여러분은 제작 과정에서 매일 EDM을 접하고 있겠지만, EDM에 대해 얼마나 알고 계신가요?
우선, EDM 기술이 어떻게 생겨났는지 아십니까? 1943년, 구 소련 과학 아카데미의 학자였던 라자렌코와 그의 아내가 스위치 접점의 스파크 방전 부식 손상 현상과 원인을 연구했을 때, 그들은 전기 스파크의 순간적인 고온이 국부 금속을 녹이고 증발시켜 침식시킬 수 있다는 것을 발견했습니다.
사람들은 또한 산업 제품 및 부품 제조 분야에서 제품의 가공 과정을 효율적이고 신속하게 완료하기 위해 와이어 EDM 서비스를 사용합니다.
그렇다면 EDM의 원리는 무엇일까요? 전기 가공의 원리와 그 미시적 메커니즘 프로세스를 이해하기 위해 계속 읽어 보겠습니다.
어떤 종류의 처리 방법을 EDM이라고 부를 수 있나요?
EDM은 펄스방전의 미세한 과정 에서 발생하는 고온(순간 온도 최대 10000℃)을 통해 소재를 용융, 침식시키는 가공방법입니다 .
펄스 방전의 미시적 과정 은 무엇입니까 ?
EDM은 전기 방전으로 금속을 지속적으로 제거하는 프로세스입니다. 펄스 방전의 시간은 짧지만 전자기학, 열역학 및 유체 역학의 결합된 작용으로 인해 복잡한 프로세스입니다. 요약하자면 펄스 방전의 프로세스는 다음과 같은 단계로 나눌 수 있습니다.
1. 인터폴라 유전체의 이온화, 파괴 및 방전 채널 형성
공구 전극과 작업물 사이에 펄스 전압을 인가하면 두 전극 사이에 즉시 전기장이 형성됩니다. 전기장 강도는 전압에 비례하고 거리에 반비례합니다. 전극 사이의 전압이 증가하거나 전극 사이의 거리가 감소함에 따라 전극 사이의 전기장 강도도 증가합니다.
공구 전극과 작업물의 미세 표면이 고르지 않고 전극 사이의 거리가 매우 작기 때문에 전극 사이의 전계 강도가 매우 고르지 않고 두 전극에 가장 가까운 돌출 지점 또는 팁의 전계 강도가 일반적으로 가장 큽니다. 전계 강도가 일정량으로 증가하면 유전체가 파괴되고 방전 갭 저항이 절연 상태에서 옴의 일부로 빠르게 감소하고 갭 전류가 최대값으로 빠르게 상승합니다.
채널의 직경이 작기 때문에 채널 내의 전류 밀도가 높습니다. 갭 전압은 파괴 전압에서 스파크 유지 전압(일반적으로 약 20~30V)으로 빠르게 떨어지고 전류는 0에서 특정 피크 전류로 상승합니다.
2. 매질의 열분해, 전극물질의 용융, 증발의 열팽창
전극 간 매질이 이온화되고 분해되어 방전 채널을 형성하면, 펄스 전원 공급 장치는 EDM의 채널 사이의 전자를 고속으로 양극으로 이동시키고 양이온은 음극으로 이동시킵니다.
전기 에너지는 운동 에너지가 되고, 운동 에너지는 충돌을 통해 열 에너지로 변환됩니다. 따라서 채널 내의 양극과 음극의 표면은 각각 순간적인 열원이 되어 매우 높은 온도에 도달합니다. 채널의 고온은 작동 유체 매질을 증발시키고, 그런 다음 열 균열이 분해되어 증발시킵니다.
이러한 기화된 작동 유체와 금속 증기는 갑자기 부피가 증가하고 배출 갭에서 거품이 됩니다. 이러한 거품은 빠르고 열적으로 확장되며 폭발의 특성을 갖습니다.
EDM 공정을 관찰하면 배출 간격에서 거품이 나오고, 작동 유체가 점차 검게 변하며, 가볍고 선명한 폭발음이 들립니다.
EDM은 주로 열팽창과 국부적 미세 폭발에 의존하여 전극 소재를 녹이고 기화시키고 소재 표면을 부식시켜 절단 목적을 달성하기 때문입니다.
3. 전극소재의 취급
EDM의 작업 과정에서 EDM 채널 표면의 방전 지점과 양극 및 음극의 순간적인 고온은 작업 액체를 증발시키고 금속 재료를 녹여 증발시킵니다. 이러한 열 팽창은 높은 과도 압력을 생성합니다.
채널 중앙의 압력이 가장 높아서 기화된 가스는 계속 바깥쪽으로 확장되고, 고압의 용융 금속 액체와 증기는 밀려나 작동 유체 속으로 던져집니다.
표면 장력과 응집력의 작용으로 인해 던져진 물질은 표면적이 가장 작아지고 응축되면 미세한 구형 입자로 응축됩니다.
용융되고 기화된 금속이 전극 표면에서 던져지면 사방에 튀게 됩니다. 대부분은 작동 유체에 던져지고 작은 입자로 줄어들지만, 작은 부분은 반대 전극 표면에 튀고 도금되고 흡착됩니다.
이러한 상호 튀김, 도금, 흡착 현상은 특정 조건에서 가공하는 동안 공구 전극의 손실을 줄이거나 보상하는 데 사용될 수 있습니다.
금속 소재를 에칭하고 던지는 과정은 이것보다 훨씬 더 복잡합니다.
4. 극성매체의 이온화
펄스 전압이 끝나면 펄스 전류도 급격히 0으로 떨어지지만, 그 후에도 간극 매질이 탈이온화되고 방전 채널에 있는 하전 입자가 중성 입자로 재결합하는 데는 잠시 시간이 필요합니다.
방전 채널 내의 매질의 유전 강도를 빠르게 회복하고 전극 표면 온도를 낮추는 등의 조치를 취함으로써, 다음 번에 같은 위치에서 반복되는 방전으로 인해 발생하는 아크 방전을 방지할 수 있습니다.
EDM 공정이 정상적으로 수행되도록 하려면 일반적으로 두 펄스 방전 사이에 충분한 펄스 간격 시간이 있어야 합니다.
또한, 분해 및 방전 지점은 분산 및 전달을 위한 공간을 확보해야 하며, 그렇지 않으면 한 지점 근처에서만 방전이 일어나 아크가 형성되기 쉽습니다.
