges Medium wird in den Spalt gebracht, so dass durch Anlegen einer elektrischen Spannung Strom fließt und durch eine Elektrolyse Metall-Ionen aus dem Werkstück gelöst werden, wodurch ein definierter Abtrag am Werkstück erfolgt. The specific ECM electrode is contacted cathodically and a conductive medium is brought into the gap, so that, by applying an electrical voltage and current flows are achieved by an electrolysis of metal ions from the workpiece, whereby a defined removal is effected on the workpiece.
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Ein Alternative des zuvor genannten erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Herstellen in RP-Technologie in Schichtbauweise sowohl des Werkstücks als auch des als ECM-Elektrode dienenden Werkzeugs. An alternative method of the aforementioned invention comprises forming in RP technology in layer construction of both the workpiece and the electrode serving as ECM tool.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der zuvor genannten erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Herstellen der Elektrode oder des Werkstücks in Schichtbauweise zumindest ein Kanal erzeugt, der zur Außenseite der Elektrode bzw. des Werkstücks führt, um ein leitfähiges Medium beim Benutzen der Elektrode bzw. des Werkstücks in dem ECM-Verfahren in einen Arbeitsspalt zwischen Elektrode und Werkstück zuzuführen oder dieses durch den Kanal absaugen zu können. In an exemplary embodiment of the aforementioned methods according to the invention in the manufacture of the electrode or of the workpiece in layer construction at least one channel is formed which leads to the outside of the electrode and the workpiece to a conductive medium when using the electrode or the workpiece within the ECM procedures supplied in a working gap between the electrode and workpiece or to suck this through the channel.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer ECM-Elektrode, die in einem ECM-Verfahren zu verwenden ist. Another aspect of the present invention relates to a method for producing an ECM electrode, which is to be used in an ECM process. In diesem Verfahren wird die ECM-Elektrode mittels RP-Technologie in Schichtbauweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, wobei hierbei eine für das Abtragen des Werkstücks im ECM-Verfahren gewünschte Außenkontur erzeugt wird. In this method, the ECM electrode is produced by means of RP-technology in layer construction of an electrically conductive material, in this case a desired for the ablation of the workpiece in the ECM process external contour is produced.
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Eine erfindungsgemäße ECM-Elektrode zur Verwendung in einem ECM-Verfahren zum elektro-chemischen Bearbeiten eines Werkstücks umfasst einen Elektrodenkörper, der aus einer Vielzahl von in RP-Technologie erstellten, aufeinander liegenden Schichten aus leitfähigem Material besteht, deren jeweilige Kontur zusammen die zum Abtragen eines Werkstücks im ECM-Verfahren gewünschte Außenkontur des Elektrodenkörpers bilden. An inventive ECM electrode for use in a ECM method for electro-chemical machining a workpiece comprises an electrode body prepared from a variety of in RP-Technology, superposed layers of conductive material, the respective contour along the one for ablating workpiece in the ECM method form desired outer contour of the electrode body.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die für völlig andere Einsatzgebiete bekannten Rapid-Prototyping-Technologien zum schichtweise Aufbauen eines metallischen Körpers mit komplizierten Oberflächenstrukturen mit dem ECM-Verfahren zu verknüpfen. The present invention is based on the idea of linking known for completely different application areas Rapid prototyping technologies for constructing a layered metal body with intricate surface structures with the ECM method. Erstmals können präzise metallische Werkstücke und Werkzeuge in einfacher Weise kostengünstig und in sehr kurzer Zeit hergestellt werden. For the first time precise metallic workpieces and tools are easily produced inexpensively and in a very short time. Insbesondere sind erstmals Elektroden zur Verwendung in ECM-Verfahren mit bisher nicht realisierbaren Oberflächenstrukturen und Genauigkeiten herstellbar. In particular, the first electrodes are for use in the ECM method with previously realizable surface structures and precision manufacture. Damit sind auch die bisherigen ECM-Verfahren für völlig neue Werkstückbearbeitungen einsetzbar. Thus, the previous ECM method for completely new workpiece machining can be used. Durch die genauere und kostengünstige Herstellung von ECM-Elektroden in Schichtbauweise entsprechend den an sich für andere Einsatzgebiete bekannten schichtaufbauenden Rapid-Prototyping-Technologien können damit auch komplizier te Werkstücke in den genannten ECM-Verfahren wirtschaftlich erzeugt werden. Due to the more accurate and cost-effective production of ECM electrode layer design in accordance with the known per se for other areas of application layer constituting rapid prototyping technologies also komplizier te workpieces in these ECM method can thus be produced economically. Insbesondere weil die Elektroden in den ECM-Verfahren keinem Verschleiß unterliegen, kommen die besonderen Vorteile des Schichtaufbaus der Elektroden nunmehr auch bei größeren Serienanfertigungen von Werkstücken mit komplizierten und hohe Genauigkeiten aufweisenden Oberflächen zum Einsatz. In particular, because the electrodes are not subject to wear in the ECM method, the particular advantages of the layered structure of the electrodes are now even with larger serial production of workpieces with complicated and high accuracy comprising surfaces are used.
