WO2021164802A1 - Bearbeitungseinrichtung und verfahren zum elektrochemischen abtragen von bauteilschichten eines bauteils - Google Patents

Bearbeitungseinrichtung und verfahren zum elektrochemischen abtragen von bauteilschichten eines bauteils Download PDF

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WO2021164802A1
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electrode
component
additional
gap
processing device
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PCT/DE2021/000024
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Roland Huttner
Christian Doll
Matthias Hillmann
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MTU Aero Engines AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a processing device for the electrochemical removal of structural layers of a component, with at least one electrode which is movably mounted along at least one delivery axis and with at least one additional electrode which is movably mounted along an additional delivery axis, between the at least an electrode and the at least one additional electrode extends a gap for the arrangement of the component for the electrochemical removal of the component layers.
  • Electrochemical ablation which can also be referred to as ECM or Electro Chemical Machining, is one of the so-called ablative manufacturing processes.
  • the PECM also called pulsed electrochemical machining, is a further development of the ECM.
  • a special feature of electrochemical machining is that it can be carried out without contact, i.e. without contact between the tool and the component to be machined.
  • the component In order to effect the removal using a processing device for the electrochemical removal of component layers, the component can be polarized as the anode and an electrode of the processing device can be polarized as the cathode.
  • a gap is set between the component and the electrode, through which an electrolyte for charge transport can be conveyed.
  • ECM electron flow is created between the cathode and the anode, which can detach metal ions from the component. The dissolved metal ions can react with parts of the electrolyte at the anode.
  • Residues formed in the ECM or PECM, in particular metal hydroxide can be rinsed out of the gap by means of the electrolyte and thus removed from the gap.
  • improved processing quality in particular surface quality, it makes sense to ensure that the electrolyte is sufficiently flushed through the gap, in other words, to ensure a sufficient flow of the electrolyte through the gap.
  • the object of the present invention is to provide a processing device and a method for the electrochemical removal of component layers of a component, by means of which an improved flushing of a gap between at least one electrode of the processing device and the component to be processed is made possible.
  • a first aspect of the invention relates to a processing device for the electrochemical removal of component layers of a component, with at least one electrode, which is mounted movably along at least one infeed axis and with at least one additional electrode, which is movably mounted along an additional infeed axis, with the at least one electrode and the at least one additional electrode extend a gap for the arrangement of the component for the electrochemical removal of the component layers.
  • the infeed axis and the additional infeed axis can each be assigned to the processing device.
  • the electrode and the additional electrode can be designed as respective cathodes.
  • the electrode can also be referred to as the cathode and the additional electrode can also be referred to as the additional cathode.
  • the machining device can in particular be designed for PECM, which can also be referred to as pulsed electrochemical machining or as pulsed electrochemical machining.
  • the processing device can be designed for PEM, which can also be referred to as precise electrochemical machining or precise electrochemical machining.
  • the processing device comprises at least one oscillation device which is directed at least to one, the at least one electrode oscillating along the infeed axis and relative to the at least one Move additional electrode.
  • the electrode and the additional electrode can, for example, have respective surface areas which can enclose respective surface angles with one another.
  • the respective surface areas of the electrode can also be angled to one another, as can the respective surface areas of the additional electrode.
  • the surface areas of the additional electrode can also be referred to below as additional surface areas.
  • the surface areas of the electrode or the additional electrode can each be used for electrochemical removal. In other words, a corresponding electron current during the electrochemical removal between the electrode or additional electrode and the component can take place via these surface areas.
  • the component can have corresponding component surfaces which can include a component surface angle with one another.
  • the dihedral angles and the component dihedral angles can have the same angular dimension.
  • the acute angle between the infeed axis and the longitudinal direction of the gap can prevent at least a regional narrowing of the gap between the electrode and the component and an associated, at least regionally restricted, electrolyte flow through the gap, since the narrowing of the gap due to the acute angle between the infeed axis and the longitudinal direction of the gap during the oscillating movement of the electrode along the infeed axis can even take place over an entire gap length of the gap.
  • different gap zones with correspondingly different flow speeds of the electrolyte flow can be prevented and thus a uniform flow through the gap can be ensured, whereby in particular an improved electrolyte exchange and thus an improved surface quality of the component as a result of the electrochemical removal can be achieved.
  • a gap width of the gap limited on the one hand by the electrode and on the other hand by the additional electrode can extend along a transverse direction of extension of the gap oriented perpendicular to the longitudinal direction of the gap.
  • the at least one oscillation device is also set up to move the at least one additional electrode in an oscillating manner along the additional infeed axis and relative to the at least one electrode. This is advantageous because the electrochemical removal of material on the component can thus take place simultaneously on opposite component areas on the one hand by the electrode and on the other hand by the additional electrode.
  • the at least one oscillation device adapted to synchronously and the at least one additional electrode oscillating to move the at least one electrode relative to each other. This is advantageous because it enables particularly uniform electrochemical removal to be achieved by using both the electrode and the additional electrode.
  • the additional infeed axis and the direction of longitudinal extension enclose an acute additional angle with one another. This is advantageous, so that a particularly uniform flow of electrolyte between the additional electrode and the component can also be ensured.
  • the angle and the additional angle have the same angular dimension. This is advantageous because it enables particularly symmetrical electrochemical removal to take place.
  • the angular dimension can be designed as a linear angular dimension.
  • the angular dimension can preferably correspond to a value of 45 °.
  • the angle and the additional angle can then form a right angle together and thus in total. This is particularly advantageous if the respective component regions of the component to be machined by the electrochemical removal are likewise oriented at right angles to one another.
  • the longitudinal direction of the gap is oriented perpendicular to an adjustment axis assigned to the machining device, along which the electrode and the additional electrode can be moved relative to one another and with changing a gap width of the gap.
  • This is advantageous because the orientation of the longitudinal direction of the gap and the adjustment axis relative to one another allows a particularly rapid change in the gap width of the gap.
  • the electrode and the additional Electrodes can be moved directly towards and away from one another along the adjustment axis, in particular using the shortest possible path, which enables the gap width of the gap to be changed quickly.
  • the oscillation device or a movement device of the processing device can be designed to move the electrode and the additional electrode along the common adjustment axis relative to one another, that is to say towards one another and away from one another. This can be helpful to align the electrode and the additional electrode relative to each other and additionally or alternatively relative to the component before the electrochemical removal, i.e. before the machining of the component, and thereby, for example, to set a maximum amount of the gap width before machining.
