超音波バリ取り・超音波洗浄は理論と実績の株式会社ブルー・スターR&D

以下、plastics-japan.comのHPから　引用しました。（＊～＊の間。）

次世代自動車・EV、HEV、PHEVの主な新規部品の＊代表的なものは、インバータ、モータ、PCU(パワーコントロールユニット)、LiB（リチウムイオン電池）本体、電気二重層キャパシタなどがある。

HEVやEVにおいて、モータを駆動させるために二次電池の出力を制御する部品群を示す。二次電池の電圧を650Vまで上げる昇圧コンバータ、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ、コンデンサなどで構成される。これらの部品のハウジングには、エンプラ系材料、特にPPSが、電気的性質、耐熱性、耐湿熱性等に優れていることにより使用されている。比較的大型な部品のため、PPSの使用量は数千トンと達すると言われている。

インバータは電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換し、変換する際に車速やシステム制御に必要な周波数をつくりだし、モータ回転数、駆動トルクや電力を制御し、車輛の加減速を行う部品である。＊

PPSは、成型時に　バリの発生を避けることが出来ない。超音波バリ取り装置は、PPSの様な硬く薄いバリ除去に最適なバリ取り手段で、現在も　納入台数の５０％が、PPSのバリ取り装置である。PPS超音波バリ取り洗浄装置は、電気自動車の時代のなくてはならないバリ取り手段である。

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サーミスタ、温度・湿度・風速センサー用セラミックスのバリ取り洗浄に　当社の２５KHｚの同時多重波超音波を使用すると、セラミックス表面が傷んだり、角が、欠けてしまって製品にならない場合がある。繊細なセラミックス表面を傷めず、バリ取りと洗浄だけできないか、超音波の周波数、超音波音圧密度を検討していたところ　４０KHｚ～275KHｚの同時多重波で、一定の音圧密度にすると、バリ取り洗浄が出来て、表面、角を傷める事がないことが分かった。

バリ取りでは、あまり、利用される事のなかった４０KHｚ～275KHzの同時多重波超音波であるが、繊細な電子部品に有効であることが分かったので、ここに報告いたします。

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樹脂モールド成型後に発生する樹脂バリは、リードフレームに密着していて　非常に取りにくく、当社の強力な超音波をかけても　容易に除去できず、生産処理速度に対応できないことが多かった。

この度　新しい超音波照射方法の開発により、超短時間で、樹脂モールド後のバリ取り洗浄が出来るようになった。リールToリールの多連でもできるし、カセットに　１００枚以上立てかけても　おおよそ１分あれば除去できる。　生産性を大幅に向上させ、環境にも安全な、新しいバリ取り洗浄システムである。随時実験を受け付けている。

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耐熱性・耐薬品性に　優れた、スーパーエンプラ保持器のバリ取りは、従来のバレル研磨などでは、除去が大変難しい。超音波バリ取り研磨装置は、PEEK,PPS製の保持器（リテーナー）のバリ取りにも、その能力を発揮している。１回に　3000個～数万個の同時処理も可能である。水しか使わないため、管理も容易で、機械操作に特別な技術は　要らない。　従来のバレル研磨と異なり、軽作業で、クリーンな環境で　作業を行うことが出来る。

爪付波形保持器も同様に処理することが出来る。ただし、材質が、冷間圧延鋼板（SPCC)の場合は、水でバリ取りしている最中は、水中に酸素が乏しいので錆びないが、乾燥工程で、錆が発生しないとも限らないので、超音波バリ取り槽の水に防錆剤を入れておく。そうすることにより、乾燥工程で　錆びる事はない。ただし、長期間防錆が必要な時は、乾燥後、防錆油に浸漬していただく。ベアリング内径2mm～17mmのミニアチュア、小径、小形玉軸受用保持器の場合は、1回の処理量は、5000個～数万個可能である。処理タクトは、1ロット15分程度。必要処理用と　仕上げレベルにより、カゴの大きさを決定する。

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高圧ポンプ使って、液中に噴流を作り、その時にできるキャビティーション（空洞崩壊現象）時の衝撃力で、ショットピーニングに代わるいわゆる金属表面の改質を　目的とする技術をキャビティーションピーニングという。

その事を最近、お客様から、教えていただきました。お客様は、噴流キャビティーションで、ピーニングが可能なら、超音波で出来るのではないかと言うのです。まして、当社は、簡易測定で　信じがたい大きさのキャビティ（微小真空核群）直径１０ｍｍを達成しているのですから。

ただ、噴流型のキャビティーションピーニングに、疑問があります。

キャビティーションの利用は、超音波洗浄含めて、空洞の崩壊時の液体の移動による衝撃力を利用します。噴流キャビティーションの空洞（泡と言っても良いですが）を崩壊させる圧力は、どこから来て、崩壊速度は、どのくらいでしょうか。そしてその泡の大きさは？　空洞が　ノズルから出て発生するのは、高圧から大気圧下（推進による水圧は、この場合、無視できます）になる瞬間に溶解気体が、泡になる事は、わかります。次に、その泡が　消滅、或いは、破砕、分断されるとして、その圧力は、大気圧ではあり得ないので　噴流の圧力に起因するのでしょうか。乱流による圧力変化という事なのでしょうか。

実験の結果が公開され、一定の効果がある事が示されています。ぜひ、ご存知の方は、泡の形状、大きさ、衝撃波を起こす原理と　映像。消滅、或いは分泡速度、破砕速の記載のある文献を　教えていただけないでしょうか。

私は、超音波のキャビティ・直径１０ｍｍを使用して、超音波キャビティーションピーニングに挑戦したいと思います。

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一般超音波洗浄のキャビティ 直径 約 1mm未満
真・超音波洗浄のキャビティ 直径 約 3〜4mm
超音波バリ取り洗浄のキャビティ 直径 約 6mm
最強 新 バリ取り超音波のキャビティ 直径 なんと 10mm 達成❗️
従来の超音波バリ取りの衝撃力の3倍❗️❗️❗️

blue star R&Dは、驚異の衝撃波を、手にした事を、皆様に報告します。今まで、どうしても除去できなかったバリも除去できることを意味しています。

直径10mmのキャビティの衝撃。1秒間に20000回 直径10mmの真空核が、生成と消滅を繰り返します。無数に発生する、直径10mmの正と負の衝撃波で、バリを取ります。こびりついた塗料も、剥離します。

バリ取りは、文字通り、超音波バリ取り洗浄の時代に入りました。

新しい、全く新しい世界をブルースターR&Dは、切り開いたのです。ご期待下さい。

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