비전통적인 가공 공정 이해

"비 전통적인 기계 가공"또는 "현대 가공 방법"이라고도하는 비전통 가공은 전기, 열, 빛, 전기 화학 에너지, 화학 에너지, 소리 에너지 및 특수 기계적 에너지를 사용하여 제거하는 가공 방법입니다. 변형, 속성 변경 또는 플레이트 재료.

드릴링, 보링, 커팅, 밀링 및 기타 기존 가공 공정은 절삭날이 있는 기존 도구로 수행됩니다. 이러한 전통적인 가공 방법은 가공 공정의 기초임에도 불구하고 기술과 시간이 지남에 따라 구식이 되었습니다.

이 기사에서는 비전통적인 가공 프로세스의 정의, 응용 프로그램, 다이어그램, 특성, 유형, 작업, 장점 및 단점을 알게 됩니다.

비전통적인 가공이란 무엇입니까?

Non-Traditional Machining Method는 기존 기계가공의 단점을 극복하기 위한 최첨단 기술입니다. 초음파 머시닝, 레이저 빔 머시닝, 워터젯 머시닝, 연마 워터젯 머시닝, 전자빔 머시닝 등이 이 머시닝 프로세스의 예입니다.

품목이 현대 기술의 도움으로 생산되는 경우 이를 비전통적, 비전통적 또는 현대적 가공 공정이라고 합니다. 이 기술은 경도, 강도, 인성 또는 취성의 금속 또는 비금속 재료로 만들어진 복잡한 미세 표면 및 저강성 물체를 가공하는 데 사용할 수 있습니다. 초정삭, 경면 마무리 및 나노 규모(원자) 가공을 위한 일부 기술을 동시에 사용할 수 있습니다.

응용 프로그램

비전통적 기계가공의 응용은 특정 응용에 적합한 다양한 유형이 있기 때문에 매우 방대합니다. 다음은 이러한 가공 방법이 사용되는 일부 영역입니다.

일부 가공 공정은 복잡한 모양의 구멍과 중공이 있는 금형 및 부품 가공에 사용됩니다. 경질 합금 및 경화강과 같이 단단하거나 부서지기 쉬운 재료 특성이 다른 재료를 가공하는 데 사용됩니다. 깊은 미세 구멍, 모양 구멍, 깊은 홈, 좁은 슬릿을 만들고 얇은 조각을 절단하는 데 비 전통적인 가공이 사용됩니다.

• 비 전통적인 기계 가공 절차가 단단한 표면을 밀링하는 데 사용되는 것과 같은 방식으로 비전통적인 가공 방법이 다이를 설계하는 데 사용됩니다. 일반적인 절차로는 가공할 수 없는 여러 경금속을 가공하기 위해 비 전통적인 가공 방법을 사용할 수 있습니다.
• 연료 분사 시스템의 노즐에 매우 작은 직경의 구멍을 뚫기 위해 자동차 산업에서도 비전통적인 방법이 사용됩니다. 비 전통적인 가공 방법을 사용하여 기어를 가공할 수도 있습니다.
• 얇은 금속판에 복잡한 디자인을 가공하기 위해 레이저 빔 가공과 같은 비전통적인 가공 공정이 많이 사용됩니다.
• 유리, 세라믹 및 석영과 같은 깨지기 쉬운 재료를 절단하는 경우 Abrasive Jet Machining과 같은 비 전통적인 기계 가공 절차를 사용할 수 있습니다.
• 비 전통적인 가공 공정을 사용하여 절삭 공구를 가공할 수 있습니다.
• 현대적인 기계 가공은 복잡한 항공기 부품을 만드는 데 사용되기 때문에 항공우주 산업에서 매우 중요합니다.

특성

다음은 비전통적인 가공 공정의 몇 가지 특징입니다.

1. 공구 재료는 공작물 재료보다 경도가 훨씬 낮을 수 있습니다.
2. 전기 에너지, 전기화학적 에너지, 소리 에너지, 빛 에너지와 같은 에너지는 재료를 직접 가공하는 데 사용할 수 있습니다.
3. 가공 중에는 기계적인 힘이 보이지 않고 공작물이 기계적 및 열적 변형을 거의 나타내지 않아 가공 정확도와 공작물 표면 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
4. 다양한 방법을 결합하여 새로운 공정 방법을 만들 수 있어 생산 효율성과 가공 정밀도가 크게 향상됩니다.
5. 거의 모든 새로운 에너지원이 비전통적인 기계 가공의 새로운 가능성을 열어줍니다.

