초고출력 흑연 전극은 금형 제작 시 구리 전극을 흑연 전극으로 대체하여 금형 제작 주기를 크게 단축하고, 노동 생산성을 향상시키며, 금형 제작 비용을 절감합니다. 최근 정밀 금형과 고효율 금형(금형 주기가 점점 짧아짐)이 도입됨에 따라 금형 제작에 대한 요구가 점점 높아지고 있습니다. 구리 전극 자체의 여러 한계로 인해 금형 산업의 발전 요구를 충족하지 못하는 경우가 점차 늘고 있습니다. 흑연은 EDM 전극 소재로서 높은 가공성, 경량화, 빠른 성형, 매우 낮은 팽창률, 낮은 손실, 용이한 드레싱 등의 장점으로 금형 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 따라서 흑연 전극이 구리 전극을 대체하는 것은 불가피합니다.
1. 흑연 전극 재료의 특성
CNC 가공은 빠른 가공 속도, 높은 절삭성, 그리고 손쉬운 드레싱을 특징으로 합니다. 흑연 가공기의 가공 속도는 구리 전극의 3~5배이며, 특히 정밀 가공 속도가 뛰어납니다. 또한 강도가 매우 높습니다. 초고두께(50~90mm) 및 초박형(0.2~0.5mm) 전극의 경우 가공 중 변형이 거의 발생하지 않습니다. 또한, 많은 경우 제품의 질감 효과가 매우 우수해야 합니다. 따라서 전극 제작 시 가능한 한 일체형 수전극을 제작해야 합니다. 그러나 일체형 수전극 제작 과정에서 여러 가지 숨겨진 모서리 클리어런스가 발생합니다. 흑연은 손쉬운 트리밍 특성으로 인해 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있으며, 구리 전극으로는 불가능한 전극 수를 크게 줄일 수 있습니다.
2. 빠른 방전 가공, 낮은 열팽창 및 낮은 손실: 흑연은 구리보다 우수한 전기 전도도를 가지고 있어 방전 속도가 구리보다 빠르며, 구리의 3~5배에 달합니다. 또한 방전 중 비교적 큰 전류를 견딜 수 있어 거친 방전 가공에 더욱 유리합니다. 또한, 동일한 부피에서 흑연의 무게는 구리의 1/5배로 EDM의 부하를 크게 줄여줍니다. 대형 전극 및 일체형 수전극 제조에 큰 이점을 제공합니다. 흑연의 승화 온도는 4200℃로 구리의 3~4배입니다(구리의 승화 온도는 1100℃). 고온에서는
초고출력 흑연전극
흑연은 매우 작은 크기(동일한 전기 조건에서 구리의 1/3~1/5 수준)로 연화되지 않습니다. 방전 에너지는 효율적으로 가공물에 전달되고 소비 전력도 낮습니다. 흑연은 고온에서 강도가 증가하기 때문에 방전 손실을 효과적으로 줄여(흑연 손실은 구리 손실의 1/4 수준) 가공 품질을 보장합니다.
3. 경량 및 저비용: 금형 세트 생산 비용에서 CNC 가공 시간, EDM 시간, 그리고 전극 마모는 전체 비용의 대부분을 차지하며, 이 모든 것은 전극 소재 자체에 의해 결정됩니다. 구리와 비교했을 때 흑연의 가공 속도와 EDM 속도는 모두 구리의 3~5배입니다. 또한, 마모가 적고 흑연 전극을 일체형으로 제작할 수 있다는 특징 덕분에 전극 수를 줄여 재료 소비량과 전극 가공 시간을 단축할 수 있습니다. 이 모든 것이 금형 생산 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
2. 흑연 전극의 기계적 및 전기적 가공의 요구 사항 및 특성
1. 전극 제작: 전문적인 흑연 전극 제작은 주로 고속 공작 기계를 사용하여 가공합니다. 공작 기계는 진동 없이 균일하고 안정적인 3축 운동을 보장하는 우수한 안정성을 가져야 합니다. 또한, 메인 샤프트와 같은 부품의 회전 정밀도도 최대한 높아야 합니다. 전극은 일반 공작 기계에서도 가공할 수 있지만, 공구 경로를 작성하는 과정은 구리 전극과는 다릅니다.
