ポリプロピレン(PP樹脂)の加工/ホビー用超音波カッター

先日出展した国際プラスチック工業展(IPF2023)では、ホビー用超音波カッターを体験した多くの方からＰＰ(ポリプロピレン)樹脂の切断は出来るか？という問い合わせを頂きました。
会場では、ホビー用超音波カッターでは、苦手な材料と話をしていましたが、ペットボトルキャップなどは簡単に切れるため、板材での加工テストを実施しました。

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。
超音波メーカー本多電子(株)の新規市場開発を行う部門として1999年に法人化されたエコーテック(株)で、市場をつくる仕事を長年担当しています。

20231001～20240930は、以下３つの行動を意識して動いています。
(1）用途からニッチ市場づくり
・ホビー用超音波カッター
・超音波霧化器＆超音波霧化ユニット
・新製品(準備中)
(2)海外比率50%化への挑戦を邪魔する国内需要増加
・海外担当の後輩君の壁になるため、今期並みの数字(17％)になるように裏売上目標を設定
(3)リクルートを考えた地域活動(2025年新卒を1名、エコーテック(株)で採用)
・キャラクターコンテンツ　豊橋工専高校模型部(もけ部)
・モノづくり漫画校歌　「夢の道標」配信中
・高校生モノづくり全国大会　ユースモデリングコンテスト豊橋
・豊橋市のふるさと納税返礼品に超音波カッターが登録されています。
・地元ラジオのビジネス番組でFM843パーソナリティーとして出演中
・三遠ネオフェニックス シルバースポンサー
・豊橋技術科学大学ロボコン同好会「とよはし☆ロボコンズ」スポンサー
・戦略MQ会計研修を使った人材育成

PP樹脂1mm、２mm、３mmの切断動画

ポリプロピレン切断試験(1mm,2mm,3mm)

設計のY君から実験レポートがあがってきましたので、ご紹介します。
※社内試験のため、参考情報としてみてください。

PP樹脂板の1mm、2mm、3mmを各機種で条件ごとに切断し、切断にかかる時間を測定した。
試験条件：
　ホビー用超音波カッターZO-30プラⅡ、ZO-40レジン、ZO-41Ⅱ、ZO-80Ⅱを切断試験用治具に取り付け 動作させた状態でPP樹脂板に加重をかけ、その際切断にかかる時間を測定する。
　刃は標準刃と薄刃の2種類で切断試験を行う。
　PP樹脂板は長さ180mm、厚みは1mm、2mm、3mm。
　樹脂板に対する加重は1kgと2kg。
　刃は標準刃(板厚0.4mm)と薄刃(0.15mm)でそれぞれ試験を行うが、薄刃が使える機種・条件は 「ZO-30プラⅡ」、「ZO-41Ⅱ Normal」、「ZO-80Ⅱ Normal」の3つとなる。
　切断にかかる時間を測定した後、手でハンドピースを持ってPPを切断し顕微鏡で断面の溶け幅を確認する。
　その際加重は考慮しない。
　顕微鏡の倍率は20倍。

素材：
・PP樹脂板はコウベポリシートのナチュラルを使用。
　1mm厚は品番がPP-N-AN。
　2mm、3mm厚は品番がPP-N-BNでオレフィン系。

■試験結果1mm

試験担当者コメント：
PP樹脂板1mm厚であれば、時間のかかり方に差はあるが、どの機種でも標準刃で問題なく切断できた。
そして、加重は1kgよりも2kgの方が効率よく切断できており、溶け具合を視野に入れないのであれば、ZO-41Ⅱ、ZO-80ⅡのHighモードやSuper Highモードが特に有効。
薄刃(板厚：0.15mm)に関しては治具に搭載した際に切断しながら反れてしまうため、明確な切断の記録は残せなかった。
標準刃よりも刃が薄く、樹脂板に入りやすいため、切断にかかる時間と断面の溶け具合(仕上がり)は向上する可能性がある。
実使用で品質管理担当者が分割を行う際は、有効だと判断できる。