전통적이지 않은 가공 공정의 유형

다음은 비전통적인 가공 공정의 다양한 방법입니다.

방전 가공(EDM):

방전 가공 또는 전기 침식 가공이라고도 하는 EDM은 작동 액체에 잠긴 두 극 사이의 펄스 방전으로 인한 전기 침식을 사용하여 전도성 재료를 에칭하는 비전통적인 가공 기술입니다. 이 공정에 사용되는 기본 장비는 방전 공작 기계입니다. 다음은 방전 가공의 몇 가지 기능입니다.

• 절단력 없이 가공
• 버(burr), 공구 자국, 홈 등의 흠집 없음
• 기존의 가공 방법으로 절단하기 어려운 소재 및 복잡한 형상의 공작물 가공 가능
• 공구 전극 재료는 공작물 재료보다 단단할 필요가 없습니다.
• 전기 가공을 사용하면 자동화가 간단합니다.
• 일부 애플리케이션에서는 처리 후 표면에 형성된 변성층을 더 제거해야 합니다.
• 작동유체의 정화 및 처리 과정에서 발생하는 매연 처리가 어렵다

응용 프로그램:

다음은 비전통적인 가공 공정의 적용입니다.

• 금형과 조각에 복잡한 모양의 구멍과 구멍을 가공합니다.
• 경질 합금 및 경화강과 같은 다양한 단단하고 부서지기 쉬운 재료는 기계로 가공할 수 있습니다.
• 미세한 깊은 구멍, 곡선 구멍, 깊은 홈, 좁은 슬릿, 얇은 조각 등의 가공
• 절단 도구, 샘플 플레이트 및 나사산 링 게이지와 같은 절단 및 측정 도구는 모두 기계로 가공할 수 있습니다.

EDM의 다이어그램:

전해 가공:

공작물은 전해 공정의 양극 용해 원리와 성형 음극의 도움을 받아 특정 형태와 크기로 가공됩니다. 전해 가공은 가공하기 어려운 재료, 복잡한 모양 및 얇은 벽 제품에 상당한 이점을 제공합니다. 건 배럴 소총, 블레이드, 일체형 임펠러, 몰드, 프로파일 구멍 및 부품, 모따기 및 디버링은 모두 전해 가공의 예입니다. 전해 가공 기술은 수많은 제품의 가공에서 대체할 수 없는 중요한 역할을 담당했습니다.

장점:

• 광범위한 가공 서비스. 전기화학 가공은 강도, 경도 또는 인성과 같은 기계적 또는 물리적 품질을 손상시키지 않고 거의 모든 전도성 재료를 처리할 수 있으며 재료의 금속 조직 구조는 가공 후 대부분 영향을 받지 않습니다. 경질 합금, 고온 합금, 경화강, 스테인리스강 및 기타 난삭재 가공에 자주 사용됩니다.
• 높은 제조율
• 특히 표면 가공 품질이 뛰어납니다.
• 변형 가능한 부품과 얇은 벽을 가공하는 데 사용할 수 있습니다.
• 전기화학적 가공 공정 중에 공구와 공작물 사이에 접촉이 없고 기계적 절삭력이 없고 잔류 응력 및 변형이 없으며 버 및 번쩍임이 없습니다.

단점:

• 가공 정밀도와 가공 속도가 낮습니다.
• 비싼 가공. 항목당 추가 비용이 높을수록 배치가 작아집니다.

전해 가공의 다이어그램:

레이저 가공

가공을 달성하기 위해 레이저는 렌즈에 의해 초점이 맞춰진 후 초점에서 높은 에너지 밀도에 도달하기 위해 빛 에너지를 사용하고 재료를 녹이거나 기화시켜 매우 짧은 시간에 제거합니다. 레이저 가공은 재료 낭비 감소, 대규모 제조에서 가시적인 비용 효과, 절단 대상에 대한 높은 유연성의 이점을 제공합니다. 레이저 기술은 주로 유럽에서 고급 차체 및 기지, 항공기 날개, 우주선 동체와 같은 고유한 재료를 용접하는 데 사용됩니다.

