흑연 가공을 위한 5가지 주의사항 |현대 기계 작업장

흑연 처리는 까다로운 비즈니스일 수 있으므로 특정 문제를 최우선으로 하는 것이 생산성과 수익성에 매우 중요합니다.
사실은 흑연을 가공하기가 어렵다는 사실이 입증되었습니다. 특히 우수한 정밀도와 구조적 일관성이 필요한 EDM 전극의 경우에는 더욱 그렇습니다.흑연을 사용할 때 기억해야 할 5가지 핵심 사항은 다음과 같습니다.
흑연 등급은 시각적으로 구별하기 어렵지만 각각 고유한 물리적 특성과 성능을 가지고 있습니다.흑연 등급은 평균 입자 크기에 따라 6가지 범주로 분류되지만 현대 EDM에서는 3가지 더 작은 범주(입자 크기 10미크론 이하)만 자주 사용됩니다.분류의 순위는 잠재적인 응용 프로그램 및 성능의 지표입니다.
Doug Garda(Toyo Tanso, 당시 자매 출판물 "MoldMaking Technology"에 기고했지만 지금은 SGL Carbon임)의 기사에 따르면 입자 크기 범위가 8~10미크론인 재종은 황삭에 사용됩니다.덜 정밀한 마무리 및 세부 작업에는 5~8미크론 입자 크기 등급을 사용합니다.이러한 등급으로 만든 전극은 단조 주형 및 다이캐스팅 주형을 만들거나 덜 복잡한 분말 및 소결 금속 응용 분야에 자주 사용됩니다.
미세한 디테일 디자인과 더 작고 더 복잡한 기능은 3~5미크론 범위의 입자 크기에 더 적합합니다.이 범위의 전극 응용 분야에는 와이어 절단 및 항공 우주가 포함됩니다.
입자 크기가 1~3미크론인 흑연 등급을 사용하는 초미세 정밀 전극은 특수 항공 우주 금속 및 카바이드 응용 분야에 종종 필요합니다.
MMT에 대한 기사를 작성할 때 Poco Materials의 Jerry Mercer는 입자 크기, 굽힘 강도 및 쇼어 경도를 전극 처리 중 성능을 결정하는 세 가지 핵심 요소로 확인했습니다.그러나 흑연의 미세 구조는 일반적으로 최종 EDM 작업 동안 전극의 성능을 제한하는 요소입니다.
다른 MMT 기사에서 Mercer는 흑연이 깨지지 않고 깊고 얇은 갈비뼈로 가공될 수 있도록 굽힘 강도가 13,000psi보다 높아야 한다고 말했습니다.흑연 전극의 제조 공정이 길고 세밀하고 가공하기 어려운 특성이 필요할 수 있으므로 이와 같은 내구성을 보장하면 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
쇼어 경도는 흑연 등급의 작업성을 측정합니다.Mercer는 너무 부드러운 흑연 등급이 공구 슬롯을 막히게 하고 가공 공정을 느리게 하거나 구멍을 먼지로 채워 구멍 벽에 압력을 가할 수 있다고 경고합니다.이러한 경우 이송 및 속도를 줄이면 오류를 방지할 수 있지만 처리 시간이 늘어납니다.가공 중에 단단하고 입자가 작은 흑연으로 인해 구멍 가장자리의 재료가 파손될 수도 있습니다.이러한 재료는 또한 공구에 매우 마모되어 구멍 직경의 무결성에 영향을 미치고 작업 비용을 증가시키는 마모를 유발할 수 있습니다.일반적으로 높은 경도 값에서 처짐을 방지하려면 쇼어 경도가 80보다 높은 각 지점의 가공 이송과 속도를 1% 줄여야 합니다.
EDM이 처리된 부품에서 전극의 거울 이미지를 생성하는 방식 때문에 Mercer는 또한 촘촘하게 채워진 균일한 미세 구조가 흑연 전극에 필수적이라고 말했습니다.고르지 않은 입자 경계는 다공성을 증가시켜 입자 침식을 증가시키고 전극 고장을 가속화합니다.초기 전극 가공 과정에서 고르지 않은 미세 구조로 인해 표면 조도가 고르지 않을 수 있습니다. 이 문제는 고속 머시닝 센터에서 더욱 심각합니다.흑연의 단단한 반점으로 인해 도구가 휘게 되어 최종 전극이 사양을 벗어날 수 있습니다.이 편향은 비스듬한 구멍이 진입점에서 직선으로 나타날 만큼 충분히 작을 수 있습니다.
특수 흑연 가공 기계가 있습니다.이러한 기계가 생산 속도를 크게 향상시키지만 제조업체에서 사용할 수 있는 유일한 기계는 아닙니다.먼지 제어(기사 뒷부분에서 설명) 외에도 과거 MMS 기사에서는 흑연 제조를 위한 고속 스핀들 및 제어 장치가 있는 기계의 이점도 보고했습니다.이상적으로는 신속한 제어에도 미래 지향적인 기능이 있어야 하며 사용자는 도구 경로 최적화 소프트웨어를 사용해야 합니다.
