흑연 처리는 까다로운 사업일 수 있으므로 특정 문제를 먼저 해결하는 것이 생산성과 수익성에 매우 중요합니다.
특히 우수한 정밀도와 구조적 일관성이 요구되는 EDM 전극의 경우 흑연을 가공하기 어렵다는 사실이 입증되었습니다.흑연을 사용할 때 기억해야 할 다섯 가지 핵심 사항은 다음과 같습니다.
흑연 등급은 시각적으로 구별하기 어렵지만 각각 고유한 물리적 특성과 성능을 가지고 있습니다.흑연 등급은 평균 입자 크기에 따라 6가지 범주로 나뉘지만 현대 EDM에서는 세 가지 더 작은 범주(입자 크기 10미크론 이하)만 자주 사용됩니다.분류의 순위는 잠재적인 응용 프로그램과 성능을 나타내는 지표입니다.
Doug Garda(당시 자매 간행물인 "MoldMaking Technology"에 글을 썼으나 현재는 SGL Carbon인 Toyo Tanso)의 기사에 따르면 입자 크기 범위가 8~10미크론인 등급이 황삭에 사용됩니다.덜 정밀한 마무리 및 세부 적용 분야에서는 5~8 미크론 입자 크기 등급을 사용합니다.이러한 등급으로 만든 전극은 단조 금형 및 다이캐스팅 금형을 제작하거나 덜 복잡한 분말 및 소결 금속 응용 분야에 사용되는 경우가 많습니다.
미세한 세부 디자인과 더 작고 복잡한 기능은 3~5 마이크론 범위의 입자 크기에 더 적합합니다.이 범위의 전극 응용 분야에는 와이어 절단 및 항공우주가 포함됩니다.
입자 크기가 1~3 미크론인 흑연 등급을 사용하는 초미세 정밀 전극은 특수 항공우주 금속 및 탄화물 응용 분야에 필요한 경우가 많습니다.
MMT에 대한 기사를 작성할 때 Poco Materials의 Jerry Mercer는 입자 크기, 굽힘 강도 및 쇼어 경도를 전극 처리 중 성능의 세 가지 주요 결정 요인으로 식별했습니다.그러나 흑연의 미세 구조는 일반적으로 최종 EDM 작업 중 전극 성능을 제한하는 요소입니다.
또 다른 MMT 기사에서 Mercer는 흑연이 파손되지 않고 깊고 얇은 리브로 가공될 수 있도록 굽힘 강도가 13,000psi보다 높아야 한다고 밝혔습니다.흑연 전극의 제조 공정은 길고 세밀하고 가공하기 어려운 기능이 필요할 수 있으므로 이와 같은 내구성을 확보하면 비용 절감에 도움이 됩니다.
쇼어 경도는 흑연 등급의 가공성을 측정합니다.Mercer는 너무 부드러운 흑연 등급은 공구 슬롯을 막히게 하거나, 가공 공정 속도를 늦추거나, 구멍을 먼지로 채워 구멍 벽에 압력을 가할 수 있다고 경고합니다.이러한 경우 이송과 속도를 줄이면 오류를 방지할 수 있지만 처리 시간이 늘어납니다.가공 중에 단단하고 작은 입자의 흑연으로 인해 구멍 가장자리의 재료가 파손될 수도 있습니다.이러한 재료는 공구에 대한 마모성이 매우 높아 마모로 이어질 수 있으며, 이는 구멍 직경의 무결성에 영향을 미치고 작업 비용을 증가시킵니다.일반적으로 높은 경도 값에서 처짐을 방지하려면 쇼어 경도가 80보다 높은 각 지점의 가공 피드와 속도를 1% 줄여야 합니다.
EDM이 처리된 부품에서 전극의 거울 이미지를 생성하는 방식 때문에 Mercer는 또한 흑연 전극에 촘촘하고 균일한 미세 구조가 필수적이라고 말했습니다.고르지 못한 입자 경계는 다공성을 증가시켜 입자 침식을 증가시키고 전극 고장을 가속화합니다.초기 전극 가공 공정에서 고르지 않은 미세 구조로 인해 표면 조도가 고르지 않을 수도 있습니다. 이 문제는 고속 머시닝 센터에서 더욱 심각합니다.흑연의 단단한 부분으로 인해 도구가 휘어져 최종 전극이 사양을 벗어날 수도 있습니다.이러한 편향은 경사 구멍이 진입점에서 직선으로 나타날 만큼 충분히 작을 수 있습니다.
특수 흑연 가공 기계가 있습니다.이러한 기계는 생산 속도를 크게 향상시키지만 제조업체가 사용할 수 있는 유일한 기계는 아닙니다.먼지 제어(기사 뒷부분에 설명) 외에도 과거 MMS 기사에서는 흑연 제조를 위한 빠른 스핀들과 높은 처리 속도 제어 기능을 갖춘 기계의 이점을 보고했습니다.이상적으로 신속한 제어에는 미래 지향적인 기능도 있어야 하며 사용자는 도구 경로 최적화 소프트웨어를 사용해야 합니다.
