와이어 EDM 절단 공개: 현대 제조업에서의 역할
목차
와이어 EDM 커팅이란?
와이어 EDM(방전 가공) 절단 기술이라고도 하는 와이어 절단은 방전 가공을 위해 선형 전극을 사용하는 공정 방법인 와이어 절단 공작 기계 가공이라고도 하는 금속 가공 기술입니다. 전극 와이어와 공작물 사이의 펄스 방전을 통해 절단하며 특히 정밀 가공 분야에서 다양한 전도성 재료를 가공하는 데 적합합니다.
와이어 EDM 절단의 원리와 프로세스
원칙
와이어 EDM 절단은 방전을 사용하여 금속을 절단하는 기술입니다. 이 기술은 전극과 절단 대상 재료 사이의 거리를 일정 범위 내에서 제어하고 고주파 전압을 가하여 전극과 공작물 사이에 전기 스파크 방전을 형성하여 공작물 표면을 녹이고 산화시켜 전극과 공작물 사이에 기포를 형성합니다. 전극과 공작물 사이에 교대로 형성된 전기 스파크 방전은 공작물의 표면 재료를 지속적으로 벗겨내어 절단을 달성합니다.
프로세스
와이어 EDM 절단 프로세스는 세 단계로 나눌 수 있습니다.
- 전극과 공작물 사이에 아크가 형성됩니다: 온라인 커팅에서는 얇고 전도성이 있는 금속 와이어가 전극으로 사용됩니다. 전극과 공작물 사이의 거리는 매우 작지만 직접적인 물리적 접촉은 없습니다. 고전압을 가하면 아크 방전이 형성됩니다.
- 아크는 고온 및 고압 영역을 생성합니다: 아크 방전에 의해 생성되는 에너지는 매우 높기 때문에 공작물 표면의 금속이 순식간에 고온 상태로 가열됩니다. 이 고온 고압 영역은 금속 표면의 증발과 부식을 유발할 수 있습니다.
- 금속 부식 및 제거: 고온 고압 영역에서는 금속이 부식되고 용해되기 시작합니다. 부식성 금속 입자는 충격파에 의해 씻겨 나가면서 금속 공작물을 제거할 수 있습니다. 아크는 전극과 공작물 사이에서 지속적으로 이동하여 전체 절단 공정이 금속 표면에 원하는 모양을 형성할 수 있도록 합니다.
와이어 절단 가공 중 재료 제거는 공작물 표면의 스파크 영향으로 인해 발생합니다. 이러한 스파크는 연속적인 전류가 아니라 초당 수백만 번 발생하는 짧은 전류입니다.
와이어 EDM 커팅을 위한 기능
- 와이어 EDM 절단은 기존 방식으로는 가공이 어렵거나 불가능한 높은 경도, 강도, 취성 및 인성을 가진 전도성 재료 및 반도체 재료를 절단할 수 있습니다.
- 전극 와이어가 매우 가늘기 때문에 작고 불규칙한 구멍, 좁은 간격, 복잡한 모양의 부품을 가공할 수 있습니다.
- 가공되는 공작물의 표면이 열의 영향을 최소화하여 공장에서 열에 민감한 소재를 가공하는 데 적합합니다. 한편 펄스 에너지가 매우 작은 범위에서 집중되기 때문에 가공 정확도가 높습니다.
- 가공 과정에서 공구와 공작물 사이에 직접적인 접촉이 없으며 절삭력도 크지 않습니다.
- 얇은 절단 이음새와 공작물에만 윤곽 가공이 적용되기 때문에 실제 금속 침식량이 매우 적기 때문에 가동률이 높습니다.
- 방전 성형에 비해 성형 전극 대신 와이어 전극을 사용하면 성형 도구의 설계 및 제조 비용을 절감하고 생산 준비 시간을 단축할 수 있습니다.
