복잡한 구조의 작업물의 경우, 전통적인 절단 방법은 종종 달성하기 어렵습니다. 따라서 생산에서 몇 가지 새로운 방법이 개발되었습니다. EDM은 그 중 하나이며, 금형 제조 산업에서 캐비티 가공에 널리 사용됩니다. EDM 기술은 가공을 위해 전기 및 열 에너지를 직접 활용하는 새로운 공정입니다.
CNC EDM 기술은 정밀성, 자동화, 지능성, 고효율성 방향으로 발전하고 있습니다. EDM은 복잡하고 정밀한 작은 캐비티, 좁은 슬롯, 홈, 모서리, 깊은 절단 및 기타 금형 가공 분야에서 널리 사용됩니다.
EDM 기술의 특성
EDM의 가공 메커니즘은 전통적인 절단 방법과 다르며 다음과 같은 특징이 있습니다.
- EDM 기술은 모든 전도성 재료를 처리할 수 있습니다. 재료가 처리될 수 있는지 여부는 주로 재료의 전기 전도도와 열적 특성에 따라 달라지며 재료의 경도에는 영향을 받지 않습니다.
- 저강성 작업물 가공 및 마이크로 가공에 적합합니다. 공구 전극의 형상을 작업물에 복사할 수 있으므로 복잡한 표면의 작업물을 가공하는 데 특히 적합합니다. 가공하기 어렵고 일반적인 가공 방법으로는 가공할 수 없는 특수 소재 및 복잡한 형상의 작업물에 적합합니다.
- EDM의 표면은 수많은 작은 구덩이와 단단한 볼록 모서리로 구성되어 있으며, 그 경도는 가공된 표면보다 높으며 윤활유를 보호하는 데 유익합니다. 동일한 표면 거칠기에서 표면 윤활성과 내마모성도 가공된 표면보다 우수하여 특히 금형 제조에 적합합니다.
- 펄스 방전의 지속시간은 극히 짧고, 방전 시 발생하는 열전도 및 확산 범위가 작고, 열의 영향을 받는 재료의 범위가 작습니다.
- 가공 중에 공구 전극은 공작물 재료와 접촉하지 않으며, 두 가지 사이의 거시적 힘은 매우 작습니다. 공구 전극 재료는 공작물 재료보다 단단할 필요가 없습니다. 따라서 공구 전극은 제조하기 쉽습니다.
EDM 기술의 발전 방향
1. 정밀도
EDM의 정밀 요구 사항은 주로 치수 정확도, 프로파일 정확도 및 표면 품질에 대한 요구 사항에 반영됩니다. 현재 CNC EDM의 가공 정확도는 전면적으로 개선되었습니다. 전반적으로 현대 금형 회사는 고급 CNC EDM의 적용에서 공작 기계의 정밀 가공 성능을 활용할 수 없었습니다. 따라서 기존 CNC 가공 기술을 더욱 개발하여 금형의 가공 정확도를 지속적으로 개선해야 합니다.
2. 자동화
고급 CNC EDM 기계에 전극 라이브러리와 표준 전극 고정 장치가 장착되어 있는 경우 가공 전에 전극을 도구 매거진에 로드하고 가공 프로그램을 컴파일하면 전체 EDM 프로세스가 거의 수동 조작 없이 자동으로 실행될 수 있습니다. 공작 기계의 자동 작동은 작업자의 작업 강도를 줄이고 작업 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
3. 효율성
현대 가공은 가공 정확도를 보장하는 전제로 거친 마무리의 효율성을 크게 개선해야 합니다. 예를 들어, 휴대전화 케이스, 가전제품, 전기제품 분야에서는 방전 시간을 크게 단축하고 가공 중 거칠기를 줄여 방전 후 수동 연마가 필요하지 않도록 해야 합니다. 이러한 분야에서 CNC EDM을 적용하면 가공 시간을 단축하고 후처리의 번거로움을 줄일 뿐만 아니라 금형의 품질도 향상됩니다.