  • the processing device comprises at least one flushing device for flushing through at least one gap area of the gap with an electrolyte.
  • the electrolyte can preferably be designed as sodium nitrate.
  • the at least one oscillation device is set up to move at least the at least one electrode in an oscillating manner with an oscillation frequency between 15 Hz and 60 Hz, preferably between 20 Hz and 40 Hz and particularly preferably between 28 Hz and 32 Hz .
  • the at least one oscillation device can also be set up to move the at least one additional electrode in an oscillating manner with the oscillation frequency between 15 Hz and 60 Hz, preferably between 20 Hz and 40 Hz and particularly preferably between 28 Hz and 32 Hz.
  • This oscillation frequency makes it possible to carry out the electrochemical removal particularly in accordance with requirements, that is to say, for example, to develop a surface quality of the component particularly in accordance with requirements by means of the electrochemical removal.
  • the at least one oscillation device is set up to oscillate at least the at least one electrode with an oscillation amplitude between 0.2 mm and 0.5 mm, preferably between 0.3 mm and 0.4 mm and particularly preferably between 0.32mm and 0.38mm to move.
  • the at least one oscillation device can also be set up to also oscillate the at least one additional electrode with the oscillation amplitude between 0.2 mm and 0.5 mm, preferably between 0.3 mm and 0.4 mm and particularly preferably between 0.32mm and 0.38mm to move.
  • This oscillation amplitude makes it possible to carry out the electrochemical removal in a particularly needs-based manner, that is to say, for example, to develop a surface quality of the component in a particularly needs-based manner by means of the electrochemical removal.
  • a second aspect of the invention relates to a method for the electrochemical removal of component layers of a component using a processing device, wherein the processing device comprises at least one electrode which is movably mounted along at least one infeed axis and wherein the processing device comprises at least one additional electrode which is positioned along an addition Infeed axis is movably mounted, with a gap extending between the at least one electrode and the at least one additional electrode in which the component is arranged for the electrochemical removal of the component layers.
  • the processing device comprises at least one oscillation device, by means of which at least the at least one electrode for the electrochemical removal of the component layers oscillating along the infeed axis and relative to the at least one additional electrode is moved.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a partial area of a processing device for the electrochemical removal of component layers of a component likewise shown in a schematic sectional view, an electrode and an additional electrode of the processing device being moved in an oscillating manner relative to the component and a minimum distance established during the electrochemical removal have the component;
  • FIG. 2 shows a further schematic sectional illustration of the partial area of the machining device and of the component, the electrode and the additional electrode being at a maximum distance from the component that is established during the electrochemical removal.
  • FIG. 1 shows, in a schematic sectional illustration, a partial area of a processing device 10 which is designed for PECM processing.
  • the processing device 10 thus serves for the electrochemical removal of component layers of a component 12.
  • the construction part 12 can, as is the case in the present example, be designed as a rotor for a turbomachine or at least as a component for such a rotor. In the present case, this includes Component 12 has a partially illustrated ring area 17 and a plurality of blade blades 18, of which only one blade 18, illustrated in section, can be seen in FIG. 1!
  • the ring area 17 corresponds to a component area of the component 12, whereas the blade 18 corresponds to another component area of the component 12.
  • the airfoils 18 can also be referred to as “airfoils”.
  • the annular area 17 can also be referred to as an annular space.
  • FIG. 1 Also shown in FIG. 1 is a preprocessing state 13 of the component 12, represented by a dash-dotted line.
  • the preprocessing state 13 shows a component geometry of the component 12 before the start of the electrochemical removal by the machining device 10.
  • FIG. 1 also shows the component 12 during processing using the processing device 10, some of the component layers of the component 12 having already been removed electrochemically.
  • the processing device 10 comprises an electrode 20 which is mounted movably along an infeed axis 30.
  • the infeed axis 30 can also be referred to as the X1 axis.
  • the processing device 10 comprises an additional electrode 60, which is mounted movably along an additional infeed axis 70.
  • the additional infeed axis 70 can also be referred to as the X2 axis.
  • a gap 90 extends between the electrode 20 and the additional electrode 60 for the arrangement of the component 12 for the electrochemical removal of the component layers:
  • the blade 18 is accommodated in the gap 90 for its electrochemical machining by removal.
  • An electrical insulation 28 for protection against short circuits is arranged on the electrode 20.
  • an additional electrical insulation 68 is arranged on the additional electrode 60, which also serves to protect against short circuits. ⁇ .
  • the infeed axis 30 and a direction of longitudinal extent 92 of the gap 90 enclose an acute angle a with one another.
  • the additional infeed axis 70 and the direction of longitudinal extent 92 of the gap 90 enclose an acute additional angle ⁇ with one another.
  • the angle ⁇ and the additional angle ⁇ have the same angular dimension of 45 ° in the present example.
  • the processing device 10 includes an oscillation device 40, which is adapted on the one hand, the electrode 20 oscillating to move along the feed axis 30 and relative 'to the auxiliary electrode 60th On the other hand, the oscillation device 40 is set up to move the additional electrode 60 in an oscillating manner along the additional infeed axis 70 and relative to the electrode 20.
  • the electrode 20 and the additional electrode 60 can be moved in an oscillating manner synchronously relative to one another, whereby the component 12 is subjected to the uniform, electrochemical removal at least in some areas using the electrode 20 as well as using the additional electrode 60 can.
  • the oscillation device 40 can also generally move both the electrode 20 and the additional electrode 60 to their respective delivery, i.e. the electrode 20 along the delivery axis 30 and the additional electrode 60 along the additional delivery axis 70 towards the component 12 and move away from component 12.
  • the oscillation device 40 can generally be designed to deliver both the electrode 20 and the additional electrode 60.
  • the infeed can also be referred to as feed.
  • the oscillation device 40 is set up to move both the electrode 20 and the additional electrode 60 in an oscillating manner with an oscillation frequency between 15 Hz and 60 Hz inclusive. In addition, the oscillation device 40 is set up to move both the electrode 20 and the additional electrode 60 in an oscillating manner with an oscillation amplitude between 0.2 mm and 0.5 mm inclusive.
  • the longitudinal direction 92 of the gap 90 is oriented perpendicular to an adjustment axis 16 assigned to the machining device 10, along which the electrode 20 and the additional electrode 60 can be moved relative to one another and changing a gap width b of the gap 90. In Fig.