[0024] [0024]
Insbesondere ist aus auch erstmals möglich, in den Elektroden für das ECM-Verfahren oder auch in den Werkstücken, die schichtweise aufgebaut sind, und mittels eines ECM-Verfahrens zu bearbeiten sind, Spül- und/oder Absaugkanäle vorzusehen. In particular is also now possible to be machined in the electrode for the ECM method or in the workpieces that are built layer by layer, and by means of an ECM process to provide irrigation and / or suction. Es können insbesondere auch äußerst komplizierte Spül- und/oder Absaugkanalsysteme in den Elektroden (also dem Werkstück und/oder dem Werkzeug für des ECM-Verfahren) hergestellt werden. It can be (ie the workpiece and / or tool for the ECM process) in the electrodes particular extremely complicated irrigation and / or Absaugkanalsysteme. Ein Spül- oder Absaugkanalsystem umfasst hier mehrere Kanäle, die zu verschiedenen Stellen an der Oberfläche der Elektroden führen und eine gezielte Zu- oder Abführung von Elektrolyt erlauben. A rinsing or suction channel here includes multiple channels, leading to different locations on the surface of the electrodes and allow for systematic supply or discharge of electrolyte.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die vorgeschlagene Kombination von ECM-Verfahren und einem Schichtaufbau von Elektroden mittels Rapid-Prototyping-Verfahren schnelle und automatisierbare Systeme zur Herstellung von komplizierten Werkstücken realisieren lassen. In summary, it should be noted that the proposed combination of ECM method and a layer structure of electrodes using rapid prototyping techniques can be implemented fast and automated systems for the production of complex workpieces. Es können hohe Genauigkeiten und komplexe Strukturen an den Werkstücken erzielt werden. It can high precision and complex structures can be achieved on the workpieces. Insbesondere sind auch sehr glatte, dh geringe Rauhigkeiten aufweisende Bauteile wirtschaftlich herstellbar. In particular, are also very smooth, ie, low roughness containing components manufactured economically. Insbesondere ist auch jeder metallische Werkstoff als Werkstoff einsetzbar. In particular, any metallic material can be used as a material. Es gibt grundsätzlich keine großen Beschränkungen und es sind beliebig viele Kopien von Werkstücken produzierbar. There are basically no major restrictions and there are many copies of workpieces producible. Erstmals kann auch eine Optimierung der Spülung im ECM-Verfahren für das Elektrolyt realisiert werden. For the first time an optimization of the mud in the ECM method for the electrolyte can be realized. Wie bereits zuvor erläutert, ist insbesondere auch die eingangs genannte PEM-Technologie mit den vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar. As explained earlier, the above-mentioned PEM technology with the proposed method of this invention is particularly combined.
[0026] [0026]
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Spülung bzw. ein Absaugen des Elektrolyten im Wechsel erfolgen. In a further exemplary embodiment of the present invention can be carried out, for example, a rinse or a exhausting the electrolyte in the exchange. Es kön nen in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform alternativ nur für das Zuführen bestimmte Kanäle oder Bohrungen und nur für das Absaugen bestimmte Kanäle oder Bohrungen vorhanden sein. It Kgs NEN In another exemplary embodiment, alternatively only be present for the supply certain channels or bores and only for extracting certain channels or bores.
