ワイヤー EDM プロセス:それは何であり、どのように機能しますか?

ワイヤー放電加工 (ワイヤー EDM) プロセスは、部品から余分な材料を除去するために使用される CNC 切断方法です。この切断方法は、材料を除去するのにほとんど力を必要とせず、切断に大きな力を必要としない小さな部品に最適です。放電加工プロセスは 1960 年代から存在していましたが、1980 年代になって初めて産業ユーザーの間で普及しました。

この記事では、放電加工作業の配線方法と、部品製造​​における機能について説明します。また、他のタイプの機械加工プロセスと比較した利点と欠点についても学びます。

ワイヤ放電加工とは

ワイヤ放電加工 (ワイヤ EDM) は、ワイヤと導電性ワークピース間の放電を使用するプラズマ加工プロセスです。コンポーネントやツールの製造でよく使用されるこのプロセスは、コギングや研削に似ています。ただし、研磨粒子ではなく電流を使用してプロセスを実行するため、異なります。

機械工はワイヤ EDM を使用して、金属、複合材、プラスチックなどのさまざまな材料から部品を作成します。このプロセスにより、複雑な機能と小さな公差を備えた精密機械加工コンポーネントが作成されます。ワイヤー EDM は、複雑な形状とわずかなサイズの違いがある高性能部品の製造に特に適しています。

ワイヤー EDM プロセスはどのように機能しますか?

ワイヤ EDM プロセスでは、電流を使用して細い金属ワイヤを溶かし、それを使用してワークピースを切断します。このプロセスは通常、従来の方法では機械加工が困難な硬質金属に使用されます。溶けた金属ワイヤーは、コンピューター制御システムによって誘導され、非常に正確な形状とパターンを切断できます。

ワイヤ EDM は、従来の研削プロセスに代わるものでもあり、研削よりも効率的で経済的な表面加工方法です。消費電力が少なく、長持ちするからです。これにより、過熱や冷却システムの電力不足を心配することなく、一度により多くのマシンを実行できます。

ワイヤー カット EDM のもう 1 つの利点は、砥石やその他のツーリング方法で複数のパスを実行する代わりに、1 回のパスで複数のスレッドを作成できることです。

ワイヤー EDM で切断できる材料の種類は?

ワイヤー EDM は、鋼、チタン、アルミニウム、真鍮、合金、超合金など、あらゆる導電性材料を切断できます。その正確さから、EDM ワイヤ カット技術は、すべての業界で標準的な切断方法としての地位を確立しています。

EDM ワイヤーは、金属の機械部品、ロゴ、およびその他のオブジェクトの切断と作成を簡素化します。切断するアイテムの厚さ、寸法、長さによって、部品またはそのプロトタイプを製造するために必要な EDM ワイヤーの量が決まります。

EDM ワイヤーカットと従来の EDM の違い

切断技術は、EDM ワイヤ切断と従来の EDM の大きな違いです。ワイヤー EDM では、ワイヤーを 3 次元軸上で移動できる CNC デバイスが EDM マシンを制御します。

これにより、ワイヤーカット EDM は、従来の EDM よりも複雑なパターンと小さな角度を作成できます。ワイヤー EDM マシンは、厚さ約 0.004 インチまでの金属を切断できます。より薄い厚さでは、ワイヤ EDM は金属のみを蒸発させ、破片の可能性を回避します。

ただし、従来の EDM では火花が発生するため、切断はワイヤ自体よりも太くする必要があります。したがって、ワイヤ EDM は、電流ループがワイヤを取り囲むため、最小かつ最も正確な切断経路を実現できます。

ワイヤー EDM 切断の利点

その費用対効果の高い特性により、放電加工は機械工の間で使用される一般的な手順です。ただし、そのコスト効率とは別に、プロセスにはさまざまな利点があります。その一部を以下に示します:

生産効率の向上

放電加工は、手作業と同等の精度・精度で高い生産効率を実現します。装置は操作が簡単で、切断プロセスが簡単であるため、複雑な製品の大量生産に適しています。

放電加工は、同様の結果を得るために必要な作業員の数を減らすことで、人件費を削減できます。効率を上げるために、機械工は一緒に切断する部品のバッチを積み重ねます。

インパクトカット禁止

レーザー切断と同様に、EDM には衝撃切断がないため、他の機械加工プロセスよりも安全で制御しやすくなっています。コンピューター制御のツールは、部品を損傷することなく正しく加工することができます。さらに、切削中に部品の表面や構造に影響を与えないため、機械加工後の滑らかさと真円度を維持しやすくなります。