  • the gap width b is minimal, whereby on the one hand between the electrode 20 and the blade 18 and on the other hand between the additional electrode 60 and the blade 18 a particularly narrow gap area 98 extends through which an electrolyte, for example sodium nitrate, is based a flushing device 100 of the processing device 10 can be conveyed in order to flush residues, in particular metal hydroxide, out of the gap regions 98 and thus out of the gap 90.
  • an electrolyte for example sodium nitrate
  • the gap width is accordingly also increased and decreased in an oscillating manner, whereby a respective gap area width of the gap width 98 is correspondingly increased changes.
  • the component 12 has respective component surfaces 14, 15 facing the electrode 20 on the one hand and the additional electrode 60 on the other hand, which enclose a component surface angle g with one another.
  • the electrode 20 has respective surface regions, namely a first surface region 22 and a second surface region 24.
  • the additional electrode 60 has respective additional surface areas, namely a first additional surface area 62 and a second additional surface area 64. Both the surface areas 22, 24 and the additional surface areas 62, 64 each enclose a surface angle d.
  • the dihedral angle d and the component dihedral angle g can each have the same angular dimension, for example 90 °.
  • the uniform change in the gap width b in particular at a transition area from the blade 18 to the ring area 17 on the one hand between the electrode 20 and the component 12 and on the other hand between the additional electrode 60 and the component 12 during the oscillating movement 11 be ensured in the context of the electrochemical removal of the component layers.
  • the uniform change in the gap width b at the transition area can be seen particularly clearly by looking at FIGS. 1 and 2 together.
  • the uniform change in the gap width b accordingly Accordingly, a uniform flushing of the respective gap areas 98 with the electrolyte is ensured.
  • the present processing device 10 enables the oscillating movement 11 and infeed at respective angles (angle a, Additional angle ⁇ ), which, for example, can each have an angular dimension of 45 °. Accordingly, using the present machining device 10, the oscillating movement 11 of both the electrode 20 and the additional electrode 60 can take place both horizontally and vertically at the same time. The gap width b of the gap 90 can thereby select.
  • the oscillating movement 11 can be varied evenly along the component 12, so that a correspondingly uniform flushing of the gap 90 or the gap areas 98 with the electrolyte can be ensured and a particularly high processing quality, in particular surface quality, can be achieved.
  • the processing device 10 enables both the oscillation, i.e. the oscillating movement 11, as well as the delivery of both the electrode 20 and the additional electrode 60 at 45 ° and thus an optimized exchange of the electrolyte conveyed through the gap by the flushing device 100.
  • a possible passivation on the component 12 can thus be avoided by the processing device 10 and a faster PECM processing of the component 12 can be carried out.
  • the processing device 10 the occurrence of unexpected interfering contours on the component 12 as a result of the oscillating movement 11 can be avoided, since a retraction of the electrode 20 and the additional electrode 60 on a processed path, that is, along the infeed axis 30 or the addition -Feed axis 70 and away from the component 12 can take place.
  • the machining device 10 can be used to machine the component 12 in parallel both using the electrode 20 and the additional electrode 60, whereby the electrochemical removal of the component layers can be carried out in a particularly time-saving manner.
  • the electrochemical removal of the component layers of the component 12 with the aid of the processing device 10 by exclusive movement (feed and oscillating movement 11) along the electrode 20 the infeed axis 30 (X1 axis) and the additional electrode 60 take place along the additional infeed axis 70 (X2 axis).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung (10) zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils (12), mit wenigstens einer Elektrode (20), welche entlang zumindest einer Zustellachse (30) bewegbar gelagert ist und mit wenigstens einer Zusatz-Elektrode (60), welche entlang einer Zusatz-Zustellachse (70) bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der wenigstens einen Elektrode (20) und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) ein Spalt (90) zur Anordnung des Bauteils (12) zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten erstreckt. Zumindest die Zustellachse (30) und eine Längserstreckungsrichtung (92) des Spaltes (90) schließen einen spitzen Winkel (a) miteinander ein. Die Bearbeitungseinrichtung (10) umfasst wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40), welche zumindest dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Elektrode (20) oszillierend entlang der Zustellachse (30) und relativ zu der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) zu bewegen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Abträgen von Bauteilschichten eines Bauteils (12) anhand einer Bearbeitungseinrichtung (10).

Description

Bearbeitungseinrichtung und Verfahren zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung zum elektrochemischen Abtragen von Bau teilschichten eines Bauteils, mit wenigstens einer Elektrode welche entlang zumindest einer Zu stellachse bewegbar gelagert ist und mit wenigstens einer Zusatz-Elektrode, welche entlang einer Zusatz-Zustellachse bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der wenigstens einen Elektrode und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode ein Spalt zur Anordnung des Bauteils zum elektro chemischen Abtragen der Bauteilschichten erstreckt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils anhand einer Bearbeitungseinrichtung. Das elektrochemische Abtragen, welches auch als ECM oder als Electro Chemical Maschining bezeichnet werden kann, zählt zu den sogenannten abtragenden Fertigungsverfahren. Eine Weiterentwicklung des ECM stellt das PECM, auch pulsed electrochemical machining genannt, dar. Eine Besonderheit