레이저 용접, 레이저 절단, 표면 수정, 레이저 마킹, 레이저 드릴링, 미세 가공 및 광화학 증착, 광조형, 레이저 에칭 및 기타 레이저 가공 방법이 가장 자주 사용되는 응용 프로그램입니다.

레이저 가공 다이어그램:

전자빔 가공

고에너지 수렴 전자빔의 열 또는 이온화 효과를 활용하는 재료의 기계가공을 전자빔 기계가공(EBM)이라고 합니다. 높은 에너지 밀도, 강한 침투력, 광범위한 일회성 용융 깊이, 큰 용접 폭 비율, 빠른 용접 속도, 작은 열 충격 영역 및 작은 작동 변형이 모두 장점입니다.

전자빔 가공을 위한 가공 재료는 다양하며 절단 영역은 상당히 작을 수 있습니다. 가공 정확도는 나노미터 단위로 측정할 수 있으므로 분자 또는 원자 가공이 가능합니다. 상당한 생산성; 가공은 오염을 거의 발생시키지 않지만 가공 장비의 비용은 높습니다. 미세 구멍, 작은 슬릿 및 기타 복잡한 모양을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 미세 리소그래피 및 용접에도 사용할 수 있습니다. 자동차 제조 사업에서 전자빔 가공의 주요 용도는 진공 전자빔 용접 브리지 쉘 기술입니다.

이온빔 가공

진공 상태에서 이온 빔 가공은 이온 소스에서 생성된 이온 흐름을 가속하고 공작물의 표면에 집중하여 수행됩니다. 이온 흐름 밀도와 이온 에너지의 정밀한 조절 덕분에 가공 효과를 완벽하게 조절할 수 있어 나노미터, 분자 및 원자 수준에서 초정밀 가공이 가능합니다. 이온빔 가공은 오염, 응력 및 왜곡이 적고 처리되는 재료에 유연하지만 비용이 많이 듭니다.

이온빔 가공은 두 단계로 사용할 수 있습니다. 에칭 및 코팅.

• 에칭 가공:이온 에칭은 자이로스코프의 에어 베어링과 동압 모터의 홈을 고해상도, 정밀도 및 반복성으로 가공하는 데 사용됩니다. 집적 회로, 광전자 장치 및 광학 집적 장치와 같은 고정밀 그래픽의 에칭은 이온 빔 에칭의 또 다른 응용입니다. 이온 빔 에칭은 전자 현미경을 투과하기 위한 표본을 만들기 위해 재료를 얇게 만드는 데에도 사용됩니다.
• 이온빔 코팅 가공:이온빔 코팅 가공에는 스퍼터링 증착과 이온 플레이팅의 두 가지 유형이 있습니다. 금속 또는 비금속 필름은 금속 또는 비금속 표면에 도금할 수 있으며 다양한 합금, 화합물 또는 특정 합성 재료, 반도체 재료 및 고융점 재료도 이온 코팅으로 도금할 수 있습니다. 윤활필름, 내열필름, 내마모필름, 장식필름, 전기필름 등을 이온빔 코팅 기술로 코팅이 가능합니다.

플라즈마 아크 가공

플라즈마 아크 가공은 플라즈마 아크의 열 에너지를 사용하여 금속 또는 비금속을 절단, 용접 및 분사하는 비전통적인 가공 기술입니다. 호일과 얇은 판재를 용접할 수 있으며 키홀 효과가 있어 단면 용접 및 양면 자유 성형이 가능합니다. 플라즈마 아크는 높은 에너지 밀도, 높은 아크 기둥 온도 및 높은 관통 능력을 가지고 있습니다. 10-12mm 두께의 강재의 경우 베벨링이 필요하지 않으며 빠른 용접 속도, 높은 생산성 및 최소 응력 변형으로 완전한 용접 침투 및 양면 성형을 한 단계로 수행할 수 있습니다. 장비가 복잡하고 가스를 많이 사용하기 때문에 실내용접에만 적합합니다.

