EDM-Tiefbohrservice – Hochpräzise Sonderteilefertigung

Das Tieflochbohren mittels Funkenerosion (Electrical Discharge Machining, EDM) ist ein Präzisionsverfahren zur Herstellung von Bohrungen mit hohem Längen-Durchmesser-Verhältnis in komplexen Werkstoffen, die mit konventionellen Bohrmethoden nicht bearbeitet werden können. Es wird in Fertigungsanwendungen eingesetzt, in denen Mikrometer-Genauigkeit und minimale thermische Verzerrung gefordert sind.

Bei Neway sind unsere spezialisierten EDM-Bearbeitungsservices in unsere umfassenden CNC-Bearbeitungskapazitäten integriert. So können wir kundenspezifische Bauteile mit tiefen, engen und geometrisch komplexen Bohrungen fertigen. Diese Fähigkeiten sind in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Energie und Automobilindustrie von zentraler Bedeutung, in denen Präzision und Wiederholgenauigkeit die Leistung bestimmen.

Was ist EDM-Tieflochbohren?

EDM-Tieflochbohren (Electrical Discharge Machining) ist ein berührungsloses Materialabtragsverfahren, bei dem elektrische Entladungen (Funken) zur Erosion elektrisch leitfähiger Werkstoffe genutzt werden. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend zur Herstellung von Bohrungen mit Längen-Durchmesser-Verhältnissen von mehr als 20:1 und ermöglicht Bohrtiefen von über 300 mm bei gleichzeitig engen Toleranzen.

Im Gegensatz zu herkömmlichem Spiralbohren oder Einlippenbohren wirkt EDM ohne mechanische Schnittkräfte und ist dadurch ideal für spröde Werkstoffe oder dünnwandige Strukturen. Ein rohrförmiges Elektrodensystem führt dabei das Dielektrikum und transportiert die Erodierpartikel ab, während das Werkstück Schicht für Schicht verdampft beziehungsweise aufgeschmolzen und abgetragen wird.

EDM-Tieflochbohren ist insbesondere für Bauteile aus Superlegierungen, Titan, gehärteten Stählen und Keramiken geeignet, die mit klassischen Werkzeugen nur schwer oder gar nicht wirtschaftlich bearbeitet werden können.

Vorteile von EDM für Tiefloch-Anwendungen

Das EDM-Tieflochbohren bietet klare Vorteile gegenüber konventionellen Bohrverfahren und anderen unkonventionellen Bearbeitungsmethoden. Diese Pluspunkte sind insbesondere bei Hochleistungswerkstoffen oder extremen Geometrien entscheidend, wie sie in Luft- und Raumfahrt, Automobil- und Energiesektor gefordert werden.

1. Höchste Genauigkeit und Wiederholbarkeit

EDM-Tiefbohrprozesse erreichen Positioniergenauigkeiten von ±0,01 mm und Oberflächengüten bis hinunter zu Ra 0,2 µm. Dies ist beispielsweise bei Einspritzdüsen, Wärmetauscherkanälen oder Hochdruckverschraubungen von zentraler Bedeutung.

2. Berührungslose Bearbeitung

Im Gegensatz zur mechanischen Zerspanung wirkt EDM ohne Schnittkräfte und verhindert damit die Verformung empfindlicher Geometrien oder dünnwandiger Bauteile. So lassen sich Werkstoffe mit sehr geringer Steifigkeit oder spröde Materialien sicher bearbeiten.

3. Herausragende Längen-Durchmesser-Verhältnisse

Tiefbohrungen mit L/D-Verhältnissen bis zu 100:1 können bei gleichbleibend hoher Präzision realisiert werden. Solche Geometrien sind typisch für Kühlkanäle in Flugtriebwerken, medizintechnische Komponenten und industrielle Sensoren.

