金属加工のワンポイント講座

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放電加工の種類と表面粗さ

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こと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、少しずつ形状を変化させていきます。

金属間で生み出される火花は6000℃に達します。火花誘発や溶けた金属の飛散を防ぎ、金属の冷却とともに絶縁状態を作り出すために純水や油の中で加工します。非接触の加工なので、材料に負担をかけることなく加工できます。そのため比較的ひずみが少なく、高精度の加工に適した加工方法です。

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

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ります。通電する材料であればこの加工方法を採ることができます。

切削加工では困難な非常に細長い形状や細い切り出し、硬度の高い金属の加工に向いています。また、常に冷却しながら加工を行うので熱による変形が少なく、非常に薄い金属の加工にも用いられます。

切削加工ではできない加工ができ、加工精度も高い反面、加工には時間がかかるため、数量によっては切削加工が適している場面もあります。

形彫放電加工

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ます。

ワイヤー放電加工と異なる点は、加工したい形状に合わせた専用の電極を使用する点です。ワイヤー電極を貫通させる必要が無いので、様々な形状を転写できます。底のあるポケット加工など加工の自由度が高く、切削加工では困難な形状に加工することもできます。

加工中の消耗で加工物の仕上げ形状が崩れる恐れがあるため、電極に角部がある場合は、加工精度を上げるために電極を複数用意して交換する必要があります。

放電加工に適した素材

通電する材料であれば難削材であるモリブデン、インコネル、チタンなどの硬い金属材料の加工ができます。切削加工と異なり、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ため、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、頻繁に使用されているもの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、航空機の部品の製作にも用いられています。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、医療など様々な分野で採用される加工方法です。

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ますが、およそRa18μmからRa3μm程度の表面粗さに仕上がります。

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できます。

Point

放電加工は電気を放つエネルギーで金属を加工する加工方法の1つです。
通電する材質であればモリブデンやインコネルなどの難削材でも加工することができます。

フライス・マシニング加工、旋盤加工など様々な金属加工に対応しております。

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