전기화학적 연삭의 근본 원리 중 하나는 표면 연삭의 한 형태이면서도 독자적인 범주라는 점입니다. 이는 전기화학적 공정의 고유한 현실 때문입니다.
사실 전기화학적 연삭의 역설 중 하나는 전통적인 표면 연삭을 하는 데는 끔찍한 방법!이라는 것입니다.
그럼 왜 전기화학적 방식을 사용할까요? 무엇이 이토록 흥미로운 틈새 시장을 만드는 걸까요?
전기화학적 연삭 공정은 표면 연삭과 화학의 결합이라고 할 수 있습니다. 이 공정은 전해질 활성과 대전된 연삭 숫돌의 물리적 작용을 모두 사용해 금속을 '연삭'합니다.
구체적으로, 전기화학적 방식은 도전성 유체 존재 하에서 양극 용해와 가벼운 연마 작용을 결합합니다. 즉, 음전하를 띤 연삭 숫돌(음극)과 양전하를 띤 공작물(양극) 사이에 흐르는 직류 전류에 의해 금속이 분해됩니다.
많은 전통적 연삭 방식과 달리, 전기화학적 연삭은 재료 경도나 강도에 관계없이 다양한 금속에 적용 가능합니다. 그러나 연삭 대상 금속이 전도성이 있고 전기화학적으로 반응해야 합니다.
연삭하려는 각 금속 유형마다 고유한 화학 및 전도성 요건이 있습니다. 전기화학적 연삭 공정의 정밀도는 레시피를 제대로 잡는 데 달려 있습니다.
여기에는 네 가지 핵심 변수의 적절한 균형이 포함됩니다:
2축 절단에 사용되는 전기화학적 절단(ECC) 방식과 마찬가지로, 전기화학적 연삭에서도 연마적으로 실제 제거되는 재료와 전기화학적 반응에 의한 침식 사이의 비율을 제어하고 조작해야 합니다.
이는 숫돌 로딩이나 글레이징 같은 문제의 영향을 받지 않음을 의미합니다. 또한 연삭 숫돌 수명이 훨씬 길고(최대 50배), 전통적 연마 연삭 방식보다 트루잉과 드레싱 필요 빈도가 적습니다.
전기화학적 연삭 공정은 크리프 피드 연삭과 일부 유사합니다. 둘 다 재료를 기존 표면 연삭보다 느리게 이송하기 때문입니다. 그러나 크리프 피드는 표면 마감을 개선하는 데 사용될 수 있지만, 주로 한 패스로 대량의 재료를 제거하도록 설계되었습니다.
전통적 기계적 연삭과 달리, 전기화학적 연삭은 열이나 응력을 거의 발생시키지 않아 섬세한 부품의 변형이나 연삭 중인 금속의 경화 및 손상을 방지합니다. 이 방식은 와이어 및 다이싱커 방전 가공(EDM) 같은 비전통적 공정보다 일반적으로 더 효율적이고 비용 효율적입니다.
하지만 앞서 말했듯 전기화학적 연삭은 주로 공작물을 분해하는 침식 공정입니다. 또한 제거된 재료가 도전성 용액에 남게 되므로, 적절한 화학성과 전도성을 유지하기 위해 유체를 자주 교체해야 합니다.
전기화학적 연삭은 16 Ra 마이크로인치 표면 마감을 달성할 수 있습니다. 그러나 연마 연삭의 고광택 마감 대신 무광 마감이 나옵니다. 기존 연삭에서는 금속 번짐(smearing)이 발생하지만 전기화학적 연삭에서는 없기 때문입니다.
이는 응용 분야에 따라 장점일 수도 단점일 수도 있습니다. 예를 들어 유리-금속 봉입에서는 번짐이 바람직한 특성입니다. 사실 그게 핵심입니다. 그래서 전기화학적 연삭은 이 용도로 절대 사용되지 않습니다.