그것은 산업 생산, 특히 티타늄 합금 미사일 쉘 및 일부 항공기가 사용되는 항공 우주와 같은 첨단 산업 기술 및 군사 응용 분야의 구리 및 구리 합금, 티타늄 및 티타늄 합금, 합금강, 스테인리스 강 및 몰리브덴 용접에 널리 사용됩니다. 벽이 얇은 용기를 사용합니다.

초음파 가공

작은 진폭의 진동을 위한 도구로 초음파 주파수를 사용하고 처리된 표면과 공작물 사이의 액체에서 자유 연마재에 의해 펀치를 사용함으로써 초음파 가공은 공작물의 표면에 점진적으로 균열을 일으킵니다. 피어싱, 절단, 용접, 네스팅 및 폴리싱은 모두 초음파 가공의 일반적인 응용 프로그램입니다. 모든 재료를 가공할 수 있지만 고정밀과 탁월한 표면 품질로 다양한 단단하고 부서지기 쉬운 비전도성 재료를 절단하는 데 특히 적합하지만 속도는 낮습니다.
천공(둥근 구멍, 모양 구멍 및 곡선 구멍), 절단, 슬로팅, 네스팅, 유리, 석영, 도자기, 실리콘, 게르마늄, 페라이트, 보석 및 옥과 같은 다양한 단단하고 부서지기 쉬운 재료 조각, 작은 부품을 일괄적으로 디버링, 금형 연마 표면 및 연삭 휠 드레싱은 모두 초음파 가공의 예입니다.

화학 가공

공작물의 원하는 형태, 크기 또는 표면을 얻기 위해 화학 기계 가공은 산, 알칼리 또는 염 용액을 사용하여 부품의 재료를 부식시키거나 용해시킵니다. 가공 방법은 넓은 영역을 얇게 하고 벽이 얇은 물체의 복잡한 구멍을 절단하는 데 이상적입니다. 광역 가공에 적합하며 한 번에 많은 부품을 처리할 수 있습니다. 경도와 강도가 없는 절단 가능한 모든 금속 재료를 처리할 수 있습니다. 장력, 균열 또는 버가 없으면 표면 거칠기가 Ra1.252.5m에 도달하고 사용이 간편하며 좁은 슬롯이나 구멍을 가공하는 데 사용할 수 없으며 표면 거칠기 및 흠집과 같은 흠집을 제거하는 데 적합하지 않습니다.

신속한 프로토타이핑

최신 CAD/CAM 기술, 레이저 기술, 컴퓨터 수치 제어 기술, 정밀 서보 드라이브 기술 및 새로운 재료 기술은 모두 RP 기술을 개발하고 결합하는 데 사용됩니다. 성형 재료가 다르기 때문에 여러 유형의 쾌속 프로토타이핑 시스템은 다양한 성형 원리와 시스템 기능을 가지고 있습니다. 그러나 기본 기술은 동일하게 유지됩니다. "레이어별 제조, 레이어별 오버레이"입니다. 수학의 적분 절차와 유사합니다. 외관상 패스트 프로토타이핑 기술은 "3D 프린터"와 유사합니다.

제품 설계(CAD) 데이터를 직접 수신하고 금형, 절단기 또는 고정 장치 없이 새 제품 샘플, 금형 또는 모델을 신속하게 생성할 수 있습니다. 결과적으로 RP 기술의 광범위한 채택 및 배포는 신제품 개발에 소요되는 시간을 크게 단축하고 개발 비용을 절감하며 개발 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이것은 전통적인 '제거기술'에서 오늘날의 '성장법'에 이르기까지, 금형 생산에서 금형 없는 제조에 이르기까지 제조업에 대한 RP 기술의 혁명적 의미입니다. Rapid prototyping 기술은 항공, 항공 우주, 자동차, 통신, 의료, 전자, 가전 제품, 장난감, 군사 장비, 산업 모델링(조각), 건물 모델 및 기계 제조를 포함한 다양한 산업에서 사용할 수 있습니다.

전통적이지 않은 가공 공정에 대해 자세히 알아보려면 아래 동영상을 시청하십시오.

전통적이지 않은 가공 방법의 장점과 단점

장점:

다음은 다양한 응용 분야에서 비전통적인 가공 방법의 이점입니다.

