CNC 와이어 컷팅: 정의, 공정 및 응용

소재를 절삭하는 대신 EDM은 이를 녹이거나 기화시켜 상대적으로 작은 칩을 생성하고 매우 정확한 절삭 라인을 제공합니다. 산업계의 수용으로 매우 다재다능하고 단단한 금속을 절단할 수 있으며 비교적 작은 작업 공간을 사용하므로 다양한 EDM 응용이 생겨났습니다.

와이어 컷팅과 일반 EDM의 차이점

EDM 기계에는 일반(싱커)형과 와이어(컷)형 두 가지 주요 유형이 있습니다. 위에서 설명한 일반 EDM은 툴을 사용하여 전류를 분산시킵니다. 이 툴인 캐소드는 금속 조각인 애노드를 따라 이동하며, 전류가 반응하여 금속을 녹이거나 기화시킵니다. 캐소드와 공작물이 모두 잠기는 유전체 유체(보통 탄화수소 오일)의 작용으로 공정에서 생성된 미세 칩이 부품에서 씻겨 나갑니다.

와이어 컷 EDM(WCEDM)은 팽팽한 얇은 와이어를 캐소드 역할을 하게 하여 원하는 절삭 경로나 갭을 따라 안내함으로써 전류를 전달합니다. 이 경우 유전체 유체(보통 탈염수)는 절삭 동안 절개부를 통해 흐르며, 다시 입자를 몰아내고 스파크를 제어하는 역할을 합니다. 얇은 와이어 덕분에 정밀한 절삭이 가능하며, 좁은 갭(일상적으로 ~0.015인치, 더 미세한 컷 가능)과 ±0.0001인치의 공차가 가능합니다. 이 향상된 정밀도로 복잡한 3차원 컷을 만들 수 있고, 고정밀 펀치, 다이, 스트리퍼 플레이트를 생산합니다.

와이어 컷팅 EDM 장비는 컴퓨터 제어(CNC) 기기로, 와이어를 3차원 축으로 제어하여 더 큰 유연성을 제공합니다. 직선 컷은 나이프의 x-y 좌표를 변경하여 만들고, 더 복잡한 컷은 와이어 가이드에 운동 축을 추가하여 얻습니다. 4축과 5축 와이어 EDM 기계 및 서비스가 모두 제공됩니다. 일반 EDM은 항상 타이트한 코너나 매우 복잡한 패턴을 생성할 수 없지만, 와이어 EDM의 향상된 정밀도로 복잡한 패턴과 컷이 가능합니다. 또한 와이어 EDM 기계는 0.004인치 두께부터 16인치 이상의 두께까지 정기적으로 절단할 수 있으며, 더 두꺼운 섹션도 가능합니다.

특정 소재 두께에서 EDM 와이어는 금속을 단순히 증발시키므로 잠재적 오염을 제거합니다. WCEDM 와이어는 모든 면에서 스파크를 방출하므로 컷은 와이어 자체보다 두꺼워야 합니다. 즉, 와이어가 전류 링으로 둘러싸여 있으므로 가능한 가장 작고 정확한 절삭 경로는 링과 와이어의 추가 직경입니다. 기술자들은 이 추가 치수를 쉽게 수용할 수 있습니다. 제조업체들은 더 얇은 와이어를 지속적으로 생산하여 더 작은 커프와 더 미세한 정밀도를 가능하게 합니다.

와이어 컷 EDM 응용

다용성 덕분에 제조업체들은 EDM 기계를 광범위한 응용에 사용합니다. 이 공정은 매우 작은 부품을 절단할 수 있어, 다른 가공 옵션으로는 너무 섬세한 작고 매우 디테일한 부품 생산에 종종 이상적인 선택입니다. 또한 이 공정은 소량 설계에 비용 효율적이며, 실제 설계가 다르게 수행되더라도 프로토타이핑에 유익할 수 있습니다.

공정에서 와이어가 지속적으로 이동하며 재사용할 수 없다는 점에 유의하세요. 결과적으로 구리, 황동 또는 기타 금속 와이어가 마일 단위로 길어져 공정 비용이 증가합니다. 그리고 이 공정은 힘을 사용하지 않아 버가 없고 섬세한 항목에 사용할 수 있지만, 열 응력의 가능성은 확실히 존재합니다.

대부분의 와이어 EDM 작업은 꽤 높은 이송 속도와 높은 유전체 유량으로 러프 컷으로 시작합니다. 후속 디게싱 패스는 마감 표면의 공차를 달성하기 위해 감소된 유전체 유량으로 더 작은 컷을 필요로 합니다. 감소된 유전체 유량은 이러한 전환 중 와이어 변형을 방지합니다.

부품 가장자리를 따라 시작하지 않는 컷(홀 등)은 와이어가 통과할 수 있도록 사전 드릴링이 필요합니다. 많은 와이어 EDM 기계에는 이 목적을 위해 작은 홀 드릴링 전극이 있어 일반 드릴 비트 없이 경화강에 시작 홀을 만들 수 있습니다. 작은 홀 드릴은 일반적으로 회전하는 맨드렐에 장착된 EDM 전극과 전극을 통해 펌핑되는 유전체로 홀을 플러싱하는 방식을 사용합니다. 독립형 EDM 드릴을 사용하여 경화 소재에 작은 홀을 만드는 공정을 때로는 홀 팝업(hole pop-up)이라고 합니다.

장점

와이어 EDM 기계가 일반 EDM 기계보다 가지는 주요 장점은 연속 와이어 공급이 고정 전극에서 발생하는 마모를 최소화한다는 것입니다. 그러나 와이어 EDM 기계는 많은 와이어를 사용하여 비용이 증가할 수 있습니다. 많은 와이어 EDM 기계는 자가 스레딩 기능이 있어 와이어가 끊어져도 공정이 거의 연속적으로 계속될 수 있습니다.

또 다른 중요한 장점은 열처리 후 부품을 절단할 수 있어 후처리로 인한 변형 가능성을 제거한다는 것입니다. 또한 와이어 EDM은 공작물에 툴 압력을 가하지 않아 작고 섬세한 부품을 쉽게 가공할 수 있습니다. 고정 요구사항은 기존 가공 방법에 비해 최소화됩니다. 매우 미세한 표면이 가능합니다.

제한사항

많은 가공 방법과 비교해 EDM은 느린 공정이지만, 기술 발전으로 속도는 수년간 증가해 왔습니다. 동일한 부품을 적층하여 한 번에 절단하면 생산성을 높일 수 있습니다. 멀티 헤드 기계로 여러 동일한 부품을 동시에 절단할 수 있습니다. 와이어 EDM은 열 공정이므로 공작물에 일부 응력을 전달할 수 있습니다.

비교적 수행하기 간단하지만, 와이어 EDM 기계 유지보수는 기존 공작 기계에 필요한 것보다 더 까다로울 수 있습니다. 소모품 비용도 더 비쌀 수 있습니다. 이러한 비용은 거의 모든 와이어 EDM 기계가 적재/적하 외에는 무인 운전용으로 설계되어 있다는 사실로 때때로 완화될 수 있습니다. 완성 부품에 버가 없어 디버링 단계를 생략하여 인건비나 시간을 절약할 수도 있습니다.