放電加工とは? 究極の EDM ガイド 2024

従来のツールを使用してダイヤモンドに何かをデザインすることを考えたことはありますか? 何が起こるか? フライス盤がワークピースに負担をかけたり、損傷したりする. それで、解決策は何ですか? 放電加工 (放電加工) ワークピースから材料を侵食する高度なプロセスです. 制御された電気スパークにより, 精度は格別です. この公差は、従来の CNC マシンでは満たすことが非常に困難です。.

興味深い事実: EDM 耐性は、EDM 耐性よりもはるかに厳しい場合があります。 300 ミクロン.

興味深いことに, 科学者たちは放電加工の効率​​を高めるために研究を行っています. 例えば, 金属セラミック複合電極は優れた導電性と耐摩耗性を提供します.

同様に, 別の研究では、マイクロ電極を備えた高度な形彫り放電加工を検討しています. この研究では, 著者は、沈下放電加工で複雑な機能を実現する方法を説明します.

初心者の方のために別の例を見てみましょう, そうすればアイデアを理解できるよ. 小さいながらも正確な稲妻がオブジェクトに繰り返し衝突し、次のような導電性材料に複雑な形状を与えることを想像してください。:

1. 鋼鉄
2. チタン
3. 難削材合金

放電加工とは?

EDMは機械です. 放電加工の略称. CNC 機械工はこのテクノロジーを導入して、1 万分の 1 インチの精度で部品を切断します。. それは人間の髪の毛を切り取って切るのと同じです 40 ピース - 非常に厳しい公差. これは間違いなくこのショップで最も正確な機械の 1 つです. 今, この技術は 1940 年代から存在しています. 主に航空宇宙で使用されています, 医学, および工具および金型産業.

従来の機械加工と比較. 放電加工 (機械加工)

3軸や5軸のCNC加工法も良いですが, EDM加工と比べて正確な設計を開発できない. 掘削, フライス加工, または 旋回—これらの機械はすべて、材料を設計するために鋭利なツールを使用します. まだ, これらすべての最新ツールはゼロトレランスを保証するものではありません.

従来の機械加工の限界

• 限られた機能:従来の機械加工では、薄肉の物体を作成できないことがよくあります. ポイントは、刃物が角に届かない大きさになっているということです。.
• 材料の制限:硬い材質は切削工具をすぐに損傷する可能性があります.
• 発熱:従来の機械加工では摩擦熱が発生します. この熱により繊細な物体が損傷する可能性があります.

放電加工の種類

放電加工には大きく分けて2種類あります.

1. 放電加工
2. ワイヤ放電加工

一つは肩こりに対する放電加工です。, もう一つはワイヤ放電加工です。. すべては形状が重要です.

放電加工では, 電極の形状を製品の形状に合わせて決定. 同様に, 放電加工を繰り返すうちに, 電極の形状にだんだんと愛着が湧いてきます. ワイヤーを使用したワイヤー放電加工. 商品はカット済みです. ワイヤーカットとも言います.

放電加工のメリット

EDM は次の制限を克服します:

複雑な形状:

EDM は 2D またはさらには 3D 設計を高精度で作成できます. EDM 加工の驚くべき点の 1 つは、最も複雑な設計を処理できることです。.

高硬度材の加工:

EDM には電気スパークが組み込まれています. これは、マシニング センターがほとんどの硬い材料を加工できるようになったということです。.

最小限の熱影響ゾーン (危険有害性):

放電加工における熱は非常に制御されています. したがって, 熱でワークにダメージを与えない.

放電加工のデメリット

• 導電性材料に限る
• 材料除去速度が遅い
• 電極の磨耗
• 表面の完全性の問題
• 鋭い角や小さな部分の加工が難しい
• 環境への懸念

放電加工の応用例 (EDMの使用)

他の加工方法と比較して優れた EDM 耐性. したがって, 幅広い用途があります:

金型製作:

射出成形や金属ダイカストの複雑な金型には、高精度と硬質工具鋼を扱うための強度が必要です。. EDM はこの状況で優れています.

航空宇宙部品:

エンジンジェットには光が必要です, 耐熱軽量部品. 形状が複雑で、従来の加工方法では特定の要求に応えることができないため、, 放電加工により高精度部品の開発が可能.

医療機器:

外科用インプラントには、より高精度で生体適合性のある材料が必要です. EDM加工は複雑な医療部品を効果的に開発します.

