WO2009052841A1 - Verfahren zur funkenerosiven bearbeitung mittels separater zufuhr des dielektrikums und vorrichtung dafür - Google Patents

Verfahren zur funkenerosiven bearbeitung mittels separater zufuhr des dielektrikums und vorrichtung dafür Download PDF

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WO2009052841A1
WO2009052841A1 PCT/EP2007/009141 EP2007009141W WO2009052841A1 WO 2009052841 A1 WO2009052841 A1 WO 2009052841A1 EP 2007009141 W EP2007009141 W EP 2007009141W WO 2009052841 A1 WO2009052841 A1 WO 2009052841A1
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dielectric
component
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dielectric fluid
electrode
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PCT/EP2007/009141
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Tim HÖSEL
Ulrich Laudien
Holger Reinecke
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Siemens Aktiengesellschaft
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
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Publication date
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
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    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/10—Supply or regeneration of working media
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    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14—Making holes

Definitions

  • the invention relates to a method for spark erosive machining by means of separate supply of the dielectric and a device therefor.
  • Spark erosive machining methods for electrically non-conductive materials are known in the art. You will u. a. used to create holes in components provided with a ceramic coating. For example, with turbine blades that have a ceramic thermal insulation layer on a metallic base body, cooling air bores are created by spark erosion.
  • the rate of deposition depends largely on the composition of the dielectric fluid.
  • the same dielectric fluids are generally used for EDM machining of non-conductive materials which are also used for metals. These are, for example, kerosene or other hydrocarbons, which are also problematic because they are harmful and combustible. For this reason, special precautions must be taken to prevent the ignition of the dielectric fluid.
  • the object of the present invention is to provide a special method for EDM machining of an electrically non-conductive material, which contributes to an acceleration of the machining and a corresponding device therefor.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 14.
  • Figure 1 shows an arrangement for the implementation of the
  • FIG. 2 shows the arrangement of FIG. 1 during the processing according to the prior art, gas turbine,
  • FIG. 7 shows in perspective a turbine blade and FIG. 8 shows in perspective a combustion chamber
  • FIG. 9 shows a list of superalloys.
  • FIG. 1 shows an arrangement according to the prior art for the electrical discharge machining of electrically non-conductive materials, here in the form of a layer 1 on a metallic substrate 21, the 1 has a ceramic.
  • an electrically conductive substance is preferably applied in the form of a graphite layer as an assistant electrode 2.
  • an organic compound or a metal such as zirconium may be used as the electrically conductive substance.
  • the assistant electrode 2 and an EDM working electrode 4 are electrically connected (lines 30) to a generator 3, which applies a suitable voltage to the electrodes 2, 4.
  • the two electrodes 2, 4 are immersed in a dielectric liquid 11. This contains water as
  • Main component and additionally glucose as dissolved monosaccharide can be suspended or mixtures of various carbonaceous Substances are used.
  • micro- and / or nanoparticles of electrically conductive substances may also be contained in the liquid 11.
  • the graphite layer is applied as an assistant electrode 2 to the surface of the component 1 to be processed, which is then electrically connected to the generator 3 together with the EDM working electrode 4. Subsequently, the component 1 and at least the lower part of the working electrode 4 is immersed in the dielectric liquid 11. After the working electrode 4 has been brought into close proximity to the graphite layer 2 and a suitable voltage has been applied to the two electrodes 2, 4, there is an electrical contact in the form of a spark strike between the electrodes 2, 4, wherein the assistant electrode 2 and the ceramic material of the component 1 is evaporated on an end face 18 of the processing area and thus removed to form an opening 8.
  • the spark discharge simultaneously cracks the glucose dissolved in the dielectric liquid 11, and the resulting cracking products deposit in the form of a conductive layer 7 on the component 1, replacing the assistant electrode, causing it to spark in a continuation of the process between the deposited layer 7 and the working electrode and as a result the deposited layer 7 and the ceramic material of the component 1 are further removed, wherein the ablated areas of the layer 7 are continuously refilled by the cracking products.
  • FIG. 3 shows an arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention for spark erosive machining of electrically nonconducting materials, here in the form of a layer 1 comprising a ceramic, in particular consisting thereof, which in particular contains zirconium oxide.
  • the electrically non-conductive material is a bulk component.
  • the invention will be explained by way of example only with reference to a layer 1.
  • This preferably represents a ceramic layer 1 on a metallic substrate 21, preferably of a superalloy from FIG. 9.
  • the component may be part of a turbine 100 (FIG. 6) or a combustion chamber (FIG. 8), e.g. a runner 120 ( Figures 6, 7) or vane 130 ( Figures 6, 7).
  • an electrically conductive substance preferably in the form of a graphite layer, is applied as an assistant electrode 2 on the layer 1.
