EP3395482B1 - Verfahren zur herstellung von partikeln mittels funkenerosion und hierfür geeignete erodiervorrichtung - Google Patents

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EP3395482B1
EP3395482B1 EP18000382.4A EP18000382A EP3395482B1 EP 3395482 B1 EP3395482 B1 EP 3395482B1 EP 18000382 A EP18000382 A EP 18000382A EP 3395482 B1 EP3395482 B1 EP 3395482B1
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EP
European Patent Office
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electrode
electrodes
particles
electrical
erosive
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EP18000382.4A
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EP3395482A2 (de
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Kai Osswald
Jörg Woidasky
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Hochschule Pforzheim
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Hochschule Pforzheim
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy

Definitions

  • EDM Electrical discharge machining
  • spark erosion is primarily used, for example in the form of countersinking, drilling or wire erosion, for removing material from workpieces in areas around them to give relatively complex geometries, which cannot be produced or can only be produced with difficulty by means of mechanical cutting processes.
  • the workpiece then serves as one of the electrodes, ie it is connected to the electrical pulse generator which generates the electrical voltage pulses between the workpiece and the working electrode, which can be made of graphite, copper or the like, for example.
  • the electrical pulse generator which generates the electrical voltage pulses between the workpiece and the working electrode, which can be made of graphite, copper or the like, for example.
  • a liquid dielectric which can be formed, for example, from deionized water, oil or the like.
  • planetary erosion is known in this context, in which the electrode is moved perpendicular to the countersink or main feed direction in relation to the workpiece to be machined, in order to give the workpiece in particular relatively complex shapes, such as threads, undercuts, sharp-edged corners or curves with predefined radii and the like.
  • the GB 2 080 176 A describes an electroerosive process for the surface treatment of electrically conductive workpieces, which is a process of spark erosion.
  • a multiple electrode arrangement is provided as the erosion electrode, the individual electrodes of which can be moved individually towards and away from the workpiece to be processed in order to provide the workpiece with individual surface structures.
  • the removal rate that can be achieved with spark erosion and the size distribution of the removed particles as a measure of the tolerances that can be achieved by the material removal depend on various, in turn, on the electrode materials dependent process parameters, such as in particular the pulse duration of the electrical voltage generated by means of the pulse generator, the polarity of the electrical voltage and the electrical current strength of the eroding current as a result of the spark discharges. For example, higher electrical erosion currents and longer electrical voltage pulses lead to larger removed particles and vice versa, while reversing the polarity can also result in different removal rates on the cathode and on the anode (cf. AM Matz, D. Kammerer, N. Jost & K.
  • spark erosion for the surface treatment of workpieces, but for the production of powdery particles from the materials of the first and second electrodes, ie the interest in this case does not apply to the shaping of a Electrode used workpiece, but the particles removed by the electrodes.
  • This application of spark erosion has proven to be particularly suitable for the economical production of relatively small particle batches of particles based on metals, in particular the short production times for producing the particles, the wide adjustability of the powder composition by selecting the appropriate electrode materials and the good controllability of the process with regard to the particle size of the particles obtained depending on the above-mentioned process parameters.
  • the invention is based on the object of developing a method and an erosion device for producing particles by means of spark erosion of the type mentioned at the outset in a simple and inexpensive manner such that a broader spectrum of particles can be produced.
  • the configuration according to the invention consequently provides for the use of one or more third electrode (s) made of electrode materials different from both the material of the first electrode and the different material of the second electrode, so that particles can be produced from at least three different materials, which can be used, for example, for the production of alloys with different proportions of the electrode materials.
  • the control of the proportions of the respective particles, the particle diameter of which can usually be between about 1 ⁇ m and about 100 ⁇ m, as is known from conventional spark erosion, is done by moving the first electrode (s) in relation to the second and third electrode (s) controlled, this displacement, as explained in more detail below, both in a direction towards one another or away from one another and in a direction perpendicular thereto past one another, ie parallel to that of the at least a first electrode facing surfaces of the second and third electrode (s) can take place.
  • metal or “metal material” used in the context of the present disclosure in relation to the electrode materials is not necessarily directed to an element of the periodic table from the group of metals, but also metal alloys as well Metal oxides and other metal compounds containing at least one metal.
  • the at least one second electrode and the at least one third electrode are electrically conductively connected to one another to form an electrode array and the pulsed electrical voltage between the at least one first electrode and the electrode array from the at least one second Electrode and the at least one third electrode is applied, the proportion of the particles generated from the material of the at least one first electrode, the at least one second electrode and the at least one third electrode by displacing the at least one first electrode substantially parallel to that of the at least a first electrode-facing surface of the electrode array is controlled from the at least one second electrode and the at least one third electrode.
  • the first electrode is consequently not only moved towards or away from the electrode array formed from the second and third electrodes - and possibly further electrodes made of further materials - in order to generate the electrical spark discharges, but becomes the first electrode over it out in a direction perpendicular thereto along the surface of the electrode array moved in order to generate the desired proportion of the respective particles through the electrode material (s) of the respective surface section of the electrode array which is opposite the first electrode and in which consequently the spark discharges take place.
  • the amount of substance removed by a respective second or third (or further) electrode can in this way be controlled in accordance with the desired proportion of particles from the respective electrode material.
  • several third electrodes, such as a fourth, fifth, etc. electrode made of different electrode materials can of course also be integrated into the electrode array, the third, fourth, etc. electrodes forming the electrode array expediently adjoining one another at one point.
  • the at least one second electrode and the at least one third electrode are connected to one another in an electrically conductive manner to form an electrode array and the electrical pulse generator on the one hand to the at least one first electrode and on the other hand to the electrode array from the at least one second electrode and the at least one third electrode can be connected, wherein the displacement device for moving the at least one first electrode is formed essentially parallel to the surface of the electrode array facing the at least one first electrode from the at least one second electrode and the at least one third electrode.
  • the electrode array can also include further third electrodes, such as fourth, fifth etc. electrodes made of further electrode materials, wherein the third, fourth etc. electrodes preferably adjoin one another at one point.
  • the at least one second electrode and the at least one third electrode are each assigned a first electrode and on the one hand one of the first electrodes and the at least one second electrode, on the other hand another of the first electrodes and the at least a third electrode can each be connected to a separate electrical pulse generator, the displacement device being designed to move the first electrodes together to and away from the respective at least one second and at least one third electrode assigned to it, in order to generate electrical spark discharges to generate, and wherein each pulse generator can also be controlled independently of one another with regard to the pulse duration and / or the polarity of the electrical voltage and / or the current strength of the eroding current.
  • the at least one second electrode and the at least one third electrode are rigidly connected to one another, in particular mechanically, but are electrically insulated from one another.
  • At least one of the first, second and third electrodes is assigned a vibration generating device which is controllable with regard to the frequency and / or the amplitude of the generated vibration, the vibration generating device in particular at least one sonotrode for generating vibrations having in the ultrasonic range.
  • the at least one first electrode for generating spark discharges is expediently not brought into contact with the at least one second and with the at least one third electrode, but always kept at a distance suitable for generating the spark discharges in order for the electrodes to be displaced relative to one another according to the invention and not to cause any contact discharges that are difficult to reproduce.
  • any known, in particular liquid dielectrics such as deionized water, oil or the like, as they are known from the prior art of conventional spark erosion processes
  • the separation of the particles produced from the dielectric using any known separation process can, as inter alia by means of the DE 11 2004 001 663 T5 known separation methods of sedimenting the particles in the dielectric, classifying or sieving or filtering the particles from the dielectric or magnetic separation, but also, for example, by centrifuging the particles obtained, evaporating the dielectric from the particles or drying the particles.
  • a liquefied gas or a supercritical fluid is used as the dielectric and the particles produced are separated from the latter by expanding the supercritical fluid or the liquefied gas and converting it into the gaseous state, which enables the particles to be separated from the dielectric simply and quickly and, in particular, without leaving any residue.
  • the use of such a dielectric in the form of supercritical fluids or liquefied gases can prove to be advantageous not only for the process according to the invention, but also lends itself in principle to any spark erosion process used for the production of particles, including those from the Prior art methods with only a first and a second electrode, such as the one mentioned above, for example DE 11 2004 001 663 T5 disclosed.
  • the separating device of the erosion device according to the invention serves to extract the particles generated on the occasion of the spark discharges from the fluid dielectric introduced between the at least one first electrode and the at least one second electrode as well as between the at least one first electrode and the at least one third electrode, in order for to ensure a simple separation of the particles obtained from the dielectric.
  • the schematically reproduced erosion device comprises, on the one hand, a first, for example - although not necessarily - approximately circular cylindrical electrode 1 made of a first metal material, and, on the other hand, an electrode array EA, which consists of a second electrode 2 made of a second metal material different from the first metal material and a third electrode 3 is formed from a third metal material which is different from both the first and the second metal material and which are connected to one another in an electrically conductive manner.