[0027] [0027]
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass die Beaufschlagung mit Ultraschall bei der Metall-Ionenabtragung überlagert wird, um beispielsweise die Spülwirkung zu erhöhen. Another exemplary embodiment of the present inventive method provides that the admission is overlaid with ultrasound in the metal ion milling, for example, to increase the flushing effect.
[0028] [0028]
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mit Vibrationen in unterschiedlichen Wirkrichtungen gearbeitet wird, um wiederum die Spülwirkung zu erhöhen oder die Genauigkeit des Materialabtrags am Werkstück zu erhöhen. Another exemplary embodiment of the present invention provides that working with vibrations in different directions of action to again increase the flushing effect or to increase the accuracy of the material removal on the workpiece. Damit könnten komplizierte spezifischen Formen wie Schraubgewinde, Hinterschneidungen, Eindrehungen oder auch Schiebergeometrien hergestellt werden. This would allow specific complicated shapes such as screw threads, undercuts, turned grooves or slide geometries are produced.
[0029] [0029]
Es ist mittels der erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere möglich, mehrere Werkstücke aus gleichen oder unterschiedlichen Metallen gleichzeitig im ECM-Verfahren zu bearbeiten. It is in particular possible by the methods of the present invention to process several workpieces of the same or different metals simultaneously in the ECM process.
[0030] [0030]
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bearbeitung in einem ECM-Verfahren von mehreren Werkstücken in einer ersten Stufe getrennt erfolgen, wie beispielsweise ein konturnahes Elysieren, und in einer zweiten Stufe erfolgt ein gemeinsames Bearbeiten der mehreren Werkstücke, zB ein Elysieren zur Erzielung einer bestimmten Kontur an beiden Bauteilen. In another exemplary embodiment of the present invention, the processing can be done separately in an ECM method of multiple workpieces in a first stage, such as a contour close electrolytic machining, and in a second stage to jointly work of several workpieces, such as occurs an electrolytic machining to achieve a certain contour on both components.
[0031] [0031]
Die für die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommenden Schichtaufbauverfahren in Rapid-Prototyping-Technologie können metallische Werkstücke erzeugende Verfahren sein. The coming of the present invention is applied layer construction method in rapid prototyping technology can be metallic workpieces generating process. Verfahren zum Erzeugen von metallischen Bauteilen können beispielsweise folgende Verfahren sein: DMLS der Firmen EOS und MCP, IMLS der Firma 3D Systems, Lasercusing der Firma Konzeptlaser, Laserschmelzen der Firma Trumpf, Electron Beam Melting der Firma Arcam und Electron Beam Sintering sein. A method for producing metallic components can be, for example, the following method: DMLS the companies EOS and MCP, IMLS of 3D Systems, Lasercusing be the company concept lasers, laser melting Trumpf, Electron Beam Melting of the company and Arcam Electron Beam Sintering.
[0032] [0032]
Erfindungsgemäße Elektroden können gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hohl sein und/oder eine spezielle Füllung besitzen. According to the invention electrodes can be hollow accordance with an exemplary embodiment of the present invention and / or have a special filling. Die Füllung kann insbesondere ein leitfähiges Gewebe oder Pulver sein, um die Übertragung hoher Stromstärken zu ermöglichen. The filling may in particular be a conductive fabric, or powder, to enable the transmission of high currents.