des elektrochemischen Abtragens besteht darin, dass dieses berührungslos, also ohne Kontakt zwischen Werkzeug und zu bearbeitendem Bauteil erfolgen kann. Um das Abtragen anhand einer Bearbeitungseinrichtung zum elektrochemischen Abtragen von Bauteil schichten zu bewirken, kann das Bauteil als Anode und eine Elektrode der Bearbeitungseinrich tung als Kathode polarisiert werden. Zwischen dem Bauteil und der Elektrode wird ein Spalt eingestellt, durch welchen ein Elektrolyt zum Ladungstransport gefördert werden kann. Beim ECM entsteht ein Elektronenstrom zwischen der Kathode und der Anode, wodurch Metallionen aus dem Bauteil gelöst werden können. Die gelösten Metallionen können an der Anode Reaktionen mit Teilen des Elektrolyten eingehen. Beim ECM oder PECM gebildete Rückstände, insbesondere Metallhydroxid, können mittels des Elektrolytes aus dem Spalt ausgespült und damit aus dem Spalt entfernt werden. Um eine verbesserte Bearbeitungsqualität, insbesondere Oberflächengüte, zu erzielen, ist es sinnvoll eine ausreichende Durchspülung des Spaltes mit dem Elektrolyt, also mit anderen Wor ten eine ausreichende Strömung des Elektrolytes durch den Spalt sicherzustellen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bearbeitungseinrichtung sowie ein Verfahren zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils bereitzustellen, anhand welchen eine verbesserte Durchspülung eines Spaltes zwischen zumindest einer Elektrode der Bearbeitungseinrichtung und dem zu bearbeitenden Bauteil ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vor teilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweili gen Unteransprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils, mit wenigstens einer Elektrode, welche entlang zumindest einer Zustellachse bewegbar gelagert ist und mit wenigstens einer Zusatz-Elektrode, welche entlang einer Zusatz-Zustellachse bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der we- nigstens einen Elektrode und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode ein Spalt zur Anordnung des Bauteils zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten erstreckt. Die Zustellachse und die Zusatz-Zustellachse können jeweils der Bearbeitungseinrichtung zugeordnet sein. Die Elektrode und die Zusatz-Elektrode können als jeweilige Kathoden ausgebildet sein. Somit kann die Elektrode auch als Kathode und die Zusatz-Elektrode auch als Zusatz-Kathode bezeichnet werden. Die Bearbeitungseinrichtung kann insbesondere zur PECM, welche auch als gepulste elektrochemische Bearbeitung oder als pulsed electrochemical machining bezeichnet werden kann, ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Bearbeitungseinrichtung zur PEM, welche auch als präzise elektrochemische Bearbeitung oder als precise electrochemical machining bezeichnet werden kann, ausgebildet sein. '
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Zustellachse und eine Längserstreckungsrichtung des Spaltes einen spitzen Winkel miteinander einschließen und die Bearbei tungseinrichtung wenigstens eine Oszillationsvorrichtung umfasst, welche zumindest dazu ein gerichtet ist, die wenigstens eine Elektrode oszillierend entlang der Zustellachse und relativ zu der wenigstens einen Zusatz-Elektrode zu bewegen. Dies ist von Vorteil, da es anhand der Bear beitungseinrichtung - im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum elektrochemischen Abtragen - somit möglich ist, eine zuverlässige Elektrolyt- Durchströmung des Spaltes auch bei einer komplexen Außengeometrie des Bauteils sicherzustel len.
Die Elektrode und die Zusatz-Elektrode können beispielsweise jeweilige Flächenbereiche auf- weisen, welche jeweilige Flächenwinkel miteinander einschließen können. Mit anderen Worten können also die jeweiligen Flächenbereiche der Elektrode ebenso zueinander gewinkelt sein, wie die jeweiligen Flächenbereiche der Zusatz-Elektrode. Die Flächenbereiche der Zusatz-Elektrode können nachfolgend auch als Zusatz-Flächenbereiche bezeichnet werden. Die Flächenbereiche der Elektrode bzw. der Zusatz-Elektrode können jeweils zum elektrochemischen Abtragen ein- gesetzt werden. Mit anderen Worten kann über diese Flächenbereiche ein entsprechender Elekt ronenstrom beim elektrochemischen Abtragen zwischen der Elektrode bzw. Zusatz-Elektrode und dem Bauteil erfolgen. Durch die derart geformte Elektrode bzw. Zusatz-Elektrode kann das Bauteil entsprechende Bauteil-Oberflächen aufweisen, welche einen Bauteil-Flächenwinkel mit einander einschließeri können. Die Flächenwinkel und die Bauteil-Flächenwinkel können das gleiche Winkelmaß aufweisen.
Es liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch den spitzen Winkel zwischen der Zustellachse und der Längserstreckungsriehtung des Spaltes zumindest eine bereichsweise Spaltverengung zwi schen der Elektrode und dem Bauteil und eine damit verbundene, zumindest bereichsweise ein- geschränkte Elektfolyt-Durchströmung des Spaltes unterbunden werden kann, da die Spaltverengung durch den spitzen Winkel zwischen der Zustellachse und der Längserstreckungsriehtung des Spaltes während der oszillierenden Bewegung der Elektrode entlang der Zustellachse sogar über eine gesamte Spaltlänge des Spaltes gleichmäßig erfolgen kann. Somit können unterschiedliche Spalt-Zonen mit entsprechend unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolyt- Durchströmung unterbunden und damit eine gleichmäßige Durchströmung des Spaltes sicherge stellt werden, wodurch insbesondere ein verbesserter Elektrolytaustausch und damit eine verbesserte Oberflächengüte des Bauteils infolge des elektrochemischen Abtragens erzielt werden kön- nen. Eine einerseits durch die Elektrode und andererseits durch die Zusatz-Elektrode begrenzte Spalt breite des Spaltes kann sich entlang einer senkrecht zur Längserstreckungsriehtung des Spaltes orientierten Quererstreckungsrichtung des Spaltes erstrecken. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Oszillationsvorrich tung zudem dazu eingerichtet, die wenigstens eine Zusatz-Elektrode oszillierend entlang der Zu- satz-Zustellachse und relativ zu der wenigstens einen Elektrode zu bewegen. Dies ist von Vorteil, da das elektrochemische Abtragen am Bauteil hierdurch somit an einander gegenüber liegen- den Bauteilbereichen gleichzeitig einerseits durch die Elektrode und andererseits durch die Zusatz-Elektrode erfolgen kann.
