放電加工はどのように行われるのですか?

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金属部品が別の部品に滑り込んで消えてしまうビデオや GIF を見たことはありますか? 何のことを言っているのか分かりませんか？ 以下のGIFを見てください。

このような部品は従来の機械加工手法では製造されず、放電加工または EDM と呼ばれるプロセスを使用して製造されます。

EDM を使用すると、非常に低い公差で信じられないほど高精度の部品を作成できます。

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このプロセスは、穴あけやフライス加工ではなく熱エネルギーによってワークピースから材料を除去するため、非伝統的な加工方法です。 このプロセスはレーザー切断と同じように考えることができますが、機械オブジェクトに使用される場合です。

この材料の主な使用例の 1 つは、チタンなどの比較的硬い金属に対して信じられないほどの精度を実現できるため、工具や金型の製作です。 では、具体的にはどのように機能するのでしょうか?

EDM 加工、機械加工との違い、およびその仕組みについて説明する前に、機械加工プロセスについて復習が必要な場合は、以下のビデオをご覧ください。

それはさておき、EDM が正確にどのように機能するかを見ていきましょう。

放電加工は、通常はグラファイトで作られた工具からの高周波電気火花放電の方向によって材料を加工することです。 このグラファイト工具は、機械加工プロセスにおいて導電性材料を分解する電極として機能します。

基本的には、材料に電流を流す電極があり、材料を溶解または蒸発させ、それによって加工が行われます。 ただし、このプロセスはどこでも実行できるわけではなく、実際にはワークピースと電極を誘電性の流体に浸す必要があります。

技術的なプロセスに関しては、多くの場合、そのプロセスがどのように機能するかを理解するための最良の方法は、実際に動作しているところを見ることです。 以下の EDM に関する短い教育ビデオをご覧ください。

EDM のメインプロセスの下には 3 つのサブプロセスがあります。 ワイヤー放電加工機、彫り放電加工機、穴あけ放電加工機です。

彫り放電加工は、非常に複雑な形状を作成できる加工の一種です。 シンカー EDM と呼ばれる理由は、このプロセスでは、電極がワークピースに埋め込まれてその形状のネガティブ バージョンを作成できるように、電極が高精度で事前に機械加工されている必要があるためです。

一方、ワイヤ EDM では、ワークピースを切断するために使用される細いワイヤが電極として機能します。 ワイヤーは自動送りによって送られ、ピースの周囲にカットが行われます。 この装置では、ワイヤはダイヤモンドガイドで保持されており、ワイヤ自体は一般に真鍮または銅で作られています。

最後に、穴あけ EDM があります。これは、材料に穴を開けるために特別に設計されたプロセスです。 穴あけ EDM は、機械加工では不可能な非常に小さな穴をあけることができます。 この場合の電極は管状であり、誘電性流体が電極ノズルを通って流れます。

プロセスの基本を説明したところで、このテクニックを何に使用できるでしょうか? あらゆる導電性材料。

EDM が最新の機械加工にもたらす最大の利点は、金属、特に機械加工が難しいより硬い金属に EDM が使用できる汎用性の高さです。 炭化タングステンやチタンなどの金属は、EDM で簡単に加工できます。 この技術のもう 1 つの利点は、バリ取りやエッジのクリーンアップを必要とせずに、部品上に高精度の輪郭を作成できることです。

純粋に電流に基づいた加工プロセスの性質により、EDM では他の方法では不可能な長い深さの切削を行うことができます。 スロットやリブなどのデザインは、EDM に特に適しています。

最後に、EDM は部品を熱処理した後に実行できます。つまり、このプロセスでは機械加工のように金属の焼き戻しや処理が台無しになることはありません。

では、EDM がそのすべてを実現できるとしたら、じゃあ何ができないの？

まあ、特に高速な加工方法ではないため、大規模化には適していません。 また、機械加工プロセスよりもはるかに多くの膨大な量の電気エネルギーも必要とします。

EDM 電極も機械のビットと同様に頻繁に交換する必要がありますが、EDM 電極は作業ごとにカスタムメイドされる場合があります。 これは、プロセスに追加のステップが必要になることを意味します。

放電加工の応用例

EDM がいつ使用されるのか、またその長所と短所について説明しましたが、EDM が適している具体的な例についても説明しましょう。 EDM は、非常に少量の生産バッチや、高度な精度が必要な 1 回限りの部品に最適です。

EDM は主に金型製造業界で使用されていますが、航空宇宙産業や自動車産業でも使用されています。 これらの業界では、同様に最先端の機械加工プロセスも行われています。

結局のところ、EDM とは何かについて学んでいるだけかもしれませんが、実際には業界ではかなり標準になっているプロセスです。 おそらく、あなたの生活の中で製品に何らかの影響を与えている可能性があります。そして、実際に動いているのを見るのは確かに魅力的な機械加工プロセスです。