ultrasonic

超音波加工について

硬脆性素材や難加工材料の加工に最適
岳将の超音波技術があなたのお悩みを解決します

  1. 品質向上

    脆性材料を微細に破壊しながら加工を行うことで、ワークへのダメージを最小限に抑制し、高品質加工が可能です。

  2. コスト削減

    加工時間の短縮・加工抵抗の低減による工具刃先寿命が延長することにより、コスト削減に繋がります。

  3. 細深穴加工

    超音波加工機を使用することにより、他の方式では硬脆性材料や難加工材料への細深穴加工を実現します。

超音波スピンドルは40kHzの場合、毎秒40,000回の超音波振動(振幅両2μm~6μm)と回転運動により
硬脆性材料や難加工材料の加工に最適です。

このような素材加工に活用されています
  • サイアロン
  • サファイア
  • シリコン
  • ジルコニア
  • ジルコニアセラミックス
  • テンパックスガラス
  • 炭化ケイ素(Sic)
  • 石英ガラス
  • 超硬合金
  • 青板ガラス
超音波加工例
  • 形状加工
  • 小径加工
  • 深穴加工
  • 面取り加工
  • ネジ穴加工
  • 溝加工
  • めねじ加工
  • 微細加工

超音波ロータリー加工機の特徴

超音波を加工機に利用すると、超音波が生み出す振幅により、加工機による研削・切削に加え、
材料を精細に破砕していく事が可能になります。
そのため加工抵抗/ワークダメージの低減、砥石の目詰まり/目つぶれ低減など、特徴的な効果が得られます。
また、超音波を切削に利用した場合、構成刃先防止、切削バリの低減などの効果が得られます。

  1. ワークダメージの減少
  2. ツール(砥石)寿命の延長
  3. 加工スピードアップ
高品質、高能率加工の実現

ワークダメージの減少

超音波ロータリー加工方式では、砥石が半径方向に1μm~5μmの振幅で1秒間に4万回振動します。
この効果により、加工表面化の残留ダメージ層(クラック、欠け)等が激減します。

ワークダメージの減少イメージ

脆性材料を微細に破壊しながら加工を行うことで、ワークのダメージを最小限抑制します。
「欠け」「チッピング」はもちろん、ワーク内部への「微細クラック」を激減させます。

チッピングの比較

加工条件
  • ワーク:単結晶シリコン(t=5.0mm)
  • ツール:ダイヤモンド電着砥石(Φ=1.0mm #400)
超音波無超音波有
最大チッピング 約0.07mm最大チッピング 約0.02mm

ツール(砥石)寿命の延長

超音波ロータリー加工方式では、砥粒に強力な加速度が発生します。
また、クーラントにキャビテーション減少が発生する事で切くずによる目詰まりが減少します。
さらに、砥粒とワーク間には微細振幅による隙間ができ、
常にクーラントが流れ込むため、切りくずの排出性が飛躍的に向上します。

切りくずが飛散し目詰まりが起こりにくいため、砥石の寿命が10倍以上に延長

  • 40kHz超音波発振による強力な加速度
  • キャビテーション現象の発生
  • クーラントの常時流入
砥寿命の延長

チッピングの比較

加工条件
  • ワーク:青板ガラス(t=10.0mm)
  • ツール:ダイヤモンド電着砥石(Φ=2.0mm #140)
  • 回転数:6,000rpm
  • 加工深さ:3.0mm
  • 加工穴数:10穴
超音波無超音波有
激しい目詰まり発生良好な電着面を維持

加工スピードアップ

超音波ロータリー加工方式では、超音波振動の効果により、主軸送り速度を驚異的に増大できます。
これにより、加工スピードが既存加工方式の2倍以上アップします。

加工スピードアップイメージ
  • ワークダメージ減少
  • 砥石目詰まり減少
砥石送り加工速度の向上
ツール取替え回数の低減

40kHz超音波ロータリー加工方式では1秒間に40,000回の振動を行います。
この驚異的な振動により発生する加速度は約320,000m/s2になり、重力加速度9.8m/s2の32,000倍以上に達します。
超音波ロータリー加工方式ではこの強大な加速度による打撃効果を最大限に活用し
脆性材料を微細に破壊しながら高効率で加工を行います。この効果により、加工時間は従来より2分の1以下に減少します。

ガラス0.7t 面取り加工テスト

超音波専用磁石
使用砥石:#400
砥石回転数:6000min
送り速度:16m/min
切込み量:0.15mm/1回
超音波波振幅:3~4µm
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