와이어 EDM 커팅과 기존 EDM의 차이점
다른 원칙
와이어 EDM 커팅과 방전 가공(EDM)는 방전 가공 원리에 기반한 금속 절단 장비이지만 원리에 몇 가지 차이점이 있습니다.
와이어 커팅은 전극 와이어를 절단 도구로 사용하여 공작물에 수중 절단을 수행하는 것입니다. 전극 와이어를 아래쪽으로 계속 움직여 다양한 모양과 크기의 공작물을 절단합니다. 와이어 EDM 절단기는 공작물 표면에 전기 스파크 방전을 발생시키고 방전 제거를 통해 공작물 표면의 금속 재료를 제거하여 절단을 달성합니다.
다양한 적합한 재료
또한 와이어 커팅과 기존 EDM의 적용 범위에는 일정한 차이가 있습니다.
와이어 절단은 다양한 금속 재료, 특히 경도가 높은 공작물을 절단하는 데 적합합니다. 와이어 커팅은 고정밀하고 빠른 커팅 효과를 얻을 수 있습니다. 그리고 EDM 커팅 기계는 금속, 합금, 세라믹 및 기타 재료를 포함한 모든 종류의 전도성 재료를 절단하는 데 적합하며 고정밀 절단 효과를 얻을 수 있습니다.
다양한 처리 효과
와이어 절단과 방전 가공 사이에는 가공 효과에도 차이가 있습니다.
와이어 절단은 고정밀 가공 결과를 얻을 수 있으며, 특히 작고 복잡한 부품을 만드는 데 능숙합니다. 의 가공 효과 방전 가공 도 매우 정확하지만 작은 내부 구멍과 복잡한 모양을 자를 수는 없습니다.
다양한 사용 환경
전선 절단과 방전 가공은 사용 환경에도 차이가 있습니다.
전선 절단은 일반적으로 방전으로 인해 발생하는 산화가 절단 표면을 오염시키는 것을 방지하기 위해 질소 또는 기타 불활성 가스 환경에서 수행해야 합니다. 방전 가공은 전극 와이어와 공작물 사이의 단락을 방지하기 위해 오일 또는 기타 절연 매체를 절단해야 합니다.
와이어 EDM 커팅의 응용 분야
와이어 EDM 절단은 다양한 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어 자동차 제조, 항공우주, 전자, 금형, 의료 장비, 정밀 기기 등의 분야가 이에 해당합니다.
- 금형 제조: 와이어 커팅은 금형 제조 산업에서 복잡한 모양의 금속 및 비금속 재료를 빠르고 정확하게 절단하는 데 사용할 수 있습니다.
- 기계 제조: 와이어 커팅은 다양한 기계 제조 산업에 적합하며 다양한 공작물과 부품을 효율적이고 정확하게 제조할 수 있습니다.
- 보석: 와이어 커팅 가공은 다양한 보석과 금속 재료를 정확하게 절단하고 연마할 수 있는 보석 생산에 사용할 수 있습니다.
- 전자 기기: 와이어 절단 가공은 칩 절단, 전자 회로 기판 등과 같은 전자 장치 산업에서 사용할 수 있습니다.
중국의 와이어 EDM 절단기 개발 현황
와이어 절단기는 다른 와이어 속도와 모션 모드에 따라 고속 왕복 와이어 절단 전기 방전 기계 (이하 "고속 와이어 절단기")와 저속 단방향 와이어 절단 전기 방전 기계 (이하 "느린 와이어 절단기")의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
고속 와이어 EDM 절단기 개발
고속 전선 절단기는 중국의 독특한 전기 가공 기계입니다. 40~50년간의 개발 끝에 이 기술은 상당히 성숙해졌으며 중국 기계 제조 산업에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 현재 중국에서 생산되는 주요 모델이기도 하며, 구조가 간단하고 조작이 쉬우며 사용 비용이 저렴하고 처리 효율이 높아 가성비가 좋은 것이 가장 큰 장점입니다.