幅広い処理範囲

放電加工は、アルミ合金やチタン合金など、硬度の異なるあらゆる素材を加工します。また、石英やガラスなどの非鉄材料にも適しています。

製品形状に関する低い要件

放電加工技術により、さまざまな形状やサイズの製品を生産することができます。製造プロセスが非常にシンプルで操作が簡単なため、製品の形状に関する要件を減らすことができます。

高い耐性を得る

放電加工は、電子部品、医療機器、航空機部品などの複雑な製品で高い公差を得ることができます。機械内部の高速モーターが素早く正確に動くため、完成品の品質が保証されます。

ワイヤー EDM 加工の限界

その多くの用途と利点にもかかわらず、ワイヤー EDM には独自の欠点があります。後者ほど多くはありませんが、大きな障害になる可能性があります。これらの欠点には次のようなものがあります:

導電性材料のみで作業

ワイヤー EDM で使用される切断 (材料を除去するための電荷の使用) の方法により、導電性材料に対してのみ機能します。これは、電荷の自由な流れを許容できない素材は、この手順には適していないことを意味します.

プロセスが遅い

ワイヤ EDM プロセスに関する 1 つの落胆要因は、その発生速度が遅いことです。問題は、手順で使用されるワイヤーによるものです。標準的な真鍮線は、ワークピースに一定量のエネルギーしか供給できないため、機械加工プロセスの速度が制限されます。

チューブの切断には適していません

医療用チューブなどの部品の製造に機械加工を使用することは、ごく一般的です。ただし、そのようなプロセスでのワイヤ EDM の使用はあまりお勧めできません。これは、プロセスがチューブの完全性に大きなリスクをもたらすためです。ワイヤー EDM を使用すると、チューブにへこみが生じ、パーツ全体の端の仕上げが粗くなり、場合によってはパーツが使用できなくなる可能性があります。

ワイヤーカット放電加工機の用途

ワイヤーカット EDM は、機械加工業界の標準と考えられている切断手順です。これは、幅広い材料とその多数のアプリケーションで作業するのに適しているためです。そのアプリケーションの例は次のとおりです:

厚肉部品の製造

ワイヤ放電加工は、厚い部品の製造に特に適しています。たとえば、大型シートの製造では、多数の溶接部を低エネルギー消費で切断できます。これにより、時間とお金を大幅に節約できます。

複雑な形状や狭い溝の切断

ワイヤ放電加工機は、肉厚部品の製造に加え、複雑な形状や狭い溝を高精度に切断することができます。たとえば、板金製品に穴を開ける場合、作業を開始する前に製品の厚さと幅を正確に測定する必要があります。

次に、切り出すために必要な材料の量を計算する必要があり、生産効率が大幅に低下します。この問題を回避するために、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアがそれらを設計し、ワイヤー放電加工機を使用してそれらを作成します。

デリケートな素材の造形

ワイヤーカット EDM は、その極めて高い精度と再現性により、デリケートな材料の成形に最適です。機械が提供する高度な制御により、オペレータはツール パスを操作して、さまざまな形状やパターンを提供できます。

極端な公差を必要とする部品の成形

ワイヤーカット放電加工は、極端な公差を持つ多数の部品に適用できます。このマシンは、高い再現性を備えた非常に正確で再現性の高いパターンを生成できます。つまり、生産コストを最小限に抑えながら、品質を最大化できます。

結論

ワイヤー EDM は、複雑な形状や形状の作成に使用できる汎用性の高い精密な機械加工プロセスです。部品が厳しい公差を満たす必要がある航空宇宙および医療産業でよく使用されます。ワイヤー EDM は、試作品や 1 回限りの部品の作成にも使用できます。この記事で、ワイヤー EDM についての理解を深めていただければ幸いです。

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よくある質問

従来の EDM と比較したワイヤ EDM の利点は何ですか?

ワイヤー EDM は、従来の切削工具では作成が困難なパターンやデザインを作成します。ツールとワークピースの間に直接の物理的接触がないため、この技術はデリケートなパーツや柔らかい素材にも使用できます。

ワイヤー EDM とレーザー切断の違いは何ですか?

レーザー切断では高出力の熱ビームを使用して材料を切断しますが、ワイヤー EDM ではワイヤーからの電食を使用します。

ワイヤ EDM が業界で人気を博したのはなぜですか?

さまざまな理由で人気があります。まず、EDM は導電性材料を切断し、熱処理および硬化されたワークピースを機械加工できます。また、複雑で洗練された機能をすばやくカットして安価に作成できます。最後に、薄くて壊れやすい部品を簡単にバリのない構造にすることができます。

ワイヤー EDM は CNC マシンですか?

CNC は Computer Numerical Control の略で、コンピューターによって制御される工作機械を指します。ワイヤー EDM はこの説明に適合するため、CNC マシンとしての資格があります。