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3Dプリンターへの超音波利用技術

製品カタログ

超音波プローブ(発振型、測定型、共振型、非線形型)の応用

3Dプリンターへの超音波利用技術

1) ジェットミルへの超音波追加
2) パウダー状態の金属粉末に超音波照射を行う
3) 3Dプリンターへの超音波照射
4) 3Dプリンターで製作した部品の超音波処理

超音波プローブ:概略仕様
 測定範囲 0.01Hz~100MHz
 発振範囲 0.5kHz~100MHz
 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

<金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性>を把握することで
 発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について
 目的に合わせた伝搬状態を実現します


超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
 精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。

各種部材(ガラス容器・・)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

注4:ダイナミック制御の基本
 発振制御は、スイープ発振とパルス発振の組み合わせにより
 利用目的に合わせた、音圧レベル、周波数範囲の
 ダイナミックな変化状態を制御設定で実現します
 その結果、超音波プローブは、以下の4タイプになります
 発振型(共振タイプ、非線形タイプ)
 測定型(共振タイプ、非線形タイプ)


<<特許申請>>
特願2020-31017 超音波制御(超音波発振制御プローブ)
特願2020-73708 超音波溶接
特願2020-75011 超音波めっき
特願2020-90080 超音波加工
特願2020-97262 流水式超音波洗浄

超音波発振制御プローブの製造技術の一部は
 特願2020-31017に記載しています

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関連メディア

このカタログについて

ドキュメント名 3Dプリンターへの超音波利用技術
ドキュメント種別 製品カタログ
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取り扱い企業 超音波システム研究所 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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3Dプリンターへの超音波利用技術 超音波システム研究所 斉木 アイデア 1) ジェットミルへの超音波追加 製造される金属粉末(球状)表面の均一化 (装置に超音波プローブを取り付けて超音波を伝搬させる) 2) パウダー状態の金属粉末に超音波照射を行う 超音波洗浄機で間接水槽・ガラス容器・・に入れて行う (金、銀、鉄、CNT、アルミ、・・での実績有り) 3)3D プリンターへの超音波照射 金属の溶融状態への超音波照射 超音波溶接・ろう付け・・温度変化の均一化効果 (表面残留応力の分布を良好な方向に改善する 樹脂部品での実績有り、 金属部品では金属粉末のバラツキが大きすぎた経験あり) 4)3Dプリンターで製作した部品の超音波処理 材質・構造・形状・・に合わせた、超音波の発振制御により 表面残留応力の緩和処理を行う (超音波はひずみの大きい部分に強い刺激を発生する 時間経過とともに、全体を均一にしていく 保管場所での超音波処理も可能)
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参考 プレスリリースより(2016 年 11 月 13 日) これまで(2008年設立~2016年)の実績から 1: 現状の超音波洗浄機の利用に関して 液循環の変更により洗浄効果を大きく改善できます 2: 超音波伝搬状態の測定解析に基づいた 超音波振動子の制御により 超音波の伝搬状態を目的に合わせた設定にできます 精密洗浄、ナノレベルの乳化分散、超音波加工・・・・ 3:超音波とマイクロバブルによる表面処理は 金属(刃物・工具・・・精密部品・・)に対する 応力緩和(表面残留応力の緩和)以外に ミクロンレベルのバリ取りを実現しています 秘密保持契約・・・により公開できませんが 新素材開発やコーティング・メッキ・・・・・に実績があります 今後、3Dプリンター・・・各種樹脂・金属(を含んだ新)素材への 新しい応用(均一化、表面処理、洗浄・・・)に可能性を考えています
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ガラス瓶を利用した超音波分散 (少量のアルコールで分散する事例もあります)
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自動溶接機の音圧データ
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アイデア:溶接後の超音波を利用した冷却管理(制御) 参考 超音波発振システム(1MHz、20MHz) http://ultrasonic-labo.com/?p=18817 超音波の音圧測定解析システム(オシロスコープ 100MHz タイプ) http://ultrasonic-labo.com/?p=17972 超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターNA」 http://ultrasonic-labo.com/?p=16120 超音波システム(音圧測定解析、発振制御) http://ultrasonic-labo.com/?p=19422 以上