방전 가공(EDM) 종합 가이드: 원리, 유형(와이어/램), 응용 분야

방전 가공(EDM)이란?

방전 가공(EDM)은 기존 기술로 가공하기 불가능한 경금속이나 소재에 주로 사용되는 가공 방법입니다. 한 가지 중요한 제한 사항은 전기 전도성이 있는 소재에서만 작동한다는 것입니다. 이 방법은 그라인더, 엔드밀 또는 기타 절삭 공구로 생산하기 어려운 복잡한 윤곽이나 섬세한 캐비티를 절삭하는 데 특히 적합합니다. EDM으로 가공 가능한 금속에는 하스텔로이, 경화 공구강, 티타늄, 카바이드, 인코넬, 코바르 등이 있습니다.

작동 원리: 스파크 가공

이 방법은 '스파크 가공'이라고도 불리는데, 급속한 반복 전기 방전을 생성하여 금속을 제거하기 때문입니다. 이 방전은 전극과 가공 중인 금속 조각 사이를 통과합니다. 공작물에서 제거된 소량의 재료는 지속적으로 흐르는 유체에 의해 씻겨 나갑니다. 반복적인 방전은 공작물에 연속적으로 더 깊은 크레이터 세트를 생성하여 최종 형태가 생산될 때까지 계속됩니다.

두 가지 주요 EDM 방식: 램(Ram) vs 와이어(Wire)

두 가지 주요 방전 가공 방법이 있습니다: 램과 와이어. 두 가지의 주요 차이점은 가공을 수행하는 데 사용되는 전극입니다.

램 EDM (Ram EDM / 싱커 EDM)

일반적인 램 EDM 적용에서, 흑연 전극은 전통적인 도구로 가공됩니다. 이제 특수 형상의 전극이 전원에 연결되고 램에 부착되어 공작물에 천천히 공급됩니다. 전체 가공 작업은 일반적으로 유체 욕조에 잠긴 상태에서 수행됩니다. 유체는 다음 세 가지 목적을 수행합니다:

• 재료를 씻어내고,
• 열 영향 구역을 최소화하여 공작물 손상을 방지하는 냉각제 역할을 하며,
• 전극과 공작물 사이에서 전류가 통과할 수 있도록 도체 역할을 합니다.

와이어 EDM (Wire EDM)

와이어 EDM에서는 매우 얇은 와이어가 전극 역할을 합니다. 특수 황동 와이어가 일반적으로 사용되며, 와이어는 소재를 천천히 통과시키고 방전이 실제로 공작물을 절단합니다. 이 방법은 일반적으로 물 욕조에서 수행됩니다.

누군가 현미경으로 와이어 EDM 공정을 관찰한다면, 와이어 자체가 절단할 금속에 실제로 닿지 않는다는 것을 발견할 것입니다. 전기가 소량의 재료를 제거하고 와이어가 공작물을 통과하도록 허용합니다. 와이어의 경로는 일반적으로 컴퓨터로 제어되어 극도로 복잡한 형태를 생산할 수 있게 합니다.

이해하기 쉬운 비유: 치즈와 와이어

이 방법을 설명하는 가장 좋은 방법은 두 손 사이에 뻗어 있는 얇은 금속 와이어가 치즈 블록을 통과하며 원하는 모양을 자르는 예시를 드는 것입니다. 양손의 위치는 치즈 양쪽에서 변경되어 복잡하고 곡선적인 형태를 정의할 수 있습니다. 와이어 EDM은 유사한 방식으로 작동하지만, 산업에서 사용되는 가장 단단한 소재 중 일부를 다룰 수 있습니다. 치즈를 통과하는 와이어의 경우 와이어가 실제로 치즈를 밀치며 자르지만, EDM에서는 미세한 금속 입자를 제거하여 얇은 커프(kerf)를 생성합니다.

주요 응용 분야

이 가공 형태는 다이와 금형 제작에 자주 사용됩니다. 최근에는 프로토타입 및 일부 생산 부품을 생산하는 표준 방법이 되었으며, 특히 저용량 응용 분야에서 그렇습니다.