耐候性ニトリルゴム(硬質ＭＳＲ)切断テスト：ホビー用超音波カッターZO-80

2021.06.09

超音波カッター

昨日(火曜)19:00～20:00　東三河で働く人のための番組、やしの実FM「WORKer WORKout」を聞いて頂いた皆様、ありがとうございました。
番組内で話しましたが、明日10日(木曜日20:00～)、FMやしの実の番組「さとかほLAB」パーソナリティ　佐藤佳穂（SKE48）さん〈協賛スポンサー：メガワールド、吉田商会、アシュランス三河、丸正、住宅情報館〉にゲスト出演します。

お時間ありましたら、お聴きください。

FMやしの実
http://www.843fm.co.jp/

皆さん、こんにちは。
超音波で未来をつくる・・・エコーテック(株)マーケッターのKOUKIです。
豊橋でモノづくりに興味を持ってもらう人を増やす活動中です。
豊橋工専高校模型部(もけ部) 校歌 4/13リリース　https://youtu.be/Ni0I5v00LiI
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モードと硬度の違いによる切断時間に興味を持つ

私の場合は、お客様からの切断依頼があり、見てもらうために動画をとります。
今日は、切断評価治具を作成した担当が、自身の興味を持ったテーマで試験を行った結果をご紹介します。
但しN数は少ないため、傾向を把握して頂く例として見て頂ければ幸いです。

目的

ゴム素材でホビー用超音波カッターZO-80のどのモードを使えば良いかの傾向を確認する。

試験条件

使用したもの：切断評価用治具(社内製)、ストップウォッチ、ホビー用超音波カッターZO-80
条件：
・ゴム系素材(長さ180mm、厚さ3mm)を切断出来る時間を計測する
・ホビー用超音波カッターZO-80の刃をゴム系素材にあてる角度は、下記図のようにする。

・切断にかける力(加重)は、1kgとする。

測定結果

１．切断対象物：硬質MSR(耐候性ニトリルゴム)　硬度：90

L=180mm,t=3mm	1回目	2回目	3回目	平均
Normalモード	2分31秒	2分17秒	2分22秒	2分23秒
Highモード	28秒	35秒	33秒	32秒
SuperHighモード	8秒	7秒	7秒	7秒

２．切断対象物：MSR(耐候性ニトリルゴム)硬度：60

L=180mm,t=3mm	1回目	2回目	3回目	平均
Normalモード	1分47秒	1分48秒	1分45秒	1分47秒
Highモード	32秒	33秒	33秒	33秒
SuperHighモード	16秒	13秒	12秒	14秒

3.切断対象物：NBR(ニトリルゴム) 硬度：70

L=180mm,t=3mm	1回目	2回目	3回目	平均
Normalモード	1分16秒	1分17秒	1分17秒	1分17秒
Highモード	24秒	24秒	24秒	24秒
SuperHighモード	9秒	9秒	9秒	9秒

考察：

同一、類似ゴム素材硬度別切断にかかる時間比較を下記表にまとめる。

	硬質MSR 硬度：90 (耐候性ニトリルゴム)	硬質MSR 硬度：60 (耐候性ニトリルゴム)	NBR　硬度：70 (ニトリルゴム)
Normalモード	2分23秒	1分47秒	1分17秒
Highモード	32秒	33秒	24秒
SuperHigh	7秒	14秒	9秒

上記表から、この条件下では、
・Normalモードにおいて最も切断にかかる時間が短かったものはNBR(硬度：70)であった。
・Highモードにおいて最も切断にかかる時間が短かったものはNBR(硬度：70)であった。
・SuperHighモードにおいて最も切断にかかる時間が短かったものは硬質MSR(硬度：90)であった。
・どの材料でも、切断時間がかかる順としては、Normalモード→Highモード→SuperHighモードという順であった。

面白いのは、硬質MSRの比較である。
硬度が高い方が硬いのだが、硬度90度の方が硬度60度よりも秒数が早く切断出来ている点である。
柔らかければ切りやすい印象を持つが、振動することで摩擦熱を応用する超音波カッターでは、ある程度硬い方が切断しやすいということなのか？と思われる。

■追加試験：ウレタンゴム　180mm、厚さ3mm

硬度70度	1回目	2回目	3回目	平均
Normalモード	切断不可
Highモード	5分で68mm切断
SuperHighモード	5分13秒	5分46秒	5分39秒	5分33秒

