다이 싱커 EDM: 심층 소개

전신기와 제트 엔진처럼 다이 싱커 EDM도 한 명 이상이 거의 동시에 독립적으로 발명했습니다. 러시아 과학자 보리스와 나탈라야 라자렌코(Boris and Natalya Lazarenko)는 1941년 텅스텐 브레이크포인트의 수명 연장 방법을 찾는 것이 목표였습니다. 연구 과정에서 텅스텐 전기 접점을 유전체 용액에 담그면 부식을 제어할 수 있음을 발견했습니다. 1943년 라자렌코 부부는 이 혁신을 기반으로 스파크 가공 공정을 개발했는데, 이것이 나중에 EDM 저항-콘덴서(R-C) 회로로 알려지게 되었습니다.

다이 싱커란?

현재 EDM 변위 기계는 금속 스탬핑 다이와 플라스틱 사출 금형 같은 복잡한 캐비티 형상을 공구와 다이로 제조하는 데 사용됩니다. 다이 평탄화 공정은 목표 캐비티의 '포지티브'를 형성하기 위해 흑연 전극을 가공하는 것으로 시작합니다. 이 전극은 공작물에 의도적으로 침지되어 표면 스파크를 발생시킵니다.

다이 싱커용 유전체 유체

탄화수소 오일은 보통 EDM 기계에서 공작물과 스파크가 여전히 침지된 유전체 유체로 사용됩니다. 와이어 EDM 장치에서는 이온 제거수만 스파크 영역에 침지되는 것과 달리 말입니다. EDM 기계에서 사용되는 유전체 유체는 오일 기반이든 물 기반이든 세 가지 필수 기능을 수행합니다:

• a) 전극 스파크 갭과 공작물 간 거리 모니터링
• b) EDM 칩 형성, 가열된 소재 냉각
• c) 스파크 영역에서 EDM 칩 제거

밀링이나 터닝 공정에서 생성되는 것보다 훨씬 작지만, EDM도 칩을 생성합니다. 이 작은 중공 구체는 전극과 공작물 소재로 구성됩니다. 모든 칩과 마찬가지로 유전체 액체를 스파크 갭을 통해 이동시켜 절삭 영역에서 분리해야 합니다.

유전체 유체가 노화나 오염, 방전으로 인해 분해될 때 휘발성 발생 확률이 증가합니다. 제어 전자장치가 어느 정도 보상할 수 있지만, 순수한 유전체 유체를 절삭 영역으로 지속적으로 펌핑하여 세척하는 것이 유일한 진정한 해결책입니다. 유체 내 이온 전도성이 높을수록 스파크 갭 내에서 시스템이 안정적인 전기 임계값을 유지하기 더 어려워집니다.

유전체 유체 수명은 유형, EDM 유체 필터 효율과 일관성 등 여러 변수에 따라 달라지며 유효기간이 정해져 있지는 않습니다. 그러나 일반적으로 오일 기반 용매를 사용 중이고 5년 이상 되었다면 교체해야 합니다. 육안과 냄새로도 판단 가능하지만, 굴절계로 측정하는 것이 유전체 유체 교체 여부를 결정하는 가장 쉬운 방법입니다.

유전체 유체 선택

EDM 응용 분야에 적합한 유전체 유체를 선택하는 것은 생각만큼 간단하지 않습니다. 고려해야 할 기준이 많습니다. 금속 제거율과 전극 마모처럼 명백한 것도 있지만, 훨씬 더 미묘한 것도 있습니다. 예를 들어 입자 부유(suspension)는 가공 효율의 중요한 측면으로, 유체가 EDM 칩과 기타 폐기물 입자를 절삭 영역에서 추출할 수 있어야 합니다. 그러나 입자 부유가 너무 크면 여과 중 이 입자들이 유체에서 분리되지 않습니다. 유체 제조사와 상담해 사용 중인 장치에 적합한 유전체 유체인지 확인하세요.

EDM 다이 싱커용 소재

물론 EDM으로 가공할 공작물은 전도성이 있어야 하지만, 그게 EDM과 관련된 소재 제약의 전부는 아닙니다. 첫째, 일반 공구강에 비해 항공우주 산업에 쓰이는 고니켈 합금이나 초경 소재는 EDM에 더 높은 난이도를 제시합니다. 다만 이러한 경우 전극 배합 개선과 더 긴 EDM 사이클 타임으로 화학적 우려를 대체할 수 있습니다.

또한 EDM은 기술적으로 매끄러운 가공 방식이지만 공작물에 직접적인 기계적 힘이 가해지지 않습니다. 열적 공정이라 열영향부(HAZ)를 통해 변형과 미세 균열로 공작물의 금속 조직을 변화시킵니다. 모든 전도성 직물이 EDM에 적합한 것은 아닙니다.

이상적인 형상으로 가공된 후 하나 이상의 열처리로 부품을 경화시킵니다. 이는 시간 추가, 비용 상승, 완성 부품 치수 변경(열처리 방법이 제대로 관리되지 않을 경우)을 초래합니다. EDM의 가치는 뛰어난 표면 마무리를 보너스로 가지면서 경화 소재와 희귀 합금을 절단할 수 있다는 점입니다. 결과적으로 마무리 후 추가 가공 필요성이 줄어듭니다.

모든 가공 공정과 마찬가지로 EDM도 속도와 표면 마무리 사이의 균형이 필요합니다. 예를 들어 와이어 EDM 기계는 와이어 편향을 줄이기 위해 더 빠르고 거친 절삭 후, 덜 공격적인 세척 프로파일을 사용하는 마무리 또는 트로웰 컷을 수행합니다. 대부분의 작업에서 두 개의 전극을 사용하는 싱커 EDM도 비슷한 패턴을 보입니다: 하나는 러핑용, 하나는 피니싱용. EDM의 핵심 이점은 공정이 매우 예측 가능하고 정밀하며 반복 가능하다는 점입니다. 모든 EDM은 무인 운전으로 수행되므로 직접 인건비 비율과 생산 비용이 일반적으로 다른 공정보다 낮습니다.

다이 싱커 EDM vs 기타 가공 공정

전반적으로 EDM 다이 싱커의 기본 특징을 통해 EDM이 귀하의 응용 분야에 적합한지 감을 잡을 수 있습니다. 예를 들어 EDM은 일반적으로 다른 가공 방법보다 느리지만 더 예측 가능하고 정확하며 반복 가능합니다. 다른 이점도 있습니다: 모든 EDM은 무인 운전으로 수행되므로 직접 인건비 비율과 EDM 생산 비용이 일반적으로 다른 방법보다 낮습니다. 비교적 느린 가공 속도와 예측 가능성, 정밀도, 반복 가능성의 조합이 EDM을 항공우주 및 의료 산업처럼 엄격한 공차의 소량 생산 작업에 이상적으로 만듭니다.

또한 EDM은 비접촉 가공 공정이므로 일반 CNC 밀링 머신에 비해 소형 부품 절단 시 고정 요구사항이 훨씬 덜 엄격합니다. 절삭을 위한 레버리지가 필요 없으므로 작고 작은 부품을 다루면서 고정하기 위해 많은 프레임이 필요하지 않습니다. 밀링으로 가공하려 하면 가공 기계에 의해 들어올려지거나 비틀리지 않을 만큼 충분히 단단히 고정해야 합니다. 예를 들어 금형 맨드렐을 만들고 연마하려 하면 가공 공정 내내 이리저리 움직입니다. 90도 기울어지는 핸들로 와이어링하면 훌륭하게 나옵니다.