  • the second 2 and third electrodes 3 can for example - although not necessarily - have an approximately rectangular or square cross section and adjoin one another on one of their rectangular or square sides.
  • the erosion device further comprises an electrical pulse generator 6 for generating a pulsed electrical voltage between the first electrode 1 on the one hand and the second 2 and third electrode 3 of the electrode array on the other hand, both the first electrode 1 and the electrode array EA being electrically connected to the pulse generator for this purpose 6 are connected.
  • the erosion device comprises a displacement device, not shown in detail in the drawing, which in the present case is designed, for example, to move the first electrode 1 in relation to the electrode array EA from the second 2 and third electrode 3, while the latter is arranged stationary in the present exemplary embodiment, for example by being fixed on a carrier.
  • the displacement device is able on the one hand, as is known as such in conventional erosion machines , to move the first electrode 1 in a controlled manner in the direction of the arrow P 1 to the electrode array EA of the second 2 and third electrode 3 to and away from this in order to electrically Generate spark discharges F.
  • the displacement device can displace the first electrode 1 in a controlled manner in the manner of a heavy movement in a direction perpendicular thereto according to the arrow P 2 , so that the first electrode 1 is approximately parallel to the surface of the electrode array EA facing it is moved out of the second 2 and third electrode 3.
  • the latter displacement in the direction of the arrow P 2 expediently takes place essentially perpendicular to the boundary line along which the second electrode 2 abuts the third electrode 3.
  • a control device (not shown) equipped with a program is used.
  • the electrical pulse generator 6 can be controlled with regard to the pulse duration of the electrical voltage, the polarity of the electrical voltage and the electrical current strength of the eroding current, which is also expediently done by means of the control device.
  • vibration generating devices such as sonotrodes for generating ultrasonic vibrations, can be assigned to the first electrode 1 and / or the electrode array EA from the second 2 and third electrode 3 in order to generate the respective electrode (s) 1, 2, 3 to be controlled in vibrations, the frequency and / or amplitude of which is preferably variable.
  • At least the space formed between the first electrode 1 and the electrode array EA from the second 2 and third electrode 3 is filled with a fluid dielectric, which is, for example, known liquid dielectrics such as deionized water, oil or the like, or in particular also liquefied Can act gases or supercritical fluids, which are expediently chemically inert, such as carbon dioxide, nitrogen, argon or the like.
  • a separating device not shown in the drawing, is used to obtain the through the particles 7 generated on the occasion of the spark discharges F between the first 1 and the second electrode 2 and / or between the first 1 and the third electrode 3, in that the latter can be separated from the dielectric.
  • the separating device can for example comprise a sieve or filter, a centrifuge, a settling vessel or a magnet. If the dielectric consists of a liquid gas or a supercritical fluid, the separating device expediently comprises an expansion container which is used to relax the dielectric in order to convert it into the gas phase and in this way separate the generated particles easily and quickly.
  • the one in the Fig. 2 differs from that shown in FIG Fig. 1 in that the electrode array EA comprises more than two second or third electrodes 2, 3, wherein in the present case it has a second 2, a third 3, a fourth 4 and a fifth electrode 5, which are each made of different metal materials.
  • the electrodes 2, 3, 4, 5 each have, for example, one of the Fig. 1 approximately corresponding shape and adjoin one another at a central point Z.
  • the first electrode In order to move the first electrode 1 approximately parallel to the surface of the electrode array EA facing it of the second 2, third 3, fourth 4 and fifth electrodes 5, the first electrode can be displaced along a plane extending parallel to this surface, both in Direction of arrow P 2 as well as in the direction of arrow P 3 .
  • the directions of displacement according to the arrows P 2 and P 3 extend preferably perpendicular to the boundary lines along which the second electrode 2 adjoins the fourth electrode 4 and the third electrode 3 adjoins the fifth electrode 5 and along which the second electrode 2 adjoins the third electrode 3 and the fourth electrode 4 abuts the fifth electrode 5.
  • the composition of the particles obtained in the spark erosion can be controlled in a simple manner, the respective particles on the one hand from the metal material of the first electrode 1, on the other hand from the metal material of the respective second 2 and third electrode 3 ( Fig. 1 ) and possibly the fourth 4 and fifth electrode 5 ( Fig.
  • the first electrode 1 in the direction of the arrow P 2 ( Fig. 1 ) and possibly in the direction of arrow P 3 ( Fig. 2 ) possible to generate compositions of particles that change over time, which can be used, for example, in a subsequent process, such as laser deposition welding or the like, to build up a gradient material.
  • the schematically reproduced second embodiment variant of an erosion device according to the invention for producing particles by means of spark erosion identical components with the same effect are provided with the same reference numerals.
  • the one in the Fig. 3 The erosion device shown comprises on the one hand two, for example - although not necessarily - approximately circular cylindrical first electrodes 1a, 1b made of a first metal material, on the other hand a second electrode 2 made of a second metal material different from the first metal material and a third electrode 3 made of one of the first as well as a third metal metal material different from the second metal material, each of which has a first electrode la and 1b are assigned.
  • the second 2 and third electrodes 3 can in turn have an approximately rectangular or square cross-section, for example, but can also have any other shape.
  • the first electrodes 1a, 1b are mechanically rigidly connected to one another, as indicated by the reference number 8, but are electrically isolated from one another.
  • the erosion device further comprises an electrical pulse generator 6a, 6b for generating a pulsed electrical voltage on the one hand between the first electrode 1a and the second electrode 2, on the other hand between the first electrode 1b and the third electrode 3 Electrode 1a and the second electrode 2 are connected to the pulse generator 6a, while on the other hand both the first electrode 1b and the third electrode 3 are connected to the pulse generator 6b.
  • the erosion device comprises a displacement device, not shown in detail in the drawing, which in the present case is designed, for example, to move the first electrodes 1a, 1b together in relation to the second 2 or third electrode 3, while the latter are arranged stationary in the present exemplary embodiment, for example by being fixed on a carrier.
  • the displacement device is able to move the first electrodes 1a, 1b together in a controlled manner in the direction of arrow P 1 towards and away from the second 2 or third electrode 3, on the one hand to generate electrical spark discharges F between the first electrode 1 a and the second electrode 2, on the other hand between the first electrode 1 b and the third electrode 3.
  • a control device set up in terms of programming technology (not shown).
  • Both electrical pulse generators 6a, 6b can be controlled with regard to the pulse duration of the electrical voltage, the polarity of the electrical voltage and the electrical current strength of the eroding current, which is also expediently done by means of the control device.
  • the first electrodes 1a, 1b and / or the second 2 and / or third electrode 3 can in turn be assigned vibration generating devices (not shown), such as sonotrodes for generating ultrasonic vibrations, around the respective electrode (s) 1a , 1b, 2, 3 to be controlled in vibrations, the frequency and / or amplitude of which is preferably variable.
  • At least the space formed between the first electrodes 1a, 1b and the second 2 or third electrode 3 is in turn filled with a fluid dielectric, which is, for example, known liquid dielectrics such as deionized water, oil or the like or, in particular, also liquefied dielectrics Gases or supercritical fluids can act, such as preferably those of the above with reference to the Fig. 1 exemplified type.
  • a separating device not shown in the drawing is used in a corresponding manner as in the case of the erosion device according to FIG Figs. 1 and 2 to obtain the particles 7 generated by the spark discharges F between the respective first electrode 1a or 1b and the second electrode 2 or the third electrode 3, in that the latter can be separated from the dielectric.
  • the composition can be adjusted independently of one another control of the particles obtained in the spark erosion in a simple manner, whereby particles can be produced on the one hand from the metal material of the first electrodes 1a, 1b and on the other hand from the metal material of the second 2 and / or third electrode 3 (up to a proportion of particles the material of the second electrode 2 or the third electrode 3 is practically zero, provided that the respective pulse generator 6a, 6b is operated within a parameter interval at which the metal material of the respective electrode material is not eroded), depending on the distance at which the first Electrodes 1a, 1b from the second 2 and third electrode 3 a, respectively are arranged and which process parameters have been set on the respective pulse generator 6a, 6b.
  • compositions of particles that vary over time which, for example, in a subsequent process, such as for example laser deposition welding or the like, can be used to build up a gradient material.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion, umfassend die folgenden Schritte:
    • Bereitstellen wenigstens einer ersten Elektrode, welche wenigstens ein erstes Metall enthält;
    • Bereitstellen wenigstens einer zweiten Elektrode, welche wenigstens ein zweites Metall enthält;
    • Anordnen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten Elektrode in einem fluiden Dielektrikum;
    • Anlegen einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine zweite Elektrode;
    • Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten Elektrode aufeinander zu und Erzeugen von elektrischen Funkenentladungen zwischen denselben; und
    • Gewinnen der anlässlich der Funkenentladungen erzeugten Partikel aus den Materialien der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode.
  • Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Erodiervorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion, umfassend:
    • wenigstens eine erste Elektrode, welche wenigstens ein erstes Metall enthält;
    • wenigstens eine zweite Elektrode, welche wenigstens ein zweites Metall enthält;
    • wenigstens einen elektrischen Pulsgenerator zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung, an welchen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine zweite Elektrode anschließbar sind; und
    • eine Verlagerungseinrichtung zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten Elektrode aufeinander zu, um zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten Elektrode elektrische Funkenentladungen zu erzeugen.
  • Bei der Funkenerosion (Electrical Discharge Machining, EDM) handelt es sich um ein bekanntes elektroerosives Bearbeitungsverfahren, welches auf sehr kleinräumigen und kurzzeitigen Funkenentladungen zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, an welche eine gepulste elektrische Spannung angelegt worden ist, basiert. Die jeweiligen Elektrodenmaterialien werden dabei aufgeschmolzen und infolge der mit den elektrischen Entladungsvorgängen zwischen den Elektroden erzeugten elektrischen Funken bereichsweise abgetragen, wobei die abgetragenen Materialien in feinpartikulärer Form vorliegen und üblicherweise einen Partikeldurchmesser zwischen etwa 1 um und etwa 100 µm besitzen. Das Funkenerodieren wird dabei vornehmlich, z.B. in Form einer Senk-, Bohr- oder Drahterosion, zum bereichsweisen Abtragen von Material von Werkstücken eingesetzt, um diesen relativ komplexe Geometrien zu verleihen, welche mittels mechanischen spanabhebender Verfahren nicht oder nur schwer erzeugt werden können. Das Werkstück dient dann als eine der Elektroden, d.h. es wird an den elektrischen Pulsgenerator angeschlossen, welcher zwischen dem Werkstück und der Arbeitselektrode, welche beispielsweise aus Graphit, Kupfer oder dergleichen gefertigt sein kann, die elektrischen Spannungspulse erzeugt. Zwischen den Elektroden bzw. zwischen dem Werkstück und der Arbeitselektrode befindet sich üblicherweise ein flüssiges Dielektrikum, welches beispielsweise von deionisiertem Wasser, Öl oder dergleichen gebildet sein kann. Darüber hinaus ist in diesem Zusammenhang das sogenannte Planetärerodieren bekannt, bei welchem die Elektrode in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück senkrecht zur Einsenk- bzw. Hauptvorschubrichtung bewegt wird, um dem Werkstück insbesondere verhältnismäßig aufwändige Formen zu verleihen, wie beispielsweise Gewinde, Hinterschnitte, scharfkantige Ecken oder Rundungen mit vordefinierten Radien und dergleichen.
  • Die GB 2 080 176 A beschreibt ein elektroerosives Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von elektrisch leitfähigen Werkstücken, bei welchem es sich um ein Verfahren der Funkenerosion handelt. Als Erodierelektrode ist eine Mehrfachelektrodenanordnung vorgesehen, deren einzelne Elektroden individuell auf das zu bearbeitende Werkstück zu bzw. von diesem fort bewegt werden können, um das Werkstück mit individuellen Oberflächenstrukturen zu versehen.
  • Die bei der Funkenerosion erzielbare Abtragsleistung sowie die Größenverteilung der abgetragenen Partikel als Maß für die durch den Materialabtrag erzielbaren Toleranzen hängt von verschiedenen, ihrerseits von den Elektrodenmaterialen abhängigen Verfahrensparametern ab, wie insbesondere von der Pulsdauer der mittels des Pulsgenerators erzeugten elektrischen Spannung, der Polarität der elektrischen Spannung und der elektrischen Stromstärke des Erodierstromes infolge der Funkenentladungen. So führen beispielsweise höhere elektrische Erodierströme und längere elektrische Spannungspulse zu größeren abgetragenen Partikeln und umgekehrt, während ferner durch Umkehr der Polarität unterschiedliche Abtragsraten an der Kathode bzw. an der Anode erhalten werden können (vgl. z.B. A. M. Matz, D. Kammerer, N. Jost & K. Oßwald: "Machining of metal foams with varying mesostructure using Wire EDM", Procedia CIRP 42 (2016), 263-267; V. S. R. Murti & P. K. Philip: "An analysis of the debris in ultrasonic-assisted electrical discharge machining", Wear 117(2) (1987), 241-250; J. S. Soni: "Microanalysis of debris formed during rotary EDM of titanium alloy (Ti 6A1 4V) and die steel (T 215 Cr12)", Wear 177(1) (1989), 71-79; J. S. Soni: "Performance evaluation of rotary EMD by experimental design technique", Defence Science Journal 47 (1) (1997), 65-73; D.D. DiBitonto, P. T. Eubank, M. R. Patel & M. A. Barrufet: "Theoretical models of the electrical discharge machining process. I. A simple cathode erosion model", Journal of Applied Physics 66 (9) (1989), 4095-4103).
  • In der Fig. 4 ist in diesem Zusammenhang exemplarisch die Abhängigkeit der Abtragsraten einer Kathode aus Kupfer (Cu) und einer Anode aus Eisen (Fe) von der Entladezeit bei einem Erodierstrom von 10 A gemäß dem vorstehenden Aufsatz von DiBitonto et al. dargestellt, wobei es in der Fig. 4 erkennbar ist, dass die Masse der an einer jeweiligen Elektrode abgetragenen Partikeln bei zunehmender elektrischer Pulsdauer ("Entladezeit") jeweils bis zu einem material- und polungsspezifischen Maximalwert (hier: etwa 3 µs im Falle von Kupfer und etwa 30 µs im Falle von Eisen) zunimmt und sodann wieder absinkt.
  • Darüber hinaus ist es in jüngerer Zeit bekannt geworden, das Verfahren des Funkenerodierens nicht zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, sondern zur Erzeugung von pulverförmigen Partikeln aus den Materialen der ersten und der zweiten Elektrode einzusetzen, d.h. das Interesse gilt in diesem Fall nicht etwa der Formgebung eines als Elektrode eingesetzten Werkstückes, sondern den von den Elektroden abgetragenen Partikeln. Diese Anwendung der Funkenerosion hat sich insbesondere für die wirtschaftliche Herstellung relativ kleiner Partikelchargen von Partikeln auf der Basis von Metallen als geeignet erwiesen, wobei ihr insbesondere die kurzen Herstellungszeiten zur Erzeugung der Partikel, die breite Einstellbarkeit der Pulverzusammensetzung durch Auswahl der entsprechenden Elektrodenmaterialien sowie die gute Steuerbarkeit des Verfahrens hinsichtlich der Partikelgröße der erhaltenen Partikel in Abhängigkeit der oben genannten Verfahrensparameter zugutekommen.
  • So beschreibt die DE 11 2004 001 663 T5 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode in einem Behälter angeordnet werden, welcher ein flüssiges Dielektrikum auf der Basis von demineralisiertem Wasser oder Öl aufnimmt. Die von den beiden Elektrodenmaterialien abgetragenen Partikel werden sodann mittels Verdampfen des Dielektrikums, Sedimentieren in dem Dielektrikum oder Sieb-Klassieren gewonnen.
  • Darüber hinaus ist aus der WO 2013/056185 A1 ein Funkenerosionsverfahren zur Erzeugung von Nanopartikeln unter Verwendung mehrerer Elektroden bekannt, bei welchem die Nanopartikel jedoch - insoweit abweichend von der vorgenannten DE 11 2004 001 663 T5 - nicht aus den Elektrodenmaterialien gewonnen werden, sondern es werden Schüttgut-Partikel aus elektrisch leitfähigen Materialien in das Dielektrikum zwischen zwei oder mehreren Elektroden eingebracht, um die Schüttgut-Partikel mit elektrischen Impulsen zu beaufschlagen und dabei ein Plasma zu erzeugen, welches die Schüttgut-Partikel lokal erhitzt und hierin Formstrukturen erzeugt, welche durch Abkühlen in dem Dielektrikum zu Nanopartikeln "erstarrt" werden können. Dabei werden die etwa kreisrunden Elektroden nach Art eines Mahlwerks in entgegengesetzte Richtungen rotiert, um die Erzeugung der Nanopartikeln zu begünstigen.
  • Ausgehend von der oben zitierten DE 11 2004 001 663 T5 liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Erodiervorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass die Erzeugung eines breiteren Spektrums an Partikel möglich wird.
