방전 가공:건설, 응용, 장단점

스파크 가공이라고도 하는 방전 가공은 CNC 터닝 및 밀링과 같은 대부분의 기존 가공 공정과 매우 다른 공정입니다. 후자의 공정에서는 가공되는 작업 부품에서 재료를 뺄 수 있도록 날카로운 절삭 공구가 필요합니다. 터닝 및 밀링과 달리 EDM 공정은 일련의 전기 방전을 통한 금속 침식을 이용합니다.

아래를 읽고 EDM 제조와 관련된 기본 개념에 대해 자세히 알아보세요.

EDM은 어떻게 작동하나요?

방전 가공은 공작물의 일부를 부식시키기 위해 edm 기계의 전기 스파크를 사용합니다. 이러한 "전기 스파크"는 실제로 서로 근접한 두 개의 전류 전달 도체 사이에 형성된 전기 아크입니다. 전기 아크는 전기 전도성 물질을 녹이고 증발시키는 극한의 열을 발생시키는 원인입니다. EDM 공정 시스템 내부에서 공작물은 양극 또는 양극에 연결되고 재료를 부식시키는 도구는 음극 또는 음극에 연결됩니다.

EDM 시스템의 기본 구성

작동 원리를 더 자세히 설명하기 위해 아래는 방전 가공(EDM) 시스템의 기본 구성에 대한 설명입니다.

1. DC 펄스 발생기

이 구성 요소는 AC 전원 공급 장치를 부식 도구와 작업 부품 사이에 스파크를 생성할 만큼 충분히 높은 맥동 DC 공급 장치로 변환합니다.

2. 전극 도구

시스템의 이 부분은 공구 기둥에 장착되는 동안 전원 공급 장치의 음극에 연결됩니다. 도구의 프로필은 작업 부분에 남겨진 것과 똑같은 프로필이 될 것입니다. 이 과정에서 전극 도구와 작업 부품 사이에 아크 갭(제조 엔지니어가 식별)이라고 하는 아주 작은 간격이 유지됩니다. 전극에 사용되는 가장 일반적인 재료는 구리, 텅스텐 합금, 흑연, 강철 및 주철입니다.

3. 서보 모터 메커니즘

이 메커니즘은 EDM 기계에서 공구의 이송 및 이동을 제어합니다. 위에서 언급한 아크 갭은 프로그래밍된 서보 모터 메커니즘에 의해 결정적으로 제어됩니다.

4. 스파크 발생기

이 부품은 스파크 발생 및 방전 유지에 필요한 적절한 양의 전압을 공급합니다. 초당 10만 개의 스파크가 발생하여 작업 부품에서 상당한 양의 재료를 뺄 수 있습니다.

5. 유전체 유체

전극 도구와 작업 부품은 모두 도구와 작업 부품 사이의 간격에 유체가 공급되는 동안 유전체 유체에 잠겨 있습니다. 더욱이, 유전체 유체는 작업 부품에서 침식된 금속 부품을 플래시 제거하기 위해 일정한 압력으로 순환하도록 설정되어야 합니다. 유체 압력이 너무 높으면 금속 칩이 빠르게 제거되어 절단 작업이 느려질 수 있습니다. 유체 압력이 너무 약하면 침식 과정에서 배출되지 않은 칩으로 인해 시스템에 단락이 발생할 수 있습니다.

이 공정에 사용되는 가장 일반적인 유전체 유체는 탈이온수, 글리콜 및 실리콘 오일입니다.

6. 공작물

이것은 작업 부분이 양극에 연결되기 때문에 EDM 기계 생태계를 완성합니다. 이 과정을 가능하게 하려면 작업 부품이 좋은 전기 전도체여야 합니다.

EDM 프로세스 유형

EDM 공정은 사용되는 도구의 모양과 접근 방식에 따라 여러 유형으로 분류됩니다. 업계에서 일반적인 세 ​​가지 유형의 방전에는 와이어 EDM, 싱커 EDM 및 홀 드릴링 EDM이 있습니다.

