放電加工機のワイヤ・電極・加工液の手入れ

⚙手入れと点検

• 黄銅粉・汚れを定期的に落とすワイヤガイド（ダイヤモンドガイド）

  加工 50 時間ごとを目安に外し、薄めた工業用の酸性液に浸けるか、超音波洗浄器で洗う

  ダイヤモンド部の周りに黄銅片・黄銅粉や汚れが付く。ガイドとワイヤのすきまは加工精度に大きく影響する ソディックはダイヤモンドガイドの寿命を、ストレート加工で概ね 4,000 時間と見ている（加工内容による）^[1][2]（資料1件・参考）

• 指定の径のガイドを、垂直に取り付けるワイヤガイド（ダイヤモンドガイド）

  機械メーカーが指定するガイド径を使う。脱脂洗浄剤などで洗って拭き取ってから、垂直になるようにねじを合わせて付ける

  ガイドとワイヤのすきま（クリアランス）が加工精度に大きく影響する^[1]（資料1件・参考）

• 接触位置を替えて（インデックス）使い、清掃する給電子（エナジャイザ）

  機械メーカーの手順で、ワイヤの当たる位置をずらす。牧野の機械は工具を使わずに短時間で位置替えできる構造になっている

  給電子はワイヤへ加工電流を送る部品で、位置替えで良い加工状態を保つ^[3]（資料1件・参考）

• 圧力で交換時期を決める加工液フィルタ

  フィルタの圧力計が規定圧力（ソディックは概ね 0.2 MPa）を超えたら交換する。放電加工機用フィルタのろ過精度は 3〜5 µm 程度のものが多い（MANN+HUMMEL の主力品）

  フィルタは加工でできたスラッジを加工液から分ける。目詰まりは液質を悪くし、精度・面粗さに響く 三菱電機は荒加工と仕上げ加工でフィルタを通る流量を切り替え、フィルタの寿命を延ばしている（従来機比でランニングコスト最大 45% 減）。新型機ではフィルタの詰まり具合を推定してポンプ出力を最適化している^{[1][4][5][6][7]}

• 比抵抗の戻り方で交換時期を決めるイオン交換樹脂

  樹脂の寿命はイオン交換能力の低下で判断する。ソディックは一般的な金属加工で 50,000 Ω を下回ったら交換を推奨。樹脂メーカーの Sunresin は、ワイヤ放電加工の水に導電率 20 µS/cm 未満を求めるとしている

  余分なイオンを取り除き、水の導電率を一定に保つため。比抵抗を高く（導電率を低く）保つほど樹脂は早く減る 三菱電機は、導電率を下げる（比抵抗を上げる）と樹脂の寿命は延びるが面粗さが悪くなる関係があり、電源制御の改良で樹脂のランニングコストを最大 25% 下げたとしている（MV シリーズ）。ワイヤ・フィルタ・樹脂でランニングコストの約 8 割を占める^[1][8][6]

• 使い終わった樹脂容器の水を抜いて処分するイオン交換樹脂

  容器を逆さにして水を抜く。抜いた水は産業排水として、地域で決められた方法で処理する

  容器内のイオン交換水は排水として扱う必要がある^[1]（資料1件・参考）

• 加工物・機械のさびを防ぐ加工液（水）

  水の導電率を必要以上に上げない。さび対策として両極性の電源回路、犠牲電極、添加剤、加工くずの除去などがある。防食性のイオンを固定したイオン交換樹脂に水を通す方法もある（岩手大学）

  導電率の低い水（10 µS/cm 程度）の中でも鉄は腐食する。電極と加工物の間の微小な通電や、違う金属どうしの接触で腐食が進む^[4][9]

• 加工に合ったワイヤを選ぶワイヤ電極線

  一般の金属加工は黄銅線（銅と亜鉛が 65/35 または 60/40）。速さを求めるなら亜鉛被覆線、φ0.10 mm 未満の細かい加工はピアノ線被覆線やタングステン線

  ワイヤの材質や構造で放電の仕方が変わる。ワイヤの真円度が悪いと加工面のうねりが大きくなる（OKI 電線は真円度を上げたワイヤでうねりを約 30% 改善）^[1][10]

