モリブデンワイヤーとEDMワイヤー切断のすべて

精密加工の世界では、1000分の1ミリ単位が重要です。そして、制御された火花を使って金属を除去する放電加工（EDM）では、使用するワイヤーの種類が大きな役割を果たします。この分野に静かな革命をもたらしている素材のひとつが、モリブデン・ワイヤーである。

図1 EDM加工

EDMワイヤー加工の基本

--ワイヤーEDMの何が特別なのか？

ワイヤー放電加工（EDM：Electrical Discharge Machining）は、放電（火花）によって材料を削り取る非接触の切削加工です。このプロセスの優れた点は、物理的な力を加えることなく、最も硬い金属でも切断できることです。つまり、機械的ストレスがなく、従来の切削加工のような工具の摩耗もなく、非常に微細な公差を達成することができます。

ワイヤーEDMでは、電極は細い金属ワイヤーです。ワイヤーが加工物の近くを掃引すると、放電により高熱が発生し、材料を蒸発させたり溶かしたりする。特に工具や金型の製造、航空宇宙部品、高精度部品に使用される。

--EDMワイヤー切断コンポーネント

このシステムには、ワイヤー（通常は黄銅またはモリブデン）、誘電性流体（通常は脱イオン水）、電源、およびコンピューター制御のモーション・システムが含まれます。ワイヤーの選択は、速度、精度、コストなど、すべてに影響します。

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図2 EDMワイヤ加工コンポーネント

放電加工に使用されるモリブデンワイヤー

--では、なぜモリブデンワイヤを使用するのでしょうか？

モリブデンは非常に高い融点（～2620℃）、高い引張強度、導電性で知られる耐火性金属である。そのため、ワイヤ放電加工には非常に有用です。

1.再利用性と寿命

黄銅とは対照的に、モリワイヤーはリサイクル可能である。アジアで設計されたほとんどの放電加工機（例えばDK77シリーズモデル）のモリワイヤーは、何度も何度も繰り返し使用されます。これにより、ワイヤの消費量とメンテナンスを長期にわたって大幅に節約することができます。

2.クリーンでシャープなカット

モリブデンワイヤーは引張強度が高く、熱変形に強いため、形状を保ちます。そのため、チタンや工具硬化鋼のような硬い素材でも、一定の張力を与え、よりきれいな切れ味と厳しい公差を実現します。

3.より速く、より少ない断線

モリブデンワイヤーは、張力と熱にさらされながら破断に耐えることができるため、より速い切断サイクルを可能にします。この信頼性は、精度とロスタイムが重視される航空宇宙産業やエレクトロニクス産業での使用に特に貴重です。

4.薄くて細かいスペースに最適

正確な形状が要求される場合、モリワイヤーはたるんだりたわんだりしないため、鋭いコーナーや複雑な3Dプロファイルで優れた性能を発揮します。

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図3 EDMワイヤ切断プロセス

--モリブデンワイヤを使用する場合

モリブデンワイヤーは真鍮よりもメートルあたりの初期費用は高いが、再利用が可能なため、長期的には安くなることが多い。モリブデン・ワイヤーは以下のような用途に適しています：

• 繰り返し生産
• 高硬度材 (超硬、インコネル、工具鋼)
• 公差の厳しい加工
• 航空宇宙、防衛、医療、金型/金型製造などの用途

しかし、モリブデン・ワイヤーは、欧米の多くの加工工場で一般的な連続送り放電加工機には適していません。モリブデン・ワイヤーは、主に往復運動（非消耗式）EDMシステムで使用される。

--注意すべき点

他の工具と同様に、モリブデンワイヤーにも限界があります。以下の点に注意してください：

• コンティニュアス・フィード・マシンには向かない：ほとんどの欧米のワイヤーEDMセットアップは互換性がありません。
• ワイヤー径の問題：一般的な直径は0.10 mmから0.20 mmです。加工物の細部と素材に合わせてサイズを決めてください。
• テンションは重要です：適切なワイヤーの張力は、正確な切断を保証し、ワイヤーの破損を防ぎます。
• 再調整の必要性：モリブデンワイヤーは長持ちしますが、いずれは摩耗します。切断品質の低下の兆候を観察し、必要に応じて交換してください。

--EDMワイヤーカット用電極材料

詳細と技術サポートについては、スタンフォード・アドバンスド・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。

よくある質問

1.モリブデンワイヤーはどのEDMマシンでも使用できますか？
正確ではありません。モリブデンワイヤーは、主にループ式または往復式ワイヤシステム用に設計された機械、特にアジア式EDMセットアップで使用されます。

2.モリブデンワイヤーはブラスワイヤーより高価ですか？
はい、1メートルあたりですが、再利用可能なので、長期的なトータルコストは低くなります。

3.モリブデンワイヤーが最も有効なのはどのような部品ですか？
硬い材料で作られた小型、複雑、または高精度の部品 - 航空宇宙や電子機器における金型や精密部品のようなもの。

参考文献

[1] Amitesh Goswami, Jatinder Kumar, Optimization in wire-cut EDM of Nimonic-80A using Taguchi's approach and utility concept, Engineering Science and Technology, an International Journal, Volume 17, Issue 4、

2014, ページ 236-246, ISSN 2215-0986, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215098614000524

[2] Matthias Worgull, Chapter 9 - Microstructured Mold Inserts for Hot Embossing, Editor(s): Matthias Worgull, In Micro and Nano Technologies, Hot Embossing, William Andrew Publishing, 2009, Pages 283-306, ISBN 9780815515791, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978081551579150015X.