해킹 채팅에서 살펴본 전기를 이용한 가공

Hackaday 독자로서 귀하는 전기에 대해 평균보다 더 잘 이해하고 있다고 가정하는 것이 안전합니다. 또한 기계 가공에 익숙할 가능성이 매우 높으며 작업장에 선반이나 오래된 밀이 있을 수도 있습니다. 그러나 두 가지를 결합하고 실제로 전기로 금속 조각을 가공하는 것은 많은 홈 게이머들이 직접 경험할 수 있는 것이 아닙니다.

물론, 관심이 없다는 뜻은 아니다. 커뮤니티의 뜨거운(또는 적어도 촉발된) 질문에 답하기 위해 Voxel Innovations의 CEO이자 창립자인 Daniel Herrington은 이번 주 Hack Chat에 들러 방전 가공(EDM)과 밀접하게 관련된 분야의 최첨단에 대해 이야기했습니다. 전기화학적 가공(ECM). 그의 회사가 이 기술을 사용하여 놀라운 규모의 부품을 생산하는 동안 Daniel은 우리처럼 차고에서 손을 대기 시작하여 기술에 대한 전문가 및 취미 생활자 모두의 전망을 제공할 수 있었습니다.

당연히 가장 먼저 해결해야 할 큰 질문은 EDM과 ECM의 차이점이었습니다. 간단히 말해서, 방전 가공은 고전압을 사용하여 문자 그대로 공작물에서 재료를 폭발시킵니다. 결과적으로 마무리는 일반적으로 거칠고 재료의 진행이 느린 경향이 있지만 구현하기는 상대적으로 간단합니다.

대조적으로 전기화학적 가공은 공작물에서 제거되는 재료가 용해되어 음극으로 전달되기 때문에 일종의 역전기도금 공정으로 생각할 수 있습니다. 하지만 실제로는 가압된 전해질의 흐름으로 인해 음전하를 띤 도구가 실제로 도금되지 않습니다. ECM은 EDM보다 속도가 빠르고 매우 매끄러운 표면 마감이 가능하지만 기술적 관점에서는 훨씬 더 까다롭습니다.

그렇다면 금속을 가공하기 위해 전통적인 도구 대신 전기를 사용하는 이유는 무엇입니까? ECM과 EDM 모두 고유한 장점이 있습니다. 즉, 도구가 작업 중인 부분에 실제로 닿지 않는다는 것입니다. 이는 절단보다 재료에 스트레스를 덜 주지만 기계 자체가 기계적으로 단단할 필요가 없고 모터가 강할 필요가 없다는 것을 의미합니다. ECM/EDM의 비접촉 특성은 다음과 같습니다. 이는 저렴한 3D 프린터를 가공물 위로 도구를 옮기기 위해 용도를 변경할 수 있다는 의미이므로 취미로 즐기는 사람들에게 특히 매력적입니다.

불행하게도 도구를 이동하기 위해 3D 프린터를 해킹하는 것은 아마도 취미 생활자의 관점에서 실제로 "쉬운"이라고 할 수 있는 ECM 또는 EDM의 유일한 측면일 것입니다. Daniel이 설명했듯이 가장 큰 문제 중 하나는 툴링 문제입니다. EDM을 수행하는 경우 전극은 흑연이나 황동과 같은 재료로 만들어지는데, 장점은 가격이 크게 비싸지 않고 작업하기가 매우 쉽다는 것입니다. 안타깝게도 전극은 이 과정에서 소모되기 때문에 많은 양을 만들어야 합니다. ECM의 경우 좋은 소식은 EDM처럼 가공 중에 음극이 마모되지 않는다는 것입니다. 반면에, 화학 공정에서 살아남으려면 스테인레스 스틸과 같은 재료로 만들어져야 합니다. 따라서 복잡한 형상을 위한 도구를 생산하는 것은 비용이 매우 많이 들 수 있으며, 많은 부품에 대해 비용을 상각할 수 있는 경우에만 상용 응용 프로그램에서 의미가 있습니다.

물론, 개인 프로젝트에 관해 이야기한다면 ECM 도구를 만드는 데 소요되는 시간과 노력에 대해 걱정하지 않을 수도 있습니다. 이 경우 가장 큰 문제는 전해질이 될 것입니다. 다양한 특정 혼합물이 사용되지만 일반적으로 소금물을 통해 도구를 작동하게 됩니다. 실제로 Daniel은 Voxel이 일반적으로 식품 보존에 사용되는 질산나트륨을 사용한다고 말합니다. 본질적으로 위험한 것은 없지만 실제로는 도구가 움직일 때 부식성 액체가 여기저기로 튀게 됩니다. 그것이 충분히 나쁘지 않다면, 전기 분해는 소금물을 수소와 산소로 분해합니다. 이는 잠재적으로 폭발 가능성이 있는 조합입니다. 추가 보너스로, 일반 식용 소금을 사용하면 유독한 염소 가스도 발생합니다.