ワイヤーEDM完全ガイド：マスターワイヤーカッティング

EDMにはワイヤー型とシンカー型の2つの主要タイプがあり、その他いくつかの一般的でない方法もありますが、本記事ではワイヤーEDMに焦点を当てます。ワイヤーEDMはワイヤーを工具電極として使用します。ワイヤーは2つのスプール間に巻かれており、動作中はワイヤーの作業部分が継続的に切り替わるため、ワイヤー自体からの材料浸食を防止します。

EDMプロセス中、金属部品は誘電体流体中に配置され、ワイヤーは浸漬した金属部品を通して導入されます。部品に電流を流して火花を発生させ、最終的に部品の望ましい形状を形成します。

電極間の分離距離を縮めると電界強度が増し、誘電体流体の強度も増加します。これらの条件下では、電流が2つの電極間をより容易に流れ、各火花でシートから要素が分離されます。

電流が通過し望ましい形状が達成された後、メーカーは「リンス」と呼ばれるプロセスを実行することがあり、誘電体流体を使用して完成品から残留物や廃棄物を除去します。

EDMのメリット

ワイヤーEDMマシンは、大きな切削力を使用せずに余分な材料を慎重に除去できます。プロセスは多くの場合自動化されており、ワークピース自体を損傷する可能性が低くなります。ワイヤーEDMマシンは硬い材料を加工できるため、追加の熱処理後処理が不要です。その結果、成形部品に熱応力がほとんどまたは全くかからず、部品表面の変形も起こりにくくなります。

EDMの用途

放電ワイヤー加工は、特に押出しダイスとダイスで、金型とダイの製造プロセスで最も一般的に使用されます。EDMは試作から本格生産まであらゆる段階で使用でき、金属部品と工具の製造に最も一般的に使用されます。このプロセスは、低レベルの残留応力を必要とする用途に最適です。

ワイヤーEDM加工は、2Dおよび3D表面または複合部品を持つ各種クランプ、プラスチック金型、粉末冶金金型などの加工に主に使用されます。また、各種サンプルプレート、磁性鋼、電磁鋼板、半導体材料、貴金属の切断も可能です。さらに、微細加工、溝形状の間違いや標準サンプル部品欠陥の加工も可能で、電気工学、貴重な工作機械、軽工業、軍事産業などで広く使用されています。

金型加工

ワイヤー切断は、パンチダイス、押出しダイス、粉末冶金金型、曲げ金型、プラスチック金型など、様々な金型の加工に広く使用されています。これら様々なタイプの金型の中でも、切削ダイスはパンチ加工において大きなシェアを占めており、ワイヤーEDM加工は不可欠な技術です。プログラミング中に異なる補正値を調整することで、ワイヤー切断EDMはテラスダイス、パンチプレート、ストリッパープレートなどを切断でき、金型クリアランスと加工精度の要件を容易に満たせます。

高度なパンチングダイスは、複雑な構造、高い製造難易度、高精度、長寿命、高効率、低材料消費が特徴です。この新しい高度な金型技術は、EDMワイヤー切断技術の継続的な発展も保証します。

部品加工

機械部品の加工では、ワイヤーカッターは多品種少量生産の部品、従来の機械では加工困難な特殊材料、特殊ギア、成形切削工具、様々な形状の穴の加工に適しています。

新製品を試作する際、ワイヤーカッターでワークピースから部品を切り出します。金型を作る必要がなく、生産時間が明らかに短縮されます。同時にコストも削減されます。また、ワイヤー切断EDMマシンの電気パラメータを容易に調整できるため、薄板金属を重ねて一緒に切断し、加工効率を向上させることが可能です。

EDMは、工具鋼、超硬合金、インコネルやハステロイなどのエキゾチック合金のような非常に硬い材料を加工する最もコスト効率の良い方法であることがよくあります。切削力をワークピースに伝達しないという利点があり、歪みがなく、非常に薄いセクションの製造が可能です。また、ワイヤーEDMマシンはワイヤー自体の半径よりわずかに大きい半径で内部コーナーを生成できます。

従来の金属切削では、望ましい最終サイズと仕上げを得るために通常2パス行われます。ワイヤーEDMでも同じです。電気出力を増やすと金属の浸食が速くなりますが、仕上げが犠牲になります。2パス目で出力を下げると、良好な表面仕上げが得られます。

チップを生成する機械加工プロセスとは異なり、ワイヤーEDMは材料利用率の向上の可能性があります（高価値材料を切削する際に非常に興味深い点です！）。ワイヤーが非常に少量の材料しか除去しないため、多くの場合大きな内部ピースが残ります。フライスや研削ではチップの山になりますが、ワイヤーEDMマシンではそれを保存して別のタスクに使用できます。

ワイヤーEDMの工具用途

おそらく最もよく知られた用途は、ダイスでのプロファイル切削です。アルミニウム押出し用では、通常H13工具鋼で作られます。まず、ダイスブランクに穴を開け（多くの場合EDMでも）、ワイヤーを通します。CNCがブランクをワイヤーを通して移動させ、必要なプロファイルを切削します。最新のEDMマシンでは、ワイヤーを傾けてテーパー側面を持つ形状を切削できます。

EDMワイヤーはパンチ工具の製作にも有用です。工具鋼ブランクをワイヤー周りに動かして必要なプロファイルを切削します。再び、テーパー切削能力は極めて便利です。

工具以外の用途

あらゆる2Dプロファイルを導電性材料からワイヤーEDMで切削できます。場合によってはブローチングとフライス加工も可能ですが、ワイヤーEDMにはいくつかの利点があります：

• シャープな内部コーナーを作成
• 切削力がないため、非常に小さな部品を加工可能
• 非常に硬い材料を比較的高速で切削可能
• 無人加工に適している
• 従来の金属除去による設計制約を排除
• 特殊工具が不要
• 材料利用率が向上

ワイヤーEDMマシンの用途クラスの一つは、精密機械部品の製造、特に少量生産が必要な場合です。ミシン部品、その他のギア、スプラインが良い例です。

その他のカテゴリは医療機器、手術器具、小型手工具です。これらそれぞれにおいて、ステンレス鋼のような非常に硬い材料で複雑なパスを切削できる能力が、ワイヤーEDMを非常に収益性の高いものにしています。