EDM의 원리를 정말 이해하고 계신가요?

프로덕션에서 매일 EDM에 노출될 수도 있지만 EDM에 대해 정말 잘 알고 있습니까?

먼저 EDM 기술이 어떻게 시작되었는지 아십니까? 1943년, 구소련 과학 아카데미의 학자인 라자렌코와 그의 아내가 스위치 접점의 스파크 방전 부식 손상의 현상과 원인을 연구했을 때 순간적인 고온의 전기 스파크가 국부 금속을 녹이고 가스화할 수 있다는 것을 발견했습니다. 부식되고 EDM을 시작하고 발명했습니다.

그렇다면 EDM의 원리는 무엇일까요? 영상을 통해 EDM의 원리와 마이크로 메커니즘을 이해하자

EDM은 펄스 방전의 미세공정에서 발생하는 고온(순간온도 10000℃까지)을 통해 소재를 녹이고 침식시키는 가공공법이다.

1, 펄스 방전의 마이크로 프로세스

방전 가공(EDM)은 연속 방전에 의해 금속을 제거하는 공정입니다. 펄스 방전의 시간은 매우 짧지만 전자기학, 열역학 및 유체 역학의 포괄적인 과정입니다. 요약하면, 하나의 펄스 방전 과정은 다음 단계로 나눌 수 있습니다.

1) 전극간 유전체의 이온화 및 파괴 및 방전 채널 형성

공구 전극과 공작물 사이에 펄스 전압이 가해지면 두 극 사이에 즉시 전기장이 형성됩니다. 전기장의 세기는 전압에 정비례하고 거리에 반비례합니다. 전극간 전압이 증가하거나 전극간 거리가 감소함에 따라 전극간 전계 강도도 증가합니다. 공구 전극과 공작물의 미세 표면이 고르지 않고 극 사이의 거리가 매우 작기 때문에 극 사이의 전계 강도가 매우 고르지 않으며 극 사이의 가장 가까운 돌출 지점 또는 팁에서의 전계 강도가 일반적으로 가장 큽니다. 전계 강도가 일정량 증가하면 유전체가 파괴되고 방전 갭 저항이 절연 상태에서 옴의 일부로 급격히 감소하고 갭 전류가 최대로 급격히 상승합니다. 채널 직경이 매우 작기 때문에 채널의 전류 밀도가 매우 높습니다. 갭 전압은 항복 전압에서 스파크 유지 전압(일반적으로 약 20~30V)으로 급격히 떨어지고 전류는 0에서 특정 피크 전류까지 상승합니다.2) 중열분해, 전극재료 용융, 기화열팽창

전극간 매체가 이온화되고 분해되어 방전 채널을 형성하면 펄스 전원 공급 장치는 채널 사이의 전자를 양극으로 돌진하고 양극을 고속으로 음극으로 돌진시킵니다. 전기에너지는 운동에너지가 되고 충돌에 의해 열에너지로 변환된다. 따라서 채널에서 양극 및 음극 표면은 각각 순간적인 열원이 되어 매우 높은 온도에 도달합니다. 채널은 고온에서 작동 액체 매체를 기화시킨 다음 열 분해 분해 기화를 기화합니다. 기화된 작동 액체 및 금속 증기는 갑자기 부피가 증가하고 토출 간극에서 기포가 되어 급속히 팽창하여 폭발하는 특성을 갖습니다. EDM 과정을 관찰하면 토출 간극 사이에 기포가 발생하고 작동 유체가 점차 검게 변하며 약간의 선명한 폭발음이 들립니다. EDM은 주로 열팽창과 국부적 미세 폭발에 의존하여 부식을 위해 녹고 기화된 전극 재료를 버립니다.

3) 전극 재료의 버리기

채널 표면의 방전점과 양극, 음극의 순간적인 고온은 작동유체를 기화시키고 금속재료를 녹여 기화시키며 열팽창은 순간적으로 높은 압력을 발생시킨다. 채널 중앙의 압력이 가장 높기 때문에 기화된 가스가 지속적으로 바깥쪽으로 팽창하고 고압의 금속 용탕과 증기가 작동 액체로 밀려 나와 던집니다. 표면 장력과 응집력의 작용으로 인해 던져진 물질은 가장 작은 표면적을 가지며 응축 중에 미세한 구형 입자로 응축됩니다.

