EDM 放電加工の説明: プロセス、工具、機械の選択

2026.10.14

業界ニュース

硬化した H13 金型インサートの 0.6 mm の内側コーナーにより、小型のエンドミルが 52 HRC 鋼に押し込まれます。これは、ほとんどの工場がむしろ断ろうとする工具破壊作業です。 EDM 放電加工はこの問題を完全に回避します。電極が刃先でワークピースに触れることはなく、金属は機械的剪断ではなく制御された電気スパークによって除去されます。

このたった 1 つの違いで、EDM が同じロジックで焼入れ工具鋼、超硬、ニッケル合金を切断する理由、フライス加工より遅い理由、通常はワークテーブルのサイズよりも形彫り機 (ZNC、PNC、または CNC) の制御レベルが重要である理由など、その後のすべてが説明されます。

フライス加工や研削ではできない EDM の機能

最初に結論を言います。ワークピースが導電性で、約 45HRC より硬く、回転カッターが到達できないキャビティやコーナーのある形状の場合は、EDM を選択してください。この組み合わせは、ほとんどの金型インサート、ダイブロック、押出工具、硬化航空宇宙部品をカバーします。

フライス加工と研削は同じ 3 つの壁にぶつかります。

硬度: 超硬工具は通常の生産で約 45 HRC を処理します。それを超えると、工具寿命が予測できなくなり、部品あたりのコストが急激に上昇します。
形状: 0.6 mm の内側コーナーには 1.2 mm のカッターが必要ですが、これは軟鋼でも壊れやすく、硬化したストックでは使用できません。
力: 薄いリブと深いスロットは切削負荷によってたわむため、工具が摩耗するずっと前に公差が変動します。

侵食は機械的ではなく熱によるものであるため、EDM では 3 つの制約がすべて削除されます。ワークピースにかかる加工力はゼロに近く、硬度が決定的な変数ではなくなり、鋭利な内部コーナーを持つブラインドキャビティを含む、電極が物理的に到達できるあらゆる形状を生成できます。

トレードオフは実際のものです。粗フライスよりも低い金属除去率、後で除去する必要があるリキャスト層、消耗電極、および管理と濾過のための誘電性流体です。

通常の生産における硬度の上限を示します。 EDM の場合、真の限界は硬度ではなく導電率です。

火花が金属を除去するしくみ

すべての放電は数マイクロ秒続き、同じ 4 つのステップを繰り返します。サーボはギャップが十分に小さくなるまで電極を前進させます。誘電体が破壊され、プラズマチャネルが形成されます。チャネルは少量のワークピースと電極材料を溶かして蒸発させます。電流がオフになり、プラズマが崩壊し、次のパルスでデブリがギャップから運び出されます。

サーボはそのギャップを常に再確立するため、電極がワークピースに接触することはありません。そのため、型彫り機は、フライスで生じるような工具跡を残さずに、硬化したブロックにキャビティを焼き込むことができます。

2 つの実際的な結果が続きます。まず、ギャップは誤差ではなく作業寸法であるため、仕上げパスでは電極のサイズをおよそギャップ幅よりも小さくする必要があります。第二に、すべての放電エネルギーの一部が常にツールに流入するため、電極の磨耗は避けられません。

形彫り EDM ギャップの概略図: ラムが浸水誘電体を通して成形電極に供給し、各パルスが少量の金属を侵食します。

シンカー放電加工、ワイヤー放電加工、小穴放電加工機: 3 つのプロセス、3 つのジョブ

放電加工は一つの工程ではありません。 3 つのバリエーションはほぼすべての工業作業をカバーしており、それらの選択は材料ではなく形状によって決まります。

EDM のバリエーションのどちらを選択するかは、形状の決定によって決まります。切断が部品を通過する場合は、通常、ワイヤ EDM の方が高速です。部品内で止まっている場合は、型彫りが解決策です。
バリアント	ツール電極	典型的な形状	主な制限事項
形彫り（ラム）放電加工機	成形された銅、グラファイト、または銅タングステン電極	ブラインド 3D キャビティ、リブ、鋭い内部コーナー、彫刻	周回運動が使用されない限り、形状ごとに 1 つの電極。プロファイルを介して配線するよりも遅い
ワイヤー放電加工機	真鍮または被覆ワイヤー、通常 0.1 ～ 0.3 mm	スループロファイル、パンチとダイ、押出ダイ、テーパーカット	スルーカットのみ。ワークピースは導電性でなければなりません。限定された 3D 造形
小穴放電加工機	回転管状電極	ワイヤー放電加工用開始穴、冷却チャンネル、深い小さな穴	小さな直径に限定されます。大量のボリュームを削除すると速度が低下する

