와이어 방전가공(Wire Electrical Discharge Machining)

매우 정밀한 절단 작업에 사용되는 고도의 가공 기술로, 전도성 물질을 전기적 방전을 이용해 절단하는 방식입니다.

 

와이어 EDM의 원리

와이어 EDM은 얇은 금속 와이어(보통 황동, 구리, 몰리브덴)를 전극으로 사용하여 공작물을 절단합니다. 전극 와이어와 공작물 사이에 전압을 가하면 전기적 방전이 발생하여 금속이 녹거나 기화되며 제거됩니다.

사용예 : 정밀금형 제작, 항공우주 복잡한 형상, 전자기기(미세,정밀), 의료기기(정밀)

 

가공 과정

1. 와이어 설치: 가공할 형상에 따라 와이어가 장착됩니다. 와이어는 연속적으로 공급되며 사용 중 소모됩니다.
2. 전극 와이어와 공작물 설정: 와이어와 공작물 사이에 일정한 간격(갭)을 유지합니다. 이 간격은 매우 작아서 방전이 쉽게 일어날 수 있도록 합니다.
3. 전압 인가 및 방전: 와이어와 공작물 사이에 고전압을 인가하면 방전이 발생합니다. 방전으로 인해 작은 금속 입자가 녹거나 기화되어 제거됩니다.
4. 냉각 및 세척: 방전이 일어나는 동안 절삭액(보통 절연유 또는 물 기반의 유체)이 와이어와 공작물 주변을 흐르며 냉각 및 세척 역할을 합니다. 절삭액은 방전으로 인한 열을 식히고, 제거된 금속 입자를 씻어냅니다.
5. 와이어 이동: 와이어는 계속해서 새로운 부분이 공급되므로 일정한 속도로 이동하면서 연속적인 방전을 유도합니다.

장점

1. 고정밀도: 와이어 EDM은 매우 정밀한 절단 작업에 적합합니다. 복잡한 형상과 미세한 세부 사항을 절단할 수 있습니다.
2. 재료 제한 없음: 전도성 물질이라면 대부분의 재료를 가공할 수 있습니다. 이는 강철, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 등 다양한 재료에 적용됩니다.
3. 저변형: 비접촉 방식이기 때문에 물리적 변형이 발생하지 않습니다. 이는 특히 얇고 섬세한 부품을 가공할 때 유리합니다.
4. 좁은 절단 폭: 얇은 와이어를 사용하여 매우 좁은 절단 폭을 유지할 수 있습니다. 이는 정밀한 가공이 필요한 경우 유리합니다.

단점

1. 느린 가공 속도: 와이어 EDM은 비교적 느린 가공 속도를 가지고 있습니다. 대량 생산에는 비효율적일 수 있습니다.
2. 높은 운영 비용: 와이어 및 절삭액 등의 소모품 비용이 발생합니다. 와이어는 사용 중 계속 소모되므로 주기적인 교체가 필요합니다.
3. 전도성 재료 제한: 비전도성 재료는 와이어 EDM으로 가공할 수 없습니다.