2024.06
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放電加工機(EDM)加工原理解析
放電加工機(EDM)加工原理解析

放電加工機(Electrical Discharge Machining,簡稱 EDM)是一種採用電火花進行材料去除的製造技術,特別適合於傳統切削無法處理的高硬度材料或複雜形狀工件。此技術主要涵蓋兩大類型:線切割放電加工(Wire EDM)及雕模放電加工(Die-Sinker EDM,又稱火花成型加工)。 


基本加工原理

  • 電極與工件

在 EDM 加工過程中,工具電極與工件之間並無物理接觸。電極可能為預先加工成所需型腔負型的實體(用於雕模放電加工),或是作動於系統中的細金屬線材(用於線切割放電加工)。

  • 放電過程

電極與工件間埋置在介質液中,當施加高頻電壓時,兩者間隙產生大量火花,該火花使工件表面金屬快速熔融或汽化。介質液(通常為油或除離子水)同時具備冷卻與沖刷功能,用以移除熔化金屬與維持加工穩定。 

  • 材料去除

火花產生之瞬時高溫,導致工件表面金屬熔融或汽化。界面瞬間變化後,介質液沖走熔化金屬並迅速冷卻該區域,以避免工件過熱或變形。 

  • 控制系統

現代 EDM 機台配備高度精密的控制系統,可精準控制電極位置、火花頻率與強度。此系統亦可根據不同材料特性與加工需求,自動調整參數,以實現高精度加工效果。


應用範疇

  • 模具製造:尤其是塑膠射出模與壓鑄模中複雜型腔之製作。 

  • 精密元件:用於航太、汽車及微機械領域之高精度零件製造。

  • 高硬度材料加工:如碳化鎢、超硬合金及鑽石等導電材料之加工。 


優勢與挑戰

優勢

  • 可加工極為複雜之幾何形狀,傳統加工難以實現。 

  • 表面品質佳,常可減少後續加工或拋光程序。 

  • 因無物理切削接觸,工件受機械應力或變形的風險大幅降低。 

挑戰

  • 加工速度相較於傳統切削較慢,不適合大量生產。 

  • 設備運行成本較高,電極材料與能耗為主要成本因素。 

  • 僅限於導電材料,對非導體或複合材料之應用有限。 


未來展望

放電加工技術具良好發展潛力,未來重點包括:

  • 加工流程創新:開發新型電極材料與優化電參數,以提升加工速率與效率。 

  • 自動化整合:與 CAD/CAM、物聯網、機器人系統整合,以減少人工成本並提高加工精度。 

  • 永續製造:減少能源消耗,使用更環保的加工介質與系統設計。 


結語

放電加工機(EDM)是現代製造技術中不可或缺的一環,特別擅長在高精度、複雜幾何加工及難加工導電材料的情境下發揮效能。隨著製造業朝向數位化、自動化與永續化發展,EDM 的技術整合與應用價值將持續提升。若想探討放電加工機如何協助提升生產能力與製造品質,歡迎聯繫 OSCARMAX 的專業團隊。

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