  • an organic compound or a metal such as zirconium may be used as the electrically conductive substance.
  • the dielectric 11 is preferably supplied by means of a separate nozzle 9 in the region of the machining 6, ie in the direction of the gap 27 between the EDM electrode 4 and already produced or produced hole 8.
  • the dielectric 11 is thus supplied from the outside.
  • the dielectric 11 is supplied via an inner channel 12 within the EDM electrode 4, so that the dielectric 11 is preferably supplied at the end face 18 of the hole 8 to be produced and laterally through the gap 27 in the direction of the corresponding feed pressure in the inner channel 12 the outer surface 24 of the layer 1 is pushed out.
  • the dielectric 11 is thus preferably supplied in the direction of the end face 18 of the electrode 4 and penetrates laterally of the column 27 between the electrode 4 and substrate 21 again.
  • FIGS. 3 to 5 have the advantage that unconsumed dielectric is repeatedly supplied in the processing area.
  • the main constituent of the dielectric fluid is water, there is no risk that it will burn during machining, as is possible with the organic solvents known in the art. It is also advantageous that water on the one hand is cheap and on the other hand, again in contrast to the known organic solvents, is safe for health.
  • the dissolved or suspended carbonaceous substances are particularly well suited to be deposited as an electrically conductive layer, directly or in a chemically converted form resulting from spark discharge. Therefore, the conductive layer is formed quickly and also the spark erosive processing can proceed accordingly fast.
  • Particularly suitable carbonaceous substances are organic compounds which dissolve in water without dissolving. ziieren. These may be, for example, polyols such as glycerol. Alternatively, it is also possible to use insoluble substances in water, which are then suspended.
  • a further embodiment of the invention provides for the use of graphite as the carbonaceous substance, which can be deposited directly as an electrically conductive layer without further chemical conversion during the spark-erosive process.
  • the formation of the electrically conductive layer takes place particularly quickly if, in addition, micro- and / or nanoparticles of electrically conductive substances are contained in the dielectric fluid. These particles can be incorporated directly into the electrically conductive layer without further conversion.
  • a method is provided wherein the material is dipped in a dielectric fluid as previously discussed.
  • a high speed in EDM machining can be achieved if only during the processing of the dielectric liquid micro- and / or nanoparticles of electrically conductive substances are supplied. It is particularly advantageous if the particles are supplied directly in the processing area, since they can then be incorporated directly into the forming conductive layer.
  • the feed may be, for example, through a drilled working electrode and / or through an opening in the electrically non-conductive material.
  • the process according to the invention is well suited for ceramics which consist of or contain fully or partially stabilized zirconium oxide. Such materials are often used as a coating for components that are exposed to high temperatures. This also includes parts of turbines, in particular vanes and vanes. Since the opening region of the cooling air holes in the form of a diffuser must be formed wholly or partly in the ceramic coating, the method offers great advantages here.
  • FIG. 6 shows by way of example a gas turbine 100 in a longitudinal partial section.
  • the gas turbine 100 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 102 rotor 103 with a shaft 101, which is also referred to as a turbine runner.
  • a turbine runner Along the rotor 103 successively follow an intake housing 104, a compressor 105, a torus-like combustion chamber 110, in particular annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust housing 109.
  • the annular combustion chamber 110 communicates with an example annular hot gas channel 111th
  • four turbine stages 112 connected in series form the turbine 108.
  • Each turbine stage 112 is formed, for example, from two blade rings. In the flow direction of a working medium
  • a row 125 formed of rotor blades 120 follows.
  • the guide vanes 130 are fastened to an inner housing 138 of a stator 143, whereas the moving blades 120 of a row 125 are attached to the rotor 103 by means of a turbine disk 133, for example. Coupled to the rotor 103 is a generator or work machine (not shown).
  • air 105 is sucked in and compressed by the compressor 105 through the intake housing 104.
  • the compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 105 is supplied to the burners 107 where it is mixed with a fuel.
  • the mixture is then burned to form the working medium 113 in the combustion chamber 110. From there, the working medium flows
  • the working medium 113 expands in a pulse-transmitting manner, so that the blades 120 drive the rotor 103 and this drives the machine coupled to it.
  • the components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during operation of the gas turbine 100.
  • the guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the flow direction of the working medium 113, are subjected to the greatest thermal stress in addition to the heat shield elements lining the annular combustion chamber 110. To withstand the prevailing temperatures, they can be cooled by means of a coolant.
  • substrates of the components may have a directional structure, i. they are monocrystalline (SX structure) or have only longitudinal grains (DS structure).
  • Iron, nickel or cobalt-based superalloys are used as material for the components, in particular for the turbine blades 120, 130 and components of the combustion chamber 110.