• 使用済みワイヤを分別して回収に出すワイヤ電極線

  主成分が銅・亜鉛の黄銅ワイヤは、メーカーを問わず回収の対象になる（ソディックの回収制度）。スチールやタングステンなど特殊なワイヤは混ぜない

  分別しないと回収できない^[1]（資料1件・参考）

• 使ったら洗って防錆油を塗るワーク固定治具（パレット・バイス）

  使うたびに、脱脂洗浄剤などで加工スラッジを落としてから防錆油を塗る

  水中で使う治具はスラッジとさびで精度が落ちる^[1]（資料1件・参考）

• 劣化と減りを管理し、補充・廃油を正しく扱う放電加工油

  減った分は補充する（揮発で添加剤が残るのを見込んだ補充用の油を出しているメーカーもある）。使い終わった油は産業廃棄物（廃油）として処分する

  酸化しにくい合成系の油は劣化や変色が少なく長く使えるが、使い方で減りや汚れは進む 水溶性から油性の油に替えて粘度が上がり、吐出量が減って液面が下がり、引火した例が挙げられている。油を替えるときは液面と循環を確かめ直す^[1][11][12]

• 容器を密栓し、換気のよい涼しい場所に置く放電加工油

  直射日光を避け、涼しく換気のよい場所に置く。一度開けた容器は必ず栓をする。熱・火花・裸火から離す

  可燃性の液体（消防法の第4類の危険物）だから。寒いときに少し曇ったり析出物が出たりするのは、使ううえで差し支えないとされている^{[11][13][14][15]}

• 加工に合った電極材を選ぶ工具電極（銅・グラファイトなど）

  銅：抵抗が低く熱を伝えやすく、消耗が少なく鏡面にも向くが、剛性が低くバリ・反りが出やすい。グラファイト：機械加工しやすく耐熱性が高く消耗が少ないので大面積・荒・高速加工向き。銅タングステン：超硬合金の加工や微細加工。銀タングステン：加工性はよいが高価

  電極材の選び方で加工速度・消耗・面粗さが大きく変わる。グラファイトは製法や粒径で特性が違い、多くの銘柄がある^[4][16]

• 電極の消耗を測って管理する工具電極（銅・グラファイトなど）

  電極消耗率＝電極の消耗量÷加工物の除去量（重量比など）で見る。消耗には体積・角（コーナ）・端面・側面の 4 種類があり、仕上がりの形を決めるのは角の消耗

  消耗は仕上がり寸法と形に直結する。油の加工液で条件が整うと電極表面に炭素の膜ができ、消耗率 1% 以下になる（無消耗加工）。純水では起きない^[4][16]

• 取り付ける前に電極の寸法と傷を確かめる工具電極（銅・グラファイトなど）

  放電ギャップを見込んだ減寸量どおりにできているか、バリや打痕がないかを確かめる。取付けは確実にする

  減寸量は加工寸法に直結する。取付けが悪いと異常な放電の原因になる^[4][12]

• 穴径に合わせてパイプ電極を選ぶパイプ電極

  細穴用のパイプ電極は外径 φ0.08〜6.0 mm ほど（ソディック）。穴は電極径より概ね 0.1〜0.3 mm 大きくなる（例：φ0.8 mm の電極で φ1.0 mm 程度）。φ0.1 mm 以下では電極の強さが要るので、黄銅を使う例もある

  放電ギャップの分だけ穴が広がる。細い電極では材質で加工特性が変わる（岩手県工業技術センターは銅と黄銅で違いを確かめている）^[1][17]

• 電極の先がガイドに詰まらないようにする電極ガイド（振れ止めガイド）

  電極が短くなって先端がガイドの中まで引き上がらないよう、電極の引き上げに合わせてガイドも引き上げる動作順にする。加工の始めは弱い電気条件にして、一定量進んでから上げる

  電極の先は炭素が付いて太くなり、短くなった先端がガイド内に入ると詰まって下へ通らなくなる^[18]（資料1件・参考）

▦ワイヤ放電加工の加工液（水）の比抵抗・導電率の目安（公開資料の値）

比抵抗（Ω·cm）と導電率（S/cm）は逆数の関係。ソディックの FAQ は単位を「Ω」と書いているが、ここでは比抵抗（Ω·cm）として換算した。実際の設定値は機械・加工条件・材質で決まるので、機械の取扱説明書に従う^{[19][9][1][8]}

÷比抵抗と導電率の換算、温度による補正

1. 比抵抗 ρ（Ω·cm）から導電率 κ（µS/cm）へ：κ ＝ 1,000,000 ÷ ρ
2. 導電率から比抵抗へ：ρ ＝ 1,000,000 ÷ κ（kΩ·cm なら ÷1,000、MΩ·cm なら ÷1,000,000）
3. 水の導電率は温度で変わる。25℃ に直すときは κ25 ＝ κT ÷ (1 ＋ 0.01 × α × (T − 25))。α は温度係数（%/℃）で、多くの水溶液は 2 前後
4. 比べるときは、同じ基準温度（ふつう 25℃）に直した値どうしで比べる

換算

導電率（µS/cm）＝ 1,000,000 ÷ 比抵抗（Ω·cm）

温度補償（堀場の近似式）

C(T) ＝ C(25) × (1 ＋ 0.01 × α × (T − 25))。α は 0.5〜2.5 の範囲で、2% を入れておけばほとんどの水溶液に対応できる