  • In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet durch:
    • Bereitstellen wenigstens einer dritten Elektrode, welche wenigstens ein drittes Metall enthält;
    • Anordnen der dritten Elektrode in dem Dielektrikum;
    • Anlegen einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode;
    • Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode aufeinander zu und Erzeugen von elektrischen Funkenentladungen zwischen denselben; und
    • Gewinnen der anlässlich der Funkenentladungen erzeugten Partikeln aus den Materialien der ersten Elektrode und der dritten Elektrode,
    wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode, der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode erzeugten Partikel durch Verlagern der wenigstens einen ersten Elektrode in Bezug auf die wenigstens eine zweite Elektrode sowie in Bezug auf die wenigstens eine dritte Elektrode gesteuert wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung in vorrichtungstechnischer Hinsicht bei einer Erodiervorrichtung der eingangs genannten Art ferner vor, dass
    • die Erodiervorrichtung wenigstens eine dritte Elektrode umfasst, welche wenigstens ein sowohl von dem ersten Metall der ersten Elektrode als auch von dem hiervon verschiedenen, zweiten Metall der zweiten Elektrode verschiedenes, drittes Metall enthält;
    • die wenigstens eine dritte Elektrode an wenigstens einen elektrischen Pulsgenerator zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode anschließbar ist; und
    • die Verlagerungseinrichtung ferner zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode aufeinander zu ausgebildet ist, um zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode elektrische Funkenentladungen zu erzeugen,
    • wobei die Verlagerungseinrichtung bezüglich einer Verlagerung der wenigstens einen ersten Elektrode in Bezug auf die wenigstens eine zweite Elektrode sowie in Bezug auf die wenigstens eine dritte Elektrode steuerbar ist, und wobei
    • die Erodiervorrichtung ferner eine Separiereinrichtung zur Gewinnung der anlässlich der Funkenentladungen erzeugten Partikel aus einem sowohl zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine zweite Elektrode als auch zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode eingebrachten fluiden Dielektrikum aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht folglich die Verwendung einer oder mehrerer dritter Elektrode(n) aus gegenüber sowohl dem Material der ersten Elektrode als auch dem hiervon verschiedenen Material der zweiten Elektrode verschiedenen Elektrodenmaterialien vor, so dass die Erzeugung von Partikeln aus wenigstens drei unterschiedlichen Materialien möglich ist, welche beispielsweise zur Herstellung von Legierungen mit verschiedenen Anteilen der Elektrodenmaterialien eingesetzt werden können. Die Steuerung der Anteile an den jeweiligen Partikeln, deren Partikeldurchmesser im Übrigen üblicherweise zwischen etwa 1 µm und etwa 100 µm betragen kann, wie es aus der herkömmlichen Funkenerosion bekannt ist, wird dabei durch Verlagerung der ersten Elektrode(n) in Bezug auf die zweite und dritte(n)Elektrode(n) gesteuert, wobei diese Verlagerung, wie weiter unten noch näher erläutert, sowohl in eine Richtung aufeinander zu bzw. voneinander fort als auch in eine hierzu senkrechte Richtung aneinander vorbei, d.h. parallel zu den der wenigstens einen ersten Elektrode zugewandten Flächen der zweiten und dritten Elektrode(n) erfolgen kann.
  • Es sei an dieser Stelle explizit darauf hingewiesen, dass der im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Elektrodenmaterialien verwendete Begriff "Metall" bzw. "Metallwerkstoff" nicht notwendigerweise auf ein Element des Periodensystems aus der Gruppe der Metalle gerichtet ist, sondern auch Metalllegierungen sowie Metalloxide und andere, wenigstens ein Metall enthaltende Metallverbindungen umfasst.
  • Zusätzlich zu der Relativverlagerung der wenigstens einen ersten Elektrode in Bezug auf die wenigstens eine zweite und die wenigstens eine dritte Elektrode kann in vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode, der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode erzeugten Partikel ferner durch Verändern wenigstens eines Parameters aus der Gruppe
    • Pulsdauer der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten und dritten Elektrode,
    • Polarität der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten und dritten Elektrode, und
    • elektrische Stromstärke des Erodierstromes zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten und dritten Elektrode
    gesteuert wird, wie es als solches aus dem eingangs geschilderten Stand der Technik bekannt ist.
  • Bei einer hierzu geeigneten Erodiervorrichtung kann der wenigstens eine elektrische Pulsgenerator folglich vorzugsweise ferner hinsichtlich
    • der Pulsdauer der elektrischen Spannung, und/oder
    • der Polarität der elektrischen Spannung, und/oder
    • der elektrische Stromstärke des Erodierstromes
    steuerbar sein, um die Anteile der aus den jeweiligen Elektrodenmaterialien erzeugten Partikeln gemäß der gewünschten Zusammensetzung derselben einzustellen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine zweite Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode zu einem Elektrodenarray elektrisch leitfähig miteinander verbunden werden und die gepulste elektrische Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und das Elektrodenarray aus der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode angelegt wird, wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode, der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode erzeugten Partikel durch Verlagern der wenigstens einen ersten Elektrode im Wesentlichen parallel zu der der wenigstens einen ersten Elektrode zugewandten Fläche des Elektrodenarrays aus der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode gesteuert wird. Die erste Elektrode wird in diesem Fall folglich nicht nur auf das aus der zweiten und dritten Elektrode - sowie gegebenenfalls weiteren Elektroden aus weiteren Materialien - gebildete Elektrodenarray zu bzw. von diesem fort bewegt, um die elektrischen Funkenentladungen zu erzeugen, sondern wird die erste Elektrode darüber hinaus in einer hierzu senkrechten Richtung entlang der Oberfläche des Elektrodenarrays bewegt, um durch das bzw. die Elektrodenmaterial(ien) des jeweiligen Flächenabschnittes des Elektrodenarrays, welcher der ersten Elektrode gegenüberliegt und in welchem folglich die Funkenentladungen stattfinden, den gewünschten Anteil an den jeweiligen Partikeln zu erzeugen. Die von einer jeweiligen zweiten bzw. dritten (oder weiteren) Elektrode abgetragene Stoffmenge kann auf diese Weise entsprechend dem gewünschten Anteil an Partikeln aus dem jeweiligen Elektrodenmaterial gesteuert werden. Wie oben angedeutet, können dabei selbstverständlich auch mehrere dritte Elektroden, wie eine vierte, fünfte etc. Elektrode aus verschiedenen Elektrodenmaterialien in das Elektrodenarray integriert werden, wobei die das Elektrodenarray bildenden dritten, vierten etc. Elektroden zweckmäßigerweise an einem Punkt aneinander angrenzen.
  • Bei einer hierfür geeigneten Erodiervorrichtung kann demnach vorgesehen sein, dass die wenigstens eine zweite Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode zu einem Elektrodenarray elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind und der elektrische Pulsgenerator einerseits an die wenigstens eine erste Elektrode, andererseits an das Elektrodenarray aus der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode anschließbar ist, wobei die Verlagerungseinrichtung zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode im Wesentlichen parallel zu der der wenigstens einen ersten Elektrode zugewandten Fläche des Elektrodenarrays aus der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt, kann das Elektrodenarray dabei auch weitere dritte Elektroden, wie vierte, fünfte etc. Elektroden aus weiteren Elektrodenmaterialien umfassen, wobei die dritten, vierten etc. Elektroden vorzugsweise an einem Punkt aneinander angrenzen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann stattdessen beispielsweise vorgesehen sein, dass der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode jeweils eine erste Elektrode zugeordnet und einerseits zwischen einer der ersten Elektroden und der wenigstens einen zweiten Elektrode, andererseits zwischen einer weiteren der ersten Elektroden und der wenigstens einen dritten Elektrode jeweils eine gepulste elektrische Spannung angelegt wird, wobei die ersten Elektroden gemeinsam auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite und wenigstens eine dritte Elektrode zu bewegt werden, um elektrische Funkenentladungen zu erzeugen, und wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode, der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode erzeugten Partikel einerseits
    • durch gemeinsames Verlagern der ersten Elektroden auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite und dritte Elektrode zu bzw. von dieser fort, andererseits
    • durch Verändern der Pulsdauer und/oder der Polarität der elektrischen Spannung und/oder der Stromstärke des Erodierstromes zwischen jeweils einer ersten Elektrode und der ihr zugeordneten zweiten und dritten Elektrode unabhängig voneinander
    gesteuert wird. In diesem Fall werden die ersten Elektroden folglich gemeinsam auf die jeweilige, ihnen zugeordnete zweite bzw. dritte Elektrode zu bzw. von dieser fort bewegt, wie es als solches in Bezug auf eine Anode und eine Kathode auch bei herkömmlichen Funkenerodierverfahren der Fall ist. Aufgrund dessen, dass zwischen einer jeweiligen ersten Elektrode und der jeweiligen, ihnen zugeordneten zweite bzw. dritten Elektrode jeweils eine gepulste elektrische Spannung angelegt wird, welche in Bezug auf ihre Pulsdauer, Polarität und/oder Stromstärke des Erodierstromes unabhängig voneinander verändert werden kann, lässt sich der Anteil an erhaltenen Partikeln gleichwohl entsprechend deren gewünschter Zusammensetzung steuern, wie es aus dem eingangs geschilderten Stand der Technik als solches bekannt ist. Dabei besteht ein Vorteil dieser Ausführungsvariante insbesondere darin, dass zusätzlich zu der Verlagerung der ersten Elektrode auf die zweite und dritte Elektrode zu bzw. von diesen fort keine zusätzliche Verlagerungsrichtung der Elektroden erforderlich ist, so dass zur Durchführung dieser Verfahrensvariante eine herkömmliche Funkenerodiervorrichtung z.B. auf einfache Weise dadurch umgerüstet werden kann, indem die dritte Elektrode mechanisch starr, aber elektrisch isoliert an der zweiten Elektrode befestigt und mittels eines zusätzlichen Pulsgenerators an die weitere erste Elektrode angeschlossen wird.