[0033] [0033]
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können erfindungsgemäß Elektroden auch eine innere Raumgitter- oder Sinterstruktur haben oder auch in Schalen aufgebaut sein. In a further exemplary embodiment of the present invention according to the invention electrodes may also have an inner Raumgitter- or sintered structure or be constructed in shells. Insbesondere sind auch mehrteilig aufgebaute Elektroden zur mehrstufigen Bearbeitung möglich. In particular, multi-part structured electrodes for multi-stage processing are possible. Der erfindungsgemäße Aufbau von Elektroden zur Verwendung in ECM-Verfahren ermöglicht auch unterschiedliche Strukturbereiche an Elektroden. The structure of electrodes according to the invention for use in the ECM method also allows different structural regions of electrodes.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0034] [0034]
Im Folgenden sind zur besseren Erläuterung und Verständnis mehrere beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In the following, several exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings are described in more detail for better explanation and understanding. Es zeigt: It shows:
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1 1 die verschiedenen Schritte I–IV eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektro-chemischen Bearbeiten eines Werkstücks mit in Schichtbauweise hergestellter Elektrode; I-IV the different steps of an inventive method for electro-chemical machining a workpiece with a layer structure produced in electrode;
[0036] [0036]
2 2 ein Detail des Verfahrensschrittes IV gemäß a detail of the process step IV of 1 1 ; ;
[0037] [0037]
3 3 eine der one of the 2 2 ähnliche Schnittansicht einer Elektrode und eines Werkstücks, wobei die Elektrodenform gegenüber der similar sectional view of an electrode and a workpiece, wherein the electrode shape against the 2 2 abgewandelt ist; is modified;
[0038] [0038]
4 4 eine den a the 2 2 und and 3 3 gleichende Schnittansicht eines Werkstücks und einer Elektrode, wobei die Elektrode gegenüber den Darstellungen in den equal to the end sectional view of a workpiece and an electrode, wherein the electrode with respect to the illustrations in 2 2 und and 3 3 mit einer Metallschicht versehen ist; is provided with a metal layer;
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5 5 eine mehrteilige Elektrode für das ECM-Verfahren, deren Teile aus verschiedenen Materialien bestehen; a multi-part electrode for the ECM process, the parts made of different materials;
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6 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hohlen Elektrode für das ECM-Verfahren; a further embodiment of a hollow electrode according to the invention for the ECM process;
[0041] [0041]
7 7 eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode mit Spül- und Saugkanälen für das ECM-Verfahren; another exemplary embodiment of an electrode with flushing and suction channels for the ECM method;
[0042] [0042]
8 8 eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode für das ECM-Verfahren, die hohl aufgebaut ist und in einem leitfähigen Werkstoff eine Füllung besitzt; a further exemplary embodiment of an electrode according to the invention for the ECM process, which is constructed hollow and a conductive material having a filling;
[0043] [0043]
9 9 eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Elektrode für das ECM-Verfahren, die hohl aufgebaut ist und eine leitfähige Beschichtung sowie eine Füllung besitzt; a further exemplary embodiment of an electrode for the ECM process, which is constructed hollow and has a conductive coating and a filling;
[0044] [0044]
10a 10a )–h) verschiedene Oberflächenstrukturen von erfindungsgemäßen Elektroden; ) -h) Various surface structures of electrodes according to the invention;
[0045] [0045]
11 11 eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Elektrode; a side view of another exemplary embodiment of an electrode;
[0046] [0046]
12 12 eine in einer schichtweise aufgebauten Gussform hergestellte Elektrode für das ECM-Verfahren; was constructed in a layer-built mold electrode for the ECM method;
[0047] [0047]
13 13 eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Elektrode für das ECM-Verfahren, die durch Guss in einer in Schichtbauweise hergestellten Gussform geformt ist, another exemplary embodiment of an electrode for the ECM method, which is formed by casting in a mold made in layer construction,
[0048] [0048]
14 14 eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung umfassend eine Elektrode zur gleichzeitigen Bearbeitung von zwei oder mehr Werkstücken, another exemplary embodiment of the invention comprising an electrode for simultaneous processing of two or more workpieces
[0049] [0049]
15 15 eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung umfassend zwei Elektroden zur gleichzeitigen Bearbeitung von zwei verschiedenen Bereichen eines Werkstücks. another exemplary embodiment of the invention comprising two electrodes for simultaneous processing of two different areas of a workpiece.
BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE PRESENT INVENTION
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Eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die A first exemplary embodiment of the present invention is described with reference to the 1 1 näher erläutert. explained in more detail. Das hierbei eingesetzte Stereolithographie-Verfahren ist rein beispielhaft und ist für die Herstellung erfindungsgemäßer ECM-Elektroden durch andere Schichtbauverfahren, die Schichten aus leitfähigem Material erzeugen, zu ersetzen. The case used stereolithography is merely exemplary and should be replaced by other layer manufacturing, create the layers of conductive material for the production of inventive ECM electrodes.