높은 정확도 :정확성은 규모에 관계없이 오늘날 기업의 주요 관심사입니다. 비 전통적인 가공 방법으로 만든 항목과 비교할 때 기존의 가공 방법은 결과가 덜 정확합니다. 높은 정확도의 결과로 비전통적인 가공은 현대에 적합하며 기존의 가공 기술을 대체하는 데 사용할 수 있습니다.

소음 감소 :비전통적인 가공 공정이 기존의 가공 방법을 더 잘 대체하기 때문에 주변 환경의 소음 공해를 줄이는 데 도움이 됩니다. 프로세스가 조용하기 때문에 특정 비전통 가공 공장은 주거 지역에 위치할 수 있습니다.

높은 생산량 :기존의 가공 절차와 비교할 때 현대적이거나 틀에 얽매이지 않는 가공 방법은 높은 생산량을 촉진합니다. 비전통적 접근 방식이 기존 방식보다 더 빠르고 정확하게 작동하기 때문입니다.

폐기물 감소 :오래된 장비에 대한 작업은 폐기물 관리를 극도로 어렵게 만듭니다. 칩은 정시에 폐기해야 하므로 더 많은 노력이 필요합니다. 반면에 비전통적인 가공 기술은 폐기물을 생성하지 않거나 취급 및 처리가 용이한 미세 쓰레기를 생성합니다.

공구 마모 없음 :비전통적인 가공 절차에서 공구와 공작물 사이의 접촉이 없어 공구 마모가 발생하지 않습니다. 이는 공구 고장의 가능성을 제거하고 공구 마모를 방지합니다.

단점:

비전통적인 가공 방법의 장점에도 불구하고 여전히 몇 가지 한계가 있습니다. 다음은 다양한 응용 분야에서 이 가공 공정의 단점입니다.

높은 초기 비용 :기계와 함께 작동하는 많은 전기 부품으로 구성되어 있기 때문에 비전통적인 기계 공장을 설정하는 초기 비용은 일반적인 기계 공장보다 높습니다. 이 때문에 소규모 및 코티지 회사에서는 사용할 수 없습니다.

높은 전력 요구사항 :비전통적인 기계 공장은 표준 기계 공장보다 훨씬 더 많은 전력이 필요합니다. 이는 공구와 공작물 사이의 접촉 부족으로 인해 공구 표면을 처리하는 데 더 많은 에너지를 사용해야 하기 때문입니다.

복잡한 메커니즘 :비전통적인 가공 공정은 일반적인 가공 절차와 달리 보다 정교한 메커니즘을 가지고 있습니다. 비전통적인 기계 가공 방법을 사용하려면 작업자가 관련된 절차를 처리할 수 있을 만큼 충분히 숙련되어야 합니다. 어떤 이유로든 공장이 고장 나면 고도로 숙련된 전문가가 수리해야 합니다.

금속 제거율 감소 :기존의 가공 방식에 비해 기존 방식의 가공 방식에 비해 금속 제거율이 낮습니다. 따라서 비전통적인 절차는 대규모 제품에 적합하지 않습니다.

부드러운 재료에는 적합하지 않음 :비전통적인 가공 방법의 절삭 동작은 일반적으로 공작물의 온도가 국부적으로 상승하여 발생합니다. 그 결과 고무나 플라스틱과 같은 부드러운 소재의 절단에는 작업물이 타버릴 수 있으므로 적합하지 않습니다.

결론

"비 전통적인 기계 가공"또는 "현대 가공 방법"이라고도하는 비전통 가공은 전기, 열, 빛, 전기 화학 에너지, 화학 에너지, 소리 에너지 및 특수 기계적 에너지를 사용하여 제거하는 가공 방법입니다. 변형, 속성 변경 또는 플레이트 재료. 가공 방법에는 EDM, 전해, 레이저, EBM, 이온 빔 가공 등이 포함됩니다. 비 전통적인 가공 방법의 정의, 응용 프로그램, 특성, 유형, 작업, 장단점이 있는 이 기사의 전부입니다.

독서를 통해 많은 것을 얻으셨기를 바라며, 그렇다면 다른 학생들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다!