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ワイヤーカットとは?メリットやコストダウンの方法も解説!機械加工・材料調達の相談に対応

ワイヤーカットとは?メリットやコストダウンの方法も解説!

ワイヤーカットを外注する前に、カット回数をどう決めるか

まず決めるのはカット回数です。仕上げのセカンドカットは面粗さだけでなく部品の疲労寿命を左右します。焼ならし・焼戻ししたS45Cはワイヤーカットしたままの面で疲労強度が母材より44%低いという実測があり、焼なまし材でも粗加工のままでは約10%低下しますが、2回の仕上げカットで母材と同等まで戻ります。

  • 放電面の最表層はSKD11で10〜20µmの変質層(白層)になり、亀裂と残留応力を含む。約20µm残った白層がクロムメッキの密着不良を起こした金型の実例がある(大阪府立産業技術総合研究所報告)
  • 焼入れSKD11の加工面には約400MPaの引張残留応力が残り、深さ約25µmでゼロになる。焼なまし材では約100MPaが深さ約60µmまで続く(精密工学会誌の実測)
  • 1回カットのみの目安は寸法公差±0.05mm・面粗さ15µmRmax程度。精度より納期を優先する場合の選択肢になる
  • 抜けるコーナーRはワイヤ径で決まる。R0.3mm以上ならφ0.3mm、R0.1〜0.15mmはφ0.1mm(対応板厚0〜30mm)が実務上の対応表
  • 加工液が水の機種は油より冷却がよく、加工速度が約3倍速い。超硬合金は電解腐食を避けるため油系の機種で加工する
  • 金型部品
  • 短納期対応
  • ターゲット調達
ワイヤーカットとは?メリットやコストダウンの方法も解説!

ワイヤーカットの基礎を徹底解説!

「精度は欲しいが、今の加工コストが高すぎる」「複雑形状を任せられる業者が見つからない」——そんな課題を抱える調達・製造担当者に向けて、ワイヤーカット加工の原理・メリット・デメリットから、コストダウンの着眼点まで解説します。

図面・材料・納期で迷ったら

ワイヤーカットとは?メリットやコストダウンの方法も解説!の加工相談

対応できる加工

  • 精密部品・プレート加工
  • ワイヤーカット・マシニング加工
  • SUSなど特殊材の調達と加工

相談できる内容

  • 図面から加工可否を確認
  • 材質変更・工法変更の比較
  • 希望納期と予算に合わせた見積り
図面・仕様を送って相談する

ワイヤーカット加工とは

ワイヤーカット(ワイヤー放電加工)とは、直径0.1〜0.3mmの細い真鍮製ワイヤーに高電圧をかけ、ワイヤーとワーク(加工物)の間で繰り返し発生するアーク放電の熱(6,000度以上)によって金属を溶断・切断する加工方法です。

下の写真が実際にワイヤーカット加工が行われている際のものです。

ワイヤーカットとは

加工は純水(脱イオン水)を満たした加工槽の中で行われ、ワイヤーとワークは一切接触しません。

これにより、工具摩耗による精度低下が起きず、加工中の素材変形を最小限に抑えられます。

 

ワイヤーカットについて動画でも詳しく解説しております。

 

ワイヤーカットと放電加工の関係性について

ワイヤーカットは放電加工の一種です。放電加工とは、電極とワークの間に繰り返し放電を起こし、その熱でワークを少しずつ溶かして形状をつくる加工方法の総称。その中でも「ワイヤー電極を使って切断する」方式がワイヤーカットです。

放電加工の中には型彫り放電加工(EDM)もありますが、ワイヤーカットは「貫通する切断形状」に特化しているのが特徴です。

 

ワイヤーカットの用途

ワイヤーカットは、通常の切削加工では難しい薄板素材や、ステンレス、真鍮、超硬合金などの超硬素材の加工で用いられます。これはワイヤーカットが、いくら硬度が高くても、導電性を持つ素材であれば、切断可能であるためです。

ワイヤーカットは主に下記の用途にて多く用いられております。

・金型(プレス金型・射出成形金型・プラスチック金型など)

・半導体製造装置部品・5G関連部品

・精密治具・測定工具・医療機器部品

・超硬合金・ステンレス・チタン・ハイス鋼などの難削材加工

・試作品・少量生産部品(NC加工では難しい形状)

 

ワイヤーカット加工のメリットとデメリット

ワイヤーカット加工のメリットとデメリットは下記の通りです。

 

💡 コストダウンの着眼点

ワイヤーカットのデメリットである「加工速度の遅さ」は、工法の組み合わせで補えます。たとえば粗取りをNC加工で行い、仕上げ精度が必要な箇所だけワイヤーカットで対応するハイブリッド加工が有効です。また材質の選定(超硬合金からSKD11等への変更)によってコストを大幅に下げられるケースもあります。

「今の加工コストが適正かどうか」を判断するために、まずは現在の仕様を共有していただければ、当社で改善案をご提案します。

 

