超高出力グラファイト電極は、金型製造において銅電極をグラファイト電極に置き換えることで、金型製造サイクルを大幅に短縮し、労働生産性を高め、金型製造コストを削減します。近年、精密金型や高効率金型（金型サイクルがますます短くなる）の導入に伴い、金型製造に対する人々の要求はますます高まっています。銅電極自体の様々な制限により、金型業界の発展要求を満たせなくなっています。グラファイトは、放電加工用電極材料として、高い加工性、軽量、高速成形、極めて低い膨張率、低損失、容易なドレッシングなどの利点から、金型業界で広く使用されています。銅電極に取って代わることは避けられません。
1. グラファイト電極材料の特性
CNC加工は、加工速度が速く、機械加工性が高く、ドレッシングが容易なのが特徴です。グラファイト加工機の加工速度は銅電極の3～5倍で、特に精密加工速度が優れています。また、強度も非常に高く、超高（50～90mm）・超薄（0.2～0.5mm）の電極は、加工中に変形しにくいです。さらに、多くの場合、製品には非常に優れた質感効果が求められます。そのため、電極を作る際には、できるだけ一体型のオス電極にする必要があります。しかし、一体型のオス電極の製造中には、さまざまな隠れたコーナークリアランスがあります。グラファイトのトリミングしやすい性質により、この問題は簡単に解決でき、銅電極では実現できない電極数を大幅に削減できます。
2. 急速放電加工、熱膨張が小さく、損失が少ない：グラファイトの電気伝導率は銅よりも優れているため、放電速度は銅よりも速く、銅の3～5倍です。また、放電時に比較的大きな電流に耐えることができ、粗放電加工に有利です。一方、同じ体積では、グラファイトの重量は銅の1/5倍であるため、放電加工の負荷が大幅に軽減されます。大型電極や一体型オス電極の製造に大きな利点があります。グラファイトの昇華温度は4200℃で、銅の3～4倍です（銅の昇華温度は1100℃）。高温では、
超高出力グラファイト電極
グラファイトは形状が非常に小さく（同じ電気条件下では銅の1/3～1/5）、軟化しません。放電エネルギーを効率よくワークピースに伝達し、消費量を抑えます。グラファイトは高温で強度が増すため、放電損失を効果的に低減し（グラファイトの損失は銅の1/4）、加工品質を確保します。
3. 軽量・低コスト：金型一式の製造コストのうち、CNC加工時間、放電加工時間、電極の摩耗が大部分を占めており、これらはすべて電極材料自体によって決まります。銅と比較すると、グラファイトの加工速度と放電加工速度はともに銅の3～5倍です。また、摩耗が最小限に抑えられ、一体型のグラファイト電極の製造により、電極数を削減できるため、電極の材料消費量と加工時間を削減できます。これらにより、金型の製造コストを大幅に削減できます。
2. グラファイト電極の機械的・電気的加工の要件と特性
1. 電極の製造：専門的なグラファイト電極の製造では、主に高速工作機械を用いて加工を行います。工作機械は優れた安定性を備え、振動のない均一で安定した3軸運動を実現する必要があります。さらに、主軸などの部品の回転精度も可能な限り高くする必要があります。電極は一般的な工作機械でも加工できますが、工具パスの描画工程は銅電極とは異なります。
2. EDM放電加工用グラファイト電極は炭素電極です。グラファイトは優れた電気伝導性を持つため、放電加工の時間を大幅に短縮できます。これもグラファイトが電極として使用される理由の一つです。
3. グラファイト電極の加工特性：工業用グラファイトは硬くて脆いため、CNC加工時に工具の摩耗が比較的激しくなります。一般的には、硬質合金またはダイヤモンドコーティングされた工具の使用が推奨されます。グラファイトの粗加工では、工具をワークに直接着脱できます。しかし、仕上げ加工では、欠けや割れを防ぐため、軽量工具と高速移動方式が採用されることが多いです。
一般的に、切削深さが0.2mm未満であればグラファイトが破損することはほとんどなく、側壁の表面品質も良好です。グラファイト電極のCNC加工中に発生する粉塵は比較的大きく、工作機械のガイドレール、リードスクリュー、スピンドルなどに侵入する可能性があります。そのため、グラファイト加工機にはグラファイト粉塵対策のための適切な装置が備え付けられている必要があり、グラファイトは有毒であるため、工作機械の密閉性も良好でなければなりません。グラファイト粉末は化学反応に非常に敏感な物質です。環境によって抵抗率が変化するため、抵抗値も変化します。しかし、一つだけ変わらないことがあります。それは、グラファイト粉末が優れた非金属導電性材料の一つであるということです。グラファイト粉末を細い糸のように絶縁体の中に途切れることなく保持すれば、帯電します。では、抵抗値とは何でしょうか？この値にも明確な数値はありません。グラファイト粉末の細かさは様々であり、使用する材料や環境によって抵抗値も異なるためです。
高純度グラファイト粉末が導電性にも使用されることはご存知ないかもしれません。
ゴムは一般的に絶縁性です。導電性が必要な場合は、導電性物質を添加する必要があります。グラファイト粉末は優れた導電性と潤滑離型性を備えています。グラファイトはグラファイト粉末に加工され、優れた潤滑性と導電性を備えています。グラファイト粉末の純度が高いほど、導電性は向上します。多くの特殊ゴム製品工場では導電性ゴムを必要としています。では、ゴムにグラファイト粉末を添加すれば電気を通すことができますか？答えは「はい」ですが、ゴム中のグラファイト粉末の割合はどれくらいでしょうか？一部の企業では30%以下で使用しており、これは自動車タイヤなどの耐摩耗性ゴム製品に適用されます。また、100%のグラファイト粉末を使用する特殊ゴム工場もあります。このような製品だけが電気を通すことができます。導電性の基本原理は、導体が電線のように途切れないことです。途中で途切れると通電しません。導電性ゴムに含まれる導電性グラファイト粉末は導体です。グラファイト粉末が絶縁ゴムに遮られると、もはや電気を通さなくなります。そのため、グラファイト粉末の割合が低すぎると、導電効果が悪くなる可能性があります。
黒鉛粉末は化学反応に非常に敏感な物質です。環境によって抵抗率が変化するため、抵抗値も変化します。しかし、一つだけ変わらないことがあります。それは、高純度黒鉛粉末が優れた非金属導電性材料の一つであるということです。黒鉛粉末を細い糸のように絶縁体の中に途切れることなく保持すれば、常に帯電します。では、抵抗値とは何でしょうか？この値にも明確な数値はありません。黒鉛粉末の細かさは様々であり、使用する材料や環境によって抵抗値も異なるためです。
投稿日時: 2025年5月9日