공작물을 이동시킬 수 있다면 전기화학적 연삭으로 다양한 평면 형상을 만들 수 있습니다. 예를 들어 의료기기 산업에서는 다음과 같은 제품을 만드는 데 사용됩니다:
하지만 이 공정은 많은 고정구와 각 금속의 화학성 및 전도성에 맞는 적절한 레시피가 필요합니다. 이는 공정에 시간(과 비용)을 더합니다.
공정 완료 속도는 부품 직경과 벽 두께, 최종 형상의 복잡성, 모서리를 얼마나 둥글게 해야 하는지 같은 요인에도 좌우됩니다.
또한 모서리(최소 또는 제로 R)나 실제 절삭 날처럼 날카로운 것을 만들려 할 때 또 다른 역설이 있습니다. 전기화학적 가공 공정은 그 화학적, 물리적 특성상 금속의 날카로운 끝을 모두 제거하기 때문입니다.
전기가 끌리는 가장 가는 직경에 화학이 작용해 금속 끝단의 예각을 말 그대로 둥글게 만듭니다.
전기화학적 연삭 공정에서의 흥미로운 해결책은 약간의 버를 만든 다음 전해 연마로 버를 제거해 가능한 한 날카로운 끝을 남기는 것입니다. 이 단계는 예각 특징을 제거하지 않기 위해 2차 공정으로 수행해야 합니다.
이제 전기화학적 연삭 공정이 실상은 세 가지의 결합, 즉 표면 연삭 + 화학 + 고정구임을 알 수 있습니다. 그리고 이 세 가지는 불가피하게 얽혀 있습니다.
전기화학적 연삭 기계를 표면 연삭 측면만으로 사용하는 건 타당하지 않습니다. 예를 들어 금속 블록의 표면 마감과 평행도를 달성하는 데 쓰지 않습니다. 전기화학적 공정이 블록을 기본적으로 침식하기 때문입니다.
아마 유일한 이유는 전기화학적 작용을 촉매로 더 많은 재료를 제거하기 위함일 겁니다. 하지만 여러 이유로 크리프 피드 연삭이 동일한 효과를 얻는 훨씬 더 경제적인 방법입니다.
사실 전기화학적 연삭의 단점 중 하나는 바로 그 복잡성입니다. 모든 요건을 한데 모으는 게 매우 복잡합니다:
게다가 공정이 고도로 자동화되지 않아 효율성이 높지 않습니다. 예를 들어, 일반적으로 여러 작업자 또는 요즘은 로봇이 카트리지를 적재/하역해 공정을 계속 진행해야 합니다.
하지만 전기화학적 연삭의 장점 중 하나는 이동식 자동 고정구를 사용해 표면 연삭기 베드에서 공작물을 조작할 수 있다면 흥미로운 일을 할 수 있다는 점입니다.
그리고 그 결과는 전기화학적 연삭에만 고유합니다.
전기화학적 연삭 공정은 가공 분야에서 아주 작은 틈새를 차지하는 고도로 전문화된 방식입니다. 사실 이 공정을 수행하는 회사는 매우 적고 적용 범위도 제한적입니다.
하지만 제조 파트너는 귀사와 협력해 전기화학적 방식이든 다른 공정이든, 귀사의 정밀 연삭 응용 분야에 가장 적합한 방법이 무엇인지 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
산업기술
산업 세계는 수십 년간 기계화되었습니다. 로봇은 용접과 자재 핸들링을 하지만, 자재를 제거하고 공작물과 완제품이 기능적이도록 만듭니다. 그라인딩 로봇은 공작물에서 모든 불완전한 부분을 제거해 제품이 고객에게 멋지게 보이도록 하는 많은 로봇 중 하나입니다. 정밀 그라인딩으로 품질 향상 제조업체가 그라인딩 로봇에 투자할 때, 어떤 수동 그라인딩 애플리케이션보다 쉽게 용접 스패터와 기타 결함을 제거할 기계에 투자하는 것입니다. 기계 가공 부품은 로봇 그라인더가 정확한 도구로 그 결함들을 떼어내면 멋지게 보입니다. 이 정확성은 너무 많은
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