anwenderreportage

Ohne Salz bitte

Entionisiertes Wasser für präzise Ergebnisse in der Drahterosion: Zu den kritischen Elementen beim Drahterodieren gehört bekanntlich das Wasser, das in entionisierter Form als Dielektrikum dient. böhne & poggel beschloss bei der Wasseraufbereitung für Drahterodiermaschinen einen neuen Weg zu gehen. Neben einer maximal hohen Prozessstabilität und einer deutlichen Verlängerung der Standzeiten sollte sich die Wasseraufbereitung vor allem durch einfaches Handling auszeichnen.

Ulrich Berief
Anwendungsberater bei EnviroFALK.

„Für funkenerosive Bearbeitungsprozesse ist entionisiertes Wasser als Kühl- und Spülmedium von elementarer Bedeutung. Nur so kann der Drahterodierer komplizierte geometrische Formen herstellen.“

Was ist machbar, was nicht? Beim Metalltechnik-Unternehmen böhne & poggel aus Lennestadt (D) kommen ständig neue Ideen auf den Prüfstand. Nahezu 20 Mitarbeiter kümmern sich um die Fertigung komplexer Bauteile für die Automobil-, Verpackungs- und Elektroindustrie. „Da wo wir heute stehen, ist das Ergebnis aus harter Arbeit, Disziplin und Zielstrebigkeit. Die Präzision unserer Werkstücke liegt teilweise über dem Hundertstelbereich. Die Komplexität, wie beispielsweise im Werkzeugbau, ist in der Regel sehr hoch“, erläutert Christof Böhne, Geschäftsführer der böhne & poggel Metalltechnik GmbH.

Kontinuierliche Entsalzung des Dielektrikums

Zu ihrem modernen Maschinenpark zählen u. a. CNC-Fräs- und Drehmaschinen, Startlocherodier- sowie Sodick Draht- und Senkerodiermaschinen. Um beim Drahterodieren hochwertige Ergebnisse zu erhalten, ist es wichtig, die Zahl der leitfähigen Ionen und damit die elektrische Leitfähigkeit des Dielektrikums niedrig zu halten. Eine konstant hohe Wasserqualität des Dielektrikums mit optimalem pH-Wert schützt darüber hinaus das Werkstück vor Rostbildung und Lochfraß. Mit der neu entwickelten Produktreihe AQUAformtech von EnviroFALK wird das Wasserbad im Kreislauf der Drahterodiermaschine kontinuierlich entionisiert, sprich entsalzt.

Einfache Handhabung

Der Drahterodierer von böhne & poggel wählt mit dem handlichen Hahnsystem einfach die entsprechende Anwendung für den Stahl- oder Hartmetallschnitt. Das aufzubereitende Wasser wird zunächst über ein Kationenaustauscher-Harz und anschließend über ein Anionenaustauscher-Harz geführt. Durch das Prinzip der Getrenntbett-Anlage erreicht das entionisierte Wasser einen optimalen pH-Wert. Dadurch wird ein möglicher Lochfraß am Werkstück vermieden. Ein weiterer Vorteil bei diesem Verfahren ist die Verlängerung der Standzeit um ca. 30 Prozent gegenüber herkömmlichen Mischbett-Ionenaustauschern. Dadurch reduzieren sich der Bestellaufwand und die damit verbundenen Kosten.

Der Reinheitsgrad des entionisierten Wassers wird über die elektrische Leitfähigkeit in µS/cm über ein Leitfähigkeitsmessgerät ausgewertet. Steigt die Leitfähigkeit an, werden die Harze in einem speziellen Regenerations-Verfahren wieder aufbereitet.

Hierfür genügt ein Anruf bei der EnviroFALK Kundenbetreuung. „Das Aquaformtech-System hat eine wesentlich längere Standzeit als unsere vorhergegangene Herangehensweise mit den Fässern. Sind die Harze dann doch mal erschöpft, lassen wir das komplette System im Wechselservice einfach austauschen. Das ist unkompliziert, spart Zeit, Handling und aufwendige Verpackungs- und Versandkosten“, so Christof Böhne. EnviroFALK bietet mit AQUAformtech eine mietfreie Nutzung ohne Investitionskosten – es fallen nur die Kosten für die Regeneration der Harze an.

Das Prinzip des Ionenaustauschers

Ionenaustauschverfahren basieren auf dem Effekt, das bestimmte Kunststoffpolymere in der Lage sind, selektiv im Wasser gelöste Ionen zu binden und dadurch das Wasser zu entsalzen. Im Trinkwasser befinden sich Salze in unterschiedlich hohen Konzentrationen. Diese bestehen aus Metallionen (Kationen) und einem Säurerest (Anionen). Zur Entfernung dieser Kationen und Anionen werden spezielle Ionenaustauscherharze eingesetzt. So bindet ein Kationenaustauscher selektiv Kationen wie z. B. Natriumionen, Calciumionen und Kaliumionen und gibt dafür H+ Ionen an das Wasser ab. Ein Anionenaustauscher bindet selektiv Anionen wie z. B. Sulfationen und Chloridionen und gibt dafür OH- Ionen an das Wasser ab. Das Ergebnis dieses Austauscherverfahrens ist vollentsalztes Wasser, also nahezu reines H2O.

Die Kapazität der Ionenaustauscher ist von der Menge der durch den Erodierprozess ins Dielektrikum eingetragenen Metallionen abhängig. Des Weiteren hängt die Kapazität auch davon ab, wie stark der Salzeintrag von außen ist – wie beispielsweise durch Werkzeugwechsel und den damit verbundenen Arbeitsprozessen. Eine weitere Rolle spielt die Nachspeisung von Trinkwasser in den Kreislauf zur Ergänzung von Verdunstungs- und Verschleppungsverlusten. Bei zunehmender Belastung des Harzes mit Ionen wird das Harzbett ausgetauscht und regeneriert.

Kundenspezifische Wasseraufbereitung

„Für funkenerosive Bearbeitungsprozesse ist entionisiertes Wasser als Kühl- und Spülmedium von elementarer Bedeutung. Nur so kann der Drahterodierer komplizierte geometrische Formen herstellen. Das aufbereitete Wasser ist jedoch nicht nur für das Dielektrikum notwendig, sondern schützt die Drahterodiermaschine auch vor Belägen. Dadurch werden mögliche Anlagenstillstände und Produktionsausfälle verhindert und die Anlage langfristig geschützt“, weiß Ulrich Berief, Anwendungsberater bei EnviroFALK.

Je nach Anwendungsbereich und Bedarfsspitzen bietet EnviroFALK verschiedene Aufbereitungsverfahren oder Verfahrenskombinationen an. Im Werkzeug- und Formenbau wird bei großen Bedarfsspitzen beispielsweise eine vorgeschaltete Umkehrosmose-Anlage mit nachgeschalteter Restentsalzung über Ionenaustauscher eingesetzt. Als Rohwasser wird häufig Trinkwasser verwendet. Alternativ kann auch Brunnenwasser oder Oberflächenwasser mit entsprechender Vorbehandlung genutzt werden.

Christof Böhne
Geschäftsführer und Eigentümer von böhne & poggel.

„Das Aquaformtech-System zeichnet sich neben einer maximal hohen Prozessstabilität durch eine deutliche Verlängerung der Standzeiten und einfaches Handling aus.“

Infos zum Anwender

böhne & poggel in Lennestadt ist ein Metalltechnik-Betrieb, dessen Bauteile in der Automobilindustrie sowie in der Verpackungs- und Elektroindustrie Verwendung finden.
www.bup-gmbh.de

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