ECM 머시닝, 전기화학 머시닝, 그라인딩

Some of the valuable NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc offers are ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM), SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) , 펄스 전기화학 가공(PECM), 전기화학 연삭(ECG), 하이브리드 가공 프로세스.

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ELECTROCHEMICAL MACHINING(ECM) 는 전기화학적 공정으로 금속을 제거하는 비전통적인 제조 기술입니다. ECM은 일반적으로 기존 제조 방법으로 가공하기 어려운 극도로 단단한 재료 및 재료를 가공하는 데 사용되는 대량 생산 기술입니다. 우리가 생산에 사용하는 전기화학 가공 시스템은 높은 생산 속도, 유연성, 치수 공차의 완벽한 제어를 갖춘 수치 제어 머시닝 센터입니다. 전기화학 가공은 티타늄 알루미나이드, 인코넬, 와스팔로이, 고니켈, 코발트, 레늄 합금과 같은 단단하고 이국적인 금속의 작고 이상한 각도, 복잡한 윤곽 또는 공동을 절단할 수 있습니다. 외부 및 내부 형상을 모두 가공할 수 있습니다. 전기화학적 기계 가공 공정의 수정은 전극이 절삭 공구가 되는 터닝, 페이싱, 슬로팅, 트레패닝, 프로파일링과 같은 작업에 사용됩니다. 금속 제거율은 이온 교환율의 함수일 뿐이며 가공물의 강도, 경도 또는 인성의 영향을 받지 않습니다. 불행히도 전기화학적 기계가공(ECM) 방법은 전기 전도성 재료로 제한됩니다. ECM 기술 배치를 고려해야 할 또 다른 중요한 점은 생산된 부품의 기계적 특성을 다른 가공 방법으로 생산된 것과 비교하는 것입니다.

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ECM은 재료를 추가하는 대신 제거하므로 때때로 '역전기도금'이라고 합니다. 음으로 하전된 전극(음극), 전도성 유체(전해질) 및 전극을 갖는 전해 물질 제거 공정을 통해 전극과 부품 사이에 고전류가 통과한다는 점에서 방전 가공(EDM)과 어떤 면에서 유사합니다. 전도성 공작물(양극). 전해질은 전류 운반체 역할을 하며 물 또는 질산나트륨에 혼합 용해된 염화나트륨과 같은 전도성이 높은 무기염 용액입니다. ECM의 장점은 공구 마모가 없다는 것입니다. ECM 절단 도구는 작업물에 가까운 원하는 경로를 따라 안내되지만 조각은 건드리지 않습니다. 그러나 EDM과 달리 스파크가 생성되지 않습니다. ECM을 사용하면 부품에 열적 또는 기계적 응력이 전달되지 않고 높은 금속 제거율과 경면 마감이 가능합니다. ECM은 부품에 열 손상을 일으키지 않으며 공구 힘이 없기 때문에 일반적인 가공 작업의 경우와 같이 부품에 왜곡이 없고 공구 마모가 없습니다. 전기화학 가공에서 생성된 캐비티는 공구의 암 결합 이미지입니다.

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ECM 공정에서 음극 도구는 양극 공작물로 이동됩니다. 모양 도구는 일반적으로 구리, 황동, 청동 또는 스테인리스강으로 만들어집니다. 가압된 전해질은 도구의 통로를 통해 절단되는 영역으로 설정된 온도에서 높은 속도로 펌핑됩니다. 공급 속도는 재료의 '액화'' 속도와 동일하며 도구-작업물 간극의 전해질 이동은 금속 이온이 음극 도구에 도금될 기회를 갖기 전에 작업물 양극에서 금속 이온을 씻어냅니다. 공구와 공작물 사이의 간격은 80~800마이크로미터이며 5~25V 범위의 DC 전원 공급 장치는 활성 가공 표면의 1.5~8A/mm2 사이의 전류 밀도를 유지합니다. 전자가 간극을 가로질러 도구가 공작물에서 원하는 모양을 형성함에 따라 공작물의 재료가 용해됩니다. 전해액은 이 과정에서 형성된 금속 수산화물을 운반합니다. 전류 용량이 5A ~ 40,000A인 상업용 전기화학 기계를 사용할 수 있습니다. 전기화학 가공에서 재료 제거율은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

 

MRR = C x I xn

 

여기서 MRR=mm3/min, I=전류(암페어), n=전류 효율, C=재료 상수(mm3/A-min). 상수 C는 순수한 물질의 원자가에 따라 달라집니다. 원자가가 높을수록 값이 낮아집니다. 대부분의 금속의 경우 1과 2 사이에 있습니다.

 

Ao가 전기화학적으로 가공되는 균일한 단면적(mm2)을 나타내는 경우 이송 속도 f(mm/min)는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

 

F = MRR / Ao

 

이송 속도 f는 전극이 공작물을 관통하는 속도입니다.