エレクトロニクス産業:

EDM CNC 加工を使用すると、プリント基板上のワイヤ用の小さな穴の製造が簡単になります.

表面仕上げ放電加工で実現できること?

要素	表面仕上げへの影響	結果としての仕上がり (Ra（マイクロインチ）)
放電エネルギー	エネルギーが高い = 仕上がりが粗い	60 – 120
	より低いエネルギー = より滑らかな仕上がり	15 – 30
パルス持続時間	パルス持続時間が長い = 仕上がりが粗い	60 – 120
	パルス持続時間が短い = より滑らかな仕上がり	15 – 30
電極材質	真鍮と銅の電極により、より滑らかな表面仕上げが得られます	20 – 40
誘電性流体	誘電タイプと表面仕上げへのフラッシングの影響	特定の流体と用途に応じて異なります
ワーク材質	硬い材料ほど滑らかな仕上がりになる傾向があります	15 – 30

EDM プロセスを段階的に理解する

放電加工は物を切るのではなく蒸発させる加工方法です. プラス極とマイナス極の間に気流が流れない空間を作り、巨大な電圧をかけると, 空間に電流が流れるだろう.

これは放電現象です. この放電中に, 非常に多量の熱が発生します, 電極が蒸発する原因となります. 放電加工に使用します. 簡単に言うと, 雷は人工的に作られたものです, そしてエネルギーが生成される. しかし, この放電は永遠に続くわけではありません.

1回の退院後, 短い休憩があります, そして物体は蒸発する. 1 回の放電は 1 ミクロンから数十ミクロンの範囲に及びます. 程度しか処理できないので、かなりの忍耐が必要な作業です。 300 度.

電極の役割 (放電加工機):

EDM は 2 つの電極を使用します:

1. 1 つはツール電極です, 通常真鍮, 銅, またはグラファイト.
2. もう一つはオブジェクトです (ワーク自体).

誘電性流体とその機能:

誘電性流体, 非導電性の液体, 電極間の空間を埋める. この液体にはいくつかの目的があります:

• 誘電性流体は、活発に火花が発生していないときに電極間の空間を絶縁します。.
• プロセスを冷却し、破片を洗い流すのに役立ちます.

スパークギャップと材料除去

工具電極とワークピースとの間に小さなギャップを維持することが重要です. 電流を流すと, このギャップ間に高電圧が発生します. この電圧は最終的に誘電性流体の絶縁特性を克服します。, 電極間で火花が飛び散る原因となる.

猛烈な暑さ (最高12,000℃の温度に達する!) 電極とワークピースの両方から少量の材料を溶解および蒸発させます。. このプロセスは繰り返され続けます, 毎秒数千回の火花が発生する. この火花が素材を侵食し、繊細な形状が得られます。.

さまざまな種類の EDM プロセス

EDM プロセスには主に 3 つのタイプがあります:

1. ワイヤー放電加工機
2. 彫り放電加工機
3. 穴あけ放電加工機

ワイヤ放電加工プロセスの説明:

手の中に動くワイヤーがあると想像してください。. 何かを切るようなものです. 同様に, 真鍮またはタングステンのワイヤーがワークピースを含む浸漬タンクを通過します. ワイヤ自体はワークピースに物理的に接触しません.

次のステップは面白くなりそうだ. 可動ワイヤとワークから火花が発生します。. 単純なワイヤーカット方法ではないことに注意することが重要です。. ワイヤー放電加工プロセスは正確です. ワイヤー切断機は、CNC プログラムによって制御された経路に従って材料を侵食します。.

きれいにカットするために, 機械工はこれらのワイヤを過度に使用しないでください. この実践により、正確できれいなカットが保証されます.

ワイヤーカット放電加工機のメリット:

• ワイヤー放電加工は複雑な 2D 形状の作成に優れています
• 鋭いコーナーや微細な形状を正確に作成できます.
• ワイヤー放電加工機は金属薄板を正確に切断します.

ワイヤー放電加工の応用例:

• ステンシルと回路基板
• 航空宇宙
• 複雑な形状を切断する自動車産業.

彫り放電加工機 (シンカー放電加工機)

彫り込み放電加工において, ツール電極は所定の幾何学的形状に従います. ワークピース上に目的の形状を複製します. ワイヤー放電加工機とは異なります, ツール電極はワークピースに向かって誘電性流体に垂直に沈みます。. 機械工は電極とワークピースの間のギャップを制御する必要があります.