4. 지능적
새로운 CNC EDM 기계는 지능형 제어 기술을 채택합니다. 전문가 시스템은 CNC EDM 공작 기계의 지능을 구현한 중요한 구현체입니다. 전문가 시스템은 인간-기계 대화 모드를 채택합니다. 가공 조건 및 요구 사항에 따라 설정 값을 합리적으로 입력한 후 자동으로 가공 프로그램을 생성하고 가공을 위한 최상의 가공 조건 조합을 선택하여 가공 공정의 최적 제어를 실현할 수 있습니다.
지능형 기술을 적용하면 기계 작동이 더 쉬워지고 작업자의 기술 수준이 낮아집니다. 지능형 기술이 지속적으로 업그레이드됨에 따라 지능형 제어 기술의 적용 범위가 더 광범위해졌습니다.
금형 가공에 EDM 기술의 응용
금형 표면 처리
EDM 기술은 금형 표면 처리에서 큰 역할을 합니다. 금형 표면의 품질을 더욱 개선하기 위해 전기 스파크 펄스 방전의 작동 원리를 사용하여 고온을 생성하고, 초경합금을 전극 재료로 사용하고, 초경합금 재료를 금형의 작업 표면과 마모 부품에 침투시킵니다. 경도가 높고, 강도가 높고, 내마모성이 높고, 내열성이 뛰어나고, 벗겨지지 않는 단단한 흰색 합금 강화층이 형성됩니다. 강화층은 표면의 물리적, 화학적 특성을 변경할 수 있으며 금형 표면 처리에 매우 효과적인 방법입니다.
강화층은 방전 순간에 전극과 작업물 재료를 고온 고압 조건에서 재합금화하여 형성된 새로운 합금층입니다. 강화 처리 중에 방전 시간은 매우 짧고 방전 지점의 면적이 매우 작기 때문에 방전의 열 효과는 작업물 표면의 작은 영역에서만 발생합니다. 전체 작업물은 여전히 실온 또는 더 낮은 온도에 있으므로 열 변형이 없습니다.
EDM 캐비티 가공
EDM 캐비티 가공에는 단조 다이, 다이캐스팅 다이, 압출 다이, 플라스틱 다이 등이 포함됩니다. 캐비티 가공은 더 어렵습니다. 가공 영역이 크게 다르고 복잡한 캐비티로 인해 전극 손실이 균일하지 않아 가공 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 전극 측면에서 캐비티의 가공 정확도를 높이기 위해 내식성이 높은 순수 구리와 흑연을 전극으로 사용해야 합니다.
EDM 천공
천공은 가장 널리 사용되는 EDM 유형이며 종종 모양 구멍(원형 구멍, 사각형 구멍, 다각형 구멍, 특수 모양 구멍), 곡선 구멍, 미세 구멍 등을 처리하는 데 사용됩니다. 천공의 치수 정확도는 주로 공구 전극의 크기와 스파크 방전의 간격에 의해 보장됩니다.
복잡한 가공
분말 첨가제를 전기 방전 가공 유체에 혼합하여 고속으로 광택 표면을 얻는 공정을 분말 혼합이라고 합니다. 이 방법은 주로 복잡한 금형 캐비티, 특히 연마 작업에 편리하지 않은 복잡한 곡면의 정밀 가공에 적용됩니다. 부품의 표면 거칠기 값을 줄이고 수동 연마 공정을 절약하며 부품의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
다축 회전 시스템은 다양한 선형 모션과 조정하는 데 사용되며, 이는 다양한 복합 모션 모드로 결합될 수 있으며, 이는 다양한 유형의 작업물의 가공 요구 사항에 적응할 수 있습니다. CNC EDM 기계는 다축 링크를 사용하여 기존 EDM 기계로는 처리하기 어려운 복잡한 캐비티 몰드 또는 작은 부품의 가공을 쉽게 실현할 수 있습니다.
고효율 하에서 방전 갭의 일관성을 보장하고 높은 안정된 가공성을 유지하기 위해 가공 중에 전극을 지속적으로 흔드는 방법을 사용할 수 있습니다. 흔드는 방법은 가공에 사용하여 측면과 바닥 표면에서 더 균일한 표면 거칠기를 얻을 수 있으며 가공 크기를 제어하는 것이 더 쉬워 고정밀 및 고품질 가공을 보장할 수 있습니다.