  • the vane 130 has a guide vane foot (not shown here) facing the inner housing 138 of the turbine 108 and a vane head opposite the vane foot.
  • the vane head faces the rotor 103 and fixed to a mounting ring 140 of the stator 143.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a rotor 120 or guide vane 130 of a turbomachine that extends along a longitudinal axis 121.
  • the turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for electricity generation, a steam turbine or a compressor.
  • the blade 120, 130 has along the longitudinal axis 121 consecutively a fastening region 400, a blade platform 403 adjacent thereto and an airfoil 406 and a blade tip 415.
  • the blade 130 may have at its blade tip 415 another platform (not shown).
  • a blade root 183 is formed, which serves for attachment of the blades 120, 130 to a shaft or a disc (not shown).
  • the blade root 183 is designed, for example, as a hammer head. Other designs as fir tree or Schissebwschwanzfuß are possible.
  • the blade 120, 130 has a leading edge 409 and a trailing edge 412 for a medium flowing past the airfoil 406.
  • blades 120, 130 for example, solid metallic materials, in particular superalloys, are used in all regions 400, 403, 406 of the blade 120, 130.
  • superalloys are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949.
  • the blade 120, 130 can be made by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.
  • Workpieces with a monocrystalline structure or structures are used as components for machines which are exposed to high mechanical, thermal and / or chemical stresses during operation.
  • Such monocrystalline workpieces takes place e.g. by directed solidification from the melt.
  • These are casting processes in which the liquid metallic alloy is transformed into a monocrystalline structure, i. to the single-crystal workpiece, or directionally solidified.
  • dendritic crystals are aligned along the heat flow and form either a columnar grain structure (columnar, i.e., grains that run the full length of the workpiece and here, in common usage, are referred to as directionally solidified) or a monocrystalline structure, i. the whole workpiece consists of a single crystal.
  • Structures are also called directionally solidified structures. Such methods are known from US Pat. No. 6,024,792 and EP 0 892 090 A1; These writings are with respect. the solidification process part of the disclosure.
  • the blades 120, 130 may have coatings against corrosion or oxidation, e.g. M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni)
  • X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1.
  • the density is preferably 95% of the theoretical density.
  • a thermal barrier coating which is preferably the outermost layer, and consists for example of ZrO 2 , Y 2 O 3 -ZrO 2 , ie it is not, partially or completely stabilized by yttria and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • the thermal barrier coating covers the entire MCrAlX layer. Suitable coating processes, such as electron beam evaporation (EB-PVD), produce stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • EB-PVD electron beam evaporation
  • the heat-insulating layer may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.
  • the thermal barrier coating is therefore preferably more porous than the MCrAlX layer.
  • the blade 120, 130 may be hollow or solid. If the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and may still have film cooling holes 418 (indicated by dashed lines). tet), which are preferably prepared by the method according to the invention.
  • FIG. 8 shows a combustion chamber 110 of the gas turbine 100.
  • the combustion chamber 110 is designed, for example, as a so-called annular combustion chamber, in which a multiplicity of burners 107 arranged in the circumferential direction about an axis of rotation 102 open into a common combustion chamber space 154, which produce flames 156 ,
  • the combustion chamber 110 is configured in its entirety as an annular structure, which is positioned around the axis of rotation 102 around.
  • the combustion chamber 110 is designed for a comparatively high temperature of the working medium M of about 1000 ° C. to 1600 ° C.
  • the combustion chamber wall 153 is provided on its side facing the working medium M with an inner lining formed from heat shield elements 155.
  • the heat shield elements 155 are then hollow, for example, and have, if necessary. still in the combustion chamber 154 opening cooling holes (not shown), which are preferably prepared by the method according to the invention.
  • Each heat shield element 155 made of an alloy is equipped on the working fluid side with a particularly heat-resistant protective layer (MCrAlX layer and / or ceramic coating) or is made of high-temperature-resistant material (solid ceramic blocks).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf).
  • MCrAlX means: M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf).
  • Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1, which relate to.
  • the chemical composition of the alloy should be part of this disclosure.
  • a ceramic thermal barrier coating may be present and consists for example of ZrO 2 , Y 2 O 3 -ZrO 2 , ie it is not, partially or completely stabilized by yttria and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • Electron beam evaporation produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • the heat-insulating layer may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.
  • Refurbishment means that turbine blades 120, 130, heat shield elements 155 may need to be deprotected (e.g., by sandblasting) after use. This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, cracks in the turbine blade 120, 130 or the heat shield element 155 are also repaired. Thereafter, a re-coating of the turbine blades 120, 130, heat shield elements 155 and a renewed use of
  • Turbine blades 120, 130 or the heat shield elements 155 are Turbine blades 120, 130 or the heat shield elements 155.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine dielektrische Flüssigkeit (5) für die funkenerosive Bearbeitung eines elektrisch nichtleitenden Materials (1), welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die dielektrische Flüssigkeit (5) dem Bearbeitungsbereich der Elektrode (4) zugeführt wird.

