放電加工の種類 & それらの応用例

放電加工 (放電加工) 金属加工における高度な技術です. 通常, それは非伝統的な材料除去方法に該当します. 切断などの従来のプロセス, そして剪断, 外力によって作動する, その間, EDM は、電極と接地されたワークピースの間に高強度の放電を生成することによって動作します。. 隙間から放電する, その結果、材料がワークピースから除去されます. 放電加工加工 最小限の熱であらゆる導電性材料を正確に加工できます, 残留応力がない. 記事上で, EDMの主な種類について詳しく説明します. さらに, 各プロセスとそのアプリケーションの技術的詳細を提供します。.

一般的なタイプの EDM 加工

EDM 加工には、ワークピースから材料を正確に成形したり除去したりするためのさまざまな加工が含まれます. それぞれが異なる用途に適しています.

1. ワイヤー放電加工 (放電加工)

ワイヤーカット放電加工 (ワイヤー放電加工機) 細いワイヤーをツールとして使用し、ワイヤーとワークピースの間に電気スパークを発生させて材料を除去します. ワイヤーがその経路に沿って移動すると、火花が発生して小さな材料片が分解されます。. さらに, ゴミを取り除くのに役立ちます. 最初は, ワイヤー EDM は、X 軸と Y 軸に沿った 2D 切断に使用されました。. でも今日は, それは大幅に進歩しました, 複数の軸に沿って. ワイヤーローラーを調整することで, オペレーターは Z 軸に沿って角度を付けて切断できるようになりました。. 回転軸の統合によりプロセスがさらに進化, 複雑な5軸動作に対応.

ワイヤ放電加工は、押出ツールやパンチダイセットの製造に非常に効果的です. 穴を開ける必要はありませんが、, EDM ドリルは、電極挿入用の穴を作成するためによく使用されます。. ワイヤー EDM の一般的な材料には次のものがあります。 真鍮, 亜鉛メッキ真鍮, および亜鉛の拡散または層状化を伴う銅. ワイヤの選択は必要な導電率によって決まります, 硬度, 特定の機械加工ジョブの引張強度.

2. おもり放電加工

シンカー放電加工はラム放電加工機またはキャビティ放電加工機とも呼ばれます. 成形された電極を使用し、火花を放出して材料を加工します。. 電極, 単純または複雑な 3D 形状を持つことができます, ワークピースに浸漬され、放電を発生させて材料を除去します。. 瓦礫を取り除くには, 電極は Z 軸に沿ってわずかに上向きに移動します. 電極は正確に成形されていますが、, アンダーカットをデザインの一部にすることはできません. 銅 または 黒鉛 is typically used for the electrodes, その後、硬質材料で希望のキャビティに適合するように作成されます。.

Ram EDM は射出成形およびダイカスト分野で幅広く使用されています. 機械加工による応力を発生させずに、非常に詳細なキャビティ フィーチャーを作成できるため. これにより、表面強化や熱処理などの後処理要件が不要になります。.

3. 穴あけ加工 放電加工 (放電加工)

穴あけ加工 EDM は放電加工の最も初期の形式です (放電加工). ロケットガスの排出制御などの分野で採用されています, 医療機器, ガスタービンブレードに冷却チャネルを作成する. この方法は正確な生産に特化しています。, 小径, そしてロングストレートホール. 穴ドリルEDMでは、直線電極が使用されています. 均一性を確保するために、電極の断面の形状が穴の長さを通して続きます.

穴の掘削プロセスは、 0.015 直径が大きい, そして、それは盲目と穴の両方でうまく機能します. 結果の穴は通常、滑らかな表面仕上げです, 多くの場合、追加の仕上げ治療なしでベアリングサーフェスとして使用するのに適しています. 穴の掘削EDMは、挑戦的な素材を加工するときに特に価値があります, 従来の方法を使用することを達成することが困難または不可能になる複雑な形の作成を可能にするため.

4. レーザー放電加工機

レーザー電気放電加工 (レーザー放電加工機) レーザーと電気放電の機械加工を組み合わせた新しいテクノロジーです. レーザービームを使用して火花を発生させ、導電性材料を溶かします。, ワークに非接触で設計が可能. さらに, 加工ツールの摩耗を最小限に抑えるのに役立ち、特に用途が複雑な場合にさまざまな形状の加工を強化します。.

レーザー EDM は、除去される材料の精度が通常 ±10 µm 以内であるという意味で正確であるため、レーザー EDM はエレクトロニクス分野で使用できます。, 航空宇宙, および医療産業. これらの機能には、パルス持続時間や単位面積あたりのエネルギー密度などのレーザーパラメータを変更する機能が含まれており、これにより小さなHAZで高い材料除去率が可能になります。. この柔軟性により、チタンや高強度合金などの困難な材料の切断が可能になるため、レーザー EDM は、加工プロセス中にワークピースの形状に影響を与えることなく、微細な形状を生成するための重要なツールになります。.

テーブル: ワイヤー EDM との比較. 彫り込み放電加工機 vs. 穴あけ放電加工機, およびレーザー放電加工.