용융되어 기화된 금속이 전극 표면에서 튕겨나오면 사방으로 튀게 됩니다. 그것의 대부분을 작동 용액에 던져 작은 입자로 수축하는 것 외에도, 그것의 작은 부분이 반대쪽 전극 표면에 튀고 코팅되고 흡착됩니다. 이러한 상호 튀김, 도금 및 흡착 현상은 일부 조건에서 가공 공정에서 공구 전극의 손실을 줄이거나 보상하는 데 사용할 수 있습니다. 사실 금속재료를 식각하고 버리는 과정은 비교적 복잡하다. 현재 이 복잡한 메커니즘에 대한 사람들의 이해는 여전히 깊어지고 있습니다.

4) 전극간 매질의 탈이온화

펄스 전압이 끝나면 펄스 전류도 빠르게 0으로 떨어지지만 갭 매질을 탈이온화하기 위한 간격이 있어야 합니다. 즉, 방전 채널의 하전 입자가 중성 입자로 합성되어 절연을 복원합니다. 방전 채널에서 매체의 강도를 낮추고 전극 표면 온도를 줄여 다음 번에 같은 장소에서 반복 방전을 방지하여 아크 방전을 일으키고 다음 항복 방전 채널이 가장 가까운 곳에 형성되도록 합니다. 두 극 사이 또는 저항이 최소인 장소. UG 프로그래밍을 배우고 싶고 밑바닥 작업에 참여하고 싶지 않다면 QQ 그룹 565120797을 추가하여 CNC 가공 프로그래밍 기술을 배울 수 있습니다.

따라서 EDM의 정상적인 처리를 위해서는 두 펄스 방전 사이에 충분한 펄스 간격이 있어야 합니다. 또한, 파괴점과 방전점을 분산, 전달할 수 있는 여지가 있어야 하며, 그렇지 않으면 한 점 근처에서만 방전되면 아크가 생기기 쉽습니다.

2.5가지 방전 상태

방전 상태는 EDM에서 방전 갭의 각 펄스 방전의 기본 상태를 나타냅니다. 아래 그림과 같이 일반적으로 5가지 방전 상태가 있습니다.

펄스 매개변수 및 펄스 전압 및 전류 파형

1) 개방 회로(무부하 펄스)

방전 갭에 고장이 없습니다. 갭에 50V 이상의 전압이 있지만 갭에 전류가 흐르지 않습니다. 무부하 상태입니다.

2) 스파크 방전(작동 펄스 또는 유효 펄스)

틈새의 절연 성능이 좋고 작동 액체 매체가 분해 된 후 금속을 효과적으로 버리고 침식 할 수 있습니다. 파형은 전압 및 파형에 고주파 진동이 있는 작은 톱니가 특징입니다.

3) 단락(단락 펄스)

방전 갭은 서보 피드 시스템의 과도한 순간 공급 또는 방전 갭에서 전기 부식 생성물의 중첩으로 인해 직접 단락됩니다. 갭이 단락되면 전류는 크지만 갭 양단의 전압은 매우 작아서 식각의 영향이 없다.

4) 아크방전(안정된 아크방전)

칩 제거 불량으로 인해 배출 지점이 특정 부분에 집중되어 분산, 국부적 열 축적, 온도 상승 및 악순환이 발생하지 않습니다. 이때 스파크 방전은 아크 방전이 됩니다. 방전점이 특정 지점이나 부분에 고정되어 있기 때문에 안정아크라고 하며, 전극 표면적을 태우는 경우가 많습니다. 아크 방전의 파형은 고주파 진동으로 작은 톱니가 사라지는 것이 특징입니다.

5) 과도 아크 방전(불안정한 아크 방전 또는 불안정한 스파크 방전)

전이아크방전은 정상적인 불꽃방전과 안정아크방전 사이의 전이상태이며, 안정아크방전의 선구자이다. 파형 특징은 항복 지연이 매우 작거나 0에 가까우며 스파이크만 되고 전압계의 고주파 성분이 낮거나 희박한 톱니가 된다는 것입니다. 상기 방전상태는 실제 가공(가공기준, 이송속도, 오일플러싱, 오염 등)에서 교대로 확률적으로 발생하며, 단일 펄스 방전공정에서도 2개 이상의 방전상태가 교대로 발생할 수 있다.