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用語解説:放電加工(EDM)のメリットとデメリット

更新日:2月16日

放電加工機で放電加工が行われている様子

放電加工(Electrical Discharge Machining、EDM)は、金属加工の一種であり、電気的な放電を利用して材料を削るプロセスです。この技術は、硬い材料や複雑な形状の部品を製造する際に有用です。

基本的な原理は、金属部品と電極(通常はワイヤーまたは電極棒)を電気的に導通させ、非常に高い電流をかけます。電極と金属部品の間に微小な隙間があり、これによって電気放電が発生します。この放電によって、部品表面の微小な層が蒸発・融解し、材料が削られることになります。

放電加工(EDM)の主なメリットは以下の通りです

  1. 硬材加工: EDMは、非常に硬い材料や耐熱性の高い材料を加工するのに適しています。例えば、硬質合金、チタン合金、ハードメタル、硬化鋼などを効率的に加工できます。

  2. 複雑な形状加工: EDMは3D形状や細かいディテールを持つ部品を製造するのに適しています。他の加工方法では難しい、または不可能な複雑な形状でも製造することに有用です。

  3. 熱影響が少ない: 伝統的な削り出し加工やフライス加工と比較して、EDMは材料に対する熱影響が少ないため、材料の変質が少ないです。これにより、硬化鋼などの熱に敏感な材料の性質を損なわずに加工できます。

  4. 微細な穴加工: EDMは微細な穴を効果的に加工できます。この特性は、エアロスペースや医療機器製造など、微細な部品が必要な分野で重宝されています。

  5. ワイヤーカットEDMの柔軟性: ワイヤーカットEDMは、導電性のあるワイヤーを使用して部品を切削するため、厚い材料や穴加工が容易であり、柔軟性があります。

放電加工で加工したサンプル

一方でこのようなデメリットもあります。

  1. 加工速度が遅い: EDMは一般的に加工速度が他の一般的な加工方法に比べて遅い傾向があります。これは、放電加工による材料削り取り量が他の加工方法に比べ少ないためです。

  2. 表面の仕上げが必要: 放電加工によって得られる表面仕上げは他の一部の加工方法よりも荒れがちであるため、仕上げ加工(磨き加工など)が追加で必要となることがあります。

  3. 電極の消耗: 放電加工では電極が削れて消耗します。これにより、定期的な電極の交換や再製造が必要となり、生産性の低下が生じることがあります。

  4. 作業環境: 放電加工には冷却材や精密な制御が必要であり、これにより作業環境が他の加工方法よりも複雑・大規模になることがあります。

  5. 初期設定が複雑: 特に初めてのプロセス設定が複雑であり、熟練した操作者が必要です。また、加工条件や材料によっては最適なパラメーターの調整が難しいことがあります。

  6. コスト: 機械や設備の初期投資が高いことがあり、また電極の消耗や取り扱いに伴うコストも考慮する必要があります。

これらのデメリットは、特定の用途や条件によっては問題になる可能性があります。しかし、硬材や複雑な形状の部品を加工する際のEDMの利点は、これらのデメリットを上回る場面も多いです。



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