방전放電 가공의 특징과 정밀도에 대하여 알아보자

방전放電 가공의 특징과 정밀도에 대하여 알아보자

 

방전가공이란 전기에너지로 불꽃을 일으켜 금속의 용해, 냉각, 비산을 반복하여
금속을 가공하는 가공 기술을 말합니다.

그 때문에, 현재 방전 가공은 정밀한 가공을 요하는 장면에서의 사양이 증가하고 있습니다.

이번에는 그 방전 가공의 특징이나 가공 정밀도에 대해 소개해 드리겠습니다.

 

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1. 방전가공이란?

방전가공이란 일반적인 칼로 금속을 가공하는 방식에 대해
전기 에너지를 이용하여 금속을 가공하는 방법입니다.

기본적으로는 기름이나 물 등 절연체 가공액 중 전극과 통전성이 있는 피가공물 사이에서
단시간 펄스성 방전을 반복적으로 발생시킴으로써 생기는 불꽃에 의해
가공물을 녹이면서 전극 모양으로 새기는 가공 방법입니다.

 

2. 방전가공은 어떤 것에 적합한가?

방전가공의 가장 큰 특징은 도전성을 갖는 재료라면
경도에 의하지 않고 가공할 수 있는 것입니다.

그 때문에 초경, 티타늄, 스테인리스 등의 난삭재라도
금속간 방전을 이용한 가공이므로 미세한 형상의 가공이 가능합니다.

또한 가공 가능한 형상에 제한이 적은 것도 특징 중 하나입니다.

기계 가공으로 어려운 얇은 것이나 장축물, 이형상을 용이하게 가공할 수 있습니다.

일반적으로 방전 가공의 가공 정밀도는 매우 높으며,
형각 방전 가공도 와이어 방전 가공도 ±20~2μm 정도로
마감면 거칠기도 Rz0.5㎛의 정밀도까지 가공이 가능합니다.

방전 가공은 버어가 발생하는 일이 적고,
정밀 가공에 적합한 점 때문에 금형 제작 등에 사용되는 경우가 많습니다.

게다가 스마트폰이나 자동차의 엔진 주위에 있는
제품 부품용으로 사용되고 있습니다.

 

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3. 방전가공의 종류란?

방전 가공에는 와이어 방전 가공과 형상 방전 가공의 2종류가 있습니다.

와이어 방전 가공은 직경 0.2mm 정도의 와이어 선을 전극으로 하여
판 모양의 공작물 사이에 방전을 발생시켜
필요한 형상을 실톱날처럼 복잡한 형상으로 잘라내는 가공입니다.

와이어 전극은 일회용으로 전극 소모에 의한 형상의 무너짐이 없기 때문에
용이하게 정밀도 높은 형상 가공이 가능합니다.

형각방전가공은절삭등으로성형한동,동텅스텐,그라파이트등의
전극과 공작물 사이에서 방전을 연속적으로 발생시켜
전극 형상이 반전된 오목 형상을 가공합니다.

가공 중 전극이 소모되는 경우가 있기 때문에
와이어 방전 가공보다 다소 공수가 걸릴 수 있습니다.

 

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4. 가공액의 종류와 역할

방전 가공은 가공액 중에서 실시합니다.

가공액이 없으면 불꽃에 의한 공작물의 용융 부분이 비산되지 않기 때문에 가공을 할 수 없습니다.

그 방전 가공에서 가공액의 역할은 배출과 냉각 작용에 해당합니다.

그 구체적인 역할로서 극간 절연, 극간 냉각,
용융부 제거, 가공 부스러기 배출, 절연 회복 등을 들 수 있습니다.

예를 들어 발생한 과도한 가공 부스러기가 전극과 공작물 사이에서 만드는 틈새의 '갭'에
체류함으로써 가공이 불안정해지거나 발열한 가공물은
표면에 변형이나 열변질층을 발생시키기 위해 경도나 부식으로 이어지는 등

가공액의 성질이 가공 특성에 영향을 미칩니다.

또한 방전 가공의 종류에 따라 사용되는 가공액은 다릅니다.

형각 방전 가공에서는 유계 가공액을
와이어 방전 가공에서는 탈이온수(순수)를 이용한 가공이 일반적입니다.

물 가공액은 가공 속도가 빠른 반면,
전극 소모나 방전 갭이 크다는 특징이 있습니다.

한편 기름 가공액은 속도가 느리고
방전 갭이 작기 때문에 정밀도나 면 거칠기가 우수합니다.

따라서 와이어 방전 가공기에서도 기름을 사용하는 것도 있습니다.

 

 

방전 가공은 도전성을 가지는 재료라면 경도에 의하지 않고 가공할 수 있습니다.

방전 가공의 정밀도는 매우 높아 주변 제품의 부품으로 취급되고 있습니다.

그러나 그 가공 정밀도도 가공액의 종류나 관리에 따라서는 정밀도에 크게 영향을 미칩니다.

 

 

 

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