EDM vs 일반 가공: 제조 니즈에 가장 적합한 것은?

밀링, 터닝, 그라인딩으로 작업을 완료할 수 없을 때 제조 엔지니어는 EDM을 선택합니다. 이는 일종의 이진 선택과 같습니다: 가공이 불가능하면 EDM을 선택하십시오. EDM과 전통 공정은 서로 보완 관계입니다. 와이어 컷팅의 절삭 속도는 밀링이나 터닝보다 낮지만, 다른 측면에서는 더 높은 점수를 얻습니다.

기존 가공 대비 EDM의 장점

복잡한 형상 가공

EDM을 사용할 때는 절삭력이 없고 공구도 공작물도 회전하지 않습니다. 또한 와이어 컷팅 가공은 보통 직경 0.010인치의 와이어를 사용합니다. 이 모든 것은 다음을 의미합니다:

• 얇은 벽 가공이 가능합니다.
• 작은 반경의 내부 모서리를 절삭할 수 있습니다.
• 와이어 컷팅 공작기계로 압출 금형의 슬릿을 절단할 수 있습니다.
• 침강 EDM으로 블라인드 홀과 높은 종횡비의 백을 생산할 수 있습니다.
• 비원형 개구부와 홀을 만들 수 있습니다.
• 기어 같은 2D 형상의 브로칭을 대체할 수 있습니다.

경질 재료 가공

재료 경도는 와이어 EDM 속도에 거의 영향을 주지 않으며 부품 기하학적 형상을 제한하지 않습니다. 텅스텐 카바이드, 공구강, 인코넬 및 RC38보다 경도가 높은 모든 금속은 기존 가공으로는 느리고 비싸게 가공됩니다.

특별한 이점은 열처리 후 부품을 최종 치수로 조정할 수 있다는 점입니다. 이는 경화와 응력 제거로 인한 변형을 제거합니다.

높은 표면 조도

기존 공정과 달리 EDM 표면은 매우 무작위적인 텍스처를 가집니다. 이는 방향성 또는 '레이아웃'이 제품 성능에 영향을 미칠 때 유리합니다. 또한 EDM은 5 RMS 또는 약 4 마이크로인치 Ra의 매끄러운 표면을 생성할 수 있습니다. (이는 다중 스키밍이 필요하므로 와이어 EDM의 절단 속도는 매우 낮아야 합니다.)

비용 절감

적절한 작업(복잡한 2D 형상, 경질 재료)에서 EDM은 기존 공정 대비 비용을 절감합니다. 예:

• 특수 공구 불필요 (비용 및 납기 절약)
• 스키밍 패스로 2차 마감 공정 불필요
• 적층하여 여러 부품 동시 절단
• 칩 생산 대신 절단 조각 재사용 가능
• 여러 루틴 공정을 거치지 않아도 됨. 최종 형상을 한 번의 셋업으로 완료 가능 (정밀도 향상)

기존 CNC 공작기계 대비 EDM이 더 나은 결과를 내는 구체적인 엔지니어링 상황

날카로운 내부 모서리가 필요할 때

올바른 와이어 종류, 장력, 이송 조건을 선택하는 한, EDM(특히 와이어 컷 방전 공작기계)은 날카로운 내부 모서리 가공 시 역할을 합니다.

기존 CNC 공작기계를 사용할 때, 절삭 공구가 보통 원형이어서 공작물에 둥근 모서리(반경)가 남기 때문에 날카롭거나 직각의 내부 모서리를 달성하기 어렵습니다. 이 문제를 해결하는 방법으로는 사각 엔드밀, 단면 언더컷 등이 있지만, 기계공들은 종종 내부 모서리 필렛의 필요성을 수용합니다.

와이어 EDM에 사용되는 와이어도 원형이지만, CNC 절삭 공구보다 훨씬 얇아 거의 정사각형 내부 모서리를 형성할 수 있습니다. 와이어 EDM을 사용하면 모서리 반경을 0.005인치까지 줄일 수 있습니다.

깊은 절삭이 필요할 때

기존 CNC 공작기계를 사용할 때, 깊은 절삭과 캐비티 밀링에는 긴 절삭 공구가 필요합니다. 그러나 종횡비가 높은 공구는 채터(과도한 공구 진동)를 일으켜 가공 품질을 저하시킬 수 있습니다.

EDM은 채터가 발생하지 않기 때문에 깊은 절삭 솔루션을 제공합니다. 대부분의 경우 EDM은 길이-직경 비율이 최대 20:1인 홀을 편안하게 만들 수 있으며, 일부 경우에는 100:1까지 가능합니다.

공작물 재료가 매우 경질일 때

EDM의 주요 용도 중 하나는 금형, 다이, 심지어 공작기계 절삭 공구 자체 같은 항목을 가공하는 것입니다. 이러한 항목은 보통 경화강이나 텅스텐 카바이드 같은 매우 경질의 재료로 만들어지며, 절삭 공구로 관통하기 어렵습니다.

EDM의 장점은 이러한 금속의 경도가 공작기계의 엄격한 공차 달성 능력에 큰 영향을 주지 않는다는 점입니다.

EDM으로 절단할 수 있는 다른 금속으로는 하스텔로이(니켈-몰리브덴 합금), 티타늄, 인코넬 합금 등이 있습니다.

부품에 거울 연마가 필요할 때

EDM으로 생산된 부품의 표면 마무리는 보통 핏이나 구멍으로 구성됩니다. 그러나 특정 파라미터를 엄격하게 제어하면 이 공정은 연마 없이도 탁월한 거울 표면 마무리를 생성합니다.

EDM은 기존 가공처럼 '레이업'이 있는 방향성 표면을 생성하지 않는다는 점이 중요합니다.

매우 느리게 저전력으로 EDM 가공을 수행하면 수축 구멍이나 핏의 크기를 크게 줄일 수 있습니다. 결국 약 5 RMS(4 마이크로인치 Ra)의 매우 매끄러운 표면 마무리를 만들 수 있습니다.

금형 제작 시

금형을 만들 때 EDM이 CNC 가공보다 선호되는 경우가 있는데, 이는 공구강 같은 경질 금속을 정확하게 절단할 수 있기 때문입니다. 때로는 CNC 밀링 공작기계나 싱커 EDM을 먼저 사용한 다음, 와이어 EDM을 사용하여 디테일하거나 가장 깊은 절단을 수행합니다.

많은 사출 성형 회사가 CNC 가공과 EDM을 결합하여 작업에 따라 선택합니다.

엄격한 공차가 필요할 때

EDM을 사용하면 매우 엄격한 공차를 달성할 수 있으므로 정밀 가공을 단순화할 수 있습니다. 물리적 접촉이 없기 때문에 공작물이 EDM에 의해 변형될 가능성이 낮습니다.

다중 가공을 통해 EDM은 +/- 0.0002인치의 공차에 도달할 수 있습니다. 그러나 최고 정밀도를 보장하기 위해 절단 속도를 크게 낮춰야 합니다.