4. Fähigkeit zur Bearbeitung harter Werkstoffe

EDM bearbeitet problemlos Werkstoffe, die mit klassischen Bohrverfahren nur schwer zu zerspanen sind, darunter Inconel, Hartmetall und gehärtete Werkzeugstähle. Das Verfahren ist unverzichtbar für Bauteile, bei denen konventioneller Werkzeugverschleiß oder thermische Risse die Qualität beeinträchtigen würden.

5. Gratfreie Bearbeitung und hervorragende Oberflächengüte

Das Verfahren erzeugt im Inneren der Bohrung praktisch keine Grate und liefert exzellente Oberflächengüten, sodass nachgelagerte Prozesse wie Entgraten oder Polieren meist entfallen oder deutlich reduziert werden können.

Diese Vorteile machen EDM-Tieflochbohren zur bevorzugten Lösung für komplexe Bauteildesigns, bei denen herkömmliche Verfahren in Bezug auf Genauigkeit, Werkstoffspektrum oder Kosteneffizienz an Grenzen stoßen.

EDM-Tieflochbohren vs. konventionelle Tiefbohrverfahren

Das Verständnis der Unterschiede zwischen EDM-Tieflochbohren und traditionellen mechanischen Tiefbohrverfahren ist entscheidend für die Wahl des optimalen Prozesses in hochpräzisen Anwendungen. Jedes Verfahren weist spezifische Leistungsmerkmale in Bezug auf Genauigkeit, Werkstoffkompatibilität, Bearbeitungsgeschwindigkeit und Geometriekomplexität auf.

Während mechanische Bohrverfahren bei großen Stückzahlen und geringeren Genauigkeitsanforderungen meist schneller sind, ist EDM-Bohrung unschlagbar, wenn höchste Präzision, harte Werkstoffe oder sehr kleine Geometrien im Vordergrund stehen.

Werkstoffkompatibilität beim EDM-Tieflochbohren

EDM-Tieflochbohren ist besonders für die Bearbeitung extrem harter oder thermisch sensibler Werkstoffe bekannt und damit in der High-End-Fertigung nahezu unverzichtbar. Die einzige Grundvoraussetzung ist, dass das Werkstück elektrisch leitfähig sein muss.

Typische geeignete Werkstoffe

1. Superlegierungen

   Werkstoffe wie Inconel, Hastelloy und Rene-Legierungen, die häufig in Flugturbinenteilen und nuklearen Systemen eingesetzt werden, sind aufgrund ihrer Härte und Hitzebeständigkeit ideal für EDM. Erfahren Sie mehr über unsere Superlegierungs-CNC-Bearbeitung.

2. Titanlegierungen

   Das hervorragende Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und die Korrosionsbeständigkeit machen Titan ideal für Luft- und Raumfahrt sowie Implantate in der Medizintechnik. EDM ermöglicht tiefe, gratfreie Bohrungen in Titan, bei denen konventionelle Verfahren an Grenzen stoßen. Siehe unsere Titan-Bearbeitungsservices.

3. Gehärtete Werkzeugstähle

   Güten wie H13 oder D2, die häufig für Formen oder verschleißfeste Industriekomponenten verwendet werden, sind mechanisch schwer zu bohren. EDM erzeugt präzise Bohrungen ohne Rissbildung oder Maßdrift und ergänzt damit ideal unsere CNC-Bearbeitung von Kohlenstoffstählen.

4. Rostfreie Stähle

   Güten wie 304 und 316L, die in medizinischen, lebensmitteltauglichen oder industriellen Anwendungen eingesetzt werden, eignen sich hervorragend für EDM. Das Verfahren erlaubt die Herstellung präziser Fluidkanäle, Mikrobohrungen und Kühlstrukturen. Entdecken Sie unsere Bearbeitung von rostfreiem Stahl.

5. Leitfähige Keramiken und Sonderlegierungen

   Fortschrittliche leitfähige Keramiken und exotische Metallmatrix-Verbundwerkstoffe können mit EDM ebenfalls bearbeitet werden – insbesondere dort, wo thermische oder elektrische Komponenten ultrafeine Bohrungen erfordern.