고속 와이어 절단기의 전극 와이어는 8~10m/s의 와이어 속도로 고속 왕복 운동을 수행합니다. 전극 와이어는 가공 과정에서 재사용할 수 있으며, 전극 와이어의 직경 범위는 0.12~0.25mm이며, 가장 일반적으로 사용되는 직경은 0.18mm입니다; 가공된 재료의 표면 거칠기는 R α에 도달할 수 있습니다: 3.2-1.6 μ m이며, 최적값은 1 μ m에 불과합니다; 0.01~0.02mm의 제어 가능한 가공 정확도.
빠른 전극 와이어 손실, 호스트 구조의 강성 저하, 가공 환경의 온도 변화의 큰 영향, 불안정한 정확도, 개방 루프 제어 이송 시스템 및 시간에 따른 작동 유체의 전도도 변화와 같은 요인으로 인해 와이어 절단기의 가공 정확도가 제한됩니다.
최근 몇 년 동안 국내 고속 와이어 절단기 제조업체는 제품 개발의 두 가지 획기적인 방향으로 왕복 와이어 절단기의 정확도 (주로 위치 결정 정확도 및 반복 위치 결정 정확도)와 가공 부품의 표면 품질을 개선하는 데 상당한 진전을 이루었습니다. 호스트 제조 기술, 펄스 전력 기술, 제어 기술, 처리 기술 및 기타 측면에서 상당한 진전이 이루어졌습니다.
단방향 저속 와이어 EDM 절단기 개발
저속 전선 절단 전기 방전 기계(단방향 저속 전선 절단)의 전극 와이어는 저속 단방향 동작을 수행하며 전선 절단 속도는 일반적으로 0.2m/s를 넘지 않습니다; 가공 과정에서 전극 와이어는 한 번 사용한 후 폐기되며 인장 강도 요구 사항이 높지 않습니다. 전극 와이어 재질은 일반적으로 직경 범위가 0.03~0.35mm인 아연 도금 구리 와이어 또는 황동 와이어입니다. 생산성이 높을 경우 직경 0.3mm 미만의 아연 도금 황동 와이어를 가공에 사용할 수 있습니다. 가공된 재료의 표면 거칠기는 일반적으로 R α: 1.6-0.2 μ m이며 제어 가능한 처리 정확도는 0.005-0.002 mm입니다.
주요 특징은 전극 와이어의 단방향 이동, 일회성 사용, 균일한 장력 및 낮은 진동으로 인해 가공 안정성, 표면 거칠기 및 정확도 지표가 고속 와이어 절단기보다 우수하다는 것입니다.단방향 슬로우 와이어 커팅은 원래 해외에서 주로 생산되고 사용되는 모델입니다. 중국은 비교적 늦게 저속 전선 절단 공작기계 연구를 시작했습니다.
주요 특징은 전극 와이어의 단방향 이동, 일회성 사용, 균일한 장력 및 낮은 진동으로 인해 가공 안정성, 표면 거칠기 및 정확도 지표가 고속 와이어 절단기보다 우수하다는 것입니다.단방향 슬로우 와이어 커팅은 원래 해외에서 주로 생산되고 사용되는 모델입니다. 중국은 비교적 늦게 저속 전선 절단 공작기계 연구를 시작했습니다.
그러나 최근 몇 년 동안 국가 특별 자금의 지원으로 중국 연구원과 기업은 많은 연구 개발 노력을 투자하여 현재 차세대 저속 와이어 절단 공작 기계의 연구 개발을 완료했습니다.
결론
현대 제조에서 중요한 가공 방법 인 와이어 EDM 절단은 고정밀, 빠른 가공 속도 및 큰 가공 두께의 특성을 가지고 있으며 현대 제조에 없어서는 안될 부분입니다. 향후 개발 과정에서 와이어 절단은 점차 더 높은 효율성과 더 높은 가공 품질을 달성하여 제조 생산 공정에서 중요한 역할을 할 것입니다.
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