  • Bei einer hierfür geeigneten Erodiervorrichtung kann folglich vorgesehen sein, dass der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode jeweils eine erste Elektrode zugeordnet ist und einerseits eine der ersten Elektroden und die wenigstens eine zweite Elektrode, andererseits eine weitere der ersten Elektroden und die wenigstens eine dritte Elektrode jeweils an einen separaten elektrischen Pulsgenerator anschließbar sind, wobei die Verlagerungseinrichtung zum gemeinsamen Bewegen der ersten Elektroden auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite und wenigstens eine dritte Elektrode zu und von dieser fort ausgebildet ist, um elektrische Funkenentladungen zu erzeugen, und wobei jeder Pulsgenerator ferner hinsichtlich der Pulsdauer und/oder der Polarität der elektrischen Spannung und/oder der Stromstärke des Erodierstromes unabhängig voneinander steuerbar ist.
  • Wie bereits angedeutet, kann es sich in diesem Zusammenhang von Vorteil erweisen, wenn die wenigstens eine zweite Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode, insbesondere mechanisch, starr miteinander verbunden, aber elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Darüber hinaus macht es das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich grundsätzlich möglich, dass die Partikelgröße der erzeugten Partikel aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode sowie der wenigstens einen zweiten Elektrode und der wenigstens einen dritten Elektrode durch Verändern wenigstens eines Parameters aus der Gruppe
    • Pulsdauer der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten und dritten Elektrode,
    • elektrische Stromstärke des Erodierstromes zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode und der wenigstens einen zweiten und dritten Elektrode, und
    • Frequenz und/oder Amplitude einer Schwingung, insbesondere im Ultraschallbereich, mit welcher zumindest eine der Elektroden beaufschlagt wird,
    gesteuert wird. Während die beiden ersten Alternativen aus dem eingangs geschilderten Stand der Technik als solche bekannt sind, kann ferner die erste Elektrode und/oder die zweite bzw. dritte Elektrode (oder weitere Elektroden) mit Schwingungen, vorzugsweise im Ultraschallbereich, beaufschlagt werden, das zu größeren mittleren Partikelgrößen der aus dem jeweiligen Elektrodenmaterial erzeugten Partikel sowie zu einer breiteren Partikelgrößenverteilung führt.
  • Bei einer entsprechenden Erodiervorrichtung kann demnach vorgesehen sein, dass wenigstens einer der ersten, zweiten und dritten Elektroden eine Schwingungserzeugungseinrichtung zugeordnet ist, welche hinsichtlich der Frequenz und/oder der Amplitude der erzeugten Schwingung steuerbar ist, wobei die Schwingungserzeugungseinrichtung insbesondere wenigstens eine Sonotrode zur Erzeugung von Schwingungen im Ultraschallbereich aufweist.
  • Entgegen der Lehre der weiter oben zitierten DE 11 2004 001 663 T5 wird die wenigstens eine erste Elektrode zur Erzeugung von Funkenentladungen zweckmäßigerweise nicht mit der wenigstens einen zweiten und mit der wenigstens einen dritten Elektrode in Kontakt gebracht wird, sondern stets in einem zur Erzeugung der Funkenentladungen geeigneten Abstand gehalten, um für die erfindungsgemäße Verlagerung der Elektroden relativ zueinander zu sorgen und keine allenfalls nur schwer reproduzierbare Kontaktentladungen zu verursachen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass
    • als Dielektrikum ein verflüssigtes Gas oder ein überkritisches Fluid eingesetzt wird und die erzeugten Partikel durch Expandieren des überkritischen Fluides oder des verflüssigten Gases und Überführen desselben in den gasförmigen Zustand von diesem abgetrennt werden; oder
    • ein flüssiges Dielektrikum eingesetzt wird und die erzeugten Partikel mechanisch, magnetisch und/oder mittels Trocknung von diesem abgetrennt werden.
  • Als Dielektrikum kommen folglich einerseits grundsätzlich beliebige bekannte, insbesondere flüssige Dielektrika, wie deionisiertes Wasser, Öl oder dergleichen, in Betracht, wie sie aus dem Stand der Technik herkömmlicher Funkenerodierverfahren bekannt sind, wobei die Abtrennung der erzeugten Partikel aus dem Dielektrikum mittels beliebiger bekannter Trennverfahren geschehen kann, wie unter anderem mittels der aus der DE 11 2004 001 663 T5 bekannten Trennverfahren des Sedimentierens der Partikel in dem Dielektrikum, des Klassierens bzw. Siebens oder Filterns der Partikel aus dem Dielektrikum oder der magnetischen Abscheidung, aber auch z.B. durch Zentrifugieren der erhaltenen Partikel, Verdampfen des Dielektrikums von den Partikeln bzw. Trocknen der Partikel. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch auch vorgesehen sein, dass als Dielektrikum ein verflüssigtes Gas oder ein überkritisches Fluid eingesetzt wird und die erzeugten Partikel durch Expandieren des überkritischen Fluides oder des verflüssigten Gases und Überführen desselben in den gasförmigen Zustand von diesem abgetrennt werden, was eine einfache und schnelle sowie insbesondere rückstandsfreie Abtrennung der Partikel aus dem Dielektrikum ermöglicht. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass sich die Verwendung eines solchen Dielektrikums in Form überkritischer Fluide oder verflüssigter Gase nicht nur für das erfindungsgemäße Verfahren als vorteilhaft erweisen kann, sondern sich grundsätzlich für beliebige, zur Herstellung von Partikeln eingesetzte Funkenerodierverfahren anbietet einschließlich der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren mit nur einer ersten und einer zweiten Elektrode, wie es beispielsweise die vorgenannte DE 11 2004 001 663 T5 offenbart. Die Separiereinrichtung der erfindungsgemäßen Erodiervorrichtung dient hierbei zur Gewinnung der anlässlich der Funkenentladungen erzeugten Partikel aus dem sowohl zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine zweite Elektrode als auch zwischen die wenigstens eine erste Elektrode und die wenigstens eine dritte Elektrode eingebrachten fluiden Dielektrikum, um für eine einfache Trennung der erhaltenen Partikel von dem Dielektrikum zu sorgen.
  • In bevorzugter Ausgestaltung kann hierbei vorgesehen sein, dass die Separiereinrichtung im Falle eines als vorteilhaft erachteten Dielektrikums in Form überkritischer Fluide oder verflüssigter Gase
    • einen Expansionsbehälter aufweist, welcher zur Entspannung eines als Dielektrikum eingesetzten verflüssigten Gases oder eines überkritischen Fluides geeignet ist, um die erzeugten Partikel durch Expandieren des überkritischen Fluides oder des verflüssigten Gases und Überführen desselben in den gasförmigen Zustand von diesem abzutrennen,
      wohingegen sie im Falle des Einsatzes herkömmlicher, insbesondere flüssiger, Dielektrika beispielsweise
    • eine mechanische Klassiereinrichtung, insbesondere in Form eines Siebs, eines Filters, einer Zentrifuge oder eines Sedimenters;
    • einen Verdampfer oder Trockner; und/oder
    • einen Magnetabscheider
    aufweisen kann. In Bezug auf den zur Entspannung eines als Dielektrikum eingesetzten verflüssigten Gases oder überkritischen Fluides vorzugsweise vorgesehenen Expansionsbehälter gilt das oben in Bezug auf eine Eignung auch für bekannte, zur Herstellung von Partikeln eingesetzte Erodierverfahren gemäß dem Stand der Technik gesagte.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion;
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht einer demgegenüber abgewandelten Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Erodiervorrichtung gemäß Fig. 1;
    Fig. 3
    eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion; und
    Fig. 4
    ein exemplarisches Schaubild zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Abtragsrate zweier Elektrodenmaterialien - hier: Kupfer (Cu) und Eisen (Fe) - bei der Funkenerosion in Abhängigkeit der Pulsdauer der an die Elektroden angelegten Spannung bei einem konstanten Erodierstrom.