こんな課題、メタナビ(深江特殊鋼)が解決します。

・他社に断られた複雑形状・難削材の加工がある

・精度が安定せず、不良品・再加工が繰り返し発生している

・今の発注先より安くならないか、相見積もりを取りたい

・試作から量産まで同じ業者に一括で任せたい

・材料手配・加工・研磨・表面処理をバラバラに発注していて非効率

・急ぎ対応が必要な案件がある

・加工方法・材質の選定から相談したい

 

これらはすべて、深江特殊鋼がこれまで対応してきた実際のご相談内容です。「まだ具体的な図面がない」「相見積もり段階」でも構いません。まずはお気軽にご連絡ください。

 

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「ワイヤーカット」と「レーザーカット」 どちらを選ぶべきか

「ワイヤーカットにするか、レーザーカットにするか」は調達担当者がよく迷うポイントです。判断基準は大きく「精度」「素材」「コスト」の3つです。

結論として、「精度が最優先で、金属(特に超硬・難削材)を加工する」場合はワイヤーカット一択です。一方でスピードや素材の多様性を重視するならレーザーカットが適しています。

判断に迷う場合も、ご要件をお伝えいただければ最適な加工方法をご提案します。

 

当社のワイヤーカット加工事例

ワイヤーカットなどの精密切削加工による製造装置部品製作

ワイヤーカット事例

こちらは半導体業界向け、特に5G業界向けに製作をした製造装置部品です。

材質はDC53を使用しており、旋盤、フライス・研削・ワイヤーなどによる精密切削加工によって製作しております。

またサイズはΦ30×30で、全カ所幾何公差0.01以下の高い精度で製作しております。

>>詳しくはこちら

 

ワイヤーカット加工でお困りの方はメタナビにお任せ!

ワイヤー放電加工機も深江特殊鋼では社内設備しておりますので
ワイヤー加工でお困りまたは興味がございましたら是非お気軽にお問い合わせください。
また当社は材料の手配から加工、研磨、表面処理までの部品製作の一括対応に加え、
試作品の製作・多品種小ロット生産・量産品まで幅広く対応しています。
材料選定・コストダウン・工法変換・軽量化・品質向上・納期短縮でお困り事がございましたら、お気軽にお問い合わせ・ご相談ください。

また、最近では加工協力パートナー様の募集も行っております。

営業活動について

・加工対応が忙しく、営業活動に十分な時間を割くことができない・・・

・マッチングサービスに登録しているが、更に営業活動を増やしたい・・・

・新型コロナウイルスの影響で営業活動に制限がある・・・

・受注業界や受注地域を拡大したい・・・

というお困りごとを解消するネットワークを構築しておりますので、

お気軽にご連絡ください。

 

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  • 金型部品
  • 短納期対応
  • ターゲット調達

よくある質問

セカンドカットは何回まで指定できますか。
通常は2〜8パスの範囲で選びます。三菱電機MVシリーズの実例では3カットでRz3.5µm、4カットでRz2.0µmです。パスを増やすほど加工時間とワイヤー消耗が増えるため、面粗さの要求がある面だけ回数を上げるのが実務的です。
厚い板でも精度は出ますか。
板厚で目安が変わります。三菱電機MVシリーズのカタログ加工例はSKD11の60mm厚で±2µm、150mm厚のダイ・パンチで±5µmです。加工速度が最大になるのは板厚60mm付近で、薄すぎても厚すぎても断線しやすくなり速度が落ちます。
焼入れ材の歪みはどう防ぎますか。
取り代を残した段階加工で追い込みます。大きな歪みが予想される場合は2〜3mmの取り代で粗加工し、セカンドカット代を残してもう一度加工してから仕上げます。粗加工後の歪みが約50µm以内なら通常のセカンドカット法で対応できます。
ワイヤーカットした面はそのまま使えますか。
用途によります。純水系のワイヤーカットでは表層が母材より軟らかくなり、粗加工面では表面から10〜15µmの深さまで軟化します。変質層を完全に除去するには研削またはブラスト処理が必要なので、疲労やメッキ密着が問題になる面は後工程まで含めて指定します。
スタート穴はこちらで開けておく必要がありますか。
加工側で開けられますが、別工程として時間がかかります。内部形状の抜き加工にはワイヤーを通すスタート穴が必須で、SKD11にφ1.0mmパイプ電極を使う放電穴あけで平均10mm/min(最大板厚60mm)という速度です。穴の位置と数は見積時に伝えます。
見積依頼では図面のほかに何を伝えれば早いですか。
材質と熱処理状態(焼入れ・焼戻し温度)、板厚、要求面粗さ(RaかRz)、寸法公差、テーパ角の有無、スタート穴の要否です。熱処理状態は加工中の歪みリスクを左右するため、焼戻し温度まで分かると加工条件とカット回数の判断が早くなります。

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