製造業は最もダイナミックな業界の 1 つです。今日、全体的な精度と精度を向上させるための絶え間ない努力があり、ワイヤー EDM などのプロセスは、業界にとってまさに変革をもたらすものです。
では、ワイヤー EDM とは正確には何ですか?また、なぜ製造部門にとって変革をもたらすものと考えられているのでしょうか?次のテキストでは、この洗練された製造技術の基本を、さまざまな業界にわたる応用例とともに見ていきます。
ワイヤー EDM の簡単な紹介
ワイヤ放電加工 (EDM) は、1940 年代にソ連の 2 人の科学者によって開発され、最初に放電によって金属を侵食しました。この技術は 60 年代から 80 年代にかけて大幅な進歩を遂げ、製造業において商業的に広く普及しました。 90 年代後半までに、IT と CNC の機能強化により、ワイヤ EDM マシンのコンピュータ化が進み、効率と精度が向上しました。
現在、ワイヤー EDM は航空宇宙、自動車、医療などの業界に不可欠であり、従来の加工方法では実現できない複雑なデザインや複雑な形状を実現できることで知られています。
ワイヤー放電加工プロセス
ワイヤ放電加工 (EDM) は、制御された電気スパークを使用してワークピースの小さな部分を溶かす精密な方法です。ワイヤ電極は通常、真鍮または亜鉛でコーティングされた材料で作られ、この火花を生成し、事前に設定された経路に沿って移動します。その利点は?物理的接触なしで動作するため、ワークとツールの両方に損傷や跡がつきません。
EDM の仕組み
EDM は放電による熱エネルギーに依存します。この放電によりワークピースが融点まで加熱され、小さなプラズマ チャネルが形成されます。これらのチャネルは、多くの場合マイクロメートルサイズであり、すぐに消滅する可能性があります。
EDM プロセスは、通常は脱イオン水である誘電体媒体中で行われます。この液体はワークピースを冷却し、蒸発した材料を除去して、連続加工を支援します。
ワイヤー電極の意義
ワイヤー電極はカッターと導体の両方の役割を果たし、非常に重要です。真鍮や亜鉛などの材料でコーティングされており、高温での反応に耐性があります。コンピューター制御により、歪みを最小限に抑えた高精度なカットを実現します。
ワイヤー放電加工の公差
ワイヤーカットは、最も精密な製造プロセスの 1 つです。したがって、厳しい公差も異常ではありません。実際の許容誤差は、プロジェクトの複雑さ、加工能力、オペレーターのスキルなどのいくつかの要因によって異なります。
ただし、標準および許容公差は、多くのメーカーが従う業界のベンチマークです。
標準公差と精密公差
標準公差
直線公差: 通常、±0.005 ～ ±0.001 インチ (0.127 ～ 0.0254 mm) の範囲で、穴、スロット、プロファイルなどのフィーチャーの許容偏差を示します。
穴径の公差: 通常は ±0.0005 ～ ±0.001 インチ (0.0127 ～ 0.0254 mm) で、加工された穴が規定の直径内に収まるようにします。
微細な公差
直線公差: ミクロン レベルの精度を実現し、通常は ±0.0002 ～ ±0.0001 インチ (0.0051 ～ 0.00254 mm) の範囲で、最高の精度が必要な用途に不可欠です。
穴径公差: ±0.0001 ～ ±0.00005 インチ (0.00254 ～ 0.00127 mm) の範囲で、ワイヤ EDM の卓越した精度を強調しています。
ワイヤ放電加工の公差に影響を与える要因
ワイヤ EDM はミクロンレベルの精度で有名であり、複雑な用途に最適です。ただし、その精度は固定されておらず、いくつかの要因に左右されます。
•機械の安定性: 機械が安定すると、切断動作の精度が向上します。
• ワイヤの品質と直径: ワイヤの純度、直径、電気的特性は加工プロセスに影響します。最適な結果を得るには、ワイヤーの品質と直径のバランスが必要です。
• 被削材の材料: 一部の材料は機械にとって利用しやすいものですが、材料の選択はアプリケーションのニーズに合わせて行う必要があります。