[0051] [0051]
Wie im Teilschritt I der As in Part I of the step 1 1 gezeigt ist, wird in an sich bekannter Weise in einer RP-Maschine (Rapid Prototyping) in einem flüssigen Kunststoffad is shown, in a known per se manner in a machine-RP (rapid prototyping) in a liquid Kunststoffad 11 11 ein Elektrodenkörper an electrode body 1 1 schichtweise aufgebaut. layer by layer. Hierzu wird mittels eines Lasers For this purpose, by means of a laser 15 15 , der in der in That in the in 1 1 dargestellten Ansicht sowohl in der Horizontalebene verfahrbar ist als auch höhenverstellbar ist, der gewünschte Querschnitt einer Schicht view shown both in the horizontal plane can be moved as is also adjustable in height, the desired cross-section of a layer 3 3 des Elektrodenkörpers of the electrode body 1 1 erzeugt. generated. Dazu wird der Laser For this purpose, the laser 15 15 entsprechend der gewünschten Kontur in der Horizontalebene verfahren und durch entsprechendes Belichten ein teil der Kunststoffschicht The method according to the desired contour in the horizontal plane and by appropriately exposing a portion of the plastic layer 13 13 des flüssigen Kunststoffs the liquid plastic 11 11 belichtet und damit ausgehärtet. exposed and thus cured. Somit lassen sich beliebige Konturen und Schichtformen Thus any contours and shapes can layer 3 3 erzeugen. produce.
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Sobald die gewünschte Schicht Once the desired layer 3 3 geschaffen ist, wird der schon belichtete und ausgehärtete Kunststoffteil nach unten abgesenkt und zwar um die neue gewünschte Schichtdicke. is created, the already exposed and hardened plastic part is lowered down and indeed to the new desired layer thickness. Die neue flüssige Kunststoffschicht The new liquid plastic layer 13 13 oberhalb der obersten Schicht above the uppermost layer 3 3 wird wiederum belichtet und dadurch gehärtet. is again exposed and thus hardened. Dadurch entstehen beliebig konturierbare und eventuell mit Öffnungen etc. versehene Schichten This gives rise to any konturierbare and possibly apertured films, etc. 3 3 , die zusammen einen Elektronenkörper Which together electrons body 1 1 bilden. make up. Wie in der As in the
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1 1 /I gezeigt, kann somit eine Elektrode / I shown, therefore, an electrode 1 1 auf verschiedenen Seiten verschiedene Konturen on different sides of different contours 5 5 und and 9 9 erhalten. obtained.
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Dieser im Stereolithographie-Verfahren schichtweise aufgebaute Elektrodenkörper This electrode body in stereolithography layer built 1 1 besteht bei dem genannten Beispiel aus Kunststoff. consists in the aforementioned example of plastic. Gemäß der Erfindung ist der Elektrodenkörper According to the invention, the electrode body 1 1 aber aus einem leitfähigem Material schichtweise erzeugt. but produces layers of a conductive material. Für die Schritte II–IV ist davon auszugehen, dass der Elektrodenkörper For the steps II-IV can be assumed that the electrode body 1 1 elektrisch leitfähig ist. is electrically conductive. Im Schritt II ist die Elektrode In step II, the electrode 1 1 mit einem elektrischen Anschluss with an electrical connection 17 17 versehen, der über ein Kabel provided, which via a cable 19 19 mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist. is connected to a DC voltage source. Ein Werkstück A workpiece 21 21 ist ebenfalls mit einem Anschluss is also connected to a terminal 23 23 versehen und über ein Kabel and provided with a cable 25 25 mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. connected to a DC voltage source. Das Werkstück The workpiece 21 21 bildet hier die Anode, das Werkzeug, also die Elektrode here forms the anode, the tool, that is, the electrode 1 1 die Kathode. the cathode. Diese Anordnung befindet sich in einer an sich bekannten ECM-Maschine oder einer PEM-Maschine. This arrangement is in an ECM machine or a PEM machine known per se.
[0055] [0055]
Im Schritt III wird ein Elektrolyt In step III, an electrolyte 32 32 über eine Düse via a nozzle 33 33 in einen Arbeitsspalt in a working gap 50 50 zwischen dem Elektrodenkörper between the electrode body 1 1 und dem Werkstück and the workpiece 21 21 über einen Zwischenraum across a gap 32 32 eingeführt. introduced. Hierdurch erfolgt der gewünschte Materialabtrag am Werkstück As a result, the desired material is removed on the workpiece 21 21 . , Für weitere Details hierzu wird auf die an sich bekannten Arbeitsweisen von ECM-Maschinen oder PEM-Maschinen verwiesen. For more details on this, please refer to the known procedures of ECM machines or PEM machines.
