전해 가공

1. 전해가공 (Electro Chemical Machining, ECM)

가공형상의 전극을 음극(-)에, 가공물을 양극(+)양 극간에 전해액을 분출시키면, 10~20V 의 전압으로 30~200A/cm²의 직류 전류를 흐르게 하면 양극에서 용해 용출 현상이 일어나 가공하는 방법이다.
주로 정밀도다 낮은 금형가공에 이용된다.

2. 전해가공의 특징

2.1 장점

• 재료의 경도나 인성에 관계없이 일전한 속도로 가공할 수 있다.
  
• 공구 전극의 소모가 전혀 없다.
  
• 가공속도가 빠르다.
  
• 복잡한 형상의 가공을 1 공정을 통해 할 수 있다.
  
• 열 작용, 기계작용이 가해지지 않기 때문에 가공 변질층이 생기지 않는다.

2.2 단점

• 전해액은 일반적으로 부식성이 있다.
  
• 전해 생성물의 처리가 곤란한다.
  
• 공구 전극의 제작에 경험과 숙련이 필요한다.
  
• 복잡하고 섬세한 형상은 가공이 곤란한다.

3. 전해액

3.1 전해액의 기능

• 공구와 가공물 사이에 전해 전류를 흘린다.
  
• 가공 간극에서 전해 생성물을 제거한다.
  
• 가공 중에 발생하는 열을 제거한다.

3.2 전해액의 구비

• 가공물의 표면에 불용해 생성물을 만들지 않아야 한다.
  
• 양 이온의 공구 면에 전착하지 않아야 한다.
  
• 전도도가 놓고 점도가 낮아야 한다.
  
• 부식성이 작고 유독성이 없어야 한다.
  
• 주입하기 쉽고 가격이 저렴하여야 한다.

3.2 전해액의 종류

• 중성염 용액 (NaCl)
  
• 산용액 (HCl)
  
• 알카리 용액 (NaOH)

4. 가공특성

4.1 가공정밀도

• 공구전극에 대응하는 가공물 상의 각각의 점에서는 반드시 동일한 속도로 제거되지 않으므로 가공형상을 고려하여 공구 전극의 형상을 수정한다.

• 가공 간극을 일정하게 하여 가공정밀도를 향상시키려면, 전해액의 전도도를 측정하여 전압, 전극이송 속도를 자동으로 제어하는 방법을 취한다.
  

4.2 다듬질 면의 거칠기

• 다듬질 면의 요철은 가공면의 각 부분에서의 가공량의 차이에 의해 생깁니다.
  
• 보통 전류 밀도가 클수록 거칠기는 작고, 또 재료의 결정립이 작을 수록 거칠기는 작습니다.
  
• 가공면은 거울면에 가깝지만, 주름이나 굴곡이 생기기 때문에 정밀한 가공은 어렵습니다.

4.3 전극

• 전극의 영향
  가공형상을 생성하는데 필요한 전극 형상으로 결정해야 하나, 전극형상이 복잡한 경우에는
  전해액의 흐름과 전해 생성물의 분포가 불균일하여 예정한 가공형상을 얻기 어려우며,
  특별한 전극 제작법이 필요한다.

• 전극 제작법
  
  1. 가공전극에 관한 공식을 미리 컴퓨터에 기억시켜 놓고 가공할 제품 형상을 입력해서 전극 형상을 계산시켜 CNC 가공하는 방법
     
  2. 기존의 만들어진 금형 제품을 방전 전극으로 해서 전해 가공하는 방법
     
     

     전해 가공과 방전 가공의 차이

     구분	전해가공(ECM)	방전가공(EDM)
     전극 소모	전극의 소모가 전혀 없다	전극의 소모가 있다.
     가공 속도	방전가공보다 빠르다.	가공속도를 높이는데 한계가 있다.
     거칠기	경면에 가까운 평활면	배껍질 면
     가공 정밀도	가공 형상에 따라 좌우	비교적 정밀도가 높고 가공 형상에 좌우되지 않는다.
     가공 변질층	가공 경화층은 전혀 생기지 않음. 가공면에 크랙이 생기지 않음	급열, 급냉으로 경화층이 생김 헤어 크랙이 생김
     가공액	부식성이 있어 방청이 곤란 다량의 슬러지가 생긴다.	방청이 쉽고 가공 칩 처리도 쉽다.