1. 와이어 EDM

이름에서 알 수 있듯이 EDM 와이어 절단은 다이아몬드 가이드로 고정되는 매우 가는 와이어(일반적으로 0.004인치에서 0.0006인치 범위의 구리 또는 황동 합금)를 사용하여 3D 공작물에서 2차원 형상을 정밀하게 절단합니다. 경로는 복잡한 모양을 쉽게 절단할 수 있는 CNC 프로그램에 의해 제어됩니다. 절단은 띠톱과 치즈 절단기의 절단 피드에 비유될 수 있습니다. 이 공정은 일반적으로 금속 압출 다이, 펀치 및 플레이트를 절단하는 데 사용됩니다.

2. 싱커 EDM

램 EDM이라고도 하는 이 유형의 EDM 공정은 흑연 또는 구리 전극을 반대 모양으로 형성하여 작업 부품의 공동을 절단합니다. 사용하는 공구를 원하는 형상의 역으로 ​​가공하여 공작물에 남깁니다.

Sinker EDM은 복잡한 캐비티 모양이 필요한 주조 및 사출 성형에 사용되는 금형 가공에 적합합니다.

3. 홀 드릴링 EDM

이러한 유형의 EDM 공정에서 전극 도구는 기존 드릴이 할 수 없는 매우 얇고 깊은 구멍을 절단하는 데 사용됩니다. 이 공정을 위한 도구는 유전체 액체가 구멍을 통해 직접 공급되어 중공 전극이 되도록 설계되었습니다. 홀 드릴링 EDM은 기존의 가공 방식으로 가공되지 않기 때문에 작업부에 버가 발생하지 않습니다. 구멍 드릴링 EDM은 다양한 터빈 블레이드, 다이 및 금형에 작은 릴리프 구멍을 가공하는 데 사용됩니다.

EDM 가공의 응용 분야는 무엇입니까?

EDM 가공은 복잡한 모양과 형상을 생성하는 능력이 뛰어납니다.

그렇기 때문에 일반적으로 방전 가공은 기존의 가공이 불가능한 고정밀 응용 분야에 사용됩니다. 다음은 EDM 가공의 가장 일반적인 응용 프로그램입니다.

작은 구멍 드릴링

많은 제조업체에서 EDM 가공을 사용하여 공구가 휘거나 손상될 위험이 줄어들기 때문에 극도로 작은 구멍을 드릴링하는 데 사용합니다. EDM 가공 구멍은 구조가 매우 작을 수 있으며 터빈 블레이드의 가장자리, 연료 시스템 구성 요소의 미세한 구멍 등에서 볼 수 있습니다.

금형 제작

EDM 가공은 종종 몰드 및 다이 제작에서 기존 가공에 추가하여 보완 공정으로 사용됩니다. 위에서 언급했듯이 와이어 컷 유형은 일반적으로 금형의 블랭크를 형성하는 데 사용되며 싱커 유형은 캐비티의 복잡한 모양을 형성하는 데 사용할 수 있으며 구멍 드릴은 압력 해제 구멍을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

구성요소 분해

EDM 기계는 또한 일반적인 방법으로 제거할 수 없는 작업 부품 내의 고착 금속을 제거하는 데 사용됩니다. 붙어 있는 구성 요소를 분해한다는 것은 재료를 파괴하거나 제거하는 것을 의미합니다. 일부 상황에는 나사 구멍의 전단 볼트, 가공 부품의 흡입 공구 또는 매우 귀중한 부품에 핀이 꽂혀 있는 경우가 있습니다. 부품을 분해하면 회수할 부품에 손상을 주지 않고 붙어 있는 금속을 제거할 수 있습니다.

의료 부품

EDM 가공 제품은 제조 시 Burr가 형성되지 않아 다양한 의료용 임플란트 부품 제작에 적합합니다.