In eitler weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Oszillations vorrichtung dazu eingerichtet, die wenigstens eine Elektrode und die wenigstens eine Zusatz- Elektrode synchron relativ zueinander oszillierend zu bewegen. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein besonders gleichmäßiges elektrochemisches Abtragen durch Verwendung sowohl der Elektrode als auch der Zusatz-Elektrode erzielt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung schließen die Zusatz-Zustellachse und die Längserstreckungsrichtung einen spitzen Zusatz- Winkel miteinander ein. Dies ist von Vorteil, somit auch eine besonders gleichmäßige Elektrolyt-Durchströmung zwischen der Zusatz-Elektrode und dem Bauteil sichergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen der Winkel und der Zusatz- Winkel das gleiche Winkelmaß auf. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein besonders symmetrisches elektrochemisches Abtragen erfolgen kann. Das Winkelmaß kann als lineares Winkelmaß ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das Winkelmaß einem Wert von 45° entsprechen. Der Winkel und der Zusatz-Winkel können dann gemeinsam und damit in Summe einen rechten Winkel bilden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn jeweilige, durch das elektrochemische ' Abtragen zu bearbeitende Bauteilbereiche des Bauteils ebenfalls rechtwinklig zueinander orien tiert sind.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Längserstreckungsrichtung des Spaltes senkrecht zu einer der Bearbeitungseinrichtung zugeordneten Verstellachse, entlang welcher die Elektrode und die Zusatz-Elektrode relativ zueinander und unter Änderung einer Spaltbreite des Spaltes bewegbar sind, orientiert. Dies ist von Vorteil, da durch die Orientierung der Längserstreckungsrichtung des Spaltes und der Verstellachse relativ zueinander eine beson ders schnelle Änderung der Spaltbreite des Spaltes erfolgen kann. Die Elektrode und die Zusatz- Elektrode können entlang der Verstellachse direkt, insbesondere auf kürzest möglichem Weg, aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, wodurch die schnelle Änderung der Spaltbreite des Spaltes ermöglicht ist. Beispielsweise kann die Oszillationsvorrichtung oder eine Be- wegungsvörrichtung der Bearbeitungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die Elektrode und die Zusatz-Elektrode entlang der gemeinsamen Verstellachse relativ zueinander, also aufeinander zu und voneinander weg, zu bewegen. Dies kann hilfreich sein, um die Elektrode und die Zusatz- Elektrode vor dem elektrochemischen Abtragen, also vor der Bearbeitung des Bauteils, relativ zueinander und zusätzlich oder alternativ relativ zum Bauteil auszurichten und dadurch beispielsweise einen Maximalbetrag der Spaltbreite vor der Bearbeitung einzustellen.
In. einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Bearbeitungseinrichtung wenigstens eine Spüleinrichtung zum Durchspülen zumindest eines Spaltbereichs des Spaltes mit einem Elektrolyt. Dies ist von Vorteil, da somit keine separaten, insbesondere externen, Spülvor richtungen zum Durchspülen des Spaltes benötigt werden. Das Elektrolyt kann vorzugsweise als Natriumnitrat ausgebildet sein. Durch das Durchspülen des Spaltes können Abtragsprodukte, beispielsweise Metallhydroxid, aus dem Spalt ausgespült werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung dazu eingerichtet, zumindest die wenigstens eine Elektrode oszillierend mit einer Oszillationsfrequenz zwischen 15 Hz und 60 Hz, bevorzugt zwischen 20 Hz und 40 Hz und be sonders bevorzugt zwischen 28 Hz und 32 Hz zu bewegen. Darüber hinaus kann die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung auch dazu eingerichtet sein, auch die wenigstens eine Zusatz- Elektrode oszillierend mit der Oszillationsfrequenz zwischen 15 Hz und 60 Hz, bevorzugt zwi schen 20 Hz und 40 Hz und besonders bevorzugt zwischen 28 Hz und 32 Hz zu bewegen. Diese Oszillationsfrequenz gestattet es, das elektrochemische Abtragen besonders bedarfsgerecht durchzüführen, also beispielsweise eine Oberflächenqualität des Bauteils besonders bedarfsge recht durch das elektrochemische Abtragen auszubilden. Damit sind auch Werte der Oszillati onsfrequenz von, 15,0 Hz, 15,5 Hz, 16,0 Hz, 16,5 Hz, 17,0 Hz, 17,5 Hz, 18,0 Hz, 18,5 Hz, 19,0 Hz, 19,5 Hz, 20,0 Hz, 20,5 Hz, 21,0 Hz, 21,5 Hz, 22,0 Hz, 22,5 Hz, 23,0 Hz, 23,5 Hz, 24,0 Hz, 24,5 Hz, 25,0 Hz, 25,5 Hz, 26,0 Hz, 26,5 Hz, 27,0 Hz, 27,5 Hz, 28,0 Hz, 28,5 Hz, 29,0 Hz, 29,5
Hz, 30,0 Hz, 30,5 Hz, 31,0 Hz, 31,5 Hz, 32,0 Hz, 32,5 Hz, 33,0 Hz, 33,5 Hz, 34,0 Hz, 34,5 Hz, 35,0 Hz, 35,5 Hz, 36,0 Hz, 36,5 Hz, 37,0 Hz, 37,5 Hz, 38,0 Hz, 38,5 Hz, 39,0 Hz, 39,5 Hz, 40,0 Hz, 40,5 Hz, 41,0 Hz, 41,5 Hz, 42,0 Hz, 42,5 Hz, 43,0 Hz, 43,5 Hz, 44,0 Hz, 44,5 Hz, 45,0 Hz, 45,5 Hz, 46,0 Hz, 46,5 Hz, 47,0 Hz, 47,5 Hz, 48,0 Hz, 48,5 Hz, 49,0 Hz, 49,5 Hz, 50,0 Hz, 50,5 Hz, 51,0 Hz, 51,5 Hz, 52,0 Hz, 52,5 Hz, 53,0 Hz, 53,5 Hz, 54,0 Hz, 54,5 Hz, 55,0 Hz, 55,5 Hz, 56,0 Hz, 56,5 Hz, 57,0 Hz, 57,5 Hz, 58,0 Hz, 58,5 Hz, 59,0 Hz, 59,5 Hz, 60,0 Hz, sowie entspre chende Zwischenwerte zu verstehen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung dazu eingerichtet, zumindest die wenigstens eine Elektrode oszillierend mit einer Schwingungsamplitude zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,4 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,32 mm und 0,38 mm zu bewegen. Darüber hinaus kann die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung auch dazu eingerichtet sein, auch die wenigstens eine Zusatz-Elektrode oszillierend mit der Schwingungsamplitude zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, be vorzugt zwischen 0,3 mm und 0,4 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,32 mm und 0,38 mm zu bewegen. Diese Schwingungsamplitude gestattet es, das elektrochemische Abtragen besonders bedarfsgerecht durchzufuhren, also beispielsweise eine Oberflächenqualität des Bauteils be sonders bedarfsgerecht durch das elektrochemische Abtragen auszubilden. Damit sind auch Wer te der Schwingungsamplitude von 0,20 mm, 0,21 mm, 0,22 mm, 0,23 mm, 0,24 mm, 0,25 mm, 0,26 mm, 0,27 mm, 0,28 mm, 0,29 mm, 0,30 mm, 0,31 mm, 0,32 mm, 0,33 mm, 0,34 mm, 0,35 mm, 0,36 mm, 0,37 mm, 0,38 mm, 0,39 mm, 0,40 mm, 0,41 mm, 0,42 mm, 0,43 mm, 0,44 mm, 0,45 mm, 0,46 mm, 0,47 mm, 0,48 mm, 0,49 mm, sowie entsprechende Zwischenwerte zu verstehen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils anhand einer Bearbeitungseinrichtung, wobei die Bearbeitungseinrichtung wenigstens eine Elektrode umfasst, welche entlang zumindest einer Zustellachse bewegbar gelagert ist und wobei die Bearbeitungseinrichtung wenigstens eine Zusatz-Elektrode umfasst, welche entlang einer Zusatz-Zustellachse bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der wenigstens einen Elektrode und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode ein Spalt erstreckt in welchem das Bauteil zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten angeordnet wird. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Zustellachse und eine Längserstre ckungsrichtung des Spaltes einen spitzen Winkel miteinander einschließen und die Bearbei- tungseinrichtüng wenigstens eine Oszillationsvorrichtung umfasst, mittels welcher zumindest die wenigstens eine Elektrode zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten oszillierend entlang der Zustellachse und relativ zu der wenigstens einen Zusatz-Elektrode bewegt wird. Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinrichtung gemäß dem ersten As pekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das er findungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den' Ansprüchen und den Ausführungsbei spielen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten und/oder alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Ausführungsbeispielen nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombihationen als offenbart an zusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen An- sp.ruchs aufweisen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer Bearbeitungseinrichtung zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines ebenfalls in schematischer Schnittdarstellung gezeigten Bauteils, wobei eine Elektrode und eine Zusatz-Elektrode der Bearbeitungseinrichtung relativ zu dem Bauteil oszillierend bewegt werden und einen sich während dem elektrochemischen Abtragen einstellenden Minimalabstand zu dem Bauteil aufweisen; und
Fig. 2 eine weitere schematische Schnittdarstellung des Teilbereichs der Bearbeitungseinrich- tung und des Bauteils, wobei die Elektrode und die Zusatz-Elektrode einen sich während dem elektrochemischen Abtragen einstellenden Maximalabstand zu dem Bauteil aufweisen.
