ワイヤーEDM加工サービス
チタン向け精密ワイヤーEDM加工:機械的応力ゼロ、鋭い内角(ø 0.1 mm ワイヤー)、硬化合金切断、±0.002 mm 精度、Ra 0.25 µm 表面仕上げ。
チタンの制御 EDM-Specific Challenges
チタンの放電加工における冶金的反応には、熱的、化学的、流体力学的要素の精密な制御が必要です。以下に、疲労に強く酸化のない放電加工面を実現する方法をご説明します。
「ホワイトレイヤー」の抑制
チタンのワイヤ放電加工中、放電による局所的な高熱(10,000℃以上)により、切断面に再凝固層(脆く再凝固した白色層)が形成されます。この微細な亀裂を含む層は疲労亀裂の起点となり、繰り返し荷重を受ける航空宇宙部品や医療用インプラントでは、部品寿命を最大40%低下させます。
マルチパススキムカット&耐電解マイクロパルス電源
- プログレッシブスキムカット戦略:最初の荒加工でバルク材を除去し、その後、放電エネルギーを段階的に低減(30Aから1Aまで)しながら3~5回のスキムパスを実施する。各パスで前工程の再キャスト層を除去する。
- 交流式マイクロパルス電源は、1マイクロ秒未満の超短パルス幅を生成し、直流成分がゼロであるため、加工中のチタン粒界の電解腐食を防止します。
- 最終スキムパスを1A未満の放電電流で行うことで、再キャスト層の厚さが2マイクロメートル未満となり、シングルパス切断と比較して95%低減され、マイクロクラックの発生起点が除去されます。
- SEM観察による冶金学的検証により、白色層の除去が確認され、切削後の疲労寿命はASTM E466規格に基づき母材特性と同等であることが確認された。
流体汚染及び酸化防止対策
チタンは高温(600℃以上)での化学反応性が高く、EDM放電中に急速な酸化と変色を引き起こす。浮遊する加工粉を含む汚染された加工液は表面品質をさらに低下させ、切断面にピッティング、不均一な再凝固層、および色むらを生じさせる。
閉ループ式純水抵抗率モニター及びナノろ過システム
- 閉ループ式純水循環システムにより、抵抗率を15~20MΩ·cmに維持し、放電加工中にチタン表面の酸化を促進するイオン性汚染を防止します。
- 多段式ナノろ過(絶対ろ過精度0.5マイクロメートル)により、誘電体から浮遊する侵食屑の99.9%を除去し、新たに切削された表面へのチタン粒子の再付着を防止します。
- リアルタイムの抵抗率フィードバックにより、脱イオンカートリッジの再生サイクルが自動調整され、長時間にわたる多時間のEDM加工において一貫した誘電体純度が確保されます。
- 温度制御された誘電体バス(20℃±0.5℃)は、ワークピース全体で酸化速度の差を生じさせる温度勾配を抑制し、目に見える色むらを排除して均一な表面外観を確保します。
ワイヤー放電加工 プロセスの利点
放電加工は、従来の機械加工では実現不可能なチタン特有の加工能力を提供します。すなわち、加工力ゼロ、硬度無制限、そして微細なコーナー半径を実現します。
機械的応力ゼロ
物理的な工具接触なし従来のフライス加工や旋盤加工とは異なり、ワイヤ放電加工は放電による浸食を利用するため、切削力が全く発生しません。機械的な工具圧力で変形する極薄肉のチタン構造物に最適です。
- 工具とワークの接触がないため、歪みやエッジの欠けが発生しません。
- 0.2mmまでの薄肉加工が可能で、たわみやびびりが発生しません。
- 予備熱処理済みチタン素材の無歪み加工
- 航空宇宙用の脆弱なハニカム構造や医療用ラティス構造に最適です。
鋭い内部コーナー
超極細電極ワイヤ 直径0.1mm当社のワイヤ放電加工機は、0.1 mm(0.004インチ)までの細い電極ワイヤを使用することで、回転切削工具では不可能な、ほぼゼロ半径の内側コーナーを実現します。
- 0.1 mmのワイヤで0.05 mmまでのコーナーRを実現
- コーナー進入時の工具たわみなし - 毎パス再現性のある形状
- ワイヤ張力制御により、深いキャビティ内でも真直性を維持します。
- 複数回のスキムパスにより、コーナーの鋭さを±0.002 mmに仕上げます。
硬化チタンの高度加工技術
後熱処理工程ワイヤー放電加工による侵食プロセスは、材料の硬さや靭性に依存しません。焼入れ済みのチタン合金(硬度48HRC以上)も、超硬工具では加工困難ですが、焼きなまし材と同等の精度で切断可能です。
- あらゆる導電性材料を硬度に関係なく加工可能(48 HRC以上対応)
- 工具摩耗補正不要 - 初回切削から最終切削まで一貫した精度
- 焼入れ硬化層、窒化処理面、溶射皮膜を加工します。
- 焼入れブランクの単一セットアップにより、前加工後の焼入れ歪みを排除します。
ワイヤー放電加工 機械ダッシュボード
ワイヤー放電加工プラットフォームの物理的な機械限界 - 航空宇宙用チタンおよび医療用精密基準に校正済み
最大加工範囲
中型から大型のチタン部品、航空宇宙構造フレーム、医療用インプラントブロックに対応する余裕のあるワークタンク。
最大テーパ角
航空機用インペラベーン、タービンブレード根元、テーパースロット向けの高精度テーパー加工 – U/V軸移動補正により実現。
超高精度
ガラススケールフィードバック、熱補正、およびマルチパススキムカットルーチンにより実現される直線位置決め精度。
微細表面仕上げ
多段スキムカットにより放電エネルギーを段階的に低減し、超平滑仕上げを実現。二次研磨工程を不要とします。
本仕様は、弊社のソディック/三菱ワイヤー放電加工機プラットフォームに適用されます。実際の結果は、材料厚さ、部品形状、およびスキムパス回数に依存します。
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DFM分析を提出するOne Metal. One Focus. Infinite Precision.
Founded in 2011 in Baoji's Titanium Valley, BOZE Metal is dedicated exclusively to titanium — from raw material to precision engineering. AS9100D, ISO 13485 & ISO 9001 certified with 500+ clients across Aerospace, Medical & Motorsport industries, we deliver end-to-end precision titanium CNC machining with full material traceability from source to component.
Boze CNC Ti is the dedicated titanium manufacturing center of Baoji Boze Metal Products Co., Ltd.