放電加工（EDM）：CNCを超える革新的技術
今日のタービンブレード、ステント、光学ミラー仕上げ部品の多くはEDMプロセスで製造されています。材料を原形から「放電」で切り出すこの技術について知っておくべきことを解説します。
それは電気的で、魅力的。そして製造業に実質的なインパクトを与えています。Zion Market Researchによると、放電加工業界は2017年に約46億ドル規模で、2024年までに約80億ドルに成長すると予測されています。
CNC旋盤・フライス盤を持つショップで、EDMを用いて従来の切削では不可能な部品形状を作るケースが増えています。これらの部品は主に航空宇宙と医療産業で見られます。今日の自動車産業は、一部の工具用途を除き、一般的にEDMを使用していません。
EDMは新しい加工プラクティスの採用を意味します。「従来の」CNC工作機械ではありません。グラファイトと銅の電極を理解・管理し、適切なワークホールディングとアプリケーション固有のソフトウェアが必要です。
どれも特に難しいことではありませんが、あらゆる新技術と同様、初期投資とオープンマインドが必要です。ジョブショップにとっての朗報は、EDMがそれまで閉ざされていた扉を開くことです。
放電加工とは何か、どう機能するか
放電加工は電気エネルギーを用いてワーク材料を「侵食」させます。電気伝導性のあるワークと、銅、真鍮、グラファイト、タングステン、およびそれらの合金で作られた電極の間に、高周波スパークを連続的に発生させます。
スパークが電極からワークへ飛ぶ際、微細な材料を削り取り、それが誘電体液によって洗い流されます。この液体は一般的に脱イオン水または特殊な非導電性オイルです。極めて細かな仕上げと、ミクロン単位で測定される精度が可能です。
EDMには3つの異なるタイプがあります：ワイヤー放電加工（WEDM）、EDM穴あけ加工、従来型の「ダイシンキング」EDM。すべて高エネルギー侵食の同じ原理に基づき、最大5軸の動きに対応します。ロータリーアタッチメントを使えばさらに多軸化も可能です。
すべてのタイプで、アルミニウムから超硬合金まで、導電性があれば加工可能です。ただし、電極は「切削工具」と見なせる点で重要な違いがあります。
ワイヤー放電加工（WEDM）とは
WEDMは銅または真鍮合金のワイヤーをスプールから連続的に供給し、ワークを通過させます。非常に精密な帯鋸のようなイメージです。
典型的なワイヤー径は0.004インチ〜0.012インチですが、0.0006インチまで対応可能です。WEDMは金型産業で広く使われ、医療部品の微細スロットや同様に難しい形状の切削にも用いられます。
EDM穴あけ加工とは
EDM穴あけ加工、いわゆる「ホールポッパー」は、中心に誘電体液が流れ、外へ戻る管状電極を使用します。クーラントホール付きドリルビットに似ています。
Sodick Inc.のアディティブ・HSMビジネスマネージャー、Evan Syverson氏が指摘するように、EDM穴あけ加工はジェットエンジンブレードとベーンのディフューザー穴製造の主要手法です。
ダイシンキングEDMとは
ダイシンキングEDMで使用される電極（通常グラファイトまたは銅）は、ワーク形状の鏡像または反転形状に加工されることが多いですが、丸型、角型など他の形状も使用されます。EDM穴あけ加工と同様、電極を回転、公転、プランジさせることで、除去率を高めながら多様な独自形状を生成できます。
どの技術でも、GF Machining SolutionsのEDMプロダクトマネージャーEric Ostini氏ら専門家が口を揃えて強調するのは、3つの最重要事項：フラッシング、フラッシング、フラッシング。効率的なフラッシングがないと、短絡が発生し、生産性低下、部品品質悪化、電極損傷の原因となるためです。
いつEDMが必要になるか
貴社のショップでEDMをどこに活用できるか？ Makino Inc.のEDM製品ラインマネージャー、Brian Pfluger氏は、ワーク材料が従来手段で加工しにくくなるほど、EDMプロセスが魅力的かつ生産的になると述べます。例として、長径比の増大、極めて小さな切削工具が必要な箇所などが挙げられます。
EDMはフライス加工と旋盤加工に対していくつかの利点があります。非接触プロセスであるため、極めて小さな、薄肉、ハニカム構造、背の高いワークを、たわみを心配せず加工できます。
バリが発生しません。シャープな内部コーナーで、半径0.001インチまで可能です。金やプラチナなど高価な材料を、チップによる材料損失ほぼゼロで加工できます。また、数「テン」（0.0001インチ単位）の公差保持は、EDMでは比較的容易です。急速な工具摩耗を心配せず、Rene 41やL-605などの難削高ニッケル合金でも加工可能です。
航空宇宙メーカーはタービンブレードの成形穴製造に、医療企業はステントのスライス、クリップ切削、微細アリゲータクリップの歯加工に、ギアメーカーはワンオフのスプロケット製造に、光学部品メーカーはミラー仕上げにEDMを使用しています。
用途はさらに広がります。
EDMで使用する工具とは
その広範な能力にもかかわらず、EDMの操作は他のCNC工作機械と変わらない難易度です。EDM機にはX、Y、Z軸があります。多くのEDMシステムは旋盤やマシニングセンタと同様の会話型制御を備え、他にはGコード、缶サイクル、オフラインプログラミングソフトウェアに対応しています。
ワークを保持するバイスとクランプも、工場の他の場所で使われているものと類似していますが、通常は工具鋼や鋳鉄ではなく400系ステンレス鋼製です。
EDM加工プロセスは大きく異なり、フラッシング、公転ストラテジー、スラグ保持、スキムパス回数に重点が置かれます。しかし、熟練した機械技師ならすぐに理解できる内容です。
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