放電加工

目次

放電加工の特徴

電気を通す部材であれば非接触で切削が可能な加工方法。従来の機械加工技術ではできなかった硬い金属などに採用されます。

放電加工を行えば硬い鋼鉄やチタンであっても複雑な輪郭を切り出すことができ、高精度で微細加工が可能な加工方法です

主に工作物に型を掘りこむ「形掘り放電加工」やワイヤー線に通電させ部材のカットやくり抜き・切り抜きなどを行う「ワイヤー放電加工」があり、工作物の素材や加工目的、製造する完成品の形状に応じて加工方法を選択します。

ただし、切削加工に比べると時間がかかる点、通電できない素材は加工できない点に注意が必要です。

【素材別】部品一覧

アルミの放電加工部品例

アルミ/A5052/NC旋盤加工/放電加工
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/281/)

ステンレスの放電加工部品例

ステンレス/SUS303/放電加工
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/281/)

鋼の放電加工部品例

鋼/SK3/放電加工
引用元HP:エージェンシーアシスト(https://www.agency-assist.co.jp/service/partsprocessing/281/)

放電加工では他にも銅、鋼板、チタンなどの素材の加工も可能です。

放電加工の依頼は
「加工部品調達会社」へ

加工部品調達会社とは

自社で行っている部品の加工手配・管理業務をアウトソーシングすることができる業者です

通常であれば業者選定から加工手配、納期管理などの多岐に亘る管理業務が必要ですが、それらを一元して丸投げすることができます。

加工部品調達会社へ依頼する
メリット

手配や納期確認を代行してもらうことができる上に、多数の加工先ルートを把握しているため最適な加工先を選定し、コストダウンも実現できる場合があります

さらに品質の安定化や工数削減も図ることができます。

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    部品一個、図面一枚から対応可能(500個~1,000個相談などもOK)
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なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています

放電加工はどんな原理・仕組み?

金属部品の加工に欠かせないとされる「放電加工」。その仕組みは、電極の形状を加工材に転写していくことにあり、専門的には「型彫放電加工」と呼ばれています。

放電加工の機器には、加工液で満たされた加工槽があり、素材はそのなかで加工されます。大きさによっては数百リットルにもおよぶ加工液が使用され、液体は循環しながら、加工中に発生する不純物をろ過したり、高温になる加工材を冷却する働きがあります。ちなみに、油性の加工液を使う場合は、温度検知センサーを設置し、火災対策をとることが欠かせません。

電極で溶解させる

放電加工では、加工材に電極を押し付け、溶解させていきます。電極には、導電性が良い銅やグラファイト、タングステンといった素材が使われており、電極そのものが、最終的に必要な形状にあわせて加工されています。この時点で高精度な加工ができているかどうかが、最終的な加工精度を決定します。

放電ギャップ

形状加工を施した電極を、加工材に対して向かい合わせに近づけながら、電流を流すことで、放電加工が始まります。電極と加工材の間には、わずか約数十ミクロンの距離が「放電ギャップ」として保たれており、加工液の液中という絶縁状態のなかで、電極と加工材が放電ギャップの近さに置かれることにより、両者の間に「絶縁破壊」が発生。「極小の雷」とも表現される大きな電流が流れ、局所的にはおよそ6000度から7000度という高温で、加工材を溶解、加工していくのです。

加工液で洗い流す

電極面や加工材面には加工液があるため、溶解した金属は瞬時に冷却されます。加工中に発生する加工くずも、新たな電圧供給が行われるまでに、加工液が洗い流していきます。このような一連の放電加工を繰り返すことで、加工材を仕上げていくわけです。

*参照元:精密部品加工センター.com(https://fa-parts-machining.com/column029/

*参照元:三菱電機メカトロニクスエンジニアリング公式(https://www.mmeg.co.jp/service/edm/strength/

放電加工を使うメリット・デメリットは?

放電加工を使うメリット

電気の原理を活用することで加工を施していく放電加工のメリットは、なんと言っても、導電性がある素材であれば、理論上はどのような素材にも加工することができる、ということです。地球上で融点が最も高い素材でも、その温度はおよそ4000度ですが、放電加工では局所的におよそ6000度から7000度もの高温が発生します。理論上は、どのような硬度や厚みがある素材でも、加工を施すことができる、というわけです。

また、放電加工は高精度・複雑形状の加工にも対応できるメリットがあります。加工に用いる電極をオリジナルで製造することで、精細な形状も実現できるのです。対応できる形状は幅広く、底付けやポケット形状でも施すことができます。

放電加工を使うデメリット

放電加工のデメリットは、加工に電気を用いる以上、導電性がない素材は加工できない、ということです。どれほど高精度・複雑形状に対応できる加工方法でも、この1点がなければ、使うことができないことになります。

また、放電加工は、加工物をすこしずつ溶解させていくため、加工できる速度が遅いというデメリットもあります。一回の放電加工で加工できる量は限られているため、量産にも適していません。そのうえ、加工材を仕上げたい形状にあわせて電極を製造する必要もあり、工作機器そのものも高価になりがち。コストは比較的高いという評価でしょう。加工中に電極が磨耗することもあるため、サブの電極も準備しなければならないとなれば、コストもなお検討が必要です。

*参照元:精密部品加工センター.com(https://fa-parts-machining.com/column029/

*参照元:三菱電機メカトロニクスエンジニアリング公式(https://www.mmeg.co.jp/service/edm/strength/

放電加工とワイヤーカットの違いは?

放電加工とよく似た加工技術に、ワイヤーカット加工があります。ワイヤー加工もまた、糸状のワイヤーを電極として、導電性がある加工材を対象に、高精度で複雑な形状の加工を施すことができます。

それぞれの大きな違いは、加工材に対して貫通させる必要があるかどうか、ということです。ワイヤーカット加工は、加工材の中央部分から加工を始める場合、あらかじめ加工穴を準備していなければなりません。一方、放電加工であれば、形状によっては、加工穴をあらかじめあけておく必要はありません。同じ理由から、ワイヤー加工では難しいポケット形状の加工も、放電加工であれば実施することができます。

放電加工で行える加工は?

高精度の加工を施すことができる

細かい微調整にも対応できる放電加工であれば、非常に高精度な加工でも施すことができます。導電性さえあればどのような加工材にも対応できるため、スマートフォンなどに使われる小型部品から、大型の工業機器部品まで、放電加工が得意とする部品加工は、非常に幅広いと言うことができます。

複雑形状でも対応可能

放電加工では、仕上げたい形状にあわせて、電極をオリジナルに製造する必要があります。電極の形状が精細に仕上げられていることこそ、複雑な形状の加工にも対応できるようになるのです。

ただし、電極の素材は、銅やグラファイトといった比較的加工を行いやすいもの。電極に施すことができる形状は、自由度が高いと言えます。放電加工が複雑形状の加工に向いているのは、このような理由もあるのです。

底付け・ポケット形状にも活用できる

ワイヤーカット加工では対応できない、底付けやポケット形状の加工でも、放電加工であれば対応可能です。これは、すでに述べた通り、加工材にあらかじめ加工穴を施す必要がないため。電極の形状を転写させるように加工することができる、放電加工ならではの強みと言えるでしょう。

その他の加工部品例

どこに重点を置きますか?
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テルミック:3社の中で唯一、1工程のみ追加工対応と記述があったため
なお、各社の提携先企業・業界取引実績は2021年7月に調査したものを掲載しています