Description

Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung mittels separater Zufuhr des Dielektrikums und Vorrichtung dafür
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung mittels separater Zufuhr des Dielektrikums und eine Vorrichtung dafür.
Funkenerosive Bearbeitungsverfahren für elektrisch nichtlei- tende Materialien sind im Stand der Technik bekannt. Sie werden u. a. eingesetzt, um in Bauteilen, die mit einer keramischen Beschichtung versehen sind, Bohrungen zu erstellen. So werden etwa bei Turbinenschaufeln, die eine keramische Wärme- dämmschicht auf einem metallischen Grundkörper aufweisen, Kühlluftbohrungen durch Funkenerosion erstellt.
In der DE 41 02 250 Al ist allgemein ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung elektrisch nichtleitender Materialien beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das nichtleitende Material vor seiner Bearbeitung mit einer elektrisch leitenden Substanz beschichtet. Diese Schicht wird als Assistenzelektrode verwendet, die bei der funkenerosiven Bearbeitung eine elektrische Kontaktierung zu einer Arbeitselektrode herstellt. Das mit der Assistenzelektrode beschichtete, elekt- risch nichtleitende Material und zumindest der zur Assistenzelektrode weisende Endbereich der Arbeitselektrode, an dem es bei der Bearbeitung zur Funkenentladung kommt, sind in ein Dielektrikum getaucht, das durch eine Flüssigkeit wie Kerosin oder auch ein Gas gebildet wird.
Wenn an die Anordnung eine Spannung angelegt wird, kommt es zwischen der Arbeitselektrode und der Assistenzelektrode zu einer Funkenentladung und in der Folge zu einem Abtrag der Assistenzelektrode sowie des darunterliegenden elektrisch nichtleitenden Materials. Gleichzeitig wird ein Teil des
Dielektrikums gecrackt, wodurch Kohlenstoff oder leitfähige Carbide entstehen, die in Form einer elektrisch leitfähigen Schicht auf den freigelegten Oberflächenbereichen des nicht- leitenden Materials abgeschieden werden. Die so abgeschiedene, elektrisch leitende Schicht ersetzt somit das abgetragene Material der Assistenzelektrode und stellt bei einem Vordringen der Arbeitselektrode in das nichtleitende Material eine leitende Verbindung zu der Oberfläche des nichtleitenden Materials her, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung möglich ist.
Als nachteilig wird angesehen, dass bei dem bekannten Verfah- ren die Bearbeitungsgeschwindigkeit begrenzt ist, da der Ab- scheidungsprozess der leitenden Schicht langsam erfolgt. Eine zügige Bearbeitung ist deshalb nicht möglich.
Die Abscheidungsgeschwindigkeit hängt maßgeblich von der Zu- sammensetzung der dielektrischen Flüssigkeit ab. Zurzeit werden im Allgemeinen die gleichen dielektrischen Flüssigkeiten für die funkenerosive Bearbeitung nichtleitender Materialien verwendet, die auch für Metalle eingesetzt werden. Dies sind beispielsweise Kerosin oder andere Kohlenwasserstoffe, die auch deshalb problematisch sind, weil sie gesundheitsschädlich und brennbar sind. Aus diesem Grund müssen besondere Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um die Entzündung der dielektrischen Flüssigkeit zu verhindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein spezielles Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines elektrisch nichtleitenden Materials bereitzustellen, die zu einer Beschleunigung der Bearbeitung beiträgt sowie eine ent- sprechende Vorrichtung dafür.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 14.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig in vorteilhafter Art und Weise miteinander verknüpft werden können, um weitere Vorteile zu erzielen. Das erfindungsgeraäße Verfahren wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Anordnung für die Durchführung des
Verfahrens zur funkenerosiven Bearbeitung von elektrisch nicht leitenden Materialien in schematischer Darstellung vor dem Beginn der Bearbeitung nach dem Stand der Technik, Figur 2 die Anordnung aus Figur 1 während der Bearbeitung nach dem Stand der Technik, Figur 3 - 5 Beispiele für die Erfindung Figur 6 eine Gasturbine,
Figur 7 perspektivisch eine Turbinenschaufel und Figur 8 perspektivisch eine Brennkammer Figur 9 eine Liste von Superlegierungen.
