전기 방전가공(EDM)이란?

그리고 이를 MIM 금형 제작 및 정밀 제조에 적용하는 방법

전기 방전가공(EDM)은 제어된 전기 스파크를 사용해 재료를 제거하는 비접촉 정밀 제조 공정입니다. 기존 절삭 방식과 달리 방전가공은 기계적 힘에 의존하지 않습니다. 대신 절연액에 잠긴 전극과 전도성 가공물 사이에서 고주파 펄스 방전을 사용합니다.

각 스파크는 최대 8,000–12,000°C의 국부 온도를 발생시켜 미세한 재료 부피를 순간적으로 녹이고 기화합니다. 펄스 지속 시간과 방전 간극(일반적으로 5–50 μm)을 정밀하게 제어함으로써 마이크론 수준의 정확도로 복잡한 형상을 만들 수 있습니다.

다음과 같은 분야에서 방전가공은 특히 중요합니다:

• 형상이 기존 CNC 가공으로는 지나치게 복잡합니다

• 재료 경도가 HRC 50을 초과합니다

• 0.2 mm 미만의 미세 형상이 필요합니다

• 가공 속도보다 표면 건전성이 더 중요합니다

MIM 금형 제작 및 정밀 금형 제조에 방전가공을 활용하는 방법

실제 사례: MIM용 마이크로 기어 금형 인서트

프로젝트: 스테인리스강 MIM 마이크로 기어
모듈: 0.3
톱니 수: 42
톱니 두께: 0.18 mm

과제:
기어 캐비티에는 날카로운 내부 모서리와 밀링으로 가공할 수 없는 미세 톱니 형상이 필요했습니다.

해결 방안:

• CNC를 이용한 캐비티 황삭 가공

• 형조 방전가공을 통한 정밀 성형

• 와이어 방전가공을 이용한 미세 디테일 마감

• Ra 0.3 μm 달성을 위한 표면 연마

검증 공정:

1. CMM 치수 검사
   → 프로파일 정확도 ±0.004 mm 이내

2. 광학 현미경 검사
   → 과도한 번오버 없이 날카로운 모서리 형상 확인

3. MIM 사출 시험
   → 금형 단계에서 부품 수축 보정

4. 소결 부품 검사
   → 최종 기어 동심도 0.01 mm 이내

이 폐루프 검증을 통해 EDM 정밀도가 안정적인 MIM 양산으로 직접 이어짐을 확인합니다.

당사의 EDM 역량

당사는 다음 장비를 운용합니다:

• CNC 방전 가공기(3축 및 5축)

• 고속 와이어 EDM(절삭 속도 최대 300 mm²/min)

• 직경 0.1 mm까지 전극을 가공하는 마이크로 EDM

기계 정밀도:

• 위치 결정 정확도: ±0.002 mm

• 반복 정밀도: ±0.003 mm

• 최소 와이어 직경: 0.1 mm

사용되는 전극 소재:

• 흑연(미세 입자 ≤5 μm)

• 구리

• 구리-텅스텐

당사는 CAD/CAM을 사용해 전극을 자체 설계하고, 가공 전에 방전 가공 여유를 시뮬레이션합니다.

MIM 생산에서 방전 가공이 중요한 이유

MIM 제조에서 치수 제어는 가공으로 끝나지 않습니다.

다음 사항을 고려해야 합니다:

• 사출 수축(일반적으로 15–20%)

• 소결 변형

• 바인더 제거 수축

당사의 엔지니어링 팀은 다음을 통합합니다:

• Moldflow 시뮬레이션

• 수축 보정 모델링

• EDM 오버컷 계산

• 시험 샘플 검증

이를 통해 최종 소결 MIM 부품이 금형 캐비티뿐만 아니라 공차 요구사항도 충족하도록 합니다.

금형을 넘어: 고정밀 금속 부품을 위한 EDM

MIM 금형 외에도 다음과 같은 부품에 방전 가공을 사용합니다:

• 경질 스테인리스강 부품

• 의료기기 마이크로 구조

• 항공우주용 정밀 슬롯

• 마이크로 히트싱크

• 날카로운 모서리를 가진 커넥터 핀

EDM을 사용하면 다음과 같은 소재를 가공할 수 있습니다:

• SUS420 / SUS440C

• H13 공구강

• 초경합금

• 구리 합금

마이크로 제조에서 방전 가공의 미래

MIM이 다음 방향으로 발전함에 따라:

• 더 작은 모듈

• 더 얇은 벽 두께 (<0.3 mm)

• 더 높은 밀도의 소재

• 의료 등급 정밀도

EDM은 점점 더 중요해지고 있습니다.

현재 당사는 다음을 개발하고 있습니다:

• 복잡한 3차원 캐비티를 위한 다축 EDM 연동

• 80 μm 이하의 마이크로 형상 가공

• 재응고층 두께를 줄이기 위한 표면 무결성 제어

결론

방전 가공은 단순한 가공 방법이 아닙니다 — 고정밀 MIM 금형과 첨단 금속 제조를 가능하게 하는 핵심 기술입니다.

다음을 결합하여:

• EDM 정밀도

• 금형 설계 전문성

• 수축 보정 엔지니어링

• 전체 공정 검증

당사는 MIM 부품이 기하학적 정확도와 안정적인 양산 성능을 모두 달성하도록 보장합니다.

복잡한 마이크로 금속 부품이나 정밀 금형을 개발하는 경우, 당사의 엔지니어링 팀은 금형 설계부터 검증된 양산까지 지원할 수 있습니다.