放電加工

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放電加工とは

電極とワークとの間で繰り返されるアーク放電によって、ワークを溶解させながら加工を行う方法です。刃物では加工できない硬い素材や形状などを加工する際に放電加工を選択します。
ここでは、ワークを電極の形状で彫刻をするようにして加工する「型彫放電加工」について紹介します。型彫放電加工は、電極とワークの間に電圧をかけてアーク放電を起こし、発生する熱によって材料を熔融することによって加工する、というものです。加工漕は油または真水で満たされており、ワークは常に冷却されているため、熱変異もほとんどおこりません。

放電加工の原理

放電加工はワークを油の加工漕に浸した状態で電極に電流を流し、電極とワークの間に数十ミクロン(数十μm)の一定の距離を保ちながら、短時間で放電爆発を繰り返し、溶融加工します。金属の溶解、冷却、飛散を繰り返し、ワークを加工します。加工時に発生する温度は7000度ほどに達します。
地球上で最も融点の高い鉱物炭化タンタルが3983度と言われているため、理論的には導通性があればどんな金属でも加工可能です。電極は、銅やグラファイトを使用し、マシニング加工や旋盤加工で制作します。

放電加工のメリット

  • 難削材の加工が可能

    インコネル、ハステロイなどの耐熱合金や、超硬、粉末ハイス、ダイス鋼などの高硬度材料など、切削性の悪い難加工材などの加工が容易にできます。
  • 高精度で微細加工が可能

    刃物では工具径と工具長さの制約があり、刃物が細ければ細いほど、工具長さが短くなります。弊社では工具では幅0.05㎜の溝加工をする時は、0.2㎜程度の深さが限界ですが、放電加工ですと幅0.05㎜の溝加工では1㎜程度の深さの加工ができます。
  • バリがでない

    製品の中には、微細なバリさえもNGであるものも存在します。放電加工ならバリが発生しません。
  • 非接触加工だからワークへの負荷が低い

    試験片など材料特性の分析に必要なワークの場合、切削加工すると残留応力が残るため、的確な材料特性が得られない場合があります。放電加工は被接触加工なので、ワークに対する負荷がなく、油中で加工するため熱変異もほとんどありません。

放電加工でできる加工

  • 人工欠陥

    3試験片などに、疑似的に欠陥をつける微細欠陥を放電加工で加工することができます。
  • 六角穴

    刃物で加工できない高硬度材料の六角穴加工が可能です。
  • キー溝

    リング内径のキー溝加工で、スロッター加工ができないような底付きのキー溝加工やスロッターで加工できないような大物ワークのキー溝加工が可能です。
  • 角出し

    マシニングなどの回転工具の場合、角Rが必ずつきますが、放電加工なら角Rがほとんどない状態で加工が可能です。
  • ネジ加工

    放電加工ではネジ加工ができます。焼入れしてしまってネジの切り忘れ他場合、旋盤でネジを切ってしまった後もっと深くしたい場合などに、放電加工での対応が可能です。
  • 深穴加工

    刃物ではビビッてしまい加工ができない深穴の加工が可能です。
  • 斜め孔

    刃物が逃げてしまうような斜め孔加工でも、放電加工なら非接触加工のため加工可能です。

放電加工の加工事例

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