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung nach dem Stand der Technik zur funkenerosiven Bearbeitung von elektrisch nichtleitenden Materialien, hier in Form einer Schicht 1 auf einem metallischen Substrat 21, die 1 eine Keramik aufweist.
Auf der Schicht 1 ist flächig eine elektrisch leitende Sub- stanz vorzugsweise in Form einer Graphitschicht als Assistenzelektrode 2 aufgebracht. Alternativ kann als elektrisch leitende Substanz auch eine organische Verbindung oder ein Metall, wie beispielsweise Zirkonium verwendet werden.
Die Assistenzelektrode 2 und eine EDM-Arbeitselektrode 4 sind elektrisch leitend (Leitungen 30) mit einem Generator 3 verbunden, der an den Elektroden 2, 4 eine geeignete Spannung anlegt. Die beiden Elektroden 2, 4 sind in eine dielektrische Flüssigkeit 11 getaucht. Diese enthält Wasser als
Hauptbestandteil und zusätzlich Glucose als gelöstes Monosaccharid. Alternativ kann auch Graphit suspensiert werden oder Mischungen verschiedener kohlenstoffhaltiger Stoffe verwendet werden. Zusätzlich können auch Mikro- und/oder Nanopartikel elektrisch leitfähiger Stoffe in der Flüssigkeit 11 enthalten sein.
Um die Schicht 1 mit Hilfe des funkenerosiven Verfahrens zu bearbeiten, wird in einem ersten Schritt die Graphitschicht als Assistenzelektrode 2 auf die zu bearbeitende Oberfläche des Bauteils 1 aufgebracht, die dann gemeinsam mit der EDM- Arbeitselektrode 4 elektrisch mit dem Generator 3 verbunden wird. Anschließend wird das Bauteil 1 sowie zumindest der untere Teil der Arbeitselektrode 4 in die dielektrische Flüssigkeit 11 getaucht. Nachdem die Arbeitselektrode 4 in unmittelbare Nähe zu der Graphitschicht 2 gebracht worden ist und eine geeignete Spannung an die beiden Elektroden 2, 4 angelegt wurde, kommt es zwischen den Elektroden 2, 4 zu einer elektrischen Kontaktierung in Form von Funkenschlag, wobei die Assistenzelektrode 2 und das keramische Material des Bauteils 1 an einer Stirnseite 18 des Bearbeitungsbereichs verdampft und damit abgetragen werden, um eine Öffnung 8 auszubilden. Durch die Funkenentladung wird gleichzeitig die in der dielektrischen Flüssigkeit 11 gelöste Glucose gecrackt, und die entstehenden Crackprodukte lagern sich in Form einer leitenden Schicht 7 auf dem Bauteil 1 ab, wobei sie die Assistenzelektrode ersetzt, so dass es bei einer Fortsetzung des Verfahrens zu einem Funkenschlag zwischen der abgeschiedenen Schicht 7 und der Arbeitselektrode kommt und in der Folge die abgeschiedene Schicht 7 sowie das keramische Material des Bauteils 1 weiter abgetragen werden, wobei die abgetragenen Bereiche der Schicht 7 kontinuierlich wieder durch die Crackprodukte aufgefüllt werden.
Es ist auch möglich während der Bearbeitung elektrisch leitende Mikro- und/oder Nanopartikel durch eine nicht gezeigte gebohrte Arbeitselektrode oder durch eine ebenfalls nicht gezeigte Öffnung in dem Bauteil direkt dem Bearbeitungsbereich zuzuführen. Die Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur funkenerosiven Bearbeitung von elektrisch nichtleitenden Materialien, hier in Form einer Schicht 1, die eine Keramik aufweist, insbesondere daraus besteht, die insbesondere Zirkoniumoxid enthält.
Es ist auch möglich, dass das elektrisch nichtleitende Material ein massives Bauteil (bulk material) darstellt. Die Erfindung wird nur beispielhaft anhand einer Schicht 1 erläutert .
Vorzugsweise stellt dies eine keramische Schicht 1 auf einem metallischen Substrat 21, vorzugsweise aus einer Superlegierung aus Figur 9 dar.
Das Bauteil kann Teil einer Turbine 100 (Fig. 6) oder einer Brennkammer (Fig. 8), z.B. eine Lauf- 120 (Fig. 6, 7) oder Leitschaufel 130 (Fig. 6, 7) sein.
Vorzugsweise ist auf der Schicht 1 flächig eine elektrisch leitende Substanz vorzugsweise in Form einer Graphitschicht als Assistenzelektrode 2 aufgebracht. Alternativ kann als elektrisch leitende Substanz auch eine organische Verbindung oder ein Metall, wie beispielsweise Zirkonium verwendet werden .