硬度90度	1回目	2回目	3回目	平均
Normalモード	切断不可
Highモード	5分で35mm切断
SuperHighモード	5分で83mm切断

■まとめ

ウレタンゴム (エーテル系)	硬度：70	硬度：90
Normalモード	切断不可	切断不可
Highモード	5分で68mm切断	5分で35mm切断
SuperHighモード	5分33秒	5分で83mm切断

この材料では、硬度70の方が切断しやすいという結果が得られた。
先ほどは、「柔らかければ切りやすい印象を持つが、振動することで摩擦熱を応用する超音波カッターでは、ある程度硬い方が切断しやすいということなのか？」と考察したが、この材料では、柔らかい方が切りやすいという結果であった。

同じ材料、違う硬度。
同じ硬度、違う材料。
材料の溶融温度や他の条件。
刃の種類、刃の角度、かける重さなどによってこの数字がどう変化するのか？
より多くの素材を試験していくことで見えてくることがあるのでは？と期待が持てる。
本多電子は、豊橋技術科学大学のインターンシップを毎年受け入れているが、こういった切断に関して研究・論文を書きたい学生がいたらぜひ当社のインターンシップに応募して欲しいと感じます。

こういった事も技術職の仕事です。

当社では、技術職は機械の開発・設計・量産立ち上げなど技術的な事を全般的に行う人を指しますが、上記のような性能評価も技術職の仕事となります。

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どこで超音波カッターを買えばいいのか？

「超音波カッターはどこで買うのでしょうか？」というご質問を良くお聞きします。
法人であれば、超音波洗浄器やビーカーなどを購入する機械工具商社や理化学商社経由で超音波カッター(本多電子)と言って見積もり依頼をかけて下さい。
ルートがなければ、理化学機器専門サイトTECH-JAMや、当社(エコーテック)直営店舗又は全国の模型店で購入が可能です。
※ホビー用超音波カッターは、プラモデルなどを加工する工具として模型流通で販売してきましたが、現在は、多くの企業で利用されています。
また、当社運営の楽天市場店、AMAZON店又は、本サイトでも購入可能です。

本多電子ルートでは、ホビー用超音波カッターZO-80を法人・大学に購入前のテストをされたい方に無償貸出(営業が訪問の場合も有)を行っております。
貸出をされたい方は、本多電子(株)産業機器事業部WEBサイトから貸出依頼を行って下さい。

超音波カッターとは

超音波振動を刃に伝搬し、摩擦係数を少なくし、切断しやすくするツールです。摩擦熱も利用していますので溶かして溶着することや、研磨砥石をつけて磨いたりできます。
超音波カッターZO-30プラ(スイッチを押している時のみ動作)

超音波カッターZO-40レジン（スイッチを押している時のみ動作)

ZO-40レジン

超音波カッターZO-41-2(ノーマル、ハイモード切替)　

ZO41_2

超音波カッターZO-80(業務用に近い切れ味、現段階ホビー用では最上位機)

超音波カッターZO-91(海外向けホビー用超音波カッター　ZO-41ベース)

■進行中のKOUKIプロジェクト202010-202109
A：ホビー用超音波カッター市場　倍増計画
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　→　空間除菌を否定するメディアにより苦戦中
C：WEB-SHOP パートさんで年間1億円
D：自己向上をして互恵力アップ/講師他
E：中小企業の情報発信力強化(メディア)
・FMやしの実毎週火曜日19時～ビジネス番組出演中
・エコーテックニュースリリース
F：読んだ人がワクワクするブログへの道
G：やりたいことを見つけるお手伝い
H：地域貢献からビジネスチャンスを！
・豊橋工専高校模型部(もけ部)プロジェクト
　もけ部活動記録集（1,200円）販売店舗：精文館書店本店　豊川堂カルミア店
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　配信サイト　夢の道標 by 豊橋工専高校模型部 – TuneCore Japan (linkco.re)
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　当社は、愛知県豊橋市にある1956年創業の超音波技術を用いた機器を製造するメーカー　本多電子(株)内にある企業です。新規市場創造を行なう企業として1999年10月に設立されました。何か問題や改善を検討中の方で、「超音波でこんな事出来ない？」と思いついたら、気軽にご相談下さい。
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