型彫りは、キャビティ、リブ、シャットオフエッジがブロックをまっすぐに通過することはほとんどないため、ほとんどの金型および金型製造工場が依存する変形です。このプロセスを初めて使用する場合は、この作業現場の概要を参照してください。形彫り放電加工は何に使用されますか同じ分野をより詳細にカバーしています。

結果を決めるもの: 電極、ジェネレーター、フラッシング

ブランドに関係なく、形彫り機械の結果は 3 つの変数によって決まります。

電極材料。銅は細部を保持し、最高の表面仕上げを実現します。グラファイトは材料をより速く除去し、摩耗が少なくなります。銅タングステンは、最小の形状や超硬の切断用に確保されています。
ジェネレーターの設定。放電エネルギーは除去速度と表面仕上げを制御しますが、この 2 つは反対方向に進みます。つまり、エネルギーが多ければ多いほど、より速く、より粗く燃焼します。
フラッシング。ギャップを通過またはその周囲に誘電体が流れると、破片が除去されます。弱いフラッシングは、アーク放電、不安定な燃焼、およびキャビティ壁の先細りを引き起こします。

到達できるゴールは時間次第です。荒加工に 30 分かかるキャビティを鏡面仕上げにするには数時間かかる場合があります。これは、最終パスで力任せではなく、低エネルギーと軌道回転を使用するためです。

形彫り EDM ステージの典型的な Ra 値。より細かい仕上げには、より低い放電エネルギーとより長い周回時間が必要です。

ZNC、PNC、および CNC: 制御レベルをジョブに適合させる

制御レベルは、どの程度のプロセスを自動的に実行するかを決定し、特定のワークテーブルサイズの形彫り機械では、制御レベルが最大の価格要因となります。などのメーカー南通新時代テクノロジーは、まさにその理由から、シンカー製品群を 3 つのコントロールファミリーに分割しています。

ZNC: 繰り返し作業用の深さ制御

ZNC シンカーはサーボと深さの数値設定を使用して Z 軸を駆動し、X と Y は手動で位置決めされます。電極形状が固定されており、深さが分かっており、同じ作業を繰り返す作業に適しています。セットアップは迅速で、制御のトレーニングは簡単で、機械は 1 人のオペレーターが複数の作業を実行する工具室で活躍します。 ZNC-550 は、そのファミリーの真ん中、コンパクトな ZNC-450 と大型の ZNC-700 の間に位置します。

ZNC 550 EDM Die Sinking Machine/Sinker EDM

ZNC 550 形彫り放電加工機/形彫り放電加工機オプション: EDM 制御キャビネット製品を見る→

PNC: プログラムされた深さのステップ

PNC シンカーはプログラム可能な Z 軸ステップを追加するため、オペレーターが制御台に立たなくても、単一の電極で複数の深さレベルまたは一連の荒加工および仕上げパスを実行できます。これは、複数のキャビティの金型や、1 つの電極を異なる深さで使用する小バッチ生産に適しています。モデルは PNC-350 から PNC-550 まであります。

PNC 500 EDM Die Sinking Machine/Sinker EDM

PNC 500 形彫り放電加工機/形彫り放電加工機オプション: PNC タングステン鋼電気ボックス (DC) 製品を見る→

CNC: 周回、多軸、無人実行

CNC シンカーは、完全な数値制御の下で、X、Y、Z、および多くの場合 C 軸を制御します。これにより、1 つの小さめの電極でキャビティの荒加工と仕上げを行うオービティングが可能になり、フラッシングが向上し、複雑な金型の電極数が削減されます。また、電極の自動交換や消灯操作も可能で、多数のキャビティの作業でより高い購入価格を回収できます。 CNC シンカーの範囲は CNC-450 から CNC-1800 までです。

CNC 850 EDM Die Sinking Machine/Sinker EDM

CNC 850 形彫り放電加工機/形彫り放電加工機オプション: CNC 電気ボックス (AC/日本パナソニックサーボモーター) 製品を見る→

ご注文前にご確認いただきたいこと

あなたの仕事に適したマシンとアイドル状態のマシンを分けるには、次の 5 つの質問があります。

作業台と旅行。電極の最大部分ではなく、最大の電極を測定し、電極が余裕を持って空洞の位置に到達できることを確認します。
発電機の範囲。パンフレットに記載されている内容ではなく、機械に放電回路がいくつあり、製造時にどのくらいの Ra を保持しているかを尋ねてください。
フラッシングオプション。貫通電極、サイドフラッシング、真空アシストはさまざまなキャビティ形状に適しています。 1 つの方法だけでは限界があります。
コントロールとトレーニング。 CNC シンカーには、軌道と電極オフセットをプログラムできるオペレーターが必要です。 ZNC にはありません。
サポート。発電機の動作は機械固有であり、ローカルで固定されることはほとんどないため、EDM ではフライス盤よりもスペアパーツ、電極材料の調達、オンサイトでの試運転が重要になります。