Hier wird kein Bad eines Dielektrikums 11 verwendet, sondern das Dielektrikum 11 wird vorzugsweise mittels einer separaten Düse 9 in den Bereich der Bearbeitung 6, also in Richtung des Spalts 27 zwischen EDM-Elektrode 4 und bereits erzeugtem bzw. herzustellendem Loch 8 zugeführt.
Dies wird vorzugsweise mit entsprechend hohem Druck durchgeführt, um zu gewährleisten, dass das Dielektrikum 11 in den Spalt 27 eindringen kann und an anderer Stelle des Spalts 27 wieder austreten kann und auch an eine Stirnseite 18 des Bearbeitungbereichs 6 gelangt, die der Stirnseite der EDM Elektrode 4 gegenüber liegt. Das Dielektrikum 11 wird also von außen zugeführt. In Figur 4 wird das Dielektrikum 11 über einen Innenkanal 12 innerhalb der EDM-Elektrode 4 zugeführt, so dass das Dielektrikum 11 vorzugsweise an der Stirnseite 18 des herzustellenden Lochs 8 zugeführt wird und durch den entsprechenden Zuführdruck im Innenkanal 12 seitlich über den Spalt 27 in Richtung der äußeren Oberfläche 24 der Schicht 1 hinausgedrückt wird.
Ebenso ist es möglich, das Dielektrikum 11 durch eine bereits vorhandene (Kühlluftbohrung) oder herzustellende Zufuhr 15 in dem Bereich des herzustellenden Lochs 8 zuzuführen (Fig. 5) . Das Dielektrikum 11 wird also vorzugsweise in Richtung der Stirnseite 18 der Elektrode 4 zugeführt und dringt seitlich der Spalte 27 zwischen Elektrode 4 und Substrat 21 wiederum aus.
Die Anordnungen gemäß Figur 3 - 5 haben den Vorteil, dass immer wieder unverbrauchtes Dielektrikum in der Bearbeitungs- fläche zugeführt wird.
Da der Hauptbestandteil der dielektrischen Flüssigkeit Wasser ist, besteht nicht die Gefahr, dass sie während der Bearbei- tung in Brand gerät, wie dies bei den im Stand der Technik bekannten organischen Lösungsmitteln möglich ist. Außerdem ist vorteilhaft, dass Wasser einerseits günstig ist und andererseits, wiederum im Gegensatz zu den bekannten organischen Lösungsmitteln, gesundheitlich unbedenklich ist. Die gelösten oder suspendierten kohlenstoffhaltigen Stoffe sind besonders gut geeignet, direkt oder in einer bei der Funkenentladung entstehenden chemisch umgewandelten Form als elektrisch leitende Schicht abgeschieden zu werden. Deshalb wird die leitende Schicht schnell ausgebildet und kann auch die funken- erosive Bearbeitung entsprechend schnell voranschreiten.
Besonders geeignete kohlenstoffhaltige Stoffe sind organische Verbindungen, die sich in Wasser lösen, ohne dabei zu disso- ziieren. Dies können beispielsweise Polyole wie Glycerin sein. Alternativ können aber auch in Wasser unlösliche Stoffe verwendet werden, die dann suspensiert werden.
Es hat sich außerdem herausgestellt, dass Mono-, Di- und Polysaccharide gute Ergebnisse liefern. So kann beispielsweise Glucose, Saccharose oder auch Stärke verwendet werden. All diese Verbindungen haben den Vorteil, dass sie kostengünstig, gesundheitlich unbedenklich und in großen Mengen verfügbar sind. Außerdem zählen sie zu den nachwachsenden
Rohstoffen, was ihren Einsatz ebenfalls erstrebenswert macht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht den Einsatz von Graphit als kohlenstoffhaltigen Stoff vor, das direkt ohne eine weitere chemische Umwandlung während der funkenero- siven Bearbeitung als elektrisch leitende Schicht abgeschieden werden kann.
Die Bildung der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt beson- ders schnell, wenn zusätzlich Mikro- und/oder Nanopartikel elektrisch leitfähiger Stoffe in der dielektrischen Flüssigkeit enthalten sind. Diese Partikel können unmittelbar ohne eine weitere Umwandlung in der elektrisch leitfähigen Schicht eingebaut werden.
Um elektrisch nichtleitende Materialien zu bearbeiten, wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem das Material in eine dielektrische Flüssigkeit, wie sie zuvor erläutert wurde, getaucht wird.
