블리스크, 금형 및 기타 특수 가공품 – 전해 가공 

블리스크 및 금형과 같은 소재에 대해 EMAG은 복잡한 형상과 고강도 소재에서 최고의 정밀도와 긴 공구수명을 자랑하는 전해가공 프로세스를 제공합니다. 

고성능 부품용 전해 가공 

기존 공정이 한계에 부딪힐 때 

블리스크(Blade Integrated Disk)나 단조 금형 같은 특수 공작물은 제조 기술에 매우 높은 요구 사항을 제시합니다: 극도로 단단한 소재, 복잡한 3차원 형상, 그리고 엄격한 공차 등이 그것입니다. 이러한 상황에서 기존의 절삭 가공 공정은 공구마모가 심하거나 열 변형, 제한된 설계 자유도 등으로 인해 경제적, 기술적 한계에 점점 더 부딪히고 있습니다. 

엔진 제조용 니켈 초합금 블리스크의 PECM 가공 중인 EMAG PO 900 BF.
EMAG PO 900 BF는 PECM 공정을 통해 니켈 초합금으로 제작된 블리스크 전체를 가공합니다. 비접촉식 재료 제거 방식으로 소재에 열 변형을 주지 않으면서 최상의 표면 품질을 구현합니다.

PECM 및 ECM: EMAG의 공정 원리

전해 가공(ECM) 및 정밀 전해 가공(PECM)에서는 소재가 양극이 되고 공구가 음극이 됩니다. 두  사이로 전해액이 흐르면서 금속 이온이 소재에서 비접촉 방식으로 분리됩니다. 기계적 접촉이 발생하지 않기 때문에 공구마모가 없으며, 따라서 소재 경도가 높아져도 단위 생산 단가가 상승하지 않습니다. 

장점

  • 공구마모가 매우 적음: ECM/PECM 작동 원리는 비접촉 방식으로 이루어지므로, 절삭 가공 방식에 비해 공구수명이 현저히 길어 단위 생산 단가를 지속적으로 낮게 유지합니다.
  • 열적 영향 없음: 소재에 열영향부나 미세 균열이 발생하지 않아, 프레스 공구나 엔진 부품과 같은 고성능 부품의 안정성에 결정적인 역할을 합니다.
  • 최고의 정밀도: ECM을 사용하면 20 마이크로미터 미만의 가공 공차를 달성할 수 있습니다. 이는 경화 처리된 소재나 가공이 어려운 소재의 복잡한 3D 형상에서도 가능합니다.
  • 중대량 생산 시 경제성: 최대 30개의 부품을 동시에 가공할 수 있으며, 공구 교환이 필요 없어 총 생산 비용을 크게 절감합니다.
  • 최대의 설계 자유도: 복잡한 윤곽선, 링 그루브, 노치 및 자유 곡면 – ECM과 PECM은 기존 공정으로는 상당한 추가 비용을 들여야만 구현할 수 있었던 형상을 가능하게 합니다.
  • 전문적인 기계 솔루션: EMAG는 개별 블레이드용 PO 100 SF부터 최대 4개의 가공 축을 갖춘 금형용 PT 시리즈에 이르기까지, 모든 용도에 적합한 기계 유형을 제공합니다. 

질문과 답변

ECM 및 PECM은 금속 이온이 소재에서 비접촉 방식으로 박리 되는 전기화학 공정을 이용합니다. 소재는 양극이 되고, 공구는 음극이 됩니다. 양극과 음극 사이에는 이온 제거를 가능하게 하는 전해액이 흐릅니다. 기계적 접촉이 발생하지 않기 때문에 공구마모나 재료의 열적 영향이 발생하지 않으며, 이는 절삭 가공이나 방전 가공에 비해 결정적인 장점입니다. 

두 공작물 유형 모두 매우 단단한 소재와 고도로 복잡한 3D 형상이 결합되어 있다는 공통점이 있습니다. 니켈 초합금으로 제작된 블리스크는 재료 변형 없이 정밀한 블레이드 윤곽과 링 그루브를 요구합니다. 금형은 고강도 Steel에 정확한 캐비티를 형성해야 하며, 이는 대량 생산 시에도 치수 오차 없이 이루어져야 합니다. 기존의 공정은 종종 경제적 한계나 품질 요구 사항으로 인해 이를 달성하지 못합니다. 

블리스크(Blisks) 가공에 있어 EMAG는 PECM(정밀도 전해 가공) 기술을 채택하고 있으며, 이 기술은 공작물을 손상시키지 않으면서 최상의 표면 품질을 구현합니다. 금형의 경우, 최대 4축까지 지원하여 복잡한 황삭 가공도 처리할 수 있는 PT 시리즈의 ECM이 사용됩니다. 두 기술 모두 공구 마모가 거의 없으며, 소재에 열적 영향을 주지 않고 작동합니다. 

블리스크 생산을 위해 두 가지 특수 기계 모델이 준비되어 있습니다: PO 100 SF는 개별 터빈 블레이드 가공에 최적화되어 있으며, 더 큰 규모의 PO 900 BF는 블리스크 전체의 완전 가공을 담당합니다. 금형의 경우, EMAG는 최대 4축과 분당 5mm의 이송 속도를 지원하여 대면적 및 병렬 가공도 가능한 PT 시리즈 기계를 제공합니다. 

ECM은 양산 공정에서 20 마이크로미터 미만의 공차를 달성합니다. 여기서 중요한 점은, 방전 가공과 달리 미세 균열이나 열영향부가 발생하지 않는다는 것입니다. 이는 재료 변화가 부품의 안정성을 위협하는 고성능 프레스 금형에서 특히 중요합니다. 또한 PECM은 뛰어난 표면 품질을 제공하여, 많은 경우 후가공을 불필요하게 만듭니다. 

블리스크는 항공기 엔진의 핵심 부품으로, 항공우주 산업의 엄격한 품질 요건을 충족해야 합니다. 금형은 자동차 산업, 기계 공학, 의료 기술 등 성형을 통해 부품을 제조하는 모든 분야에서 사용됩니다. 두 분야 모두에서 정밀도, 재료 무결성 및 공정 안정성은 필수적입니다. 

시제품 및 초소량 양산의 경우, 장비 비용이 적게 드는 방전 가공(EDM)이 유리할 수 있습니다. 그러나 생산량이 증가함에 따라 상황은 역전됩니다. 공구 마모가 거의 없는 ECM 방식은 단위 생산 단가를 지속적으로 낮추는 반면, EDM의 경우 전극 비용과 세팅 시간이 비례하여 증가합니다. 또한 최대 30개의 부품을 동시에 가공할 수 있어 시간당 생산량이 현저히 높아집니다. 

모든 EMAG ECM 기계는 핵심 플랫폼 기술의 이점을 누립니다. Mineralit® 기계 본체는 높은 열적 안정성과 진동 감쇠 기능을 제공합니다. 지능형 소프트웨어 및 하드웨어 인터페이스를 통해 기존 생산 라인에 원활하게 통합할 수 있습니다. 효율적인 자동화 솔루션이 제품군을 완성하여, 일관되고 경제적인 공정 체인을 구축합니다. 

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