ワイヤーカットとはどんな加工法なのでしょうか？

「名前は聞いたことあるけど、詳しい仕組みや特徴は知らない！」

そんなあなたに向けて今回はワイヤーカットの仕組みや特徴、メリット・デメリットまで詳しく解説していきます。

これから金属加工について覚える方は、是非参考にしてみてください。

ワイヤーカットとは

ワイヤーカットとは一言でいうと、加工したい金属を切る機械のことです。

詳しくは放電加工の一種で、金属加工用のワイヤーに電流を流し糸のこぎりのように金属を切断します。

糸のこぎりで金属を切断すると断面がガタガタになってしまいますが、ワイヤーカットで切断することによってキレイにに切断する事ができます。

ワイヤーカットの仕組み

ワイヤーカットは、加工する金属を加工層に溜まった純水に浸した状態で加工します。

ワイヤーに電流を流し、ワイヤーと加工物の間に僅かな距離を保ちながら短時間で放電爆発を何度も繰り返し発生させることで溶融加工していきます。

加工時に発生する熱は約7000℃にもなり、導通性があれば世界中にあるあらゆる金属が加工可能です。

また加工時の熱膨張や変形を防ぐため加工層には冷却装置が備えられており、中の水温は一定に保たれます。

ワイヤー加工のメリット

ワイヤーカットを行う上で一体どんなメリットがあるのでしょうか。

これからワイヤーカットを使う人に向けて、メリットを紹介していきます。

金属素材の「厚み」や「硬さ」に関係なく加工ができる

素材に導電性さえあれば、厚みや重さ、強度に関係なく加工することができます。

他の加工方法では難しいとされている、インコネルやダイス鋼などの難削材も厚みや硬さを気にすることなく加工が可能です。

複雑な形状にも加工が可能

ワイヤーカットでは直線的な加工はもちろんのこと、円弧状やテーパー形状まであらゆる複雑な形への加工が可能です。

直線的な加工と円弧状の加工を組み合わせることもできるなど、自由に加工できます。

微細で高性能な加工ができる

ワイヤーカットはとても高性能な加工ができ、その微細さは0.005mm単位を誇ります。

バリが出ない

金属を加工する際には通常バリという突起が出てしまい、後からバリを除去する工程が必要です。

しかし、ワイヤーカットではそのバリが出ないため、バリを除去する工程や除去するために必要な機材を導入する必要がありません。

素材への負担がかからない

ワイヤーカットは素材とワイヤーが直接接触しないため、素材へのダメージが少なく熱膨張や熱変形もほとんどしません。

特殊な工具が必要にならない

切削加工で使うような何種類もの高価な工具が必要ないため、工具交換の手間やコストの削減にも繋がります。

ワイヤーカットのデメリット

ワイヤーカットのメリットをいくつか紹介してきましたが、次にデメリットを紹介していきます。

ワイヤーカットをこれから使う人はメリットだけではなくデメリットもしっかりと把握しておきましょう。

電気を通さない素材は加工ができない

ワイヤーカットを使う条件として、加工物が導電性を持っている必要があります。

そのため導電性がない加工物の場合は、重量や強度に関係なく加工することができません。

加工速度が遅い

ワイヤーカットでは加工物を溶かしながら切断するため、加工速度は決して早くありません。

そのため、大量生産には向かない加工方法と言えます。

底を作る加工ができない

ワイヤーカットの加工イメージとして糸のこぎりのような加工方法を行うので、底を作る加工ができません。

水平方向の加工ができない

前記したとおり、ワイヤーカットのワイヤーは糸のこぎりと同様、垂直に張られているため水平方向の加工ができません。

ワイヤーカットは何を作るときに使われているの？

ワイヤーカットのメリットである、「導電性さえあれば強度に関係なく切断できる」という点を利用し、たくさんの金属を加工しています。

例えば、皆さんが日常的に使っている家電製品や、スマートフォンの金属部品、飛行機の部品まで、様々なものを加工する際に役立つ加工技術です。

ワイヤーカット加工とレーザー加工はどう違うの？

ワイヤーカット加工もレーザー加工もどちらも加工物に直接触れることなく加工できるという点では同じですが、具体的にはどんな違いがあるのでしょうか。

いくつかのカテゴリーに分けて解説していきます。

加工できる素材

ワイヤーカットは導電性のある素材のみ加工することができ、導電性がなければ高度や形に関係なく加工することができません。

しかしレーザー加工は導電性があるなしに関係なく、金属や木材、樹脂製の素材でも加工することができます。

加工方法

ワイヤーカット加工もレーザー加工もどちらも素材に直接触れることなく加工することができます。

しかし、実際の加工原理は待ってく異なります。

ワイヤーカット加工は繰り返し放電爆発を起こすことで熱を発生させ、その熱で素材を切断します。

それに対しレーザー加工は極めて強力なレーザー光線を素材に当てることで、その熱で素材を溶かしながら切断します。

加工の精度

ワイヤーカットは0.005mmに対しレーザー加工は0.05mmと、圧倒的にワイヤーカットのほうが優れた精度を誇ります。

加工のスピード

ワイヤーカットは1分間に20～500mmの速度で加工が可能です。

それに対しレーザー加工は1分間に700～10,000mm加工することができるため、加工のスピードは圧倒的にレーザー加工が優れています。

設備の価格

ワイヤーカット加工の機械の値段は1,000万～5,000万円です。

それに対しレーザー加工の機械の値段は2,000万～1億円とレーザー加工の設備のほうが比較的高額です。

ポイント

・ワイヤーカットとは、放電爆発による熱を利用して素材を切断する加工方法

・ワイヤーカットのメリットは「素材の強度は関係ない」「複雑な形状にも加工可能」「バリが出ない」「熱による変形が起こりにくい」

・デメリットは「加工スピードが遅い」「導電性のない素材は加工できない」「水平方向の加工ができない」

・ワイヤーカット加工とレーザー加工では加工精度ではワイヤーカット加工が優れているが、加工スピードではレーザー加工のほうが優れている