항공우주 부품

항공 우주 부품에는 일부 표준 절삭 공구로는 만들 수 없는 많은 기능이 있으며 EDM 가공이 필요한 부분입니다. EDM 가공은 가장 먼저 터빈 로터 디스크, 얇은 슬롯, 예리한 제곱으로 까다로운 기능을 생성할 수 있습니다. 구멍 및 매우 빡빡한 깊은 구멍 요구 사항.

EDM이 선호되는 이유

복잡한 프로파일 가공 능력이 뛰어남

EDM의 절단 자유도는 기존 가공 작업보다 제한이 적습니다. 이 과정에서 엔드밀과 드릴을 사용하여 거의 불가능했던 다양한 형상을 쉽게 절단할 수 있습니다. 이러한 기능에는 복잡한 포켓, 미세하고 깊은 구멍, 얇은 벽 및 기타 불규칙한 모양의 기하학이 포함됩니다.

높은 정확도

EDM 기술 가공 부품은 금속 제조 산업에서 사용되는 가장 작은 공차까지 정밀할 수 있습니다. 이것은 EDM 가공의 생태계가 작업 부품에 높은 응력을 가하지 않고 공격적인 진동이 없기 때문에 가능합니다. 이 외에도 정확도와 정확도를 높이기 위해 스키밍 프로세스를 수행할 수도 있습니다.

버가 없는 표면 마감

EDM 가공으로 생산된 작업 부품은 작업 부품에서 침식된 금속이 거의 미세 입자로 분해되어 플러싱되는 공정의 특성으로 인해 버가 없습니다. 가장 중요한 것은 EDM 절단은 엔드밀, 톱, 드릴과 같은 날카로운 절단 도구를 사용하지 않기 때문에 이 공정에서 작업 부품에 버가 발생하지 않는다는 것입니다.

단단한 금속 절단 가능

EDM 가공은 전도성이 있는 한 낮은 힘과 최소한의 노력으로 경금속을 절단할 수 있습니다. 절단되는 재료의 경도는 전체 공정에 영향을 미치지 않습니다.

낮은 스트레스

EDM 공정에 사용되는 공구는 절삭 공구가 절삭되는 표면과 접촉하는 다른 가공 방법과 달리 공작물에 닿지 않습니다. 이것은 공작물에 가해지는 최소 응력을 설명합니다.

확장성이 뛰어난 제조

EDM 가공 공정은 생산 규모와 관련하여 매우 다양하며 소량에서 대량 생산에 적합합니다. 이러한 프로세스는 반복 가능성이 높기 때문에 여러 부품을 일관된 품질로 만들 수 있습니다.

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EDM 프로세스의 제한 사항은 무엇입니까?

전도성 재료에만 적용됨

작업 부품의 재료를 부식시키는 열은 전기 방전의 도입에 의존하므로 edm 가공은 합성물, 플라스틱 및 기타 유전체 재료와 같은 비전도성 재료와 호환되지 않습니다.

낮은 재료 제거율

언급했듯이 EDM 가공은 재료를 점차적으로 침식합니다. 따라서 밀링 및 터닝과 같은 기존 가공 공정보다 재료 제거 속도가 훨씬 느려집니다.

비싼 제작비

EDM을 사용하여 부품을 생산하는 비용에는 높은 전력 소비, 과도한 공구 마모 및 긴 가공 시간과 같은 다양한 요인이 포함됩니다.

요약

방전 가공은 다양한 기존 CNC 가공 공정에 매우 유용한 추가 기능입니다. 밀링과 터닝을 통해 달성하기 어려운 특수 기능을 생산할 수 있다는 점에서 강점을 발휘합니다. 또한 EDM 공정은 매우 단단한 전기 전도성 금속을 절단할 때도 탁월한 정확도를 제공하며 가공 중 변형률이 낮습니다.