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装置概要
40 kHz超音波ブレード交換式カッティングツールは、40 kHzの超音波エネルギーを用いて切断を行う装置です。この装置は、超音波発生器を介して電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、切断先端部を高周波で振動させることで、材料を局所的に加熱・溶融させて切断を実現します。本機器は高品質な切断面、高速かつ効率的な作業性、および広範な適用性を特徴とし、ゴム、プラスチック、布地など多様な素材の切断に適しています。切断先端部は通常チタン合金などで構成され、交換可能なブレードを備えており、操作が容易で、ハンドヘルド使用にも自動化システムへの統合にも対応しています。

作動原理
共鳴技術を活用し、超音波発振器が1秒間に40,000回の高周波振動を発生させ、電気エネルギーを機械エネルギーに変換してカッティングチップに伝達します。この高周波振動により、カッティングチップの先端部が局所的に加熱・溶融し、切断対象材料の分子結合が切断されるため、鋭利な刃先や大きな圧力を必要とせずに切断が可能です。
装置のメリット
1. 高品質な切断:切断面は滑らかで平坦であり、バリ、欠片、エッジの欠けなどが一切なく、切断対象材料の寸法精度および外観品質を確保します。
2. 高効率な切断:切断速度が極めて速く、従来の切断工具と比較して10倍以上高速であるため、加工時間を大幅に短縮し、生産効率を向上させます。
3. 広範な適用性:ゴム、プラスチック、フィルム、布地、紙、食品など、さまざまな材料を切断可能であり、特に高粘度・高弾性・低温特性を有する切断困難な材料に対して優れた性能を発揮します。
4. 長寿命:ブレードは高周波振動下で動作するため、摩擦抵抗が低く、材料の付着が少なく、ブレードの摩耗を最小限に抑えます。また、交換可能なブレードも用意されており、運用コストのさらなる削減を実現します。
5. 操作が容易:取付けが簡単で使い勝手が良く、ハンドヘルドでの操作も可能であり、自動化設備への統合も可能で、元々の切断プロセスを大幅に変更する必要はありません。
実験デモ
以下の動画では、シリコーンパッドやプラスチックシートなどの材料を加工する際の、40 kHz超音波ブレード交換式切断工具の優れた特長を紹介しています。全体的な切断プロセスは滑らかで途切れることなく、環境に配慮し安全であり、煙や臭気を一切発生しません。
植物パラメーター
| 総技術仕様 | 振動部品のパラメーター | 組立部品および材料 |
| 仕様モデル: HC-CKT4003GL | トランスデューサー: 圧電セラミック/輸入アルミニウム | 冷却方法: 空冷 |
| 総出力: 100W/300W(オプション) | 振幅ロッド:チタン合金 | 最高使用温度:0–45°C |
| 動作周波数:40.0 ± 1 kHz | カッティングブレード:高強度ダイスチール | 最大許容圧力:大気圧 |
| 入力電圧:220V/50Hz | 保護ハウジング:サガンアルミニウム合金 |
例示表示

厚手のフェルトの切断

綿布の切断
よくあるご質問ガイド
1. 超音波カッティングナイフから発生する超音波は人体に影響を与えますか?
いいえ。超音波とは、人間の耳には聞こえない周波数20,000Hz以上の音波を指します。本装置による作業中の音圧レベルは50デシベル以下に抑えられており(『自然科学・医学ジャーナル』によると、90デシベルを超える音への長時間曝露のみが、不安感や動悸などの症状を引き起こす可能性があります)、人体に悪影響を及ぼすことはありません。
2. 超音波切断工具が初期の切断時には優れた性能を発揮するものの、その後の切断で性能が低下する原因は何ですか?
上記の問題は、複数の要因に起因します。すなわち、トランスデューサの品質係数(Q値)の劣化により、作動中の機械的エネルギーが急速に減衰し、安定性が低下し、共鳴効率が低下するとともに、過剰な熱が発生します。
トランスデューサと金型のマッチングが不適切であるため、機械的エネルギーと熱エネルギーの間にアンバランスが生じ、結果として過剰な発熱および共鳴時に発生する機械的エネルギーの減衰が引き起こされます。
超音波電源装置と超音波部品とのマッチングが不適切です。
3. 超音波カッターによる切断工程中に波状パターン(ウェーブパターン)が現れる原因は何ですか?
超音波切断時に波状パターンが現れるのは、振動効率が不十分であるために生じる機械エネルギーと熱エネルギーのバランスの乱れによるものです。出力電力レベルを調整するか、出力振幅を変更することで、切断効率を向上させ、これらの波状パターンを解消できます。