Zusammengefasst bietet EDM-Tieflochbohren eine unerreichte Werkstoffflexibilität und Prozesskonstanz und ist damit ideal für hochspezialisierte Bauteile, die extreme Maßstabilität und strukturelle Integrität verlangen.

Anwendungsbereiche von EDM-Tiefbohrbauteilen nach Branchen

EDM-Tieflochbohren unterstützt Branchen, die Mikropräzision, thermische Beständigkeit und hohe strukturelle Integrität verlangen. Im Folgenden einige Beispiele, wie verschiedene Industrien diese Technologie einsetzen:

Luft- und Raumfahrt

Triebwerke, Düsen und Kühlkanäle erfordern tiefe Mikrobohrungen in Superlegierungen. EDM gewährleistet hohe Temperaturbeständigkeit, präzise Geometrien und keine Verformungen. Bohrungen mit Durchmessern <1 mm und Tiefen >50 mm sind in Turbinenschaufeln Standard.

Medizinprodukte

Hochpräzise chirurgische Sonden, orthopädische Implantate und Fluidfördersysteme nutzen EDM zum Mikrobohren in Titan und rostfreiem Stahl. Diese Teile erfordern häufig Bohrungen ab 0,2 mm Durchmesser für Spülung, Absaugung oder Medikamentenapplikation.

Automobilindustrie

EDM-Tiefbohren ermöglicht präzise Ölkanäle, Einspritzdüsen und gehärtete Ventilsitze in Hochleistungsmotoren. Typische Werkstoffe sind Stahllegierungen wie 1045 und 4140.

Energieerzeugung

Komponenten wie Turbinenschaufeln und Wärmetauscher benötigen Kühlkanäle, die nur mithilfe von EDM in Legierungen wie Inconel oder Hastelloy realisierbar sind. Die Herstellung langer, enger Kanäle ohne mechanisch induzierte Spannungen ist hier ein entscheidender Vorteil.

Industrielle Automatisierung

EDM-Bohrungen werden für Fluidtechnik- und Sensorkomponenten mit komplexen Innengeometrien eingesetzt, etwa bei Servomotorwellen oder hochpräzisen Passstiften.

Die Flexibilität von EDM über Werkstoffe und Branchen hinweg macht das Verfahren zu einer Schlüsseltechnologie für hochpräzise, Kleinserien- oder kundenspezifische Bauteilfertigung.

Zentrale Konstruktionsrichtlinien für EDM-Tieflochbohren

Um die Möglichkeiten des EDM-Tieflochbohrens vollständig auszuschöpfen, sollten Bauteildesigns prozessspezifische Toleranzen, Werkzeugbegrenzungen und Werkstoffeigenschaften berücksichtigen. Hier die wichtigsten Empfehlungen für Konstrukteure:

1. Bohrungsdurchmesser und Längen-Durchmesser-Verhältnis

• Halten Sie ein Tiefen-Durchmesser-Verhältnis von bis zu 100:1 für optimale Genauigkeit ein.

• Bei Mikrobohrungen (<1 mm) sollten Tiefen von ca. 50 mm ohne Spezialaufspannungen nicht überschritten werden.

• Bei Bohrungen >1 mm sind Tiefen von 100 mm und mehr mit abgestuften Elektroden realisierbar.

2. Minimale Merkmalsgröße

• Der praktisch kleinste Bohrungsdurchmesser liegt bei etwa 0,1 mm mit hochpräzisen Messing- oder Wolframelektroden.

• Noch kleinere Merkmale führen häufig zu instabilen Funkenentladungen und unzureichender Spülung.

3. Ein- und Austrittsfreiheit

• Stellen Sie sicher, dass die Elektrode einen freien, geradlinigen Zugang zum Werkstück hat.

• Vermeiden Sie schräge Eintritte, sofern keine speziell ausgelegten mehrachsigen EDM-Köpfe verwendet werden.