ツール電極がゆっくりと下降するにつれて, CNCプログラムに従って, 彫り込み放電加工は被削材を侵食します. その形状を立体的に再現, 複雑な空洞やポケットができる可能性があります.

彫り放電加工のメリット:

1. 複雑な3D形状も彫削放電加工で作成可能
2. 複雑なデザインに最適, 金型, そして虫歯

彫り放電加工の応用例:

1. 彫り込み放電加工は、金型の製作に広く使用されています。
2. 航空宇宙および医療機器産業.

穴あけ放電加工機

穴あけ EDM は、電気の輝きを使用して導電性材料に正確な穴を開ける特殊なタイプの放電加工です。. 誘電性流体は継続的にフラッシュされ、中空電極の形状に沿って火花がワークピースから材料を侵食するため、冷却して破片を除去します。. このアプローチにより、小さな穴に対して優れた精度が得られます。, 難削材にも適しています, 微細な表面を生成しますが、時間がかかる可能性があり、電極の摩耗制御と表面層の再調整が必要になります。.

EDM における CNC の統合と自動化

最新の EDM CNC マシンには CNC テクノロジーが搭載されています. 手術の頭脳として機能します. 例えば, デジタルデザインを効果的に変換できます. この統合により多くの利点がもたらされます:

放電加工における CNC の利点

• 精度の向上
• 複雑な加工能力
• 生産性と効率の向上

EDM プロセスの自動化

CNC機械以外, 一部の自動化機能により EDM 効率がさらに向上します. 例えば:

• 自動ワイヤー通し:インワイヤ放電加工機, 自動システムは細いワイヤーを機械に通すことができます.
• 適応制御システム:これらの高度なシステムは、加工プロセスを実際に監視できます。.
• 自動ワークハンドリング:自動化システムは、大量生産の際に機械にワークピースをロードおよびアンロードすることができます.

EDM で加工できる材料の種類?

• 金属: スチール, アルミニウム, 銅, チタン, 合金, 等.
• 黒鉛 (EDM自体の電極に使用されます)

さまざまな材料の EDM プロセスの比較例

導電性は、EDM 加工で材料を加工する際の重要な要素の 1 つです. 特定の材料は非常に難しい, のような:

• 鋼鉄
• アルミニウム
• 真鍮や珍しい合金も.

その後, 放電加工では耐熱性が2番目に重要な要素です. EDMは非常に高熱な火花を発生させるため、, 極度の圧力に耐えられる材料が必要です.

下に, さまざまな材料を使用した EDM プロセスに関する正確な情報が見つかります。.

材料	融点 (℃)	典型的なスパークパラメータ	加工時間 (従来と比較して)	材料廃棄物	おおよその費用 (従来と比較して)
鋼鉄 (AISI 1018)	1482	低電圧化, 短いパルス	もっとゆっくり	より低い	より高い
アルミニウム (6061)	660	低電圧化, 短いパルス	もっとゆっくり	より低い	より高い
真鍮 (C360)	900	中程度の電圧, 中程度の脈拍	似ている	より低い	似ている
チタン (学年 2)	1668	より高い電圧, 長い脈拍	もっとゆっくり	より低い	より高い

 

注記: 費用や詳しい内容については, 専門家に連絡する必要があります CNC加工工場.

EDM を使用する場合?

EDMは次のような状況で使用できます。:

• 硬いまたは脆い材料
• 小さな穴と複雑な形状
• 熱歪みを最小限に抑える
• バリのない仕上げ

結論

放電加工 (放電加工) 製造業で人気が高まっています. 従来の機械加工方法に代わる完璧な代替品であり、最も硬い導電性材料で効率的に設計を実行できます。.

よくある質問

1. 放電加工が得意なこと?

放電加工が得意とする加工

• 細かいディテール
• 強靱な金属の加工

2. 放電加工の苦手なところ?

放電加工が苦手な加工:

• 量産
• スムーズにする, 磨くような

3. 放電加工の原理とは何ですか?

EDM では制御された腐食が発生します. 主な手順は次のとおりです:

1. 電極
2. 誘電性流体
3. スパークの発生
4. 材料の除去
5. 正確な制御