방전 가공(EDM): 작동 원리와 중요성

방전 가공(EDM)이란?

방전 가공(Electrical Discharge Machining, EDM)은 공구(전극)와 가공 중인 부품 사이에서 일련의 반복적인 전기 방전을 통해 부품에서 재료를 제거하는 비전통적 가공 공정입니다. 이는 유전체 유체의 존재 하에서 이루어집니다.

방전 가공(EDM)은 스파크 가공, 스파크 침식, 다이 싱킹, 와이어 버닝, 와이어 침식으로도 알려져 있으며, 전기 방전(스파크)을 사용하여 원하는 모양을 얻는 금속 가공 공정입니다.

재료는 두 전극 사이에서 빠르게 반복되는 전류 방전에 의해 공작물에서 제거되며, 유전체 액체로 분리되고 전기 전압이 적용됩니다.

한 전극은 공구 전극 또는 단순히 공구/전극이라고 하고, 다른 전극은 공작물 전극 또는 공작물이라고 합니다. 이 공정은 공구와 공작물이 물리적 접촉을 하지 않는다는 것에 의존합니다.

두 전극 사이의 전압이 증가하면 전극 사이의 부피에서 전기장의 강도가 커져 액체의 유전체 파괴를 일으키고 전기 아크를 생성합니다.

결과적으로 전극에서 재료가 제거됩니다. 전류가 멈추면(발전기 유형에 따라 멈추거나 정지됨), 새로운 액체 유전체가 전극 간 부피로 전달되어 고체 입자(파편)를 운반하고 유전체의 절연 특성을 복원합니다.

전극 간 부피에 새로운 액체 유전체를 추가하는 것을 일반적으로 플러싱(flushing)이라고 합니다. 전류 흐름 후 전극 사이의 전압은 파괴 전 상태로 복원되어 새로운 액체 유전체 파괴가 발생하여 사이클을 반복할 수 있습니다.

방전 가공(EDM)은 전기 스파크 침식을 통해 금속을 제거하는 제어된 금속 제거 공정입니다. 이 공정에서 전기 스파크는 절삭 공구로 사용되어 공작물을 원하는 모양으로 절단(침식)합니다.

금속 제거 공정은 전극을 통해 공작물에 고주파 전류의 펄세이팅(ON/OFF) 전기 충전을 적용하여 수행됩니다. 이는 제어된 속도로 공작물에서 매우 작은 금속 조각을 제거(침식)합니다.

EDM 스파크 침식은 금속 조각에 접촉하여 작은 구멍을 태우는 전기 단락과 같습니다. EDM 공정에서는 공작물 재료와 전극 재료 모두 전기의 도체여야 합니다.

EDM 공정은 두 가지 방식으로 사용될 수 있습니다:

사전 성형되거나 형성된 전극(공구), 일반적으로 흑연이나 구리로 만들어지며, 재현할 캐비티의 형태로 성형됩니다. 형성된 전극은 수직으로 아래로 공급되고 전극의 역형상이 고체 공작물에 침식(연소)됩니다.
작은 바늘 직경 이하의 연속 이동 수직 와이어 전극이 컴퓨터에 의해 제어되어 프로그래밍된 경로를 따라 공작물을 통해 좁은 슬롯을 침식하거나 절단하여 필요한 모양을 생성합니다.

와이어 EDM 기계는 와이어 전극과 CNC 이동을 사용하여 원하는 모양이나 윤곽을 생성합니다. 이 기술은 EDM 공정의 주요 원리인 스파크 침식을 사용하여 전도성 재료를 제거합니다.

와이어는 정밀 와이어 가이드를 통해 스풀에서 이동하며 CNC에 의해 제어됩니다. 이온화된 물로 플러싱되어 얇은 와이어를 냉각하고 침식된 입자를 제거합니다. 와이어 EDM은 매우 정밀하고 정확한 밴드쏘로 생각할 수 있습니다.

이 EDM 기계는 금속 조각에 작은 구멍을 만드는 데 사용됩니다. 기계는 전도성 튜브를 전극으로 사용하고 그 전극을 통해 그리고 주변으로 유전체 유체의 원활한 흐름을 이용하여 증발된 금속을 배출합니다.

단단하고 특수한 재료에서도 정확하고 정밀한 구멍을 뚫는 기계의 능력은 미래 지향적인 개발 제조 산업 중 하나로 남아 있습니다.

EDM 가공의 가장 오래된 형태인 램 EDM은 특별히 성형된 전극이 공작물에 침투하여 정교한 컷과 블라인드 형상 캐비티를 생성합니다.

이름에서 알 수 있듯이 싱커 EDM 기계에서는 공작물과 전극 모두 유전체 유체(경량 및 점도 오일)에 담그고 원하는 결과를 얻기 위해 적절한 파워 발전기를 통해 작동합니다.

정밀하고 독특한 모양을 생성하는 능력으로 EDM은 많은 산업에서 제조 공정에 사용되어 왔습니다. 다음은 EDM의 가장 일반적인 응용 유형입니다.

다이 제작: 다이는 재료를 절단하거나 고체 제품으로 성형하는 데 사용되는 도구입니다. EDM은 필요한 모양의 크기나 일반성에 관계없이 이러한 다이를 만드는 데 사용됩니다.
금형 제작: 금형은 액체나 물질을 용기 모양으로 변환하는 용기입니다. 금형의 치수와 깊이는 EDM 사용으로 달성됩니다.
소구경 드릴링: EDM 없이는 작은 구멍 드릴링이 어려울 것입니다. EDM의 정확한 작은 모양 생성 능력은 필요한 정확한 크기의 구멍을 드릴링하는 데 이상적입니다.
프로토타입 생산: EDM 공정은 금형 제작, 공구, 다이 산업에서 가장 널리 사용되지만, 특히 생산 수량이 상대적으로 낮은 항공우주, 자동차, 전자 산업에서 프로토타입 및 생산 부품을 만드는 일반적인 방법이 되고 있습니다.

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