ワイヤーカットとは（原理・精度）

放電加工の一種です。

放電加工とは、加工機に取り付けた電極と材料の間に電圧をかけて、瞬間的に放電を起こし、その熱で材料を熔かし加工するというものです。

このときの温度は7000度前後にも達します。（たとえば、鉄の融点が約1500度です）

従って、刃物で切削するのとは違い、材料の硬さに関係なく加工が可能です。

電極にワイヤーを使います。

一般的な放電加工（型彫放電）の場合は、加工する形状に合わせて電極を製作する必要がありますが、ワイヤーカットの場合は、細いワイヤー1本を電極とし、自由に材料をくり抜いて加工します。

水中で加工します。

加工液として、脱イオン水（純水）で加工槽を満たし、その中に材料を漬けて加工します。

加工液には多くの役割がありますが、主には材料と電極間の絶縁のためです。

加工液は常時ユニットクーラーを循環し、液温を一定に保つことで材料のわずかな膨張・収縮も阻止します。

放電は極短時間のため、発生する熱は瞬時に加工液で冷却され、材料が高温になることはありません。

非接触加工です。

放電による加工なので、加工中、ワイヤーは材料に接触していません。非接触のため、加工中に材料に力が加わらないことが、他の加工法と大きく違う点です。

高精度です。

放電量は、多くのパラメータによって、0.001mm単位で精密に制御されています。

加工により電極も消耗しますが、ワイヤーカットの場合は、常に新しいワイヤーが送り出されるため、消耗による寸法の変化はわずかです。

加えて、非接触であることや、加工中の熱変形がないことも、高精度加工に寄与しています。

ワイヤー加工機の進歩した昨今では、精度的にジグ研や平面研削に迫りつつあります。

取り代が微小です。

加工によって材料から失われるのは、ワイヤーが通過したコンマ数ミリ幅の溝の部分だけになります。

このことを利用して、材料をムダなく使うことができます。金型製作におけるパンチ＆ダイ両取などはその代表的なものです。

平面加工です。

ワイヤーは垂直に張られており、材料に対しXY方向に動かして加工します。ちょうど糸鋸の加工と同様です。

従って、水平方向の加工はできません。水平方向を加工する場合は、材料自体を横倒しにして固定し、垂直方向として加工します。

ワイヤーを張った状態で加工するため、垂直方向にRや段差をつけることも不可能です。

※ワイヤーを傾けること（テーパー加工）は可能です。ただし、限界があります。

加工に時間がかかります。

精度の高い反面、加工速度は通常1分間に数ミリという遅さで、肉眼では動いているのがわからないほどです。

また、単純な加工でも、毎回NCプログラムを作成し、材料の寸法・形状・材質等により最適な加工条件を選別する必要があります。

加工上の特性（他の加工法との違い）

上下から保持できません。

材料の上下をアームが通るため、上面・下面で固定する爪や治具は取り付けられません。

通常は、材料のふちをテーブルに載せて固定します。材料が安定するように、隣り合った2辺を載せるのが基本です。

そのため、材料のふちには、20mm前後の押さえしろが必要です。

押さえしろは、加工精度にも影響しますので、できれば事前にご相談下さい。

小さな材料の場合は、左右からバイスで挟んで固定することもできます。

取りしろが必要です。

糸鋸と同様「切る」加工であり、端面を「削る」のには向いていません。取りしろが2mm以上ないと、加工液が逃げてしまい、安定した加工ができません。

もし加工途中に取りしろのない部分があり、材料の縁が切れると、落下し加工物や加工機を損傷する危険がありますので、加工機を停止して取り除く必要があります。何回も縁が切れる加工では、加工時間も加工費も余分にかかってしまいます。

（研磨のように、わずかな量を削る加工は可能です）

荒取りについて。

ワイヤーは「切る」機械ですので、加工時間や加工費は、取りしろの量とはほとんど関係ありません。取りしろを減らそうと荒取りしていただいても、ワイヤー加工費は変わりません。（むしろ、取りしろが少なすぎると、上の項のような問題が生じます）

一方、内部応力を開放するために、荒取りが必要なことがあります。この場合は、事前にご相談させていただきます。

一律のお見積が不可能です。

材料の寸法・形状・材質・保持方法等によって、加工条件が複雑に変化しますので、図面を拝見しないと、お見積ができません。

「厚み×加工距離」が加工費の基準にはなりますが、そのままですと、たとえば厚み300mmの材料の加工費は高額になり過ぎますし、厚み0.03mmの材料の加工費はタダ同然となり、実態とかけ離れてしまいます。

加工時間を基準にしてお見積する方法もありますが、旧式の加工機と最新の加工機では、加工速度が倍以上違うため「古い機械を使うほど加工費が高くなる」という結果になってしまいます。また、材料の保持方法の違いや、適切な加工条件を使用するかどうかでも、加工時間は倍以上変化します。この場合は「技術や経験がないほど加工費が高くなる」という結果になってしまい、やはり不適切です。

セカンドカット法

マシニング等の加工では、加工途中で何度も工具を変えるのが普通ですが、ワイヤーカットは、原則的に1本のワイヤー（電極）で加工を完了します。

電極を変えずに精度や面粗度を上げるためには、セカンドカット法を使います。これは、同じ場所を何度か加工する方法です。

1度めは最大のパワーで切断し、2度目以降は切断面を少しずつ仕上げて行くイメージです。この際、回数を増やすごとに加工パワーを落とし、その度に精度や面粗度が向上します。砥石の番手を上げていくのと似ているかも知れません。

セカンドカット法と呼んでいますが、実際には2nd、3rd～8thぐらいまでは使用することがあります。

熟練だけでは・・・

ワイヤー加工は、比較的歴史が新しいこともあり、加工機の進歩が非常に急速です。

10年も経つと、精度や加工速度、それに操作法も大きく変わり、装備される機能や設定するパラメータも、増える一方です。

1台の機械を何十年も大事に使い、操作に熟練しても、最新の加工機には、精度も速度も全く及ばないのが実情です。

ノウハウの蓄積や加工方法の熟練は大事ですが、それと共に、新しい操作法や、どんどん増えて行く機能をマスターすることが不可欠な分野であるといえます。

可能な限り、定期的に設備を更新することも必要です。