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2019年度にワイヤ電極の水平面上の２次元変位を測定できる光学式センサを開発し、加工中に測定されたワイヤ変位を計算結果と比較することにより、逆問題解法により放電あたりの加工反力、振動減衰係数、気泡が混入した加工液の誘電率を同定し、これらのパラメータを用いて加工溝形状をシミュレーションするシステムを作った。
そこで、2020年度は実際の荒加工で形成された加工溝形状とシミュレーション結果を比較し、シミュレーション精度の向上を目指した。加工例として、板厚が20mmから60mmに変化する段差のある工作物を直線状に荒加工する場合を研究した。その結果、板厚が増えるときに加工溝幅が増加する傾向は実験と一致したが、シミュレーションから得られた加工溝幅の方が実際よりも大きいことが分かった。この問題を解決するために、以下の２つの検討を行った。
まず、ワイヤが工作物の側面から内部に切り込むとき、ワイヤ直径以上の切込み深さに達するまでは過渡状態であり、それ以降の切込み深さにおける定常状態とは、ワイヤ挙動に影響する加工液の状態が異なる。よって、加工反力、振動減衰係数、誘電率などのパラメータを切込み深さの増大とともに更新する必要がある。そこで、増大した板厚部にワイヤが切り込むとともに、パラメータを逐一更新するようにプログラムを修正した。その結果、送り方向への加工溝幅の変化率が実際に近くなったが、定常状態での加工溝幅が実験よりも大きい問題は解決しなかった。
次に、加工溝内の限られた空間でワイヤが運動するときの、加工溝壁面とワイヤの隙間に存在する加工液がワイヤ変位を拘束するスクイーズ効果の影響を解析と実験から考察した。その結果、隙間が数ミクロン以下でスクイーズ効果によりワイヤに大きな抗力が作用することが明らかとなった。よって、このスクイーズ効果の影響を考慮したワイヤ挙動解析が必要であることが分かった。
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