FIG. 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Teilbereich einer Bearbeitungseinrichtung 10, welche zur PECM-Bearbeitung ausgebildet ist. Die Bearbeitungseinrichtung 10 dient somit zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils 12. Das Bau teil 12 kann, wie im vorliegenden Beispiel der Fall, als Rotor für eine Strömungsmaschine oder zumindest als Komponente für einen solchen Rotor ausgebildet sein. Vorliegend umfasst das Bauteil 12 einen teilweise dargestellten Ringbereich 17 und eine Mehrzahl an Schaufelblättern 18, von welchen in Fig. 1 lediglich ein geschnitten dargestelltes Schaufelblatt 18 zu erkennen ist! Der Ringbereich 17 entspricht dabei einem Bauteilbereich des Bauteils 12, wohingegen das Schaufelblatt 18 eine anderen Bauteilbereich des Bauteils 12 entspricht. Die Schaufelblätter 18 können auch als „airfoils“ bezeichnet werden. Der Ringbereich 17 kann auch als Ringraum bezeichnet werden.
Ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist ein durch eine strichpunktierte Linie dargestellter Vorbearbei tungszustand 13 des Bauteils 12. Der Vorbearbeitungszustand 13 zeigt dabei eine Bauteilgeo- metrie des Bauteils 12 vor Beginn des elektrochemischen Abtragens durch die Bearbeitungsvorrichtung 10. Fig. 1 zeigt das Bauteil 12 zudem während der Bearbeitung anhand der Bearbei tungseinrichtung 10, wobei bereits einige der Bauteilschichten des Bauteils 12 elektrochemisch abgetragen wurden. Die Bearbeitungseinrichtung 10 umfasst eine Elektrode 20, welche entlang einer Zustellachse 30 bewegbar gelagert ist. Die Zustellachse 30 kann auch als Xl-Achse bezeichnet werden. Darüber hinaus umfasst die Bearbeitungseinrichtung 10 eine Zusatz-Elektrode 60, welche entlang einer Zusatz-Zustellachse 70 bewegbar gelagert ist. Die Zusatz-Zustellachse 70 kann auch als X2- Achse bezeichnet werden. Zwischen der Elektrode 20 und der Zusatz-Elektrode 60 erstreckt sich ein Spalt 90 zur Anordnung des Bauteils 12 zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten: Im vorliegenden Beispiel ist das Schaufelblatt 18 zu dessen elektrochemischer Bearbeitung durch Abtragen in dem Spalt 90 aufgenommen. An der Elektrode 20 ist eine elektrische Isolation 28 zum Schutz vor Kurzschlüssen angeordnet. An der Zusatz-Elektrode 60 ist entsprechend eine elektrische Zusatz-Isolation 68 angeordnet, welche ebenfalls zum Schutz vor Kurzschlüssen dient. · .
Die Zustellachse 30 und eine Längserstreckungsrichtung 92 des Spaltes 90 schließen einen spit zen Winkel a miteinander ein. Die Zusatz-Zustellachse 70 und die Längserstreckungsrichtung 92 des Spaltes 90 schließen hingegen einen spitzen Zusatz-Winkel ß miteinander ein. Der Win- kel a und der Zusatz-Winkel ß weisen im vorliegenden Beispiel das gleiche Winkelmaß von 45° auf. Die Bearbeitungseinrichtung 10 umfasst eine Oszillationsvorrichtung 40, welche dazu eingerichtet ist, einerseits die Elektrode 20 oszillierend entlang der Zustellachse 30 und relativ'zu der Zusatz-Elektrode 60 zu bewegen. Andererseits ist die Oszillationsvorrichtung 40 dazu eingerichtet die Zusatz-Elektrode 60 oszillierend entlang der Zusatz-Zustellachse 70 und relativ zu der Elekt- rode 20 zu bewegen. Anhand der Oszillationsvorrichtung 40 können die Elektrode 20 und die Zusatz-Elektrode 60 synchron relativ zueinander oszillierend bewegt werden, wodurch das Bauteil 12 zumindest bereichsweise sowphl unter Verwendung der Elektrode 20 als auch unter Ver wendung der Zusatz-Elektrode 60 dem gleichmäßigen, elektrochemischen Abtragen unterzogen werden kann.