4. Werkstoffaspekte

• Wählen Sie Werkstoffe mit möglichst homogener elektrischer Leitfähigkeit. Legierungen mit Einschlüssen oder Schichtstrukturen können Funkeninstabilitäten verursachen.

• Nutzen Sie unsere Materialbearbeitungsservices, um kompatible Legierungen zu bestimmen.

5. Toleranzen und Oberflächengüte

• Typische erreichbare Toleranzen liegen bei ±0,01 mm oder besser – abhängig von Bohrtiefe und -durchmesser.

• Oberflächengüten von Ra 0,2–0,8 µm sind möglich, je nach Funkeneinstellungen und Kompensation des Elektrodenverschleißes.

6. Spülstrategie

• Berücksichtigen Sie Spülbohrungen oder die Möglichkeit der Rückspülung, wo immer möglich. Unzureichende Spülung führt zu Ablagerungen und Ungleichmäßigkeiten in der Bohrung.

7. Blindbohrungen nach Möglichkeit vermeiden

• Durchgangsbohrungen lassen sich hinsichtlich Konizität und Spanabfuhr leichter kontrollieren. Blindbohrungen sind zwar möglich, erfordern jedoch komplexere Spülkonzepte.

Durch die Beachtung dieser Grundsätze können Konstrukteure EDM-Rüstkosten senken, die Maßkonstanz verbessern und eine hervorragende Bohrungsqualität von der Prototypenfertigung bis zur Kleinserienproduktion sicherstellen.

Warum Neway für kundenspezifische EDM-Tiefbohrkomponenten wählen?

Neway verbindet Präzisionsengineering mit integrierten Fertigungsprozessen, um kundenspezifische EDM-Tieflochlösungen zu liefern, die selbst strengste technische Spezifikationen erfüllen. Darauf vertrauen Hersteller weltweit:

1. Spezialisierte EDM-Bohrarbeitsplätze

Wir betreiben hochfrequente CNC-EDM-Bohrmaschinen, die Bohrungen ab 0,1 mm Durchmesser mit Längen-Durchmesser-Verhältnissen von über 100:1 erzeugen können. Unsere Anlagen unterstützen mehrachsige Positionierung und kundenspezifische Spülkonzepte für komplexe Geometrien.

2. Umfassende Werkstoffkompetenz

Von Superlegierungen und Titan über rostfreie Stähle bis hin zu Kupferlegierungen – wir beherrschen ein breites Spektrum leitfähiger Werkstoffe mit optimierten Funkeneinstellungen. Für hochlegierte Präzisionsteile wählen wir zudem geeignete, hitzebeständige Elektrodenwerkstoffe.

3. Fertigung mit engsten Toleranzen

Unser Qualitätssystem unterstützt Toleranzen bis hinunter zu ±0,005 mm, die mithilfe moderner KMG-Messtechnik sowie 3D-Scanning auch bei inneren Merkmalen verifiziert werden.

4. One-Stop-Produktion für kundenspezifische Bauteile

EDM-Bohrungen sind nahtlos in unseren One-Stop-CNC-Fertigungsservice integriert, der Drehen, Fräsen, Bohren, Oberflächenveredelung und Serienfertigung umfasst. So liefern wir durchgängige Lösungen – vom chirurgischen Instrument bis hin zum Turbinenkühlsystem.

5. Branchenerprobte Referenzen

Wir haben bereits erfolgreiche Projekte für titanhaltige Implantate, Servomotorwellen und hochpräzise Verbindungselemente mit EDM-basierten Mikrobohrstrukturen realisiert und damit unsere Leistungsfähigkeit in Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und industrieller Automation unter Beweis gestellt.

Die EDM-Bohrservices von Neway bedeuten nicht nur, Bohrungen herzustellen – sie machen scheinbar unmögliche Konstruktionen mit höchster Zuverlässigkeit realisierbar.