■試験結果２mm

試験担当者コメント：
PP樹脂板2mmからは、機種とモードによって切断可、不可がわかれた。
ZO-80ⅡのHighモード、Super Highモードであれば切断は可能。
その一方で、ZO-41ⅡのHighモードはオーバーヒートで停止してしまった為、使用は難しいと思われる。
ZO-30プラⅡ、ZO-40レジンは切断がかなり困難と言える。

PP樹脂板2mmでも、治具に搭載した場合、薄刃は反れてしまったが実使用においては標準刃よりも切断しやすい傾向にあるといえる。

■試験結果3mm

試験担当者コメント：
PP樹脂板3mmになってくると、ZO-80ⅡのHighモード、SuperHighモードでも電流値の上限の関係などから切断が厳しくなり、時間もかかる。
薄長刃で切断した場合は標準刃よりも刃が入りやすいが、治具に搭載しての切断は反れてしまい難しく、実使用では有効。

■まとめ(治具での切断：加重1kg/2kgの場合)
・PP樹脂 1mm厚は、全機種切断が可能。
・PP樹脂 2mm厚は、ZO-80ⅡのHighモードとSuperHighモードであれば切断可能。
・PP樹脂 3mm厚は、ZOシリーズではかなり時間がかかり不向き。

※今までユーザーにはホビー用超音波カッターZOシリーズは、PP樹脂を切断するのは不得意だと伝え、工業用メーカー製を紹介していたが、 PP樹脂の厚みや種類など条件を指定した場合には切断が可能なものもあると回答出来るようになった。
なお、2mm厚ならば、ZOシリーズではZO-80Ⅱを推奨モデルとする。

ポリプロピレン樹脂、ホビー用超音波カッター切断時の溶け確認

PP樹脂１mm,2mm,3mmを、ホビー用超音波カッターのハンドピースを手に持って切断し、その時の断面を顕微鏡で撮影し、切断後の溶け幅を観察した。

■まとめ(試験担当者コメント)
・標準刃よりも薄刃、薄長刃の方がPPへの切断にかかる時間と切断面の溶け具合(仕上がり)が向上することから薄刃が適していると考える。
・断面の溶け幅は、切断対象の厚さに関係があり、厚さが増すごとに溶け幅も大きくなる。
　これは刃の通り道を作るために、素材を外側へ押し出すために必要な量が厚みを増したことで増えたためだと考えられる。
・ZO-41ⅡのHighモード、ZO-80ⅡのHighモードとSuperHighモードは振幅が大きくなっているためそれに伴い溶け幅が大きい傾向になっている。
・薄刃を使用した際の溶け幅は標準刃に比べて全体的に小さい傾向が見えており薄刃はなるべく溶かしたくない部分に使用が適していることがデータとして視覚化することができた。(上記薄刃の写真と標準刃の写真の違いを参照)
・溶け幅が大きくなっている箇所は切り始めと切り終わり部分に多く見られた。
　切り始めは刃が入るまでに素材が摩擦熱で温められ、その分だけ溶ける幅も大きくなっているのだと思われる。切り終わりは今まで切り進めるために押しのけられていた樹脂が最後に溶け幅として現れているのだと考える。

PP樹脂のゲートカット、商品の品質管理に！

日本プラスチック工業連盟の統計データを見ると、2022年(R4)ポリプロピレン樹脂の原材料生産は、2,120,222(t)と数ある樹脂材料の中でポリエチレンについで2番目の生産量となっています。
その分、射出成型生産量も多いと推測され、ポリプロピレン樹脂のゲートカットや製品検査、手直、改造などの加工は多いと思われます。

ポリプロピレン樹脂は、熱可塑性樹脂。
熱を加えると変形する特徴を持ちますので、超音波カッターでは相性が良いはずなのですが、耐熱温度が高いためなのか、機械的強度が優れているため表面が硬いと言われているため、刃を締め付けてくる感じで切るのが難しいと感じます。