Die Oszillationsvorrichtung 40 kann auch allgemein sowohl die Elektrode 20 als auch die Zu satz-Elektrode 60 zu deren jeweiliger Zustellung bewegen, also die Elektrode 20 entlang der Zu stellachse 30 und die Zusatz-Elektrode 60 entlang der Zusatz-Zustellachse 70 auf das Bauteil 12 zu und von dem Bauteil 12 weg bewegen. Mit anderen Worten kann die Oszillationsvorrichtung 40 allgemein dazu ausgebildet sein, sowohl die Elektrode 20 als auch die Zusatz-Elektrode 60 zuzustellen. Die Zustellung kann auch als Vorschub bezeichnet werden.
Die Oszillationsvorrichtung 40 ist dazu eingerichtet, sowohl die Elektrode 20, als auch die Zu satz-Elektrode 60 jeweils oszillierend mit einer Oszillationsfrequenz zwischen einschließlich 15 Hz und einschließlich 60 Hz zu bewegen. Darüber hinaus ist die Oszillationsvorrichtung 40 dazu eingerichtet, sowohl die Elektrode 20, als auch die Zusatz-Elektrode 60 jeweils oszillierend mit einer Schwingungsamplitude zwischen einschließlich 0,2 mm und einschließlich 0,5 mm zu be- wegen. Die Längserstreckungsrichtung 92 des Spaltes 90 ist senkrecht zu einer, der Bearbeitungseinrichtung 10 zugeordneten Verstellachse 16, entlang welcher die Elektrode 20 und die Zusatz- Elektrode 60 relativ zueinander und unter Änderung einer Spaltbreite b des Spaltes 90 bewegbar sind, orientiert. In Fig. 1 ist die Spaltbreite b minimal, wodurch sich einerseits zwischen der Elektrode 20 und dem Schaufelblatt 18 und andererseits zwischen der Zusatz-Elektrode 60 und dem Schaufelblatt 18 jeweils ein besonders enger Spaltbereich 98 erstreckt, durch welchen ein Elektrolyt, beispielsweise Natriumnitrat, anhand einer Spüleinrichtung 100 der Bearbeitungseinrichtung 10 ge- fördert werden kann, um dadurch Rückstände, insbesondere Metallhydroxid, aus den Spaltbereichen 98 und damit aus dem Spalt 90 auszuspülen. Durch eine jeweilige, durch einen Doppelpfeil dargestellte und durch die Oszillationsvorrichtung 40 bewirkte, oszillierende Bewegung 11 der Elektrode 20 sowie der Zusatz- Elektrode 60 wird dementsprechend auch die Spaltbreite b oszil- lierend vergrößert und verkleinert, wodurch sich auch eine jeweilige Spaltberejchsbreite der Spaltbreite 98 dementsprechend ändert.
Im Gegensatz zu Fig. 1 ist in FIG. 2 die Spaltbreite b infolge der oszillierenden Bewegung 11 maximal, wodurch auch die jeweilige Spaltbereichsbreite der Spaltbereiche 98 größer ist, als in Fig. 1.
Anhand von Fig. 2 ist auch deutlich zu erkennen, dass das Bauteil 12 jeweilige, einerseits der Elektrode 20 und andererseits der Zusatz-Elektrode 60 zugewandte Bauteil-Oberflächen 14, 15 aufweist, welche einen Bauteil-Flächenwinkel g miteinander einschließen. Die Elektrode 20 weist jeweilige Flächenbereiche, nämlich einen ersten Flächenbereich 22 und einen zweiten Flä chenbereich 24, auf. Die Zusatz-Elektrode 60 hingegen weist jeweilige Zusatz-Flächenbereiche, nämlich einen ersten Zusatz-Flächenbereich 62 und einen zweiten Zusatz-Flächenbereich 64 auf. Sowohl die Flächenbereiche 22, 24 als auch die Zusatz-Flächenbereiche 62, 64 schließen jeweils einen Flächenwinkel d ein. Der Flächenwinkel d und der Bauteil-Flächenwinkel g können dabei jeweils das gleiche Winkelmaß, beispielsweise 90°, aufweisen.
Durch die Möglichkeit der oszillierenden Bewegung 11 der Elektrode 20 unter dem Winkel a (hier: 45°) und der Zusatz-Elektrode 60 unter dem Winkel ß (hier: 45°) relativ zur Längserstreckungsrichtung 92 kann in besonders vorteilhafter Weise eine gleichmäßige Spaltverengung und Spaltverbreiterung, also mit anderen Worten die gleichmäßige Änderung der Spaltbreite b, ins besondere an einem Übergangsbereich von dem Schaufelblatt 18 zum Ringbereich 17 einerseits zwischen der Elektrode 20 und dem Bauteil 12 und andererseits zwischen der Zusatz-Elektrode 60 und dem Bauteil 12 während der oszillierenden Bewegung 11 im Rahmen des elektrochemi schen Abtragens der Bauteilschichten sichergestellt werden. Die gleichmäßige Änderung der Spaltbreite b an dem Übergangsbereich ist besonders deutlich durch Zusammenschau von Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen. Durch die gleichmäßige Änderung der Spaltbreite b wird dementspre- chend eine gleichmäßige Durchspülung der jeweiligen Spaltbereiche 98 mit dem Elektrolyt sichergestellt.
Während konventionelle PECM-System zur Bearbeitung von Schaufelblättern mit horizontalen Achsen für eine Zustellung Richtung Schaufelblatt und mit einer Möglichkeit der Zustellung in Höhenrichtung und damit in Richtung Ringraum arbeiten, ermöglicht die vorliegende Bearbeitungseinrichtung 10 die oszillierende Bewegung 11 und Zustellung unter jeweiligen Winkeln (Winkel a, Zusatz-Winkel ß), welche beispielsweise jeweils ein Winkelmaß von 45° aufweisen können. Dementsprechend kann anhand der vorliegenden Bearbeitungseinrichtung 10 die oszil- lierenden Bewegung 11 sowohl der Elektrode 20 als auch der Zusatz-Elektrode 60 sowohl hori zontal als auch gleichzeitig vertikal erfolgen. Die Spaltbreite b des Spaltes 90 kann dadurch wäh- . rend der oszillierenden Bewegung 11 gleichmäßig entlang dem Bauteil 12 variiert werden, so- dass eine entsprechend gleichmäßige Durchspülung des Spaltes 90 bzw. der Spalibereiche 98 mit dem Elektrolyt sichergestellt und damit eine besonders hohe Bearbeitungsqualität, insbesondere Oberflächengüte, erzielt werden kann.