흑연 전극을 함침할 때(즉, 흑연 미세 구조의 기공을 마이크론 크기 입자로 채울 때) Garda는 항공 우주 응용 분야에서 사용되는 것과 같은 특수 구리 및 니켈 합금을 안정적으로 처리할 수 있기 때문에 구리 사용을 권장합니다.구리 함침 흑연 등급은 동일한 분류의 비함침 등급보다 더 미세한 마감 처리를 제공합니다.그들은 또한 열악한 플러싱 또는 경험이 없는 작업자와 같은 불리한 조건에서 작업할 때 안정적인 처리를 달성할 수 있습니다.
Mercer의 세 번째 기사에 따르면 EDM 전극을 만드는 데 사용되는 인조 흑연은 생물학적으로 불활성이므로 처음에는 다른 재료보다 인체에 덜 해롭지만 부적절한 환기는 여전히 문제를 일으킬 수 있습니다.인조 흑연은 전도성이 있어 외부 전도성 물질과 접촉하면 단락될 수 있는 장치에 몇 가지 문제를 일으킬 수 있습니다.또한 구리 및 텅스텐과 같은 재료가 함침된 흑연은 각별한 주의가 필요합니다.
Mercer는 인간의 눈은 아주 작은 농도의 흑연 먼지를 볼 수 없지만 여전히 자극, 찢어짐 및 발적을 유발할 수 있다고 설명했습니다.분진과의 접촉은 거칠고 약간 자극적일 수 있지만 흡수될 가능성은 거의 없습니다.8시간 동안 흑연 먼지에 대한 시간 가중 평균(TWA) 노출 지침은 10mg/m3이며, 이는 눈에 보이는 농도이며 사용 중인 집진 시스템에 절대 나타나지 않습니다.
흑연 먼지에 장기간 과도하게 노출되면 흡입된 흑연 입자가 폐와 기관지에 체류할 수 있습니다.이것은 흑연병이라고 하는 심각한 만성 진폐증으로 이어질 수 있습니다.흑연화는 일반적으로 천연 흑연과 관련이 있지만 드문 경우 인조 흑연과 관련이 있습니다.
작업장에 쌓이는 먼지는 가연성이 높으며 (네 번째 기사에서) Mercer는 특정 조건에서 폭발할 수 있다고 말합니다.점화가 공기 중에 부유하는 미세 입자의 충분한 농도를 만나면 분진 화재 및 폭연이 발생합니다.먼지가 많이 흩어져 있거나 밀폐된 공간에 있으면 폭발할 가능성이 더 큽니다.모든 종류의 위험 요소(연료, 산소, 점화, 확산 또는 제한)를 제어하면 분진 폭발 가능성을 크게 줄일 수 있습니다.대부분의 경우 업계에서는 환기를 통해 발생원에서 먼지를 제거하여 연료에 중점을 두지만 매장에서는 최대한의 안전을 확보하기 위해 모든 요소를 ​​고려해야 합니다.먼지 제어 장비는 또한 방폭 구멍 또는 방폭 시스템이 있거나 산소 결핍 환경에 설치해야 합니다.
Mercer는 흑연 먼지를 제어하기 위한 두 가지 주요 방법을 확인했습니다. 집진기가 있는 고속 공기 시스템(응용 프로그램에 따라 고정식 또는 휴대형 가능)과 절단기 주변 영역을 유체로 포화시키는 습식 시스템입니다.
소량의 흑연 가공을 하는 작업장에서는 기계 사이를 이동할 수 있는 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터가 있는 휴대용 장치를 사용할 수 있습니다.그러나 많은 양의 흑연을 처리하는 작업장은 일반적으로 고정 시스템을 사용해야 합니다.먼지를 포집하기 위한 최소 공기 속도는 분당 500피트이고 덕트의 속도는 초당 최소 2000피트로 증가합니다.
습식 시스템은 먼지를 씻어내기 위해 전극 재료로 액체가 "위킹"(흡수)될 위험이 있습니다.EDM에 전극을 배치하기 전에 유체를 제거하지 않으면 유전체 오일이 오염될 수 있습니다.작업자는 수성 솔루션을 사용해야 합니다. 이러한 솔루션은 오일 기반 솔루션보다 오일 흡수가 적기 때문입니다.EDM을 사용하기 전에 전극을 건조시키는 것은 일반적으로 용액의 증발점보다 약간 높은 온도에서 약 1시간 동안 재료를 대류 오븐에 넣는 것과 관련됩니다.온도는 400도를 넘지 않아야 합니다. 재료가 산화되고 부식되기 때문입니다.작업자는 또한 전극을 건조시키기 위해 압축 공기를 사용해서는 안 됩니다. 왜냐하면 공기 압력은 유체를 전극 구조로 더 깊숙이 밀어넣을 뿐이기 때문입니다.
Princeton Tool은 제품 포트폴리오를 확장하고 서부 해안에 대한 영향력을 확대하며 보다 강력한 전체 공급업체가 되기를 희망합니다.이 세 가지 목표를 동시에 달성하기 위해 다른 가공 공장을 인수하는 것이 최선의 선택이 되었습니다.
와이어 EDM 장치는 CNC 제어 E 축에서 수평으로 가이드된 전극 와이어를 회전시켜 작업장에 공작물 간극과 유연성을 제공하여 복잡하고 정밀한 PCD 도구를 생산할 수 있습니다.


게시 시간: 2021년 9월 26일