ファインバブルと超音波による、表面処理技術
■ 具体的な経験の内容
超音波システム研究所は、
超音波とファインバブルを水槽内で制御する技術を応用して、
各種材料・部品表面をメガヘルツの音響流で刺激する技術を開発した。
特に、残留応力の均質化は、多くの成果に発展している。
<<脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置>>
1)ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させる。
2)キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生する。
上記が脱気液循環装置の状態。
3)溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなる。
4)適切な液循環により、
20μ以下のファインバブル(マイクロバブル)が発生する。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態。
5)上記の脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
ファインバブル(マイクロバブル)を超音波が分散・粉砕して
ファインバブル(マイクロバブル)の測定を行うと
ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなる
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態。
6)超音波を安定して制御可能な状態に対して
オリジナル製品:メガヘルツの超音波発振制御プローブにより
メガヘルツ(1-20MHz)の超音波を発振制御する。
音圧レベルの制御方法は、液循環とメガヘルツの超音波の
オリジナル非線形共振現象(注1)をコントロールすることで
効果的なダイナミック状態に設定・制御する。
注1: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
■ 実績や成果
<<コンサルティング対応>>
超音波とマイクロバブルを利用した
表面処理(音響流制御)技術をコンサルティング対応として
以下の事項を提供
1:原理の説明
2:具体的な装置の説明(必要であれば設計・製造)
3:操作方法・作業ノウハウの説明
4:新しい超音波利用技術の説明
実績・事例
1:超音波水槽の表面改質
2:超音波振動子の表面改質
3:超音波めっき処理
4:超音波加工・溶接・・
■ そのときの課題、その課題をどう乗り越えたか
超音波洗浄に関するコンサルティング対応の成果として検出
■ 業界構造(トレンド/主要プレイヤー/バリューチェーン等)の知見の有無
知見の有
■ 関連する論文やブログ等があればURL
樹脂・金属の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
■その他
地域: 日本国内
役割: コンサルティング
規模: 数名から数千人
プロフィール 詳細を見る
職歴
超音波システム研究所
- 代表 2008/8 - 現在
このエキスパートのトピック
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3MHz~20MHzのスイープ発振制御による表面処理について話せます
¥30,000~■背景 超音波システム研究所は、 超音波の測定解析が容易にできる 「超音波テスターNA(推奨タイプ)」と 超音波の発振制御が容易にできる 「超音波発振システム(20MHz)」 をセットにしたシステムを製造販売しています。 オリジナル製品: システム概要(推奨システム) 超音波システム(音圧測定解析、発振制御 100MHzタイプ) システム概要(超音波テスターNA) 内容 超音波洗浄機の音圧測定専用プローブ 1本 超音波測定汎用プローブ 1本 オシロスコープセット 1式 解析ソフト・説明書・各種インストールセット 1式(USBメモリー) 特徴(標準的な仕様の場合) *測定(解析)周波数の範囲 仕様 0.1Hz から 10MHz( 10MHzタイプ) 仕様 0.1Hz から 100MHz(100MHzタイプ) *超音波発振 仕様 1Hz から 100kHz( 10MHzタイプ) 仕様 1Hz から 1000kHz(100MHzタイプ) *表面の振動計測が可能 *24時間の連続測定が可能 *任意の2点を同時測定 *測定結果をグラフで表示 *時系列データの解析ソフトを添付 システム概要(超音波発振システム(1MHz、20MHz)) 内容(20MHzタイプ) 超音波発振プローブ 2本 ファンクションジェネレータ 1式 操作説明書 1式(USBメモリー) 特徴(20MHzタイプ) *超音波発振周波数 仕様 20kHz から 25MHz ■話せること 3MHz~20MHzのスイープ発振制御による表面処理 (表面残留応力の緩和・均一化技術) 超音波プローブの発振制御による表面弾性波を利用した、表面改質技術 超音波システム研究所は、 2台のファンクションジェネレータを利用する 全く新しい超音波のダイナミック制御技術を開発しました。 2種類の異なる波形による(スイープ)発振により、 超音波の非線形現象をコントロールする技術を実現します。 この技術を応用して、 部品の表面残留応力を緩和する具体的な方法を開発しました。 上記の技術について基本的な方法(注)を説明できます 注:超音波発振システム(20MHz)を利用した表面処理方法 利用に関する注意事項・・・他 詳細な製造ノウハウ・・・は、別途対応となります ■その他 自動車部品での成功事例(スキルの範囲) 保守・メンテナンスへの応用事例
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超音波の音圧測定解析システムの製造技術について話せます
¥30,000~■背景 2008年8月 ****研究所 設立 2010年 超音波の音圧測定解析システムを開発 (コンサルティング対応において利用) 2012年 超音波の音圧測定解析システムの製造販売開始 2021年 継続して製造販売中 国立大学、研究機関、大手メーカーの研究部門、・・での超音波の研究に利用 工場・・での超音波機器の管理に利用 ■話せること 1)製造方法、製造ノウハウ 2)解析方法、解析ノウハウ 3)音圧測定方法、測定ノウハウ ■その他 現在、超音波機器の測定以外に 工作機械、乗り物、建物・・・各種振動の測定解析でも成果が増えています
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超音波美顔器の表面改質(表面残留応力緩和)技術について話せます
¥30,000~■背景 2008年8月~現在 超音波とマグネットポンプを利用したウルトラファインバブル発生装置について 製造・コンサルティング対応しています コンサルティング事例として 超音波美顔器の測定対応があります 50機種以上の測定経験から、 超音波とマイクロバブルによる表面付近の 1)残留応力を緩和する技術 2)ミクロなバリを除去する技術を 超音波美顔器に適応させる方法を開発(公開)しました。 ■話せること 超音波とマイクロバブルを利用した 表面処理(応力緩和)技術のコンサルティング対応として 以下の事項を提供します 1:原理の説明 2:具体的な装置の説明 3:操作方法・作業ノウハウの説明 4:新しい超音波利用技術の説明 ■その他 実績・事例 1:超音波水槽の表面改質 2:超音波振動子の表面改質 3:金属部品の表面改質 板金部品、ネジ、ボルト、ナット・・・ 4:樹脂部品の表面改質 レンズ、コーティング・塗装部品、・・ 5:ガラス・セラミック・樹脂部品の表面処理 6:熱処理した部品の表面処理 溶接部品、鍛造部品、ダイキャスト部品・・・