CNC 방전가공(EDM) 진화: 정밀 제조 혁신

이 글은 EDM의 역사, 와이어 방전가공(EDM), 방전 가공의 발전에 대해 다룹니다.

그러나 인간이 소유한 다른 기술들처럼, 특수 기술의 소유권과 가공 결과는 고생산성과 반복성을 추구하는 기업주와 국가 지도자들의 찬사를 끌지 못했습니다.

이 장애물을 극복하기 위해 사람들이 CNC 기계를 개발하여 방전가공(EDM) 장비를 포함한 다양한 공작기계에 적용했습니다. EDM은 스파크 가공, 스파크 침식, 버닝, 다이 싱킹, 와이어 버닝, 와이어 침식으로도 알려져 있습니다. 이는 보통 스파크를 일으키는 방전을 사용하여 목표 형상을 얻는 제조 공정입니다.

방전가공기를 위한 수치제어(NC)

가공 공정 중 NC 제어 EDM 가공으로, 작업자의 감시 하에 작동되는 와이어 EDM을 통해 급속히 반복되는 전류 시리즈로 공작물에서 불필요한 소재가 제거됩니다.

와이어 EDM 어셈블리에서 한 전극은 공구 전극(tool electrode)이라고 불리고, 다른 전극은 공작물 전극(workpiece electrode)이라고 불립니다. 가공 공정은 공구와 공작물이 실제로 접촉하지 않으며, 와이어 EDM이 아닌 전통적인 금속 가공 기계에서 흔히 발생하는 많은 청력 문제를 방지합니다.

방전 가공은 과거 수동으로 제어하기 어려웠지만 NC 시스템으로 더 쉽게 달성할 수 있게 되었습니다.

CNC 와이어 컷 EDM 방전가공기

수치제어 시대 이후 컴퓨터 발전으로 1990년대는 성숙한 CNC 시대로, 금속 가공 산업에 새로운 가공 시대를 가져왔습니다.

대부분 CNC 머신은 지멘스, 미쓰비시, 화낙(Fanuc) 같은 특정 시스템으로 제어되지만, EDM 머신의 제어 시스템은 컨트롤러 공급업체 유형이 아닌 PLC 시스템이 주도합니다.

오늘날에는 많은 유형의 CNC 와이어 EDM이 있습니다. 이 글에서는 가전제품, 필터 네트, 3C 전기 소모품, 기타 소형 객체 제조에 널리 사용되는 한 가지를 논의하겠습니다. 방전 가공은 더 넓은 스펙트럼에 적용될 수 있지만 여기서는 구체적 적용에 초점을 맞춥니다.

소련의 방전가공기

소련 시기에 와이어 EDM 개발은 성공적이었고 엄청난 기술 발전을 가져왔습니다. 와이어 EDM 머신은 1960년대 말에 등장했으며, 목적은 경화강으로 공구와 금형을 만드는 것이었습니다.

최초의 수치제어(NC) 머신은 펀치 테이프 수직 밀링 머신의 변환이었습니다. 1960년대 말 소련은 러시아에서 최초의 상용 CNC 공작기계를 제조했습니다.

그것은 와이어 EDM이었습니다. 이 기간 동안 EDM 역사도 항공우주, 군수, 방위, 자동차 가공이 긍정적 방향으로 발전하던 역사였습니다.

데이비드 H. 듈레본(David H. Dulebohn) 팀이 앤드류 H. 듈레본(Andrew H. Dulebohn)이 앤드류 엔지니어링 컴퍼니(Andrew Engineering Company)에서 1960년대 개발한 밀링·연삭 머신용 기계를 개발했습니다. 이후 역사에서 마스터 도면이 컴퓨터 수치제어(CNC) 플로터로 제작되어 정밀도, 정확도, 반복성을 향상시켰습니다.

1970년대 초, CNC 플로터와 광학 와이어 팔로워 기술을 사용한 와이어 EDM 머신이 생산되었습니다. 이후 듈레본은 같은 플로터를 사용하여 CNC 플로터를 직접 EDM 머신으로 제어하도록 프로그래밍했고, 1976년 최초의 CNC EDM 머신을 제조하여 방전 가공 기반으로 금속 가공 분야에 큰 가공 편의성을 제공했습니다.

EDM에 자동화 추가

CNC 제어 와이어 컷 방전 가공 기술이 EDM 역사에서 상용 응용에 도입된 후, 이 기술 발전으로 지난 20년간 응용이 실질적으로 진전되었습니다.

지난 10년간 자동화 메커니즘 도입으로 EDM 머신의 이송 속도가 크게 증가했고, 표면 조도도 프로그램으로 잘 제어될 수 있게 되었습니다.

CNC 와이어 & 다이싱크 EDM

와이어 컷 EDM 외에도 다이 싱킹 EDM은 많은 다른 가공 니즈를 충족할 수 있는 인기 있는 유형입니다. 1940년대 제2차 세계대전 말기 전, 두 러시아 과학자 B. R. 라자렌코(B. R. Lazarenko)와 N. I. 라자렌코(N. I. Lazarenko)가 스파크 효과로 인한 텅스텐 전기 접점의 부식 방지 방법을 연구하도록 임명되었을 때, 싱킹 몰드 개발은 EDM 개발 역사 초기로 거슬러 올라갑니다.

그들은 이 과제를 완수하지 못했지만, 그들의 업적이 이 기술에 기여했습니다. 과학자들은 전극이 특정 환경에 있으면 부식을 더 정확하게 제어할 수 있음을 발견했고, 이는 후속 실험에 큰 영감을 주었습니다.

이 새로운 발견이 그들이 텅스텐 같은 경질 소재 가공용 EDM 머신을 발명하게 했습니다. 라자렌코 머신의 이름은 저항 커패시턴스 회로(R-C circuit)를 사용하여 전극을 충전하는 데서 유래한 R-C 머신이라고 불립니다. 이 명명은 EDM 역사에서 잘 알려져 있습니다.

동시에 미국에서도 독립적인 상황이 잘 발전하고 있었습니다. 해럴드 스타크(Harold Stark), 빅터 하딩(Victor Harding), 잭 비버(Jack Beaver)로 구성된 미국 팀이 있습니다. 그들은 알루미늄 주물의 파손된 엔드 드릴과 탭을 제거하는 EDM 머신을 성공적으로 개발했습니다.

미국 팀은 처음에 약한 전기 에칭 도구로 머신을 만들었습니다. 처음에 그다지 성공적이지 않아 나중에 이 방법으로 변경했습니다. 이후 스타크, 하딩, 비버 머신은 초당 60스파크를 생성할 수 있었고, 이는 당시 EDM 역사에서 기술적 돌파구였습니다.

오늘날 EDM 머신은 설계에 따라 진공관 회로를 사용합니다. 초당 수천 스파크를 생성할 수 있어 절단 속도를 크게 높이고, 전 세계 기업주들에게 엄청난 잠재력과 생산성을 제공합니다.