  • Die in der Fig. 1 schematisch wiedergegebene Erodiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsvariante umfasst einerseits eine erste, z.B. - wenngleich nicht notwendigerweise - etwa kreiszylindrische Elektrode 1 aus einem ersten Metallwerkstoff, andererseits ein Elektrodenarray EA, welches aus einer zweiten Elektrode 2 aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff und einer dritten Elektrode 3 aus einem sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Metallwerkstoff verschiedenen dritten Metallwerkstoff gebildet ist, welche elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Die zweite 2 und dritte Elektrode 3 können beispielsweise - wenngleich nicht notwendigerweise - einen etwa rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzen und an einer ihrer Rechteck- bzw. Quadratseiten aneinander angrenzen. Die Erodiervorrichtung umfasst ferner einen elektrischen Pulsgenerator 6 zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen einerseits der ersten Elektrode 1, andererseits der zweiten 2 und dritten Elektrode 3 des Elektrodenarrays, wobei sowohl die erste Elektrode 1 als auch das Elektrodenarray EA zu diesem Zweck elektrisch an den Pulsgenerator 6 angeschlossen sind. Darüber hinaus umfasst die Erodiervorrichtung eine nicht im Einzelnen zeichnerisch wiedergegebene Verlagerungseinrichtung, welche im vorliegenden Fall beispielsweise zum Bewegen der ersten Elektrode 1 in Bezug auf das Elektrodenarray EA aus der zweiten 2 und dritte Elektrode 3 ausgebildet ist, während letzteres beim vorliegenden Ausführungsbeispiel stationär angeordnet ist, indem es beispielsweise auf einem Träger fixiert worden ist. Die Verlagerungseinrichtung vermag einerseits, wie es als solches bei herkömmlichen Erodiermaschinen bekannt ist, die erste Elektrode 1 in gesteuerter Weise in Richtung des Pfeils P1 auf das Elektrodenarray EA der zweiten 2 und dritten Elektrode 3 zu und von diesem fort zu bewegen, um hierzwischen elektrische Funkenentladungen F zu erzeugen. Darüber hinaus vermag die Verlagerungseinrichtung die erste Elektrode 1 in gesteuerter Weise nach Art einer Schwerbewegung in eine hierzu senkrechte Richtung gemäß dem Pfeil P2 zu verlagern, so dass die erste Elektrode 1 etwa parallel zu der der ihr zugewandten Fläche des Elektrodenarrays EA aus der zweiten 2 und dritten Elektrode 3 bewegt wird. Letztere Verlagerung in Richtung des Pfeils P2 vollzieht sich dabei zweckmäßigerweise im Wesentlichen senkrecht zu der Grenzlinie, entlang welcher die zweite Elektrode 2 an die dritte Elektrode 3 anstößt. Zur Verlagerung der ersten Elektrode 1 sowohl in Richtung des Pfeils P1 als auch in Richtung des Pfeils P1 dient beispielsweise eine programmtechnisch eingerichtete Steuereinrichtung (nicht dargestellt).
  • Der elektrische Pulsgenerator 6 ist hinsichtlich der Pulsdauer der elektrischen Spannung, der Polarität der elektrischen Spannung und der elektrischen Stromstärke des Erodierstromes steuerbar, was gleichfalls zweckmäßigerweise mittels der Steuereinrichtung geschieht. Darüber hinaus können der ersten Elektrode 1 und/oder dem Elektrodenarray EA aus der zweiten 2 und dritten Elektrode 3 Schwingungserzeugungseinrichtungen (nicht gezeigt), wie beispielsweise Sonotroden zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, zugeordnet sein, um die jeweilige(n) Elektrode(n) 1, 2, 3 gesteuert in Schwingungen zu versetzen, deren Frequenz und/oder Amplitude vorzugsweise veränderbar ist.
  • Zumindest der zwischen der ersten Elektrode 1 und dem Elektrodenarray EA aus der zweiten 2 und dritten Elektrode 3 gebildete Zwischenraum ist mit einem fluiden Dielektrikum befüllt, bei welchem es sich z.B. um bekannte flüssige Dielektrika, wie deionisiertes Wasser, Öl oder dergleichen oder insbesondere auch um verflüssigte Gase oder überkritische Fluide handeln kann, welche zweckmäßigerweise chemisch inert sind, wie beispielsweise Kohlendioxid, Stickstoff, Argon oder dergleichen. Eine nicht zeichnerisch dargestellte Separiereinrichtung dient zur Gewinnung der durch die anlässlich der Funkenentladungen F zwischen der ersten 1 und der zweiten Elektrode 2 und/oder zwischen der ersten 1 und der dritten Elektrode 3 erzeugten Partikel 7, indem letztere aus dem Dielektrikum abgetrennt werden können. Besteht letzteres aus einer Flüssigkeit, so kann die Separiereinrichtung beispielsweise ein Sieb oder Filter, eine Zentrifuge, ein Absetzgefäß oder einen Magneten umfassen. Besteht das Dielektrikum aus einem Flüssiggas oder aus einem überkritischen Fluid, so umfasst die Separiereinrichtung zweckmäßigerweise einen Expansionsbehälter, welcher zur Entspannung des Dielektrikums dient, um dieses in die Gasphase zu überführen und auf diese Weise die erzeugten Partikel einfach und schnell abzutrennen.
  • Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Erodiervorrichtung, bei der identische und wirkungsgleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind, unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 1 dadurch, dass das Elektrodenarray EA mehr als zwei zweite bzw. dritte Elektroden 2, 3 umfasst, wobei es im vorliegenden Fall eine zweite 2, eine dritte 3, eine vierte 4 und eine fünfte Elektrode 5 aufweist, welche jeweils aus verschiedenen Metallwerkstoffen gefertigt sind. Die Elektroden 2, 3, 4, 5 besitzen jeweils beispielsweise eine der Fig. 1 etwa entsprechende Form und grenzen an einem zentralen Punkt Z aneinander an. Um die erste Elektrode 1 etwa parallel zu der ihr zugewandten Fläche des Elektrodenarrays EA der zweiten 2, dritten 3, vierten 4 und fünfte Elektrode 5 zu bewegen, ist die erste Elektrode entlang einer sich parallel zu dieser Fläche erstreckenden Ebene verlagerbar, und zwar sowohl in Richtung des Pfeils P2 als auch in Richtung des Pfeils P3. Die Verlagerungsrichtungen gemäß den Pfeilen P2 und P3 erstrecken sich dabei vorzugsweise jeweils senkrecht zu den Grenzlinien, entlang welchen einerseits die zweite Elektrode 2 an die vierte Elektrode 4 und die dritte Elektrode 3 an die fünfte Elektrode 5 anstößt und entlang welchen andererseits die zweite Elektrode 2 an die dritte Elektrode 3 und die vierte Elektrode 4 an die fünfte Elektrode 5 anstößt.
  • Infolge der herkömmlichen Verlagerung der ersten Elektrode 1 auf das Elektrodenarray EA zu bzw. von diesem fort in Richtung des Pfeils P2 sowie insbesondere entlang derselben in Richtung des Pfeils P2 (Fig. 1) und gegebenenfalls des Pfeils P2 (Fig. 2) lässt sich die Zusammensetzung der erhaltenen Partikel bei der Funkenerosion in einfacher Weise steuern, wobei jeweilige Partikel einerseits aus dem Metallwerkstoff der ersten Elektrode 1, andererseits aus dem Metallwerkstoff der jeweiligen zweiten 2 und dritten Elektrode 3 (Fig. 1) sowie gegebenenfalls der vierten 4 und fünften Elektrode 5 (Fig. 2) erzeugt werden können, je nach dem, an welcher Position sich die erste Elektrode 1 in Bezug auf das Elektrodenarray EA gerade befindet bzw. zwischen welcher oder welchen Elektroden des Elektrodenarrays EA die Funkenerosion gegenüber der ersten Elektrode 1 stattfindet. Darüber hinaus ist es durch fortwährendes Bewegen der ersten Elektrode 1 in Richtung des Pfeils P2 (Fig. 1) und gegebenenfalls in Richtung des Pfeils P3 (Fig. 2) möglich, zeitlich veränderliche Zusammensetzungen von Partikeln zu erzeugen, welche z.B. in einem Folgeprozess, wie beispielsweise Laserauftragsschweißen oder dergleichen, zum Aufbau eines Gradientenwerkstoffes genutzt werden können.
  • Die weiteren, vorzugsweise steuerbaren Verfahrensparameter der Funkenerosion sind einschließlich ihrer Wirkungen im Übrigen nochmals in der nachfolgenden Tabelle stichpunktartig zusammengefasst: Tabelle 1: Zielgröße (Spalte 1), Verfahrensparameter (Spalte 2) und Wirkung (Spalte 3) zur Steuerung eines Verfahrens zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion.