 

과거에는 치수 정확도가 좋지 않고 전기화학 기계 가공 작업에서 폐기물을 환경적으로 오염시키는 문제가 있었습니다. 이것들은 대부분 극복되었습니다.

 

고강도 재료의 전기화학적 기계 가공의 일부 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

 

- 다이싱킹 작업. 다이 싱킹은 단조 가공 - 다이 캐비티입니다.

 

- 제트 엔진 터빈 블레이드, 제트 엔진 부품 및 노즐 드릴링.

 

- 여러 개의 작은 구멍 드릴링. 전기화학 가공 공정은 버가 없는 표면을 남깁니다.

 

- 증기 터빈 블레이드는 가까운 한계 내에서 가공할 수 있습니다.

 

- 표면 디버링용. 디버링에서 ECM은 가공 공정에서 남은 금속 돌출부를 제거하여 날카로운 모서리를 무디게 합니다. 전기화학적 가공 공정은 손으로 버를 제거하는 기존 방법이나 비전통적인 가공 공정보다 빠르고 종종 더 편리합니다.

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SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) 는 우리가 작은 직경의 깊은 구멍을 드릴링하는 데 사용하는 전기 화학 기계 가공 공정의 한 버전입니다. 티타늄 튜브는 구멍 및 튜브의 측면과 같은 다른 영역에서 재료가 제거되는 것을 방지하기 위해 전기 절연 수지로 코팅된 도구로 사용됩니다. 300:1의 깊이 대 직경 비율로 0.5mm의 구멍 크기를 드릴링할 수 있습니다.

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펄스 전기화학 가공(PECM): 100A/cm2 정도의 매우 높은 펄스 전류 밀도를 사용합니다. 펄스 전류를 사용함으로써 우리는 몰드 및 다이 제조에서 ECM 방법에 대한 제한을 제기하는 높은 전해질 유속의 필요성을 제거합니다. 펄스 전기화학 가공은 피로 수명을 개선하고 금형 및 다이 표면에 방전 가공(EDM) 기술이 남긴 재주조 층을 제거합니다.

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In ELECTROCHEMICAL GRINDING (ECG) we는 기존의 연삭 작업과 전기 화학 가공을 결합합니다. 연삭 휠은 금속 결합된 다이아몬드 또는 산화알루미늄의 연마 입자가 있는 회전 음극입니다. 전류 밀도 범위는 1~3A/mm2입니다. ECM과 유사하게, 질산나트륨과 같은 전해질이 흐르고 전기화학적 연마에서 금속 제거는 전해 작용에 의해 지배됩니다. 금속 제거의 5% 미만은 휠의 연마 작용에 의한 것입니다. ECG 기술은 탄화물 및 고강도 합금에 매우 적합하지만 그라인더가 깊은 공동에 쉽게 접근할 수 없기 때문에 다이 싱킹 또는 금형 제작에는 적합하지 않습니다. 전기화학적 연마에서 재료 제거율은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

 

MRR = GI / dF

 

여기서 MRR은 mm3/min, G는 질량(g), I는 전류(암페어), d는 밀도(g/mm3), F는 패러데이 상수(96,485쿨롱/몰)입니다. 연삭 휠이 공작물에 침투하는 속도는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

 

Vs = (G / d F) x (E / g Kp) x K

 

여기서 Vs는 mm3/min 단위, E는 셀 전압(볼트), g는 휠-워크 갭(mm), Kp는 손실 계수, K는 전해질 전도도입니다. 기존 연삭에 비해 전기화학적 연삭 방법의 장점은 금속 제거의 5% 미만이 휠의 연마 작용에 의한 것이기 때문에 휠 마모가 적다는 것입니다.

 

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EDM과 ECM 사이에는 유사점이 있습니다.

 

1. 공구와 공작물은 접촉 없이 아주 작은 간격으로 분리됩니다.

 

2. 도구와 재료는 모두 전기 전도체여야 합니다.

 

3. 두 기술 모두 높은 자본 투자가 필요합니다. 최신 CNC 기계가 사용됩니다.

 

4. 두 가지 방법 모두 많은 전력을 소비합니다.

 

5. ECM의 경우 공구와 공작물 사이의 매개체로 전도성 유체를 사용하고 EDM의 경우 유전체 유체를 사용합니다.

 

6. 공구는 공작물을 향해 지속적으로 공급되어 공작물 사이의 일정한 간격을 유지합니다(EDM은 간헐적 또는 주기적, 일반적으로 부분적 공구 철수를 통합할 수 있음).

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하이브리드 가공 프로세스: ECM, EDM 등의 서로 다른 두 가지 이상의 프로세스가 있는 하이브리드 가공 프로세스의 이점을 자주 활용합니다. 조합하여 사용됩니다. 이를 통해 한 프로세스의 단점을 다른 프로세스로 극복하고 각 프로세스의 장점을 활용할 수 있습니다.