放電加工タイプ

精度値

加工された材料

代表的なアプリケーション

技術的要因

 

ワイヤーカット放電加工機

±1～2μm

導電性金属 (例えば, 鋼鉄, 真鍮)

ツーリング, 押出ダイス, 複雑な部品

線径, 送り速度, 角度制御

 

彫り放電加工機

±0.001mm

硬質材料 (例えば, 炭化タングステン, 黒鉛)

金型, 死ぬ, 複雑な空洞

電極形状, パラメータのフラッシュ

 

穴あけ放電加工機

±0.0025mm

導電性材料 (例えば, アルミニウム, 銅)

ガスタービンブレード, 医療機器

電極径, 深度制御

 

小穴放電加工機

±0.0015mm

超硬合金 (例えば, チタン, ステンレス鋼)

複雑なアセンブリの精密穴

電源設定, 誘電性流体

 

レーザー放電加工機

±10μm

各種導電性材料

微細加工, 電子部品

ビームフォーカス, パルス持続時間

放電加工の応用

EDM はいくつかの点で非常に有益です, ほとんどの生産分野での使用に最適. その精度の高さから, 高い熱安定性, 複雑なパターンに適しています.

さらに, EDM はプロトタイプアプリケーションなどの小規模アプリケーションに経済的メリットをもたらします. 試作品が出来たら, メーカーは大量生産のために他の加工方法に移行できる. この柔軟性により、EDM はエレクトロニクスなどの分野のアプリケーションに適しています。, 自動車, と航空宇宙, 高い耐性が必要な場合.

1. 金型の製造, 金型 & ツール

EDM は工具製造および金型製造業界に不可欠です。. 従来のアプローチでは実現が困難なコンポーネントの作成が可能になります. 特殊な工具は高い精度と精巧な形状を必要とします, 幾何学的構成, 穴のある構造形式と, スロット, 等. EDM はこれらすべてを効率的に実行します.

EDM は非常に優れた表面仕上げを提供するため、, それ以上の仕上げはほとんどまたはまったく必要ありません. この効率は、メーカーの時間とコストを節約するのに役立ちます。. 航空宇宙産業や自動車産業などの発達した産業, 重量が大きな懸念事項となる場合, EDMは炭化タングステンなどの材料を扱うことができます. また、メーカーは品質を維持しながら、長期間使用できるツールを開発することもできます。.

2. 精密小穴加工

EDM のもう 1 つの主な用途は、小さな穴の穴あけです。, 導電性材料にさまざまな形状と深さの穴を開けることが可能. 使用するツール電極は目的の穴よりわずかに大きい, 高レベルの精度を確保する. このプロセスは、機械内で固着したドリルビットを解放するのに特に効率的です。, 最小公差で正確な結果を提供します. 達成可能な最小の穴直径は次のとおりです。 0.025 んん, 従来の方法では達成が困難な, 特にこのような小さな直径の場合.

3. 鋭利な内側コーナーのカット

非接触型であるため、, EDM は、手の届きにくい隅の材料を除去するのに役立ちます. の精度に達することができます。 +/-1 μm, 最も困難な素材でも. このプロセスでは、次のような表面仕上げを行うことができます。 0.1 医療やエレクトロニクスなどさまざまな分野での高精度測定に重要なμm RA.

正しく使用すると, ワイヤー放電加工機は、機械で使用されているワイヤーと同じくらい細かい切断を行うことができます. 最新の機械では、送り速度やスパーク強度などのプロセスパラメータをより適切に制御できます。. これらの進歩により、ワイヤーの揺れなど、鋭いコーナー切断に伴う以前の問題が軽減されます。.

4. 硬い素材への彫刻

特に, 硬い素材を彫刻するのは簡単ではない. 金属の種類や彫刻力により結果が一定になりにくいため. ステンレス鋼などの硬い被削材の場合、従来の方法では不十分な場合があります。.

このように、EDM は熱と電気エネルギーを使用するソリューションを提供します。. 硬い材料に延性を与えたり、さらなる仕上げを必要とせずに、細い糸を作成することが可能になります。. 素材が導電性を持っている限り, EDM は、ハステロイ® などのさまざまな困難な合金を彫刻できます。, マガジン®, チタン, とニチノール. EDMはCNC制御の助けを借りて再現性と精度を達成すると言われています.

5. 折れた工具をワークから取り除く

金属労働者にとって、壊れた工具に遭遇するのは迷惑です, ワークに挟まれてしまう. 従来の抽出方法はほとんどの場合破壊的です. 焼入れ鋼などの耐久性の高い素材を使用した製品などでは特殊な問題が発生します。.

EDM は安全です, 信頼性のある, そしてきれいな溶液. 制御された方法での放電により破損した工具を摩耗させ、工具が破損するまで穴を形成します。. ツールが溶けた後, 破片は圧縮空気または磁石の助けを借りて簡単に抽出できます。.

加えて, 外部/機械的な切削力は一切かかりません. さらに, 侵食プロセスを正確に制御することで、ワークピースに損傷を与える可能性を大幅に最小限に抑えます。.

結論

進化を続ける放電加工, メーカーがシャープなエッジを設計できるようにする, 硬化鋼, ブラインドポケット, および他の小さな内部半径と鋭角をより速いペースで. 従来の EDM 技術は強化され、非従来型の EDM 技術を含むように進歩しました。, これらの新しい技術は以前のものよりも比較的経済的です.

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