2. 방전 가공(EDM) 흑연 전극은 탄소 전극입니다. 흑연은 전기 전도성이 우수하여 방전 가공 시간을 크게 단축할 수 있으며, 이는 흑연이 전극으로 사용되는 이유 중 하나입니다.
3. 흑연 전극의 가공 특성: 산업용 흑연은 단단하고 취성이 강하여 CNC 가공 시 공구 마모가 비교적 심합니다. 일반적으로 경질 합금이나 다이아몬드로 코팅된 공구를 사용하는 것이 좋습니다. 흑연을 황삭 가공할 때는 공구를 가공물에 직접 부착하거나 분리할 수 있습니다. 그러나 정삭 가공 시에는 칩핑과 균열을 방지하기 위해 가벼운 공구와 빠른 이송 방식을 사용하는 경우가 많습니다.
일반적으로 흑연은 절삭 깊이가 0.2mm 미만일 때 거의 파손되지 않으며, 측벽의 표면 품질도 더 좋게 얻을 수 있습니다. 흑연 전극의 CNC 가공 중 발생하는 분진은 비교적 커서 공작 기계의 가이드 레일, 리드 스크류, 스핀들 등에 침투할 수 있습니다. 따라서 흑연 가공 공작 기계에는 흑연 분진 처리 장치가 필요하며, 흑연은 독성이 있으므로 공작 기계의 밀봉 성능 또한 우수해야 합니다. 흑연 분말은 화학 반응에 매우 민감한 물질입니다. 그 저항률은 환경에 따라 변하여 저항값이 달라집니다. 그러나 한 가지 변하지 않는 사실이 있습니다. 흑연 분말은 우수한 비금속 전도성 재료 중 하나입니다. 흑연 분말이 얇은 실처럼 절연체에 방해받지 않고 보관되는 한, 전기가 통합니다. 그렇다면 저항값은 무엇일까요? 흑연 분말의 미세도가 다르고, 다양한 재료와 환경에 사용되는 흑연 분말의 저항값도 다르기 때문에 이 값에 대한 명확한 수치는 없습니다.
고순도 흑연 분말이 전도성 용도로도 사용된다는 사실을 모르실 수도 있습니다.
일반적으로 고무는 절연성입니다. 전기 전도성이 필요한 경우 전도성 물질을 첨가해야 합니다. 흑연 분말은 우수한 전기 전도성과 윤활성, 탈형 특성을 가지고 있습니다. 흑연은 흑연 분말로 가공되어 윤활성과 전도성이 뛰어납니다. 흑연 분말의 순도가 높을수록 전도성이 더 좋습니다. 많은 특수 고무 제품 공장에서 전도성 고무를 필요로 합니다. 그렇다면 고무에 흑연 분말을 첨가하여 전기를 전도할 수 있을까요? 정답은 '예'입니다. 하지만 고무에서 흑연 분말의 비율은 얼마인지에 대한 의문이 생깁니다. 일부 기업은 자동차 타이어와 같은 내마모성 고무 제품에 사용되는 30% 이하의 흑연 분말을 사용합니다. 100%의 흑연 분말을 사용하는 특수 고무 공장도 있습니다. 이러한 제품만이 전기를 전도할 수 있습니다. 전도성의 기본 원리는 전선처럼 도체가 끊어질 수 없다는 것입니다. 중간이 끊어지면 전기가 통하지 않습니다. 전도성 고무의 전도성 흑연 분말은 도체입니다. 흑연 분말이 절연 고무에 의해 막히면 더 이상 전기가 통하지 않습니다. 따라서 흑연 분말의 비율이 너무 낮으면 전도 효과가 떨어질 가능성이 높습니다.
흑연 분말은 화학 반응에 매우 민감한 물질입니다. 환경에 따라 저항률이 변하기 때문에 저항값도 달라집니다. 하지만 한 가지 변하지 않는 것이 있습니다. 바로 고순도 흑연 분말이 우수한 비금속 전도성 재료 중 하나라는 것입니다. 흑연 분말을 얇은 실처럼 절연체에 끊김 없이 놓아두면 전기가 흐릅니다. 그렇다면 저항값은 무엇일까요? 흑연 분말의 미세 입자가 다르고, 사용되는 재료와 환경에 따라 저항값도 달라지기 때문에 이 값에 대한 명확한 수치는 없습니다.
게시 시간: 2025년 5월 9일