このページでは、深穴加工の加工技術のひとつである「放電加工」について、わかりやすく紹介していきます。
放電加工とは、電気エネルギーが発する熱を利用して、加工物に穴あけを行う技術のこと。ガンドリルをはじめとする切削加工とは異なり、対象物を溶解させることで加工するのが特徴です。
電気を通す素材であれば、どのようなものでも加工対象になるため、硬度が高く切削加工が難しい素材に対しての加工や、微細な穴あけ加工も行えます。
電気エネルギーで穴をあける放電加工は、物理的に素材を削るドリル加工と違い、素材の硬さを気にせずに加工できるメリットがあります。
ドリル加工の場合、素材があまりにも硬いとドリルに負荷がかかり、摩耗したり割れてしまう可能性が高くありました。放電加工は素材を削るのではなく、電気によって素材を溶かすため、電気を通す素材であればHRc55~60の素材でも容易に加工できます。
放電加工に必要な電極は小さいため、従来の穴あけ加工では対応できなかった、φ0.1mm以下の微細な穴あけニーズにも応えられます。精密ノズルやエア抜きに必要な穴あけにも有効。実際にNC細穴放電加工機が活用されているケースが多く見られます。
自動車部品や金型加工、また半導体などの精密機械の加工に適した技術です。
電気エネルギーが発する熱によって素材を熱溶させる放電加工では、電気を流せる素材であることが加工条件には欠かせません。そのため、電気の誘電性がない素材には、加工を施すことが不可能になります。
使用できる素材が限られてしまうことは、ひとつデメリットと言えるでしょう。
放電加工は、ガンドリルなどの切削による深穴加工に比べれば、加工に多くの時間が必要です。というのも、加工工程では、放電によって素材を少しずつ溶解させていく必要があるためです。
そのため、大ロットの部品製造ニーズ等には不向きと言えます。
基本的に深さの上限は定められておらず、穴の直径の100倍以上の深穴加工ができるとも言われています。しかし、穴をあけるために電気エネルギーを利用する放電加工は、穴をあければあけるほど電極が減っていく仕組みになっており、深い穴をあけるためにはそれだけの電極材料が必要。コスパを考えると、深い穴あけにはそこまで向いていません。
誘電性がある素材であれば、ほとんどが加工対象。そのため、チタンやモリブデン、インコネルといった切削が難しい素材でも、深穴加工を施すことができます。
ただし、直進性はガンドリルに比べて精度が劣るため、素材だけで判断できないところもあります。
「株式会社モルファ」の事例写真です。切削性が低い難素材にも放電加工を行い、素材の深穴加工を実現しています。
こちらも「株式会社モルファ」の事例写真。「バリが発生しない」という放電加工のメリットも見てとれます。
放電加工におけるもうひとつのデメリットが、直進性です。一定以上の深さによって直進性を重視する加工であれば、やはりガンドリル加工やBTA加工の方が優れています。
スピード性をはじめ、放電加工では対応できないシーンもあるため、ガンドリル加工やBTA加工もあわせて検討することをおすすめします。
「深穴加工」とGoogle検索した際に表示された深穴加工業者上位50社を調査した結果、最短即日での加工・出荷が可能な業者は以下の3社を紹介します。
1mの深穴でもずれは0.3mm以下
精度の高い深穴加工なら
引用元:不二製作所HP
https://fujishin.jp/post-850/
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大型の深穴加工なら
引用元:深江特殊鋼HP
https://www.bta-gd.com/case/1166/
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55年以上樹脂加工に注力
熱に弱い樹脂の深穴加工なら
引用元:ヤマデンHP
https://yamaden-ltd.co.jp/service_category/processing/
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※1 2021年9月時点の情報です。
※「深穴加工」のGoogle検索結果画面に出てきた上位50社の深穴加工業者の中から、公式サイトで即日加工可能・即日出荷可能との記載があった業者をピックアップしています。
※芯ずれ精度は加工する素材や条件によって異なります。
不二新製作所芯ずれ精度 参照元:不二新製作所(https://fujishin.jp/page-115/page-183/)
深江特殊鋼芯ずれ精度 参照元:BTA・ガンドリル加工.COM(https://www.bta-gd.com/column/3945/)