計算例：条件

比抵抗 50,000 Ω·cm の水。また、30℃ で導電率 24 µS/cm を示した水

計算例：結果

50,000 Ω·cm ＝ 20 µS/cm。30℃ の 24 µS/cm を α＝2 で 25℃ に直すと 24 ÷ 1.10 ≒ 21.8 µS/cm（比抵抗で約 46,000 Ω·cm）（試算）

堀場は、純水に近い領域では別の温度補償（純水補償）が働くとしている。2% の近似は目安で、機械の比抵抗計がどの補償をしているかは取扱説明書で確かめる^[20][1][9]

▦放電加工油の代表性状（メーカーの製品資料より）

値は代表性状で保証値ではない。引火点は試験法（PM＝ペンスキーマルテンス密閉式、COC＝クリーブランド開放式）で値が変わるので、試験法の違う値どうしを単純に比べない。第3石油類は引火点 70℃以上 200℃未満、第4石油類は 200℃以上 250℃未満（消防法 別表第一 備考）。ダフニー カット HL-25 は資料に区分の記載がなく、引火点 87℃は第3石油類の範囲にある^{[11][21][13][22][23][15][24][25][14][26]}

÷放電加工油の量と消防法の指定数量（倍数の計算）

1. 放電加工機で扱う危険物の量は、加工液タンクの容量で見る（運転前は加工液の全量がタンクにあるため）
2. 油の区分を製品資料で確かめる：第4類 第3石油類（非水溶性）の指定数量は 2,000 L、第4石油類は 6,000 L
3. 指定数量の倍数 ＝ 量 ÷ 指定数量。同じ場所で品名や指定数量の違う危険物を扱うときは、それぞれの倍数を足す
4. 倍数が 1 以上なら消防法の許可を受けた施設（一般取扱所など）でなければ扱えない。1/5（0.2）以上 1 未満は少量危険物として市町村の条例の基準と届出の対象。0.2 未満でも、放電加工機そのものの条例の基準（安全装置・自動消火装置など）はかかる

倍数

指定数量の倍数 ＝ Σ（各危険物の量 ÷ その指定数量）

第3石油類（非水溶性）

指定数量 2,000 L（1/5 は 400 L）

第4石油類

指定数量 6,000 L（1/5 は 1,200 L）

計算例：条件

第3石油類の放電加工油を、タンク 600 L の形彫り放電加工機 1 台で使う。同じ場所に予備の油 200 L（同じ区分）がある

計算例：結果

（600 ＋ 200）÷ 2,000 ＝ 0.4 倍。0.2 以上 1 未満なので少量危険物にあたり、条例の基準と届出が必要（試算）

ENEOS の製品資料は第3石油類について「2,000 L までは市町村条例の基準に従って貯蔵できる（400 L までは規制なし）」としている。危険物保安技術協会の基準は、使う量が 400 L 未満の放電加工機も対象にしている。最終的な判断は管轄の消防署に確かめる^{[27][26][11][28][29][12]}

▦放電加工機の自動消火装置に必要な消火薬剤の量（最大防護面積 1 m² あたり）

危険物保安技術協会の「放電加工機の火災予防に関する基準」（札幌市消防局の解説にも同じ表がある）。機械泡（水成膜）は 2016 年の見直しで消火実験をしたうえで加えられた^[29][12]

÷自動消火装置の最大防護面積と薬剤量の計算

1. 加工槽（方形）の 2 辺 a（長辺）・b（短辺）を測る
2. a ÷ b が 2 以下なら、最大防護面積 S ＝ a × b
3. a ÷ b が 2 を超えるなら、短辺を a ÷ 2 とした長方形で、S ＝ a × (a ÷ 2)
4. 必要な薬剤量 ＝ S × 表の量（薬剤の種類ごと）

最大防護面積

S ＝ a × b（a/b ≦ 2）、S ＝ a × a/2（a/b ＞ 2）

薬剤量

必要量 ＝ S × 単位面積あたりの量（例：水成膜泡 5.0 L/m²、第3種粉末 4.0 kg/m²）

計算例：条件

加工槽の内寸 1.0 m × 0.6 m、水成膜泡の装置

計算例：結果

1.0 ÷ 0.6 ≒ 1.7（2 以下）なので S ＝ 0.6 m²、必要量 ＝ 0.6 × 5.0 ＝ 3.0 L 以上（試算）

最大防護面積は加工槽内の加工液の露出面積をいう。装置には薬剤の種類と量・最大防護面積・放射時間・感知部の種類と作動温度などの表示がある。表示どおりの能力があるかは装置メーカー・機械メーカーに確かめる^[29][12]