ワイヤーEDM加工

ワイヤー放電加工とは？

ワイヤー放電加工(EDM)は、パルス放電を利用して金属を侵食し、ワイヤーカットや複雑形状の非接触精密加工を可能にする。電極線の速度と加工特性に基づいて、この技術は主に3つのタイプに分類される：高速ワイヤ（WEDM-HS）、中速ワイヤ（WEDM-CS）、低速ワイヤ（WEDM-LS）です。

それぞれが加工効率、精度、コスト、応用領域において明確な違いを示し、粗加工から超精密部品製造までの完全な技術チェーンを形成している。

I.技術的原則とコア・パラメータの比較

1.高速ワイヤー（WEDM-HS）：高速除去のための "効率優先 "モード

ワイヤー送り速度：8-10 m/s（モリブデンワイヤーの反復運動）。電極ワイヤーの高頻度反復運動により、消耗品コストを削減。

加工精度：±0.01～0.03mm。高速移動による振動のため、表面粗さRa2.5～3.5μm、その後の研磨が必要。

代表的なパラメーターパルス幅100-200μs、ピーク電流100-150A、切断速度50-400mm/min。

技術的限界：シングルパス切断加工では、加工面にはっきりとした筋が残るため、高い仕上げが要求される加工には適さない。

2.中型ワイヤカット放電加工機（WEDM-CS）：複合ワイヤーカットの「バランスアプローチ

ワイヤー送り速度：1～10m/s（可変速調整）。荒加工時には高速（8～10m/s）を使用し効率を上げ、仕上げ加工時には低速（1～3m/s）に切り替え精度を上げる。

加工精度：±0.005～0.01mm。3段階以上の切削加工（ラフカット→ファイントリム→ポリッシング）により、面粗度Ra0.65～1.5μmを実現。

典型的なパラメータ：荒削り段階のピーク電流80～120 A、仕上げ段階のピーク電流10～20 A、パルス幅1～10 μs。

技術的ブレークスルー：クローズドループサーボ制御システムを採用。リアルタイムフィードバックにより電極ワイヤーの張力と位置を調整し、材料の変形を0.005mm以内に抑える。

3.スローワイヤー（WEDM-LS）：低速一方向ムーブメントの "精密革命"

ワイヤー送り速度：0.001-0.2 m/s（一方向の銅ワイヤー移動）、消耗による誤差を排除するために単一使用電極を採用。

加工精度：±0.001～0.005mm、表面粗さRa 0.1～0.8μm、鏡面仕上げを実現。

代表的なパラメーターパルス幅1～10μs、ピーク電流5～20A、切断速度0.1～1mm/min。

技術的な利点無電解パルス電源を使用し、表面改質層の厚さを2μm以下に制御することで、機械研削と比較して超硬パンチエッジの優れた耐摩耗性を実現。

II.応用領域と生産シナリオ分析

1.高速ワイヤーカット：大量生産に最適

代表的な用途

機械部品の粗加工：自動車用プレス金型ブランク、シャーリングブレードの予備成形。

低精度の構造部品プライヤー部品、簡単な工具冶具。

生産シナリオ：

ある家電メーカーは、エアコンのコンプレッサー・ハウジングの単品加工時間を45分（従来のフライス加工）から8分に短縮し、設備稼働率を60%向上させた。

浙江省のある金型工場では、高速ワイヤーカットによって1日200個のプレス金型を生産し、従来の3倍の効率を達成した。

2.中速ワイヤカット放電加工機: コスト効果の高い精密加工

代表的な用途

金型製造：プラスチック射出成形金型、ダイカスト金型の精密仕上げ。

航空宇宙航空機の支持構造や宇宙船のコネクターの輪郭切断。

医療機器外科用ブレードや整形外科用インプラントの精密成形。

生産シナリオ：

ある電子機器工場では、金属製電話機フレームの加工に中速ワイヤーカットを採用している。3段階の切断工程により、表面粗さをRa3.2μmからRa0.8μmに低減し、歩留まりを78%から95%に向上させた。

航空宇宙部品メーカーがチタン合金のブレードに中速ワイヤーカットを採用。可変速ワイヤー制御により熱影響部を最小限に抑え、材料の疲労強度を15%向上させた。

3.スローワイヤ放電加工機：究極の精度を実現するハイエンドマニュファクチャリング

代表的な用途

半導体金型リードフレーム金型およびチップパッケージング金型の微細構造加工。

精密伝達：高精度のギアとウォームギアのプロファイル切断。

光学部品：非球面レンズ金型、レーザー集光レンズキャビティ加工。

生産シナリオ：

ある半導体メーカーでは、12インチウエハのダイシングモールドに低速ワイヤーカットを採用した。0.02mmの電極線を使用し、スロット幅公差±0.002mm、ツール寿命50万ストロークを達成した。

ドイツの精密機械工場が時計用ギヤの低速ワイヤーカットを採用。二重ワイヤー交換技術により、表面粗さRa 0.05μmを維持しながら、加工時間を8時間から3時間に短縮した。

高速ワイヤカット、中速ワイヤカット、低速ワイヤカットの技術は、それぞれ放電加工における効率、コスト、精度を究極まで追求したものである。高速ワイヤカットは、低コスト大量生産によるものづくりの基本要求を満たすものであり、中速ワイヤカットは、ワイヤの複合運動とマルチパス切断技術によるコストパフォーマンスのバランスを実現するものである。

低速ワイヤーカッティングは、ナノメートルレベルの精度でハイエンドの製造基準を定義します。インテリジェント制御、複合加工、グリーン製造技術の統合により、EDMワイヤーカッティングは単一の加工方法からインテリジェント製造セルへと進化し、航空宇宙、半導体、医療機器などの戦略的産業に重要な技術サポートを提供しています。