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めっき処理への超音波・ファインバブルの利用

事例紹介

超音波発振制御プローブを利用した「めっき方法」

超音波システム研究所は、
めっき処理への超音波・ファインバブルの利用技術を開発しています

超音波発振制御プローブを利用した「めっき方法」

超音波発振制御プローブ:概略仕様
 測定解析範囲 0.01Hz~1GHz
 発振範囲 0.1kHz~10MHz
 材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
 発振機器 例 ファンクションジェネレータ

発振方法
 対象物・・の音響特性に対応した制御設定を行います
 その結果、オリジナル非線形共振現象のコントロールにより
 目的に合わせた超音波伝搬状態を実現します。


超音波伝搬状態の測定・解析・評価に基づいた、
 精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい超音波制御技術です。

各種材料の音響特性(表面弾性波)の利用により
 20W以下の超音波出力で、3000リッターの水槽でも、
 数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。

弾性波動に関する工学的(実験・技術)な視点と
 抽象代数学の超音波モデルにより
 非線形現象の応用方法として開発しました。

ポイントは
 超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
 対象物の条件・・・により
 超音波の伝搬特性を確認(注1)することで、
 オリジナル非線形共振現象(注2、3)として
 対処することが重要です

注1:超音波の伝搬特性
 非線形特性
 応答特性
 ゆらぎの特性
 相互作用による影響

注2:オリジナル非線形共振現象
 オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
 共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
 超音波振動の共振現象

注3:過渡超音応力波
 変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
 時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
 上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価

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このカタログについて

ドキュメント名 めっき処理への超音波・ファインバブルの利用
ドキュメント種別 事例紹介
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このカタログの内容

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めっき処理への超音波・ファインバブル利用 超音波システム研究所 2021.6.5 斉木 結論(抜粋) 1)「めっき量産技術」開発(超音波伝搬状態の評価) 超音波・ファインバブルの制御条件設定により、 めっき部品に超音波が非常に良く伝搬するように大きく改善されました 適切なエージング操作時間が経過すると、超音波の伝搬効率が改善します 各種部品への応用において、幅広い効果の可能性があると考えます 2)めっき処理への超音波・ファインバブルの状態評価 1:各ライン(C,G,E,H,B)の超音波管理について、 超音波による非線形共振現象の発生・変化が、良好な状態でした (超音波の制御設定、スイッチ、ポンプ、ファンクションジェネレータ・・) 2:超音波の音圧状態は、想像できないような、 複雑な(非線形現象の)変化を伴った最適な状態です (適切な管理により、超音波はさらによくなるという新しい発見です Cラインの 4 つの水槽とEラインの 3 つの隣接した水槽は、 相互作用の影響・反応が、全く新しい状態になっています、これは大発見です Eラインのめっき液の水槽と予備洗浄水槽は、 音圧データの解析結果から非線形現象の発生が大きく改善していました これも大発見ですが、より詳しく調べる必要があります 注:金属・樹脂・ガラス部品に対する、表面改質技術の根拠になります) 3)Hめっきラインへの超音波追加実験 1:Hめっきラインの水槽は、Cライン、Gライン、Eラインには無い、 超音波が非常に良く伝搬する特徴があります
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音圧データ測定結果(Cライン) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:5ms 最大周波数:4MHz 水洗 No.1 音圧レベル 400mV 水洗 No.2 音圧レベル 400mV
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音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:5ms 最大周波数:4MHz 水洗 No.3 音圧レベル 400mV めっき槽 音圧レベル 500mV 注:測定条件(サンプリング時間)は、 高調波の発生状態により最適化しています
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音圧データ測定結果(Eライン) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:5ms 最大周波数:4MHz 水洗 No.1 音圧レベル 700mV 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:10ms 最大周波数:2MHz 水洗 No.2 音圧レベル 800mV
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音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:10ms 最大周波数:2MHz 水洗 No.3 音圧レベル 800mV めっき槽 音圧レベル 800mV
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音圧データ測定結果(Gライン) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:10ms 最大周波数:2MHz 洗浄槽 音圧レベル 200mV 洗浄槽 音圧レベル 200mV
Page7

音圧データ測定結果(Hライン) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:10ms 最大周波数:2MHz めっき槽 音圧レベル 300mV(超音波条件 1) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:5ms 最大周波数:4MHz めっき槽 音圧レベル 1200mV(超音波条件 2)
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音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:20ms 最大周波数:1MHz 洗浄槽 音圧レベル 1600mV(超音波条件 3) 音圧データ(一部抜粋) 標準測定 時間:5ms 最大周波数:4MHz 洗浄槽 音圧レベル 5000mV(超音波条件 4) 注:洗浄物・治具・液の流れ・・複雑な状態が高い音圧を実現しています
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音圧解析結果(一部抜粋) Cライン 水洗 No.1 自己相関(1 グラフの経過時間:5ms) Cライン めっき槽 バイスペクトル(1 グラフの経過時間:5ms)
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Eライン 水洗 Eライン めっき Hライン めっき
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以上