Senkerodieren: Kavitäten mit Elektrode und Funkenspalt herstellen

28. Oktober 2026 Writer

Senkerodieren ist ein thermisches Abtragverfahren für elektrisch leitfähige Werkstoffe. Eine geformte Elektrode nähert sich dem Werkstück im Dielektrikum. Kontrollierte elektrische Entladungen tragen lokal Material ab, bis die gewünschte Kavität entsteht. Das Verfahren ist besonders interessant, wenn eine Kontur mit rotierenden Werkzeugen schlecht erreichbar ist oder ein bereits gehärtetes Werkstück bearbeitet werden soll.

Der Funkenspalt gehört zum Verfahren

Die Elektrode arbeitet nicht wie ein Fräser durch mechanischen Kontakt. Zwischen ihr und dem Werkstück bleibt ein kleiner Arbeitsspalt. Unter geeigneten elektrischen Bedingungen kommt es dort zur Entladung, Material schmilzt beziehungsweise verdampft lokal. Die einzelnen Vorgänge hinterlassen kleine Abtragskrater. Der Generator und die Spaltregelung müssen den Prozess so führen, dass wiederholbare Entladungen möglich sind.

Das Dielektrikum erfüllt mehrere Aufgaben: Es beeinflusst die Entladungsbedingungen, transportiert Wärme ab und unterstützt den Abtransport der Abtragspartikel. Senkerodiermaschinen arbeiten häufig mit geeigneten Ölen; das konkrete Medium ist Teil der Maschinenauslegung. Ein beliebiges Öl oder Wasser ist kein austauschbarer Ersatz. Die TU Dresden ordnet das Funkenerodieren ausdrücklich als thermisches Verfahren für leitfähige Materialien ein.

Senkerodieren, Drahterodieren oder Fräsen?

Beim Senkerodieren bildet eine Formelektrode die gewünschte Kontur unter Berücksichtigung des Funkenspalts und der vorgesehenen Bewegungen ab. Damit sind beispielsweise Sackkavitäten, schmale Rippen und schwer fräsbare Formdetails möglich. Beim Drahterodieren erzeugt ein laufender Draht die Schnittkontur; für viele innere Konturen wird eine Einfädelmöglichkeit benötigt. Die Verfahren lösen daher unterschiedliche Geometrieaufgaben.

Fräsen bleibt für gut zugänglichen Volumenabtrag oft wirtschaftlich. Eine kombinierte Fertigung kann die grobe Tasche fräsen und nur die verbleibenden anspruchsvollen Bereiche erodieren. Dass ein Werkstoff sehr hart ist, schließt EDM nicht aus. Seine elektrischen und thermischen Eigenschaften beeinflussen aber weiterhin die Bearbeitung. Nichtleitende Kunststoffe sind keine üblichen Werkstoffe für konventionelles Senkerodieren.

Rechenbeispiel: Warum die Elektrode kleiner sein muss

Für ein vereinfachtes Modell soll eine rechteckige Kavität 10,00 mm breit werden. Angenommen, die qualifizierte Technologie ergibt einen wirksamen seitlichen Funkenspalt von 0,05 mm je Seite. Ohne zusätzliche Orbitbewegung und ohne Verschleiß lautet die geometrische Beziehung:

Elektrodenbreite = Kavitätsbreite − 2 · Seitenspalt
b Elektrode = 10,00 − 2 · 0,05 = 9,90 mm.

Würde man den seitlichen Spalt nur einmal abziehen, entstünde im Modell eine 9,95 mm breite Elektrode und damit eine 10,05 mm breite Kavität. Die Rechnung zeigt die Bedeutung des beidseitigen Untermaßes. Sie liefert keine allgemeine Spaltvorgabe: Der reale Wert hängt unter anderem von Technologie, Elektroden- und Werkstückmaterial sowie der Bearbeitungsstufe ab.

Frontspalt, Elektrodenverschleiß und eine geplante Orbitbewegung müssen zusätzlich berücksichtigt werden. Das Untermaß darf daher nicht aus einem einzigen Erfahrungswert für jede Kontur übernommen werden. Eine passende Testkavität und die freigegebenen Technologiedaten helfen, die Maßkette abzusichern.

Vom Elektrodenmodell zur geprüften Form

Station 1 von 4

Die freigegebene Geometrie legt fest, welche Flächen und Merkmale tatsächlich benötigt werden.

