金属加工・金属切削加工

放電加工の種類と表面粗さ

2018.10.12

放電加工とは

マシニングや旋盤等の工作刃物を用いて金属を削る切削加工に対し、放電加工とは電気を放つエネルギーを活用して、切削加工でいう刃物のように働かせる事によって硬い金属を加工する方法です。
金属と金属の間に放電することによって、1秒間に約1000回~10万回もの火花を断続的に生み出し、放つことによってその熱と衝撃で金属の表面を削り、少しずつですが形状を変化させていくのです。
金属間で生み出される火花は6000度にも達し火花誘発や金属の冷却、溶けた金属の飛散のため、また絶縁状態を作り出すために純水や油の中で加工していきます。
切削とは違い非接触なので、材料に負担をかけることなく加工できひずみ無く容易な高精度加工を可能にしています。

放電加工の種類

放電加工にはワイヤー放電加工と形彫放電加工の2種類があります。
ワイヤー放電加工では直径約0.02~0.35mm程度の真鍮製などのワイヤー線を電極として使い、放電による火花で金属を削っていきます。
通電材料であれば加工が可能であり、切削では困難な非常に細長い形状や細い切り出しに向いています。 また常に冷却しながら加工を行うので、熱による変形が無く、非常に薄い金属の加工にも用いられます。
更に通電材料であれば硬さに関係なく加工でき、精密な加工ができる為超硬合金などの加工も可能です。
切削では困難な加工が可能で加工精度も高いのですが、加工速度の面では切削に分があり、量産にはあまり向いていません。
形彫放電加工では銅やグラファイト等を電極として使い放電による火花で金属を掘るように加工し、電極の形状を加工する金属に転写する事ができます。
ワイヤー放電加工と違い、加工したい形状に合わせた専用の電極を使用し、ワイヤー電極を貫通させる必要が無い為、様々な形状を転写でき、更には底の有るポケット加工もできるため自由度が高い為切削では不可能な形状に加工することもできます。
加工中の消耗により、加工物の仕上げ形状が崩れる恐れがある為、電極に角部がある際は加工精度を上げるために電極を複数用意し、交換するなどの注意も必要になってきます。

放電加工に適した素材

通電材料であれば難削材であるモリブデン、インコネル、チタンや超硬等の硬い金属材料にも加工が可能です。
切削加工と違い、刃物ではなく、金属間での放電を利用した火花によって加工している為、硬さに関係なく微細な形状の加工が可能です。

放電加工の用途

モールド金型やプレス金型など、身の回りの製品でも頻繁に使用されている物を効率よく安定して製造するための金型や、表札、刃物、模型、航空機の部品にも使用されています。
工具、自動車という身近なものから新素材、半導体、宇宙航空、医療などの先端技術にも使用されるなど非常に多岐に渡って適用されています。

放電加工後の表面粗さ

ワイヤー放電加工ではワイヤーが微細に振動し放電による火花を金属にぶつけることで削っていくため、加工面が梨地状のザラザラした表面に仕上がります。
加工面の仕上がりは放電加工条件、ワイヤーの速度やサーボ電圧、ワイヤーテンションなどにより左右され異なりますが、およそRa18μmからRa3μm程度の表面粗さに仕上がります。
表面粗さを向上させるには慎重に時間をかけて加工する必要があります。
また表面粗さを気にされる場合でも、ワイヤー放電加工後に研削などを行うことで表面粗さ、精度ともにより精密に仕上げることが可能になります。
メタルスピードでは材料の仕入れから放電加工、その後の研削、表面処理まで一貫して承っております。

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