정밀 스탬핑 다이 커팅 인서트

이 사례 연구에서는 고급 정밀 스탬핑 다이 커팅 인서트를 위한 초정밀 저속 와이어 EDM 가공 프로젝트에 대해 자세히 설명합니다. 인서트는 HRA 90-92의 재료 경도를 특징으로 하는 KD20 초경합금(텅스텐 카바이드)으로 제작됩니다. 이는 고경도, 고취성 초정밀 금형 부품의 전형적인 예를 나타냅니다. 제품의 기하학적 구조에는 복잡한 마이크로 프로파일, 테이퍼가 없는 직선 절단 모서리, 복잡한 정밀 테이퍼 구조가 통합되어 있습니다. 이러한 인서트는 커넥터 몰드, IC 및 반도체 몰드, 신에너지 응용 분야를 위한 정밀 하드웨어, 고급 전자 스탬핑 다이 분야에서 널리 활용됩니다.

가공 매개변수

핵심 가공 공정 요구 사항

외부 프로파일은 결합된 절단 및 연삭 전략을 사용하여 처리되어 단일 작업에서 데이텀 치수가 정확하게 설정되도록 보장함으로써 전체적인 조립 정밀도와 데이텀 일관성을 향상시킵니다.

내부 캐비티의 단면 가공 공차는 +0.005mm입니다. 여러 번의 마무리 과정을 통해 치수에 점진적으로 접근하여 열 효과와 치수 드리프트를 최소화합니다.

2mm 높이의 내부 직선 절삭날은 0°(제로) 테이퍼를 유지하도록 엄격하게 제어되어 뛰어난 스탬핑 절단면 품질과 절삭날 일관성을 보장합니다.

절삭날 하부에는 전둘레 0.5° 테이퍼(릴리프각)가 적용되어 연속 스탬핑 작업 중 스크랩 배출 안정성이 향상되었습니다.

모든 공작물은 Keyence IM-1220 완전 자동 이미지 측정 시스템을 사용하여 전면적인 검사를 거치며 가공과 검사 사이의 폐쇄 루프 제어 시스템을 구축합니다.

AP250L + 0.05mm 와이어 + 러프 컷 1개 / 마무리 컷 공정 제어 8개

0.05mm의 극세 구리선을 사용하여 가공하므로 장비의 안정성, 방전 제어, 와이어 장력 제어에 대한 요구가 매우 높습니다.

가공 공정에서는 각 마무리 패스마다 방전 에너지를 점진적으로 줄이는 전략이 사용됩니다. 여기에는 KD20 텅스텐 카바이드 소재 내의 내부 잔류 응력을 점진적으로 완화하기 위한 1회의 거친 절삭 패스와 8개의 초저에너지 마무리 패스가 포함됩니다.  여러 번의 마무리 작업을 통해 방전 영향층의 두께를 효과적으로 줄이고, 절삭날의 구조적 무결성을 개선하며, 블레이드의 내마모성과 수명을 연장합니다.

저에너지 경로 보상 제어는 미세한 영역에 적용되어 작은 모서리의 과도한 절단 위험과 미세한 구조적 특징의 열 손상을 최소화합니다.

장기간 가공 작업 중에는 와이어 장력의 안정성과 방전의 균일성을 유지하여 와이어 파손, 모서리 치핑 및 치수 드리프트의 위험을 완화하는 것이 우선시됩니다.

8번의 마무리 과정을 거친 후 절삭날은 버(burr)와 무너짐이 없는 고광택 거울 같은 마무리를 달성합니다.

미세 구조 가공의 과제

정밀 스탬핑 다이 커팅 인서트는 초정밀, 마이크로 스케일 및 복잡한 기하학적 구조의 전형적인 예를 나타냅니다. 공작물은 매우 작은 내부 모서리, 미세한 절단 모서리, 매우 좁은 슬롯 및 복잡한 테이퍼 절단 형상을 특징으로 하며 약 0.1329mm에 달하는 가장 정밀한 구조적 특징을 갖습니다. 높은 경도와 고유한 취성을 특징으로 하는 재료인 KD20 텅스텐 카바이드로 제작된 이 공작물은 방전 에너지 제어, 열 안정성, 경로 보상 및 동기화된 테이퍼 절단 제어에 대해 매우 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 이는 와이어 장력이 조금만 변동해도 절삭날의 무결성과 부품의 치수 안정성이 손상될 수 있는 초미세 0.05mm 구리 와이어를 사용할 때 특히 중요합니다.

제어된 항온 가공 환경

초정밀 저속 와이어 컷 EDM 공정 중 작업장 환경은 일정한 온도로 유지됩니다. 주변 온도 변동을 엄격하게 제어함으로써 장시간 가공 작업 중에 일반적으로 발생하는 열팽창 오류 및 치수 드리프트가 효과적으로 최소화됩니다. 이는 여러 정삭 패스 전반에 걸쳐 일관된 치수 안정성을 보장하여 공차 ±0.001mm의 초정밀 가공 요구 사항을 충족합니다.

IM-1220을 이용한 품질관리 및 검사

Keyence IM-1220 완전 자동 이미지 측정 시스템을 사용하여 미크론 수준의 자동 스캐닝 검사를 수행함으로써 수동 측정과 관련된 잠재적인 오류를 효과적으로 제거합니다.

주요 검사 매개변수에는 내부 및 외부 윤곽 치수, 단면 가공 여유, 2mm 절삭날 단면의 직각도, 0.5° 테이퍼 각도 및 절삭날 표면 마감이 포함됩니다.

검사 시스템은 ±0.001mm까지 공차를 안정적으로 해결하고 디지털화된 품질 검사 보고서를 자동으로 생성할 수 있습니다.

검사 데이터에서 파생된 피드백을 활용하여 가공 매개변수와 보상 값을 더욱 최적화할 수 있으며, 이를 통해 가공 및 검사 프로세스를 완벽하게 통합하는 폐쇄 루프 제어 시스템을 구축할 수 있습니다.

최첨단 품질 관리

여러 단계의 초저에너지 정밀 마감을 통해 최종 절삭날은 날카롭고, 버(Burr)가 없으며, 모서리 붕괴가 없고, 탄 자국이 전혀 없습니다. 동시에 이 공정은 방전 텍스처 축적 및 미세한 가장자리 균열의 위험을 효과적으로 최소화하여 스탬핑된 단면의 품질을 향상시키고 정밀 스탬핑 다이 커팅 인서트의 지속적인 서비스 수명을 연장합니다.

적용분야

• 정밀 스탬핑 다이

• 커넥터 몰드

• IC 반도체 금형

• 정밀 의료 부품

• 정밀 전자 스탬핑 다이

• 신에너지 애플리케이션을 위한 정밀 하드웨어