Die freigegebene Geometrie legt fest, welche Flächen und Merkmale tatsächlich benötigt werden.
Das Beispiel berücksichtigt einen angenommenen Spalt von 0,05 mm auf beiden Seiten; reale Technologiewerte sind anwendungsspezifisch.
Die Elektrode bleibt durch den Arbeitsspalt getrennt. Spülung und Regelung unterstützen stabile Entladungen.
Nach der Bearbeitung werden die vereinbarten Merkmale geprüft; eine optisch gleichmäßige Fläche genügt nicht allein.

Eigene Prinzipskizze. „Weiter“ zeigt die Stationen einzeln. „Start“ spielt sie automatisch ab; „Pause“ hält die Animation an. Die Schaltflächen sind auch mit der Tastatur bedienbar.

Elektrodenmaterial und Verschleiß

Kupfer und Graphit gehören zu den wichtigen Elektrodenwerkstoffen. Ihre Auswahl berücksichtigt nicht nur den Erodierprozess, sondern auch die Herstellung und Handhabung der Elektrode. Feine Stege, Oberflächenanforderungen und Verschleißverhalten können unterschiedliche Lösungen verlangen. Die Eigenschaften bei der spanenden Herstellung erläutert ergänzend der Beitrag zu Kupfer und seiner Bearbeitung.

Auch die Elektrode wird im Prozess beeinflusst und kann verschleißen. Besonders Ecken und feine Details sind für die Konturübertragung wichtig. Schrupp- und Schlichtbearbeitung können deshalb unterschiedliche Elektroden oder abgestimmte Bearbeitungsstufen benötigen. Die einfache Behauptung „Graphit nur zum Schruppen, Kupfer immer zum Schlichten“ wäre zu starr: Eine aktuelle Untersuchung zur Graphit-Feinbearbeitung zeigt, wie stark das Ergebnis von Werkstoff und Entladungsbedingungen abhängt.

Spülung und Bearbeitungsstrategie

Abtragspartikel müssen aus dem engen Spalt entfernt werden. Tiefe, schmale Bereiche sind dabei anspruchsvoller als offene Flächen. Unzureichender Austausch kann den Prozess destabilisieren und das Ergebnis beeinträchtigen. Maschinenhersteller nutzen dafür unter anderem geregelte Rückzugs- beziehungsweise Sprungbewegungen der Elektrode. Deren Auslegung gehört zur Technologie und wird nicht durch beliebig höheren Spüldruck ersetzt.

Ein höherer Abtrag ist nicht gleichbedeutend mit der besten Endoberfläche. Für die Fertigbearbeitung werden passende feinere Technologien eingesetzt. Die Planung berücksichtigt deshalb sowohl den Materialabtrag als auch die verbleibende Oberfläche und Randschicht. Anforderungen an Rauheit, mögliche Nacharbeit oder besondere Oberflächenintegrität gehören vor Beginn in die Fertigungsunterlagen.

Praxisfall: Eine Form mit schmaler Rippe

Ein Formeinsatz erhält eine gut zugängliche Haupttasche und eine schmale, tiefe Rippenkontur. In einem möglichen Ablauf wird die Haupttasche vorgefräst. Die Elektrode bildet anschließend nur den Bereich, dessen Herstellung mit dem verfügbaren Fräser ungünstig wäre. Dabei müssen verbleibendes Aufmaß und Elektrodenfreiraum aufeinander abgestimmt sein.

Für die Kalkulation zählen Elektrodenfertigung, Einrichten, Erodierzeit, Verschleißreserve und Endprüfung zusammen. Eine kurze Maschinenzeit allein sagt wenig über die Gesamtkosten aus. Bei kleinen Stückzahlen kann der Vergleich mit einem Dienstleister nach den Grundsätzen von Make or buy sinnvoll sein.

Prüfen und dokumentieren

Die Endprüfung richtet sich nach Maß, Form, Lage und Oberflächenanforderung der Kavität. Schmale Bereiche können besondere Messzugänge oder geeignete optische Verfahren erfordern. Der Prüfplan wird deshalb nicht erst erstellt, wenn das Teil bereits fertig ist. Elektrodenkennung, Bezugssystem und verwendete Technologie sollten dem Auftrag zugeordnet bleiben.

Eine Maßabweichung kann aus der Elektrode, ihrer Lage, dem Spalt oder dem Verschleiß stammen. Die getrennte Dokumentation hilft, die Ursache zu finden. Maschinen mit brennbarem Dielektrikum benötigen außerdem die vorgesehenen Füllstands-, Überwachungs- und Schutzeinrichtungen; deren Betriebsanleitung ist Teil des freigegebenen Arbeitsablaufs.

Quellen

Geprüft am 28. Oktober 2026. Zahlenbeispiele sind eigene, vereinfachte Rechenbeispiele.

CNC Modellbau