Eine hohe Geschwindigkeit bei der funkenerosiven Bearbeitung kann erzielt werden, wenn erst während der Bearbeitung der dielektrischen Flüssigkeit Mikro- und/oder Nanopartikel elektrisch leitfähiger Stoffe zugeführt werden. Es ist beson- ders vorteilhaft, wenn die Partikel unmittelbar im Bearbeitungsbereich zugeführt werden, da sie dann direkt in die sich bildende leitende Schicht eingebaut werden können. Die Zuführung kann beispielsweise durch eine gebohrte Arbeitselektrode und/oder durch eine Öffnung in dem elektrisch nichtleitenden Material erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich gut für Keramiken, die aus voll- oder teilstabilisiertem Zirkoniumoxid bestehen oder es enthalten. Derartige Werkstoffe werden häufig als Be- schichtung für Bauteile eingesetzt, die hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Dazu gehören auch Teile von Turbinen, insbesondere Lauf- und Leitschaufeln. Da der Öffnungsbereich der Kühlluftbohrungen in Form eines Diffusors ganz oder teilweise in der keramischen Beschichtung ausgebildet werden muss, bietet das Verfahren hier große Vorteile.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.
Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit einer Welle 101 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109. Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108. Jede Turbinenstufe 112 ist beispielsweise aus zwei Schaufel- ringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums
113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt) .
Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brenn- kammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium
113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 110 auskleidenden Hitzeschildelementen am meisten thermisch belastet. Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden.
Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur) . Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinen- schaufei 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superle- gierungen verwendet .
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 Bl, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt; diese Schriften sind bzgl . der chemischen Zusammensetzung der Legierungen Teil der Offenbarung. Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.
Die Figur 7 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschau- fei 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.
Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampf- turbine oder ein Kompressor sein.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.
Als Leitschaufei 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufel- spitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt) .
Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt) . Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwal- benschwanzfuß sind möglich.
Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schaufelblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.
Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise massive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet . "Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 Bl, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.
Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen wer- den als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt. Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen. Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korn- grenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen
Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures) . Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 Al bekannt; diese Schriften sind bzgl . des Erstarrungsverfahrens Teil der Offenbarung.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf) ) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 Bl, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 Bl oder EP 1 306 454 Al.
Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte. Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer) .
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht . Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt .
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) , LPPS, VPS oder CVD. Die Wärme- dämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.
Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeu- tet) auf, die vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Die Figur 8 zeigt eine Brennkammer 110 der Gasturbine 100. Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Um- fangsrichtung um eine Rotationsachse 102 herum angeordneten Brennern 107 in einen gemeinsamen Brennkammerraum 154 münden, die Flammen 156 erzeugen. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Rotationsachse 102 herum positioniert ist.
Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 10000C bis 16000C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebsparametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermöglichen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsme- dium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen.
Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 kann zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen sein. Die Hitzeschildelemente 155 sind dann beispielsweise hohl und weisen ggf . noch in den Brennkammerraum 154 mündende Kühllöcher (nicht dargestellt) auf, die vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Jedes Hitzeschildelement 155 aus einer Legierung ist arbeits- mediumsseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht (MCrAlX-Schicht und/oder keramische Beschichtung) ausgestattet oder ist aus hochtemperaturbeständigem Material (massive keramische Steine) gefertigt.
Diese Schutzschichten können ähnlich der Turbinenschaufeln sein, also bedeutet beispielsweise MCrAlX: M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 Bl, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 Bl oder EP 1 306 454 Al, die bzgl . der chemischen Zusammensetzung der Legierung Teil dieser Offenbarung sein sollen.
Auf der MCrAlX kann noch eine beispielsweise keramische Wärmedämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt .
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) , LPPS, VPS oder CVD. Die Wärme- dämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Turbinenschaufeln 120, 130, Hitzeschildelemente 155 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen) . Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse in der Turbinenschaufel 120, 130 oder dem Hitzeschildelement 155 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung der Turbinenschaufeln 120, 130, Hitzeschildelemente 155 und ein erneuter Einsatz der
Turbinenschaufeln 120, 130 oder der Hitzeschildelemente 155.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines elekt- risch nichtleitenden Materials (1) eines Bauteils (120,
130, 155) mittel einer dielektrischen Flüssigkeit (11),
dadurch gekennzeichnet, dass
die dielektrische Flüssigkeit (11) der EDM-Elektrode (4) während der EDM-Bearbeitung, insbesondere kontinuierlich, zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die dielektrische Flüssigkeit (11) mittels einer separaten Düse (9) von außen der EDM-Elektrode (4) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch l, bei dem die dielektrische Flüssigkeit (11) durch einen Innenkanal (12) innerhalb der EDM-Elektrode (4) , insbesondere einer Stirnseite (18) eines Bearbeitungsbereichs (6) , zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die dielektrische Flüssigkeit (11) über einen Kanal
(15) innerhalb des Substrats (21) des Bauteils (120, 130,
155) , insbesondere einer Stirnseite (18) eines Bearbeitungsbereichs (6) , zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrisch nichtleitende Material (1) eine Keramik ist
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrisch nichtleitende Material (1) eine Beschichtung eines Bauteils (120, 130, 155) ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Keramik voll- oder teilstabilisiertes Zirkoniumoxid enthält oder daraus besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauteil (120, 130, 155) Teil einer Turbine (100) ist, insbesondere eine Lauf- oder Leitschaufel ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die dielektrische Flüssigkeit (11) einem Bearbeitungsbereich (6) zugeführt wird.
