„ECM und die von uns weiterentwickelte PECM-Technologie (Präzise Elektrochemische Metallbearbeitung) sind immer mehr im Kommen“, erläutert Richard Keller, Mitglied der Geschäftsleitung beim der EMAG ECM GmbH. „Das Verfahren an sich ist zwar nicht neu, aber die Maschinen und die Anwendungen, für die wir diese entwickeln, dafür schon.“ Eben jene Maschinen und deren Anwendungen standen im Mittelpunkt des Tags der offenen Tür in Gaildorf, zu dem Gäste aus aller Welt angereist waren.
Bekannt ist ECM vor allem als Technologie für das Entgraten. „Wir hier bei EMAG ECM haben aber von Anfang an gesagt, die Technologie kann viel mehr als das. Daher haben wir Verfahren entwickelt, wie beispielsweise das ECM Bohren, mit dem Bohrungen in kritische Bauteile eingebracht werden“, führt Herr Keller aus. Zu solchen Bauteilen gehören z.B. Kolben, deren Kühlkanäle mit ECM gebohrt werden. Beim herkömmlichen Bohrvorgang können Späne und Bohrkappen entstehen, die trotz intensiver Spülung im Kolben verbleiben können. „Man stelle sich vor, so ein Kolben wird verbaut, während des Betriebs lösen sich die Späne oder eine Bohrkappe und wird mit dem Öl in den Zylinderkopf gespült. Das kann zu einem kapitalen Motorschaden führen. Mit ECM kann dies nicht passieren, weil schlicht keine Späne und Bohrkappen beim ECM bohren entstehen““, erklärt Richard Keller.
Weltweit im Einsatz
„ECM und PECM kommen aber auch dort zum Einsatz, wo sehr harte Werkstoffe, wie z.B. Nickelbasislegierungen , bearbeitet werden müssen. Das ist ein weiterer Vorteil dieser Technologie – die Härte des Materials ist quasi egal. „Dort wo andere Werkzeuge aufgrund der schnellen Abnutzung ständig gewechselt werden müssen, da bringt ECM mit seiner beständigen Leistung große Vorteile“, erklärt Keller weiter. Ein Beispiel hierfür sind z.B. Turbinenschaufeln für die Triebwerkstechnik in der Luftfahrtindustrie. Diese Bauteile müssen extremen Temperaturen und Kräften standhalten und sind daher aus besonders harten Stahllegierungen gefertigt (z.B. Inconel). „Für diese Teile haben wir eigene Maschinen entwickelt, die inzwischen bei vielen namenhaften Herstellern in den Fertigungshallen stehen. Die wirtschaftlichen Vorteile, die durch die Bearbeitung mit ECM und PECM entstehen, wurden im Übrigen durch eine Studie der RWTH Aachen bestätigt“, führt Keller aus.
Wirtschaftlichkeit in Grenzbereichen der Bearbeitung
Ebenfalls auf dem Tag der offenen Tür vertreten war das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen. Es präsentierte die Ergebnisse der Untersuchungen aus dem Arbeitskreis Elektroerosive Bearbeitung (EAK), die deren Produktivität und Rentabilität bestätigen. Gerade im Grenzbereich der Zerspanung, bei dem extrem harte Legierungen bearbeitet werden müssen, wie die bereits erwähnten Turbinenschaufeln oder BLISKS, ist PECM eine echte Alternative. „PECM hat drei entscheidende Vorteile, die sich letztendlich in sinkenden Kosten ausdrücken: Da ist zunächst die hohe Werkzeugstandzeit. Da das Werkzeug mechanisch nicht beeinflusst wird, nützen sich die Werkzeuge so gut wie nicht ab. Vorteil Nummer zwei ist die Prozesskettenverkürzung. PECM führt in der Regel zu sehr guten Oberflächen, sodass evtl. notwendige Nachbearbeitung deutlich reduziert werden können. . Und Vorteil drei ist die Skalierbarkeit des Verfahrens. Bei entsprechender Größe des Bauteils ist es ohne Weiteres möglich, eine größere Anzahl der Bauteile gleichzeitig zu bearbeiten. Gerade letzterer Vorteil hat uns dazu bewogen, eine neue Maschine zu entwickeln, die diesen Bearbeitungsvorteil optimiert – das MPM“, erklärt Richard Keller.
Weltneuheit: Mehrprozess-Modul MPM
Natürlich wurde den Besuchern beim Tag der offenen Tür auch eine Weltneuheit präsentiert: das MPM. MPM steht für Mehrprozess-Modul und führt alle Vorteile der ECM-Technologie in einer Maschine zusammen. „Das MPM ist eine äußerst kompakte Produktionsmaschine, die konsequent auf hohe Stückzahlen in der Serienfertigung ausgelegt ist, beispielsweise für die Serienfertigung von Einspritzdüsen. Beladen wird die Maschine dabei mit Palettenträgern, auf der sich mehrere Rohteile befinden. Mehr muss man nicht tun, der Rest erfolgt voll automatisch“, führt Keller aus. Der „Rest“ kann sich aber durchaus sehen lassen. Die Maschine ist mit vier ECM-Stationen ausgestattet, auf der jeweils wieder mehrere Werkstücke simultan bearbeitet werden. Die Beladung der Stationen erfolgt über ein Portal. Der Takt ist so optimiert, dass nach der Beladung der letzten ECM-Station die erste bereits wieder entladen werden kann. Mit einem Querschlitten werden die Werkstücke zur anderen Seite der Maschine transportiert. Hier sorgt ein weiteres Portal für die Beladung der Waschstationen, wo die Werkstücke erst gereinigt und dann konserviert werden. Anschließend erfolgt die Beladung der Palette für die Fertigteile, die dann bequem von der Entladestation entnommen werden können. „Mit dem MPM erreichen wir somit extrem schnelle Taktzeiten pro Werkstück und sind damit absolut konkurrenzfähig zu herkömmlichen Verfahren – nur dass unsere Maschine nicht ständig angehalten werden muss, um Werkzeuge zu wechseln, erklärt Keller.
Die ECM- und PECM-Technologie hat folglich enormes Potenzial, herkömmliche Fertigungsprozesse auf den Kopf zu stellen und zu revolutionieren. „Wir sind überzeugt, dass das, was wir hier heute gezeigt haben, nur die Spitze des Eisbergs ist. Immer mehr Ingenieure und Fertigungsplaner lernen die Möglichkeiten dieser Technologie kennen und fragen bei uns an. Innovative Lösungen zu finden, das ist unser Ansporn und unsere Leidenschaft hier bei EMAG ECM“, meint Keller abschließend „und der Tag der offenen Tür hier in Gaildorf hat uns gezeigt, dass Menschen aus der ganzen Welt sich von dieser Leidenschaft haben anstecken lassen.“
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