•フラッシュ条件: 誘電媒体の流れは、加工プロセスの品質に影響を与え、材料の除去、一貫した放電、効果的な熱放散に役立ちます。
•機械の校正とメンテナンス: 機械の機能は非常に重要です。最高の公差を達成するには、熟練したオペレーターがいる優れた機械が不可欠です。
•熱安定性: ワイヤー EDM の既知の精度を維持するには、電気アークを制御することが重要です。熱の不安定性は精度を損なう可能性があるため、一貫した条件の重要性が強調されます。
ワイヤーカットに最適な材質
鉄金属
ステンレス鋼
耐久性と優れた導電性を兼ね備えています。耐食性があるため、さまざまな業界で人気の素材です。機械加工においては、精密かつ緻密な設計との相性が抜群です。
工具鋼
硬化した特性で知られる工具鋼は、多くの強力工具や精密部品のバックボーンです。その固有の靭性は、その電気的特性と組み合わせると、複雑なディテールと長期にわたる切れ味を実現するための主要な候補となります。
炭素鋼
金属分野における多用途のプレーヤーである炭素鋼は、対応するものに比べて機械加工性は劣りますが、適切な電極の選択と動作パラメーターを使用して完璧にカスタマイズできます。性能と手頃な価格の組み合わせにより、多くの業界で定番となっています。
合金鋼
要素の融合である合金鋼の性能は、その構成要素のタペストリーです。独自の配合に応じて、強度、耐久性、機械加工性を提供できるため、さまざまな用途にダイナミックな選択肢となります。
非鉄金属
チタン
しばしば「宇宙時代の金属」と呼ばれるチタンの堅牢性と高い融点は、従来の機械加工では課題を引き起こします。しかし、精密なツールで彫刻すると、複雑かつ弾力性のあるデザインが明らかになり、航空宇宙産業や医療産業で人気があります。
アルミニウム
軽量金属の最愛のアルミニウムは、その優れた導電性と展性で知られています。加工が容易なだけでなく、重量に負担をかけずに強度も確保できるため、輸送から梱包までの業界で重要な役割を果たしています。
銅
銅は卓越した導体であり、多くの電気および電子の驚異の中心です。自然な赤みがかったオレンジの色合いと、細かい部品に成形できる能力により、エレクトロニクスから装飾芸術に至るまで、あらゆる分野で欠かせないものとなっています。
真鍮と青銅
黄金色に輝くこれらの合金は、見た目の美しさだけではありません。その優れた電気的特性により、装飾的なジュエリーや精巧に作られた電子部品など、精度と美しさが融合するコンポーネントに最適な材料となっています。
現代工学におけるワイヤー EDM の主な用途
ワイヤ EDM 加工は、多様な材料を処理できる汎用性と、正確な詳細と厳しい公差を達成できる能力により注目を集めており、現代の製造において極めて重要となっています。以下に 3 つの主なアプリケーションを示します。
精密部品製造
公差が厳しい高精度部品を製造する場合に一般的な選択肢です。さまざまな素材で複雑な形状、細かいディテール、小さな特徴を作成することに優れています。
航空宇宙、医療、自動車、エレクトロニクスなどの業界は、ギア、ノズル、コネクタ、複雑な金型などの重要なコンポーネントを作成するためにワイヤ EDM を利用しています。
工具と金型の生産
ワイヤ放電加工機は、射出成形からスタンピングまでのプロセスに対応する鍛造金型、金型、および特殊工具に役立ちます。正確な寸法を維持し、鋭角を彫刻するこの方法の優れた能力により、大規模生産における最高の品質と均一性が保証されます。
試作開発
迅速かつ正確なプロトタイピングを実現するために、エンジニアやイノベーターはワイヤー EDM に引き寄せられます。これにより、設計の検証と厳格なテスト段階が迅速化されます。
ワイヤー EDM で彫られたプロトタイプは最終製品を忠実に反映しており、製品の進化サイクルにおけるその重要性を強化します。
これらの中核分野における強みを考慮して、ワイヤー EDM の精密かつ正確な機能は、多くの業界で幅広く活用されています。
・医療機器製造
・エレクトロニクスおよびマイクロコンポーネント
•航空宇宙および航空
•ジュエリーと時計製造
・自動車産業
•エネルギー部門
•金型および金型の修理
投稿日時: 2023 年 12 月 12 日