放電加工について知っておくべきことすべて

CNC 機械加工は、コンピューター制御の切削工具を使用して固体ワークピースから材料を除去し、完成部品を明らかにする除去製造プロセスです。この技術は高速で、さまざまな材料や生産量に対応します。 CNC 旋削、CNC フライス加工、切断、彫刻、放電加工 (EDM) など、多くのプロセスが CNC 機械加工の傘下にあります。

EDM は利用可能な最も一般的な CNC 機械加工プロセスではありませんが、多くのエンジニアは、他の方法では機械加工が不可能なパーツ フィーチャを作成するための価値を模索し始めています。

実際、Zion Market Research は、放電加工産業が 2024 年までに 80 億ドル近くに成長すると推定しています。エンジニアが最新の放電加工加工について知っておくべきことは、その仕組みから最適な用途まで、すべてここにあります。

放電加工とは

放電加工は、切削工具の代わりに電気を使用してワークピースから材料を除去する高精度の製造プロセスです。実際、工作物には工具が一切触れていません。代わりに、高周波の電荷が材料を分子ごとに分解し、鋭く切断します。

放電加工プロセスでは、銅、真鍮、グラファイト、またはタングステンでできた電極を、加工する導電性ワークピースの髪の毛の幅に近づけます。次に、放電またはスパークが発生するまで、電極とワークピース間の電圧が増加します。

このプロセスは高周波 (10KHz 程度) で繰り返され、火花が電極とワークピースの間を飛ぶと、材料の表面に小さな切り傷が残ります。放電を停止し、火花が電極とワークピースの間で伝導するのを防ぐために、完成した部品は誘電性流体に沈められます。

一般に、放電加工は、非常に精密な部品の少量生産に最適です。 EDM は、金型、貨幣金型、ジェット エンジン タービン、医療機器の部品の製造によく使用されます。

さまざまな種類の放電加工

ワイヤ EDM では、電極として機能する薄い銅または真鍮のワイヤを使用して、ワークピースに切り込みを入れます。機械加工中、ワイヤは、慎重に制御されたパターンでスプールを使用して自動フィードから連続的に展開されます。このアプローチは確実にうまく機能しますが、エンジニアは、ワイヤがワークピースを完全に通過できなければならないことを知っておく必要があります。これにより、3 次元のパーツに 2 次元のカットが作成され、多くの場合、従来の CNC 機械加工方法と同様の結果が得られます。

シンカー EDM は、プラスチック射出成形金型などの工具および鋳造用途向けの複雑なキャビティ形状を作成できます。このプロセスでは、目的の形状の「ポジティブ」を形成するために事前に機械加工されたグラファイトまたは銅の電極が必要です。次に、電極をワークピースに押し込み、元の形状のネガを作成します。

穴あけ EDM は、名前が示すように、特に穴あけに使用されます。このプロセスの電極は管状であり、誘電性流体が電極自体の中心を通って流れるようになっています。

放電加工のメリットとデメリット

放電加工は、完全に適合する必要がある非常に精密な部品を作成するのに適しています。エンジニアは、従来の CNC 機械加工では機械加工が困難な高強度チタンや硬化鋼などの金属を扱う必要がある場合、EDM の使用を検討する必要があります。 EDM は、穴あけ用途にも特に効果的です。

放電加工の主な利点は、設計チームの自由度が高まることです。放電加工は非接触の製造プロセスであるため、製品チームはたわみを気にすることなく、薄肉やハニカム形状の部品を設計できます。さらに、半径 0.001 インチの鋭い内部コーナーが EDM で可能になりました。

他の形式の機械加工と比較して、EDM はチームの実行可能な材料のプールを拡大する傾向もあります。このプロセスにより、金やプラチナなどの高価な材料を加工する際に、実質的に材料の損失が発生しないため、コストを節約できます。

これらの利点があっても、放電加工はすべての用途に最適な選択肢ではありません。放電加工はエネルギー効率があまり良くなく、時間と費用がかかる傾向があります。さらに、チームは、EDM の実施には非常に特殊なスキル セットが必要であることを認識しておく必要があります。社内チームが EDM のトレーニングを受けていない場合、生産を外部委託するか、機械工のトレーニングに時間とリソースを費やすリスクを負う必要があります。製品チームは、これらの考慮事項を事前に検討する必要があります。

放電加工を極める

放電加工は非常に精密な製造プロセスであり、製品チームは標準の切削工具では作成できない複雑な形状と深さを作成できます。また、EDM は優れた表面仕上げを提供し、製品チームが材料の損失コストを軽減しながら高価な金属を扱うことを可能にします。

ただし、関連するコストと EDM の生産速度が比較的遅いことに留意することが重要です。経験豊富な製造パートナーは、製品チームが次のプロジェクトに最適な製造プロセスと材料を選択できるように支援します。

部品設計の最適化、生産時間の短縮、およびあらゆる種類の CNC 機械加工による金型コストの節約を目指す製品チームにとって、Fast Radius は役立ちます。当社の社内機械加工機能は、あらゆる製品チームのニーズに確実に適合し、すべてのプロジェクトの製品開発、生産、フルフィルメント フェーズを通じて、360 度のサポートとアドバイザリー サービスを提供します。また、放電加工の可能性を探りたいと考えているエンジニアをガイドするお手伝いをすることもできます。開始するには、今すぐお問い合わせください — 準備は整っています!

CNC 加工に関連するすべてのことについて詳しくは、Fast Radius ラーニング センターの関連記事をご覧ください。

Fast Radius でパーツを作成する準備はできましたか?

見積もりを開始する