Das Grundprinzip des elektrochemischen Abtragens (ECM – Electrochemical Machining) ist der durch Elektrolyse hervorgerufene Abtrag bzw. die Oberflächenveränderung am anodisch gepolten Werkstück. Zunächst werden die grundsätzlichen Reduktions- und Oxidationsvorgänge (Redox-Vorgänge) diskutiert, die bei einem Stromdurchgang durch einen Elektrolyten auftreten und durch die Positionierung einer kathodisch gepolten Werkzeugelektrode beim ECM gezielt initiiert werden. Hierbei kommt es zur Jouleschen Erwärmung des Elektrolyten, der die lokale Abtragcharakteristik maßgeblich beeinflusst. Es werden die wichtigsten ECM-Maschinenparameter, gepulste ECM-Technologien (Puls-ECM, PECM), handelsübliche Elektrolyte sowie Werkzeug- und Werkstück-Werkstoffe vorgestellt. Es wird auch umfangreich auf die Anwendung von etablierten heuristischen und neueren numerischen Methoden zur Auslegung von Kathodengeometrien beim ECM-Senken eingegangen. An zahlreichen Beispielen aus der Praxis wird die Leistungsfähigkeit von Verfahrensmodifikationen der ECM-Bearbeitung gezeigt. In einem eigenständigen Abschnitt werden plasmaunterstützte anodische Oxidationsverfahren zur Oberflächenkonservierung diskutiert. Hier wird gezeigt, dass durch die Wahl geeigneter Elektrolyte und Stromparameter durch Plasmaentladungen auch neue Oberflächen mit gezielten Eigenschaften aufgebaut, statt abgetragen werden können.

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Elektrochemisches Abtragen (ECM)

  • Thomas Bergs,
  • Fritz Klocke

摘要

Das Grundprinzip des elektrochemischen Abtragens (ECM – Electrochemical Machining) ist der durch Elektrolyse hervorgerufene Abtrag bzw. die Oberflächenveränderung am anodisch gepolten Werkstück. Zunächst werden die grundsätzlichen Reduktions- und Oxidationsvorgänge (Redox-Vorgänge) diskutiert, die bei einem Stromdurchgang durch einen Elektrolyten auftreten und durch die Positionierung einer kathodisch gepolten Werkzeugelektrode beim ECM gezielt initiiert werden. Hierbei kommt es zur Jouleschen Erwärmung des Elektrolyten, der die lokale Abtragcharakteristik maßgeblich beeinflusst. Es werden die wichtigsten ECM-Maschinenparameter, gepulste ECM-Technologien (Puls-ECM, PECM), handelsübliche Elektrolyte sowie Werkzeug- und Werkstück-Werkstoffe vorgestellt. Es wird auch umfangreich auf die Anwendung von etablierten heuristischen und neueren numerischen Methoden zur Auslegung von Kathodengeometrien beim ECM-Senken eingegangen. An zahlreichen Beispielen aus der Praxis wird die Leistungsfähigkeit von Verfahrensmodifikationen der ECM-Bearbeitung gezeigt. In einem eigenständigen Abschnitt werden plasmaunterstützte anodische Oxidationsverfahren zur Oberflächenkonservierung diskutiert. Hier wird gezeigt, dass durch die Wahl geeigneter Elektrolyte und Stromparameter durch Plasmaentladungen auch neue Oberflächen mit gezielten Eigenschaften aufgebaut, statt abgetragen werden können.