超音波カッターの切れ味

概要

超音波の有無と振幅値、切断速度、振動子倒し角度のパラメーターを変更させることで、刃物にかかる切断抵抗の変化を調査しました。

実験機種

＜＜実験は以下の条件で行いました＞＞ 

• 発振器：SH-3510（500W）
• 振動子：HP-8701（24kHz）
• 刃物：FB-0231-6L（超硬刃）
• 振幅値：0％（超音波なし）～ 100％
• 切断速度：50mm/sec ～ 200mm/sec
• 振動子角度：0°～ 30°
• ワーク材料：PP（ポリプロピレン）
• ワーク厚さ：3mm

実験結果

図1. 振動子倒し角と切断抵抗(*振幅値は全て100%)

図2. 振幅と切断抵抗(*振動子倒し角度は全て30°)

まとめ

• 図1の結果から振動子は傾けた方が刃物にかかる切断抵抗が小さくなることがわかります。
• 図2から50mm/sec時の超音波の有無を見ると、超音波無しの切断抵抗が約195Nに対し、超音波有り（100％）の切断抵抗が約67Nだったことから、超音波の有無によって刃物にかかる切断抵抗が3倍近い差になることがわかります。