흑연 전극을 함침할 때, 즉 흑연 미세구조의 기공을 미크론 크기의 입자로 채우는 경우 Garda는 항공우주 응용 분야에 사용되는 것과 같은 특수 구리 및 니켈 합금을 안정적으로 처리할 수 있기 때문에 구리 사용을 권장합니다.구리 함침 흑연 등급은 동일한 등급의 함침되지 않은 등급보다 더 미세한 마감 처리를 제공합니다.또한 세척 불량이나 경험이 없는 작업자 등 불리한 조건에서 작업할 때도 안정적인 처리를 달성할 수 있습니다.
Mercer의 세 번째 기사에 따르면, EDM 전극을 만드는 데 사용되는 합성 흑연은 생물학적으로 불활성이므로 처음에는 다른 재료보다 인체에 덜 해롭지만 부적절한 환기는 여전히 문제를 일으킬 수 있습니다.합성 흑연은 전도성이므로 장치에 문제를 일으킬 수 있으며, 외부 전도성 물질과 접촉 시 단락될 수 있습니다.또한, 구리, 텅스텐 등의 재료가 함침된 흑연은 특별한 관리가 필요합니다.
머서는 인간의 눈은 아주 작은 농도의 흑연 먼지를 볼 수 없지만 여전히 자극, 눈물, 발적을 유발할 수 있다고 설명했습니다.먼지와의 접촉은 거칠고 약간 자극적일 수 있지만 흡수될 가능성은 없습니다.8시간 동안 흑연 먼지에 대한 시간 가중 평균(TWA) 노출 지침은 10mg/m3이며, 이는 눈에 보이는 농도이며 사용 중인 집진 시스템에는 절대 나타나지 않습니다.
장기간 흑연 먼지에 과도하게 노출되면 흡입된 흑연 입자가 폐와 기관지에 머물 수 있습니다.이는 흑연병이라는 심각한 만성 진폐증으로 이어질 수 있습니다.흑연화는 일반적으로 천연 흑연과 관련이 있지만 드물게 합성 흑연과 관련이 있습니다.
작업장에 쌓이는 먼지는 가연성이 매우 높으며 (네 번째 기사에서) Mercer는 특정 조건에서 먼지가 폭발할 수 있다고 말합니다.점화 시 공기 중에 부유하는 미세 입자의 농도가 충분히 높아지면 분진 화재와 폭연이 발생합니다.분진이 다량으로 분산되거나 밀폐된 공간에 있을 경우 폭발 가능성이 더 높습니다.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 달성하기 위해 모든 요소를 고려해야 합니다.먼지 제어 장비도 방폭 구멍이나 방폭 시스템을 갖추고 있거나 산소가 부족한 환경에 설치되어야 합니다.
Mercer는 흑연 분진을 제어하는 두 가지 주요 방법을 확인했습니다. 하나는 용도에 따라 고정식이거나 휴대할 수 있는 집진기가 있는 고속 공기 시스템이고, 다른 하나는 절단기 주변 영역을 유체로 포화시키는 습식 시스템입니다.
소량의 흑연 처리를 수행하는 상점에서는 기계 간에 이동할 수 있는 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터가 장착된 휴대용 장치를 사용할 수 있습니다.그러나 대량의 흑연을 처리하는 작업장은 일반적으로 고정 시스템을 사용해야 합니다.먼지를 포집하기 위한 최소 공기 속도는 분당 500피트이며 덕트의 속도는 초당 최소 2000피트로 증가합니다.
습식 시스템은 먼지를 씻어내기 위해 액체가 전극 재료로 "흡수"될 위험이 있습니다.EDM에 전극을 배치하기 전에 유체를 제거하지 않으면 유전체 오일이 오염될 수 있습니다.작업자는 수성 용액을 사용해야 합니다. 왜냐하면 이러한 용액은 유성 용액보다 오일 흡수가 덜 쉽기 때문입니다.EDM을 사용하기 전에 전극을 건조시키는 작업에는 일반적으로 용액의 증발점보다 약간 높은 온도에서 약 1시간 동안 대류 오븐에 재료를 넣는 작업이 포함됩니다.온도는 400도를 초과해서는 안 됩니다. 이렇게 하면 재료가 산화되고 부식됩니다.또한 작업자는 전극을 건조시키기 위해 압축 공기를 사용해서는 안 됩니다. 왜냐하면 공기 압력은 유체를 전극 구조 안으로 더 깊게 밀어넣기 때문입니다.
Princeton Tool은 제품 포트폴리오를 확장하고 서부 해안에 대한 영향력을 높이며 전반적인 공급업체가 더욱 강력해지기를 희망합니다.이 세 가지 목표를 동시에 달성하기 위해서는 다른 가공공장을 인수하는 것이 최선의 선택이 되었습니다.
와이어 EDM 장치는 CNC 제어 E축에서 수평으로 안내되는 전극 와이어를 회전시켜 작업장에 공작물 여유 공간과 유연성을 제공하여 복잡하고 고정밀 PCD 도구를 생산할 수 있습니다.
게시 시간: 2021년 9월 26일