[0056] [0056]
Wie im Schritt IV gezeigt, wird nun nach und nach unter Höhenverstellung der Elektrode As shown in step IV, is now gradually with height adjustment of the electrode 1 1 und/oder des Werkstücks and / or the workpiece 21 21 eine gewünschte Aushöhlung a desired cavity 35 35 im Werkstück in the workpiece 21 21 erzeugt. generated. Diese Aushöhlung This erosion 35 35 kann dann entsprechend der durch die Schichtbauweise erzeugten Außenkontur des Elektrodenkörpers then, according to the layer design produced by the outer contour of the electrode body 1 1 eine gewünschte definierte Kontur erhalten. obtain a desired contour defined.
[0057] [0057]
In der In the 2 2 ist eine Detailansicht des Verfahrensschrittes IV der is a detail view of the process step IV of 1 1 gezeigt. shown. Wie hieraus deutlicher wird, strömt das Elektrolyt How thereof becomes clearer flows through the electrolyte 32 32 auf einer Seite ein, wandert durch den Arbeitsspalt on a page, travels through the working gap 50 50 und wird wieder aus der Aushöhlung and again from the cavity 35 35 herausgeführt. passed out. Eine Materialabtrag erfolgt im Wesentlichen im Arbeitsspalt A material removal takes place essentially in the working gap 50 50 . , An den Seiten 3 und 5 des Elektrodenkörpers On the sides 3 and 5 of the electrode body 1 1 erfolgt im Wesentlichen keine Abtrag. is essentially no removal.
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Die Darstellung in der The representation in the 3 3 entspricht im Wesentlichen der substantially corresponds to the 2 2 . , Es ist lediglich die Form der Elektrode It is only the shape of the electrode 1 1 geändert. changed. Hier weist ein vorderer Teil Schichten mit einer Schichtdicke Here, a front part layers with a layer thickness 3' 3 ' auf, der hintere Teil, der den Stiel bildet, umfasst dickere Schichten on, the rear portion forming the stem, comprises thicker layers 3 3 . , Diese Elektrodenform kann bei der Bearbeitung des Werkstücks These electrodes can form during the processing of the workpiece 21 21 Vorteile haben, da dann sichergestellt ist, dass tatsächlich an den Seiten 3 und 5 kein Materialabtrag erfolgt. Advantages, as it is then ensured that actually 3 and 5, no material is removed at the sides.
[0059] [0059]
Wie bereits eingangs erläutert, zeigt die As already explained, shows the 4 4 eine grundsätzlich der Darstellung der a principle of representation of 2 2 und and 3 3 gleichende Ansicht. resembling view. Hier besteht die nicht erfindungsgemäße Elektrode aus einem Elektrodenkörper Here, the electrode is not according to the invention consists of an electrode body 1 1 und einer Beschichtung and a coating 2 2 . , Der Elektrodenkörper The electrode body 1 1 kann hier wiederum aus Kunststoff bestehen, die Beschichtung can here in turn are made of plastic, the coating 2 2 ist eine Metallbeschichtung. is a metal coating. Sie kann beispielsweise aufgedampft oder durch Lackieren auf den Elektrodenkörper It can for example by painting or vapor-deposited on the electrode body 1 1 aufgebracht sein. be applied. Das Aufbringen der Metallschicht The application of the metal layer 2 2 durch Galvanisieren oder dergleichen ist auch möglich. by electroplating or the like is also possible.