ただ刃が入り出せば、すっと切れていくため素材の特性なんだと思います。

YouTubeにアップして良い素材であれば切断テストOK！

エコーテックYouTubeチャンネルでは、400本以上の動画がアップされていますが、そのほとんどが、お客様からの依頼で切断をしてるテスト動画になります。

当社では、動画をアップして良い素材であれば4機種で切断をした様子をYouTubeでアップし、替刃も含めた形でご提案させて頂いています。
ご希望の方は、お問合せフォームに切りたい素材などの情報を記載しお送り下さい。

素材が外に持ち出せず、自社で評価テストをしたい企業の方は、当社グループ会社 本多電子(株)産業機器事業部の貸出機サービスをご利用下さい。
貸出機サービスについて｜産業用製品｜製品情報｜本多電子株式会社 (honda-el.co.jp)
※見積、営業対応も産業機器事業部経由となります。

ホビー用超音波カッターとは？

ホビー用小型超音波カッターは、2001年世界で初めてUSW-333を市場投入し、長年ホビー業界を中心に市場を作ってきました。
手に持つハンドピース内の超音波振動子を駆動することで微振動を発生(手には感じません、音もしません。)させ、その微振動を刃固定具を介して刃に伝え、刃＋微振動＋微振動による摩擦熱を使い、切断を補助する軽作業用工具です。

基本は刃で切りますので、刃で切れないものは、切れません。
最近では、様々な替刃が登場し、振動を利用した研磨・砥石など磨きに使ったり、摩擦熱を利用した溶着で利用する方もいます。
専用の超音波研磨機、超音波溶着器の簡易版としてご利用頂いています。
ガシガシ力任せに切断したい方は、当社の機械は不向きですので、他社製の工業用超音波カッターをご採用下さい。
※当社機械は、超音波振動子は親会社　本多電子(株)の焼成炉で焼き、製造は豊橋市内で行っている日本製になります。

現在販売中の機種は４機種

超音波カッターZO-80-2(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-41-2(ノーマル、ハイモード切替)　売上NO1　

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-30プラⅡ(2022/8/24新発売)

こんなものが切れないか？と思ったら・・・

エコーテックチャンネルでは、動画を400本以上アップしています。
「素材名＋超音波カッター」で検索して頂ければ、ある程度出るようになっています。
ご自身が切断したいものを探して頂き、切っている動画があればそれを参考にしてください。
ホビー用小型超音波カッターは、替刃が40種類あり、素材ごとに機械と替刃の組み合わせや刃の入れ方・動かし方などが違います。
出来れば、いつも使っている材料を持参して当社が出店しているイベント会場に来ていただけたらより一層使う場所のイメージが膨らむと思います。
イベント情報はブログ下に掲載していますので、ぜひご来場ください。

超音波カッターのレンタルや貸出機について・・・

当社では、レンタル機・貸出機をご用意していません。
当社(愛知県豊橋市)に訪問頂くか、サンプルをお送り頂いてのテストとなります。
・当社でのテスト評価ですが、切っている様子などを見て頂くため、YouTubeに動画でアップして良い素材のみお受けしております。
・すでに切断をしている素材、板厚であればそちらをご確認ください。

※お問い合わせフォームからどのようなものを切断したいか書いてご相談下さい。
・刃を長くする事は出来ません。
・ホビー用ですので、インラインに入れてのハードな使い方は出来ません。

※法人様であれば、グループ会社　本多電子(株)産業機器事業部が標準刃仕様であれば貸出機をご用意しております。
下記リンク先からお申し込みください。
本多電子(株)産業機器事業部貸出機サービス

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？」というご質問が増えてきました。
現在大きく2系統の流通があります。

・当社ルート：主に模型問屋様経由模型店
・親会社(本多電子)ルート：主に機械工具商社様、理化学商社様、計測機器商社様経由

法人であれば、ほぼ親会社(本多電子)ルートになります。
お取引先様で、超音波洗浄器やビーカーなどが購入できる機械工具や理化学を扱っている企業様に、「本多電子の超音波カッター」と言って見積もり依頼をかけて下さい。