    Legierungszusammensetzung der erzeugten Partikel - Elektrodenmaterialien Mögliche Partikelbestandteile
    - Anteil überfahrene Fläche des Legierungsmetalls der jeweiligen Elektrode Der Anteil eines Legierungsmetalls steigt proportional mit dem Anteil der während des Prozesses überfahrenen Fläche
    - Pulsdauer Polarität und Pulsdauer führen zu jeweils unterschiedlichen Abtragsraten an Anode und Kathode (vgl. auch Fig. 4)
    - Polarität
    Mittlere Partikelgröße - Erodierstrom Höhere Erodierströme, längere Pulsdauern und eine dem Prozess überlagerte Ultraschallbewegung führen jeweils zu größeren mittleren Partikelgrößen
    - Pulsdauer
    - Ultraschallbewegung
    Partikelgrößenverteilung - Ultraschall Dem Prozess überlagerte (Ultraschall-) Bewegungen führen zu einer breiteren Partikelgrößenverteilung
    - überlagerte Bewegung (z.B. Rotation)
  • Bei der in der Fig. 3 schematisch wiedergegebenen zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Erodiervorrichtung zur Herstellung von Partikeln mittels Funkenerosion sind identische und wirkungsgleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen. Die in der Fig. 3 gezeigte Erodiervorrichtung umfasst dabei einerseits zwei, z.B. - wenngleich nicht notwendigerweise - etwa kreiszylindrische erste Elektroden 1a, 1b aus einem ersten Metallwerkstoff, andererseits eine zweite Elektrode 2 aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff und eine dritte Elektrode 3 aus einem sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Metallwerkstoff verschiedenen dritten Metallmetallwerkstoff, welche jeweils einer ersten Elektrode la bzw. 1b zugeordnet sind. Die zweite 2 und dritte Elektrode 3 können wiederum beispielsweise einen etwa rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzen, aber auch eine beliebige andersartige Form aufweisen. Die ersten Elektroden 1a, 1b sind in mechanischer Weise starr miteinander verbunden, wie dies mit dem Bezugszeichen 8 angedeutet ist, aber elektrisch voneinander isoliert. Die Erodiervorrichtung umfasst ferner je einen elektrischen Pulsgenerator 6a, 6b zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung einerseits zwischen der ersten Elektrode la und der zweiten Elektrode 2, andererseits zwischen der ersten Elektrode 1b und der dritten Elektrode 3. Zu diesem Zweck sind zum Einen sowohl die erste Elektrode 1a als auch die zweite Elektrode 2 an den Pulsgenerator 6a angeschlossen, während zum Anderen sowohl die erste Elektrode 1b als auch die dritte Elektrode 3 an den Pulsgenerator 6b angeschlossen sind. Darüber hinaus umfasst die Erodiervorrichtung eine nicht im Einzelnen zeichnerisch wiedergegebene Verlagerungseinrichtung, welche im vorliegenden Fall beispielsweise zum gemeinsamen Bewegen der ersten Elektroden 1a, 1b in Bezug auf die zweite 2 bzw. dritte Elektrode 3 ausgebildet ist, während letztere beim vorliegenden Ausführungsbeispiel stationär angeordnet sind, indem sie beispielsweise auf einem Träger fixiert worden sind. Die Verlagerungseinrichtung vermag dabei, wie es als solches bei herkömmlichen Erodiermaschinen bekannt ist, die ersten Elektroden 1a, 1b in gesteuerter Weise gemeinsam in Richtung des Pfeils P1 auf die zweite 2 bzw. dritte Elektrode 3 zu und von diesen fort zu bewegen, um einerseits zwischen der ersten Elektrode la und der zweiten Elektrode 2, andererseits zwischen der ersten Elektrode 1b und der dritten Elektrode 3 elektrische Funkenentladungen F zu erzeugen. Zu dieser gemeinsamen Verlagerung der beiden ersten Elektroden 1a, ab in Richtung des Pfeils P1 dient beispielsweise eine programmtechnisch eingerichtete Steuereinrichtung (nicht dargestellt).
  • Beide elektrischen Pulsgeneratoren 6a, 6b sind hinsichtlich der Pulsdauer der elektrischen Spannung, der Polarität der elektrischen Spannung und der elektrischen Stromstärke des Erodierstromes steuerbar, was gleichfalls zweckmäßigerweise mittels der Steuereinrichtung geschieht. Darüber hinaus können den ersten Elektroden 1a, 1b und/oder der zweiten 2 und/oder dritten Elektrode 3 wiederum Schwingungserzeugungseinrichtungen (nicht gezeigt), wie beispielsweise Sonotroden zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, zugeordnet sein, um die jeweilige(n) Elektrode(n) 1a, 1b, 2, 3 gesteuert in Schwingungen zu versetzen, deren Frequenz und/oder Amplitude vorzugsweise veränderbar ist.
  • Zumindest der zwischen den ersten Elektroden 1a, 1b und der zweiten 2 bzw. dritten Elektrode 3 gebildete Zwischenraum ist wiederum mit einem fluiden Dielektrikum befüllt, bei welchem es sich z.B. um bekannte flüssige Dielektrika, wie deionisiertes Wasser, Öl oder dergleichen oder insbesondere auch um verflüssigte Gase oder überkritische Fluide handeln kann, wie vorzugsweise um solche der oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 exemplarisch genannten Art. Eine nicht zeichnerisch dargestellte Separiereinrichtung dient in entsprechender Weise wie bei der Erodiervorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 zur Gewinnung der durch die anlässlich der Funkenentladungen F zwischen der jeweiligen ersten Elektrode 1a bzw. 1b und der zweiten Elektrode 2 bzw. der dritten Elektrode 3 erzeugten Partikel 7, indem letztere aus dem Dielektrikum abgetrennt werden können. In Bezug auf mögliche Ausgestaltungen der Separiereinrichtungen gilt das oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 gesagte.
  • Infolge der gemeinsamen Verlagerung der beiden ersten Elektroden 1a, 1b auf die zweite 2 bzw. dritte Elektrode 3 zu bzw. von diesen fort in Richtung des Pfeils P1 sowie der Steuerung der Pulsgeneratoren 6a, 6b hinsichtlich der vorgenannten Verfahrensparameter unabhängig voneinander lässt sich die Zusammensetzung der erhaltenen Partikel bei der Funkenerosion in einfacher Weise steuern, wobei jeweils Partikel einerseits aus dem Metallwerkstoff der ersten Elektroden 1a, 1b, andererseits aus dem Metallwerkstoff der zweiten 2 und/oder dritten Elektrode 3 erzeugt werden können (bis hin zu einem Anteil an Partikeln aus dem Material der zweiten Elektrode 2 bzw. der dritten Elektrode 3 von praktisch null, sofern der jeweilige Pulsgenerator 6a, 6b innerhalb eines Parameterintervalls betrieben wird, bei welchem der Metallwerkstoff des jeweiligen Elektrodenmaterials keinen Abtrag erfährt), je nach dem, unter welchem Abstand die ersten Elektroden 1a, 1b von der zweiten 2 bzw. dritten Elektrode 3 angeordnet sind und welche Verfahrensparameter an dem jeweiligen Pulsgenerator 6a, 6b eingestellt worden sind. Darüber hinaus ist es durch fortwährendes Bewegen der ersten Elektroden 1a, 1b in Richtung des Pfeils P1 und/oder fortwährendes Verändern der Verfahrensparameter zumindest eines der Pulsgeneratoren 6a, 6b möglich, zeitlich veränderliche Zusammensetzungen von Partikeln zu erzeugen, welche z.B. in einem Folgeprozess, wie beispielsweise Laserauftragsschweißen oder dergleichen, zum Aufbau eines Gradientenwerkstoffes genutzt werden können.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung von Partikeln (7) mittels Funkenerosion, umfassend die folgenden Schritte:
    - Bereitstellen wenigstens einer ersten Elektrode (1; 1a, lb), welche wenigstens ein erstes Metall enthält;
    - Bereitstellen wenigstens einer zweiten Elektrode (2), welche wenigstens ein zweites Metall enthält;
    - Anordnen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) in einem fluiden Dielektrikum;
    - Anlegen einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) und die wenigstens eine zweite Elektrode (2);
    - Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) aufeinander zu und Erzeugen von elektrischen Funkenentladungen (F) zwischen denselben; und
    - Gewinnen der anlässlich der Funkenentladungen (F) erzeugten Partikel (7) aus den Materialien der ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der zweiten Elektrode (2), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
    - Bereitstellen wenigstens einer dritten Elektrode (3, 4, 5), welche wenigstens ein drittes Metall enthält;
    - Anordnen der dritten Elektrode (3, 4, 5) in dem Dielektrikum;
    - Anlegen einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5);
    - Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) aufeinander zu und Erzeugen von elektrischen Funkenentladungen (F) zwischen denselben; und
    - Gewinnen der anlässlich der Funkenentladungen (F) erzeugten Partikel (7) aus den Materialien der ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der dritten Elektrode (3, 4, 5),
    wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b), der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) erzeugten Partikel (7) durch Verlagern der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) in Bezug auf die wenigstens eine zweite Elektrode (2) sowie in Bezug auf die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, lb), der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) erzeugten Partikel ferner durch Verändern wenigstens eines Parameters aus der Gruppe
    - Pulsdauer der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten (2) und dritten Elektrode (3, 4, 5),
    - Polarität der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten (2) und dritten Elektrode (3, 4, 5), und
    - elektrische Stromstärke des Erodierstromes zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten (2) und dritten Elektrode (3, 4, 5)
    gesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Elektrode (2) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) zu einem Elektrodenarray (EA) elektrisch leitfähig miteinander verbunden werden und die gepulste elektrische Spannung zwischen die wenigstens eine erste Elektrode (1) und das Elektrodenarray (EA) aus der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) angelegt wird, wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode (1), der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) erzeugten Partikel (7) durch Verlagern der wenigstens einen ersten Elektrode (1) im Wesentlichen parallel zu der der wenigstens einen ersten Elektrode (1) zugewandten Fläche des Elektrodenarrays (EA) aus der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) gesteuert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3) jeweils eine erste Elektrode (1a, 1b) zugeordnet und einerseits zwischen einer (1a) der ersten Elektroden (1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten Elektrode (2), andererseits zwischen einer weiteren (1b) der ersten Elektroden (1a, 1b) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3) jeweils eine gepulste elektrische Spannung angelegt wird, wobei die ersten Elektroden (1a, 1b) gemeinsam auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite (2) und wenigstens eine dritte Elektrode (3) zu bewegt werden, um elektrische Funkenentladungen (F) zu erzeugen, und wobei der Anteil der aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode (1a, lb), der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3) erzeugten Partikel (P) einerseits
    - durch gemeinsames Verlagern der ersten Elektroden (1a, 1b) auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite (2) und dritte Elektrode (3) zu bzw. von dieser fort, andererseits
    - durch Verändern der Pulsdauer und/oder der Polarität der elektrischen Spannung und/oder der Stromstärke des Erodierstromes zwischen jeweils einer ersten Elektrode (1a, 1b) und der ihr zugeordneten zweiten (2) und dritten Elektrode (3) unabhängig voneinander gesteuert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße der erzeugten Partikel (7) aus dem Material der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) sowie der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) durch Verändern wenigstens eines Parameters aus der Gruppe
    - Pulsdauer der elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten (2) und dritten Elektrode (3, 4, 5),
    - elektrische Stromstärke des Erodierstromes zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten (2) und dritten Elektrode (3, 4, 5), und
    - Frequenz und/oder Amplitude einer Schwingung, insbesondere im Ultraschallbereich, mit welcher zumindest eine der Elektroden (1; 1a, 1b; 2; 3, 4, 5) beaufschlagt wird,
    gesteuert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) zur Erzeugung von Funkenentladungen (F) nicht mit der wenigstens einen zweiten (2) und mit der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) in Kontakt gebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    - als Dielektrikum ein verflüssigtes Gas oder ein überkritisches Fluid eingesetzt wird und die erzeugten Partikel (7) durch Expandieren des überkritischen Fluides oder des verflüssigten Gases und Überführen desselben in den gasförmigen Zustand von diesem abgetrennt werden; oder
    - ein flüssiges Dielektrikum eingesetzt wird und die erzeugten Partikel mechanisch, magnetisch und/oder mittels Trocknung von diesem abgetrennt werden.
  8. Erodiervorrichtung zur Herstellung von Partikeln (7) mittels Funkenerosion, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend:
    - wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b), welche wenigstens ein erstes Metall enthält;
    - wenigstens eine zweite Elektrode (2), welche wenigstens ein zweites Metall enthält;
    - wenigstens einen elektrischen Pulsgenerator (6) zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung, an welchen die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) und die wenigstens eine zweite Elektrode (2) anschließbar sind; und
    - eine Verlagerungseinrichtung zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) aufeinander zu, um zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) elektrische Funkenentladungen (F) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Erodiervorrichtung wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) umfasst, welche wenigstens ein sowohl von dem ersten Metall der ersten Elektrode (1; 1a, 1b) als auch von dem hiervon verschiedenen, zweiten Metall der zweiten Elektrode (2) verschiedenes, drittes Metall enthält;
    - die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) an wenigstens einen elektrischen Pulsgenerator (6; 6a, 6b) zur Erzeugung einer gepulsten elektrischen Spannung zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) anschließbar ist; und
    - die Verlagerungseinrichtung ferner zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) aufeinander zu ausgebildet ist, um zwischen der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) elektrische Funkenentladungen (F) zu erzeugen,
    - wobei die Verlagerungseinrichtung bezüglich einer Verlagerung der wenigstens einen ersten Elektrode (1; 1a, 1b) in Bezug auf die wenigstens eine zweite Elektrode (2) sowie in Bezug auf die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) steuerbar ist, und wobei
    - die Erodiervorrichtung ferner eine Separiereinrichtung zur Gewinnung der anlässlich der Funkenentladungen (F) erzeugten Partikel (7) aus einem sowohl zwischen die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) und die wenigstens eine zweite Elektrode (2) als auch zwischen die wenigstens eine erste Elektrode (1; 1a, 1b) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) eingebrachten fluiden Dielektrikum aufweist.
  9. Erodiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektrische Pulsgenerator (6; 6a, 6b) ferner hinsichtlich
    - der Pulsdauer der elektrischen Spannung, und/oder
    - der Polarität der elektrischen Spannung, und/oder
    - der elektrische Stromstärke des Erodierstromes steuerbar ist.
  10. Erodiervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Elektrode (2) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3, 4, 5) zu einem Elektrodenarray (EA) elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind und der elektrische Pulsgenerator (6) einerseits an die wenigstens eine erste Elektrode (1), andererseits an das Elektrodenarray (EA) aus der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) anschließbar ist, wobei die Verlagerungseinrichtung zum Bewegen der wenigstens einen ersten Elektrode (1) im Wesentlichen parallel zu der der wenigstens einen ersten Elektrode (1) zugewandten Fläche des Elektrodenarrays (EA) aus der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3, 4, 5) ausgebildet ist.
  11. Erodiervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen zweiten Elektrode (2) und der wenigstens einen dritten Elektrode (3) jeweils eine erste Elektrode (1a, 1b) zugeordnet ist und einerseits eine (1a) der ersten Elektroden (1a, 1b) und die wenigstens eine zweite Elektrode (2), andererseits eine weitere (1b) der ersten Elektroden (1a, 1b) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3) jeweils an einen separaten elektrischen Pulsgenerator (6a, 6b) anschließbar sind, wobei die Verlagerungseinrichtung zum gemeinsamen Bewegen der ersten Elektroden (1a, 1b) auf die jeweilige, ihr zugeordnete, wenigstens eine zweite (2) und wenigstens eine dritte Elektrode (3) zu und von dieser fort ausgebildet ist, um elektrische Funkenentladungen (F) zu erzeugen, und wobei jeder Pulsgenerator (6a, 6b) ferner hinsichtlich der Pulsdauer und/oder der Polarität der elektrischen Spannung und/oder der Stromstärke des Erodierstromes unabhängig voneinander steuerbar ist.
  12. Erodiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Elektrode (2) und die wenigstens eine dritte Elektrode (3), insbesondere mechanisch, starr miteinander verbunden, aber elektrisch voneinander isoliert sind.
  13. Erodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der ersten (1; 1a, 1b), zweiten (2) und dritten Elektroden (3, 4, 5) eine Schwingungserzeugungseinrichtung zugeordnet ist, welche hinsichtlich der Frequenz und/oder der Amplitude der erzeugten Schwingung steuerbar ist, wobei die Schwingungserzeugungseinrichtung insbesondere wenigstens eine Sonotrode zur Erzeugung von Schwingungen im Ultraschallbereich aufweist.
  14. Erodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Separiereinrichtung
    - einen Expansionsbehälter, welcher zur Entspannung eines als Dielektrikum eingesetzten verflüssigten Gases oder eines überkritischen Fluides geeignet ist, um die erzeugten Partikel (7) durch Expandieren des überkritischen Fluides oder des verflüssigten Gases und Überführen desselben in den gasförmigen Zustand von diesem abzutrennen;
    - eine mechanische Klassiereinrichtung, insbesondere in Form eines Siebs, eines Filters, einer Zentrifuge oder eines Sedimenters;
    - einen Verdampfer oder Trockner; und/oder
    - einen Magnetabscheider
    aufweist.
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