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In der In the 5 5 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode gezeigt. there is shown an alternative embodiment of an electrode according to the invention. Hier besteht die Elektrode Here, the electrode 1 1 aus zwei Teilen of two parts 1a 1a und and 1b 1b . , Der Elektrodenkörper The electrode body 1a 1a ist in dem Elektrodenkörper is in the electrode body 1b 1b eingesetzt. used. Beide bestehen aus in Schichtbauweise erstellten Sinterkörpern. Both consist of layered construction started in sintered bodies. Die Porosität der Teile The porosity of the parts 1a 1a und and 1b 1b ist hier unterschiedlich. is different here. Am Elektrodenkörper At the electrode body 1a 1a ist ein Anschluss is a connection 17 17 für den Strom und eine Elektrolytzuführung for the current and electrolyte feed 22 22 vorhanden. available. Über diese Elektrolytzuführung About this electrolyte feed 22 22 wird das Elektrolyt is the electrolyte 32 32 in den Sinterkörper in the sintered body 1a 1a der Elektrode eingebracht und strömt durch die höhere Porosität in dem Teil introduced the electrode and flows through the higher porosity in the part 1b 1b aus dem Elektrodenkörper from the electrode body 1 1 heraus. out. Wie hieraus ersichtlich ist, weist der Elektrodenkörperteil As can be seen from this, has the lead body part 1b 1b eine komplizierte Außen kontur auf, wodurch die Form des Materialabtrags am Werkstück a complicated outer contour on, whereby the shape of the material removal on the workpiece 21 21 entsprechend steuerbar ist. is controlled accordingly.
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Die The 6 6 zeigt eine weitere Elektrode für ECM-Verfahren mit einem hohlen Elektrodenkörper shows a further electrode for the ECM method with a hollow electrode body 1 1 , der eine Wandung , Of a wall 43 43 aus schichtweise aufgebautem Sintermetall umfasst. comprised of layers built-on sintered metal. In der Wandung In the wall 43 43 sind Führungskanäle are conducting channels 44 44 vorhanden, die ein gezieltes Zuführen eines Elektrolyts present, the targeted feeding an electrolyte 32 32 erlauben. allow. Die Führungskanäle The guide channels 44 44 können bereits beim schichtweise Aufbauen der Wandung can already the layers build up the wall 43 43 erzeugt werden oder sie werden nachher separat durch Bohren oder dergleichen hergestellt. generated or they are subsequently prepared separately by drilling or the like.
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Die The 7 7 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Elektrodenkörpers shows a further exemplary embodiment of an electrode body 1 1 . , Hier sind in dem Elektrodenkörper Here are the electrode body 1 1 mehrere Elektrolytzuführungskanäle more electrolyte supply channels 53 53 und Elektrolytabsaugkanäle and Elektrolytabsaugkanäle 55 55 vorhanden. available. Diese Kanäle These channels 53 53 , . 55 55 wurden bereits im RP-Verfahren in Schritt I des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß were already in the RP process in Step I of the method according to 1 1 aufgebaut. established.
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[0063] [0063]
Die The 8 8 zeigt wiederum eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäß aufgebauten hohlen Elektrode again shows another exemplary embodiment of an inventive constructed hollow electrode 1 1 , deren Wandung Whose wall 43 43 wie die der Elektrode gemäß as that of the electrode according to 6 6 in RP-Technologie schichtweise aufgebaut ist, aber in Ergänzung zu der in is constructed in RP technology layers, but in addition to those in 6 6 gezeigten Elektrode eine Füllung electrode shown a filling 70 70 umfasst. includes. Die Füllung The filling 70 70 kann zur Versteifung und Stabilisierung der Elektrode can for stiffening and stabilization of the electrode 1 1 dienen. serve. Sie kann aber auch zur Verbesserung der Leitfähigkeit der Elektrode beitragen. However, it can also contribute to improving the conductivity of the electrode. Entsprechend sind die Materialien zu wählen. Accordingly, the materials must be selected. Grundsätzlich ist anzumerken, dass die Füllung In principle, it should be noted that the filling 70 70 auch bereits beim schichtweise Aufbauen der Wandung already in the layers build up the wall 70 70 gleichzeitig in RP-Technik hergestellt werden kann. can be produced simultaneously in RP technology. Es ist aber auch eine separate Füllung But it is also a separate filling 70 70 in den Hohlraum möglich. possible in the cavity.
[0064] [0064]
9 9 zeigt noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode shows yet another exemplary embodiment of an electrode 1 1 . , Hier ist in Ergänzung zu der in This is in addition to the in 8 8 gezeigten Elektrode shown electrode 1 1 die aus leitfähigen Schichten aufgebaute Wandung the wall constructed of conductive layers 43 43 mit zumindest einer leitfähigen Schicht with at least one conductive layer 71 71 , . 72 72 versehen. provided. Es können, wie gezeigt, aber insbesondere auch eine Innen- und Außenschicht It may, as shown, but in particular also an inner and outer layer 71 71 , . 72 72 aus leitfähigem Material vorhanden sein. be present in conductive material.