もしルートがなければ、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(当サイトの各商品ページから購入可能)又は全国の模型店で購入が可能です。
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。
※当社との取引は現金先払い又は代引きとなります。

エコーテック25年卒新卒採用について

エコーテックでは、25年卒新卒採用1名(営業事務)を募集しています。
採用活動は、グループ会社本多電子と一緒に動きます。
採用情報｜本多電子株式会社 (honda-el.co.jp)
※エコーテックのみ応募、本多電子又はエコーテックに応募を採用担当にお伝え下さい。
※どんな仕事なのかなどを聞きたい場合はお気軽に私(三浦)までお問合せ下さい。
※当社採用情報についてはこちらにまとめてあります。
※大学、専門学校の採用担当者の方は、ブログの内容で当社に会いそうな学生がいましたらお気軽にお問合せ下さい。

FM84.3MHz　番組マーケッタとして出演中！

FM84.3MHz workerworkout
豊橋駅前ココラスタジオから生放送！
毎週火曜日夜19時～20時に番組マーケッターとしてKOUKI出演中です。
番組名：東三河で働く人のための番組「WORKer WORKout」
放送日：84.3MHz 毎週火曜日　19:00－20:00　12/5,12,19,26

2024年01月6日(土) 豊橋消防出初式

令和６年豊橋市消防出初式を開催します！/豊橋市 (toyohashi.lg.jp)
日時：令和６年１月６日（土曜日）午前１０時から午後１時まで
場所：まちなか広場及びその周辺（豊橋市駅前大通二丁目８３番地）
市内の消防関係者が一堂に集い、無火災・無災害を祈念しまして、新春恒例の消防出初式を実施します。
当社もファイアーヒーローズバッチ、ファイアーデオドライザー(除菌消臭スプレー)、ファイアールーラー(ベスト定規0.5)を販売致します。

2024年1月19日(金)100人カイギ豊橋ゲストスピーカーとして参加

地域にゆかりのある人が、仕事や活動を発表するトークイベント「豊橋市100人カイギ」。
第3回のゲストスピーカーの1人としてマーケッターKOUKIが参加します。
10分しか話が出来ませんので、色々やっている中で１つだけ話をしたいと思います。
交流会も参加しますので、お気軽にお声がけ下さい。
舞台芸術のチカラを人に、まちに。穂の国とよはし芸術劇場プラット (toyohashi-at.jp)

2024年1月20日(土)、21日(日)三遠ネオフェニックスホーム戦

三遠ネオフェニックス (neophoenix.jp)

2024年1月27日(土)、28日(日) ユーモ豊橋2024

50cm×50cm×50cmの空間を使って自分を表現する高校生・高専生のモノづくり全国大会「ユースモデリングコンテスト豊橋2024」に出場する15チームが決定！
ココニコにご来場頂いた皆様の投票で優勝校が決定します！

詳細は、ユースモデリングコンテスト豊橋ホームページを見て下さい。
モノづくり高校生を応援して頂ける協賛企業も募集中です！

2024/2/01-02 2日間コース　戦略MQ会計研修　

浜松MG202209

戦略MQ会計研修は、西研究所西順一郎先生が考案した企業をデフォルメし、経営感覚を鍛える研修の外部講師として参加しています。
興味のある方は、お早めにお申し込み下さい。
お申し込み先：税理士法人BETTあかつか事務所 浜松MG事務局　大石・山本まで
(電話053-424-6001 営業時間8:30～17:30 休業日：土日祝日）
2023年9月開催の結果と参加者の感想(一例)はこちら

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豊橋工専高校模型部(もけ部)とは、
豊橋のものづくりをPRしようと2016年4月から取り組んでいる当社キャラクターコンテンツ。
豊橋のPRになれば、イラストは、ロイヤリティ無しで利用して頂いています。
ぜひ、多くの企業の方と豊橋工専高校模型部(もけ部)を通して、地域ＰＲが一緒に出来たらと思っています。
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