Insgesamt ermöglicht die Bearbeitungsvorrichtung 10 sowohl die Oszillation, also die oszillierende Bewegung 11, als auch die Zustellung sowohl der Elektrode 20, als auch der Zusatz- Elektrode 60 unter 45° und damit einen optimierten Austausch des anhand der Spüleinrichtung 100 durch den Spalt geförderten Elektrolytes. Durch die Bearbeitungsvorrichtung 10 kann somit eine etwaige Passivierung am Bauteil 12 vermieden und eine schnellere PECM-Bearbeitung des Bauteils 12 durchgeführt werden. Durch den Einsatz der Bearbeitungsvorrichtung 10 kann ein Entstehen unerwarteter Störkonturen am Bauteil 12 infolge der oszillierenden Bewegung 11 vermieden werden, da ein Rückzug der Elektrode 20 und der Zusatz-Elektrode 60 auf einem be- arbeiteten Pfad, also entlang der Zustellachse 30 bzw. der Zusatz-Zustellachse 70 und von dem Bauteil 12 weg erfolgen kann. Darüber hinaus kann anhand der Bearbeitungsvorrichtung 10 eine parallele Bearbeitung des Bauteils 12 sowohl anhand der Elektrode 20 als auch anhand der Zu satz-Elektrode 60 erfolgen, wodurch das elektrochemische Abtragen der Bauteilschichten be sonders zeitsparend durchgeführt werden kann. Insbesondere kann das elektrochemische Abtra- gen der Bauteilschichten des Bauteils 12 anhand der Bearbeitungseinrichtung 10 durch aus schließliche Bewegung (Zustellung und oszillierende Bewegung 11) der Elektrode 20 entlang der Zustellachse 30 (Xl-Achse) und der Zusatz-Elektrode 60 entlang der Zusatz-Zustellachse 70 (X2-Achse) erfolgen.
Bezugszeichenliste:
10 Bearbeitungseinrichtung
11 oszillierende Bewegung 12 Bauteil
13 Vorbearbeitungszustand
14 Bauteil-Oberfläche
15 Bauteil-Oberfläche
16 Verste Hachse 17 Ringbereich
18 Schaufelblatt
20 Elektrode
22 erster Flächenbereich
24 zweiter Flächenbereich 28 Isolation
30 Zustellachse
40 Oszillationsvorrichtung
60 Zusatz-Elektrode
62 erster Zusatz- Flächenbereich 64 zweiter Zusatz- Flächenbereich
68 Zusatz-Isolation
70 Zusatz-Zustellachse
90 Spalt
92 Längserst'reckungsrichtung 98 Spaltbereich
100 Spüleinrichtung b Spaltbreite a spitzer Winkel ß spitzer Zusatz-Winkel d Flächenwinkel g Bauteil-Flächenwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Bearbeitungseinrichtung (10) zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils (12), mit wenigstens einer Elektrode (20), welche entlang zumindest einer Zustellachse (30) bewegbar gelagert ist und mit wenigstens einer Zusatz-Elektrode (60), welche entlang einer Zusatz-Zustellachse (70) bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der wenigstens einen Elekt rode (20) und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) ein Spalt (90) zur Anordnung des Bauteils (12) zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten erstreckt,' dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zustellachse (30) und eine Längserstreckungsrichtung (92) des Spaltes (90) einen spitzen Winkel (a) miteinander einschließen und die Bearbeitungseinrichtung (10) wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) umfasst, welche zumindest dazu eingerichtet ist, die wenigs- tens eine Elektrode. (20) oszillierend entlang der Zustellachse (30) und relativ zu der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) 01 bewegen.
2. Bearbeitungseinrichtung (.10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) zudem dazu eingerichtet ist, die wenigstens ei- ne Zusatz-Elektrode (60) oszillierend entlang der Zusatz-Zustellachse (70) und relativ zu der wenigstens einen Elektrode (20) zu bewegen.
3. Bearbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Elekt rode (20) und die wenigstens eine Zusatz-Elektrode (60) synchron relativ zueinander oszillierend zu bewegen.
4. Bearbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Zustellachse (70) und die Längserstreckungsrichtung (92) einen spitzen Zusatz- Winkel (ß) miteinander einschließen.
5. Bearbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) und der Zusatz-Winkel (ß) das gleiche Winkelmaß aufweisen.
6. Bearbeitungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckungsrichtung (92) des Spaltes (90) senkrecht zu einer der Bearbeitungseinrich tung (10) zugeordneten Verstellachse (16), entlang welcher die Elektrode (20) und die Zusatz- Elektrode (60) relativ zueinander und unter Änderung einer Spaltbreite (b) des Spaltes (90) be- ' wegbar'sind, orientiert ist.
7. Bearbeitungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (10) wenigstens eine Spüleinrichtung (100) zum Durchspülen zu mindest eines Spaltbereichs (98) des Spaltes (90) mit einem Elektrolyt umfasst.
8. Bearbeitungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, zumindest die wenigstens eine Elektrode (20) oszillierend mit einer Oszillationsfrequenz zwischen 15 Hz und 60 Hz, be vorzugt zwischen 20 Hz und 40 Hz und besonders bevorzugt zwischen 28 Hz und 32 Hz zu be wegen.
9. Bearbeitungseinrichtung ( 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, zumindest die wenigstens eine Elektrode (20) oszillierend mit einer Schwingungsamplitude zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,4 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,32 mm und 0,38 mm zu bewegen.
10. Verfahren zum elektrochemischen Abtragen von Bauteilschichten eines Bauteils (12) anhand einer Bearbeitungseinrichtung (10), wobei die Bearbeitungseinrichtung (10) wenigstens eine Elektrode (20) umfasst, welche entlang zumindest einer Zustellachse (30) bewegbar gelagert ist und.wobei die Bearbeitungseinrichtung (10) wenigstens eine Zusatz-Elektrode (60) umfasst, welche entlang einer Zusatz-Zustellachse (70) bewegbar gelagert ist, wobei sich zwischen der wenigstens einen Elektrode (20) und der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) ein Spalt (90) erstreckt in welchem das Bauteil (12) zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten an geordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zustellachse (30) und eine Längserstreckungsrichtung (92) des Spaltes (90) einen spitzen Winkel (a) miteinander einschließen und die Bearbeitungseinrichtung (10) wenigstens eine Oszillationsvorrichtung (40) umfasst, mittels welcher zumindest die wenigstens eine Elekt rode (20) zum elektrochemischen Abtragen der Bauteilschichten oszillierend entlang der Zustel lachse (30) und relativ zu der wenigstens einen Zusatz-Elektrode (60) bewegt wird.
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