10. Verfahren .nach Anspruch 1, bei dem die dielektrische Flüssigkeit (11) für die funken- erosive Bearbeitung des elektrisch nichtleitenden Materials (1) eine wässrige Lösung oder eine wässrige Suspension mindestens eines kohlenstoffhaltigen Stoffes ist, insbesondere bei dem der kohlenstoffhaltige Stoff eine organische Verbindung ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die dielektrische Flüssigkeit (5) eine wässrige Lösung oder eine wässrige Suspension mindestens eines kohlenstoffhalti- gen Stoffes ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauteil (120, 130, 155) nicht in einem Bad einer dielektrischen Flüssigkeit (11) eingetaucht ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der kohlenstoffhaltige Stoff Graphit ist
14. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die aufweist: eine EDM-Elektrode (4) , Zuleitungen (30) , die die EDM-Elektrode (4) elektrisch mit einem Bauteil (120, 130, 155) verbinden und separate Zufuhrmittel (9, 12, 15) für eine dielektrische Flüssigkeit (11) .
15. Vorrichtung nach Anspruch 14 , die eine separate Düse (9) als Zufuhrmittel aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die EDM-Elektrode (4) einen Innenkanal (12) auf- weist, durch den eine dielektrische Flüssigkeit (11) hindurchgeführt werden kann.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2505292A1 (de) 2011-03-30 2012-10-03 Universitätsklinikum Freiburg Verfahren zur Modifizierung eines elektrisch nicht leitfähigen Werkstücks mittels Funkerosion
US20140042128A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 General Electric Company Electric discharge machining process, article for electric discharge machining, and electric discharge coolant
US10300544B2 (en) 2016-05-23 2019-05-28 General Electric Company Machining and manufacturing systems and method of operating the same
EP4324585A1 (de) * 2022-08-12 2024-02-21 Rolls-Royce plc Funkenerosive bearbeitung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5741135A (en) * 1980-08-19 1982-03-08 Mitsubishi Electric Corp Electrode for electric machining
JPS57144630A (en) * 1981-03-03 1982-09-07 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Electrode for discharge work
DE4102250A1 (de) * 1991-01-23 1992-07-30 Univ Chemnitz Tech Verfahren zum elektroerosiven bearbeiten von elektrisch schwach- oder nichtleitenden werkstuecken
JPH10202431A (ja) * 1997-01-13 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 絶縁性セラミックス皮膜付き被加工物の加工方法
JP2001212723A (ja) * 1999-11-26 2001-08-07 Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd セラミック被覆層を有する金属部材の放電加工方法
EP1837114A1 (de) * 2006-03-24 2007-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Dielektrische Flüssigkeit für die funkenerosive Bearbeitung eines elektrisch nichtleitenden Materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5741135A (en) * 1980-08-19 1982-03-08 Mitsubishi Electric Corp Electrode for electric machining
JPS57144630A (en) * 1981-03-03 1982-09-07 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Electrode for discharge work
DE4102250A1 (de) * 1991-01-23 1992-07-30 Univ Chemnitz Tech Verfahren zum elektroerosiven bearbeiten von elektrisch schwach- oder nichtleitenden werkstuecken
JPH10202431A (ja) * 1997-01-13 1998-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 絶縁性セラミックス皮膜付き被加工物の加工方法
JP2001212723A (ja) * 1999-11-26 2001-08-07 Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd セラミック被覆層を有する金属部材の放電加工方法
EP1837114A1 (de) * 2006-03-24 2007-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Dielektrische Flüssigkeit für die funkenerosive Bearbeitung eines elektrisch nichtleitenden Materials

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2505292A1 (de) 2011-03-30 2012-10-03 Universitätsklinikum Freiburg Verfahren zur Modifizierung eines elektrisch nicht leitfähigen Werkstücks mittels Funkerosion
WO2012131036A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 Universitätsklinikum Freiburg Method for modifying an electrically non-conductive workpiece via spark erosion
US20140042128A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 General Electric Company Electric discharge machining process, article for electric discharge machining, and electric discharge coolant
US10300544B2 (en) 2016-05-23 2019-05-28 General Electric Company Machining and manufacturing systems and method of operating the same
EP4324585A1 (de) * 2022-08-12 2024-02-21 Rolls-Royce plc Funkenerosive bearbeitung

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