[0065] [0065]
Die The 10a 10a )– ) - 10h 10h ) zeigen verschiedene Oberflächenstrukturen, die auf einer Elektrode ) Show various surface structures on an electrode 1 1 für ein ECM-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugbar sind. can be generated for an ECM process according to the present invention. So können Rillen, Leitrinnen, Erhebungen, speziell strukturierte Oberflächen und Oberflächenabstände oder dergleichen geschaffen werden, die ein Zu- und Abführen von Elektrolyt im ECM-Verfahren verbessern oder mit denen sich besser steuern lässt, wo ein Abtrag am Werkstück erfolgt. So grooves, chutes, surveys, special structured surfaces and surface separations or the like can be created to improve the supply and removal of electrolyte in the ECM process or which can be controlled better, where removal is effected on the workpiece.
[0066] [0066]
Die The 11 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines schichtweise aufgebauten Elektrodenkörpers shows a cross-sectional view of a layer-built electrode body 1 1 , bei dem seitlich Ausnehmungen Wherein said side recesses 70 70 vorhanden sind, um wiederum den Abtrag im ECM-Verfahren von Material am Werkstück besser steuern zu können. are in place to turn to be able to control the erosion in the ECM process of material on the workpiece better.
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In der In the 12 12 ist eine Querschnittsansicht in einer in Rapid-Prototyping-Schichtbauweise erstellte Gussform is a cross-sectional view of a mold created in rapid prototyping layer construction 60 60 gezeigt. shown. In dieser Gussform In this mold 60 60 wird dann durch Gießen eines Kunststoffes oder eines Metalls oder Legierung ein Elektrodenkörper is then, by casting a plastic or a metal or alloy, an electrode body 1 1 erzeugt. generated.
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Gleiches gilt auch für den in The same also applies in the 13 13 dargestellten Elektrodenkörper, der durch Gießen von Sintermetall eine poröse Struktur hat. electrode body shown, by casting the sintered metal has a porous structure. Auch hier ist wiederum die Form Here again, the mold 60 60 mit einzelnen Schichten in RP-Technik aufgebaut worden. been built with individual layers in RP technology.
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In der In the 14 14 ist eine Anordnung in einer ECM-Maschine gezeigt, die eine horizontal schwingende erfindungsgemäße Elektrode An arrangement is shown in an ECM machine having a horizontally vibrating electrode of the invention 1 1 zeigt. shows. Hier sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Elektrode Here are on two opposite sides of the electrode 1 1 Werkstücke Workpieces 21a 21a und and 21b 21b angeordnet, die mittels ECM-Technik zu bearbeiten sind. arranged, which are to be machined by the ECM technology. Durch die besonderen Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Herstellung von Elektroden Due to the special methods of producing inventive electrodes 1 1 können nunmehr auch verschiedene Bearbeitungen von Werkstücken can now also different machining of workpieces 21a 21a und and 21b 21b gleichzeitig mit einer Elektrode simultaneously with an electrode 1 1 durchgeführt werden. be performed. Grundsätzlich ist aber durch das Hin- und Herschwingen der Elektrode Basically, however, is by swinging back and forth of the electrode 1 1 eine gleichzeitige Bearbeitung von zwei Werkstücken simultaneous processing of two workpieces 21a 21a , . 21b 21b möglich. possible.
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Schließlich zeigt die Finally shows the 15 15 eine Anordnung, die der in der an arrangement which in the 14 14 ähnelt. is similar. Im Gegensatz zu der Anordnung von In contrast to the arrangement of 14 14 sind hier zwei Elektroden here are two electrodes 1a 1a und and 1b 1b vorhanden, die zwei verschiedene Stellen eines Werkstücks present, the two different locations of a workpiece 21 21 in ECM-Technik bearbeiten. Edit in ECM technology. Die Elektroden The electrodes 1a 1a und and 1b 1b sind in Schichtbauweise aus einem leitfähigen Material hergestellt. are produced in layer construction of a conductive material.
