民國115年 高考三級 機械工程 機械製造學
第1題
試述放電加工（EDM）之基本加工原理，並指出其與傳統切削加工在材 料去除機制上的主要差異。以下列三點來分別說明： 火花放電形成與 材料去除之機制； 電極與工件之…
題目
試述放電加工（EDM）之基本加工原理，並指出其與傳統切削加工在材 料去除機制上的主要差異。以下列三點來分別說明： 火花放電形成與 材料去除之機制； 電極與工件之極性與材料條件； 放電加工相對於 傳統切削加工之優點與限制。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、放電加工（electrical discharge machining, EDM）是一種非傳統的熱性加工方法。工具電極與工件浸在介電液中，彼此保持微小放電間隙，並由伺服系統控制進給；脈衝電源在間隙產生放電，以熱能蝕除材料。加工時兩者不直接接觸，材料去除機制與傳統切削的機械剪切不同。
- 二、火花放電形成與材料去除機制：脈衝電壓使介電液絕緣破壞，形成電漿通道並瞬間通過大電流，局部溫度可達數千至一萬餘℃，使工件表面熔化、汽化；隨後氣泡爆裂將熔融金屬拋出，介電液沖走切屑，形成放電坑。脈衝間隔使電漿去離子化，恢復絕緣，等待下一次放電。
- 三、極性與材料條件：常用雕模放電採工件接正極、電極接負極，使電子撞擊工件而提高去除率並降低電極損耗；惟細孔、鏡面或特殊電源可反轉極性。工件須具導電性，電極常用銅、石墨或銅鎢合金，需高熔點、低損耗與良好導電、導熱；介電液常用煤油或去離子水。
- 四、優點：可加工淬硬鋼、硬質合金、耐熱合金等難切削材料；可製作深孔、窄槽、複雜模穴與微細結構；加工時幾乎沒有切削力，適合薄壁與易變形工件；精度與表面粗糙度可控，且容易與CNC及自動化整合。
- 五、限制：工件必須導電，非導體與多數陶瓷不宜；材料去除率低、加工時間長；電極會損耗且需製作，深孔有斜度與排屑問題；表面會留下重鑄層與熱影響區，可能需後續研磨；設備與介電液處理成本高，亦有火災與環境風險。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。