DIY!!
プラスチックを簡単に切断することができ、
DIYで便利に使える超音波カッターを自作できないか挑戦してみました！
市販品の超音波カッターの価格は3万円～に対し、
超音波洗浄機を流用することで約3000円でDIYすることが出来ました。
どうやって作るのか？その性能は？
挑戦してみた結果をご紹介します！
今回のDIYは高電圧を扱います。
もし試したい方は感電などにはくれぐれもご注意いただき、
自己責任にてDIYして下さいますようお願いいたします！
(慣れないうちは何回か感電しました😅
ビリッときますが一瞬痛い程度で済みました)
今回のDIYでは3Dプリンタで使う耐熱性の低いPLAは切断可能なものが出来ました。
私の用途的にはこれでも充分実用は可能です。(特に四角の穴あけが超便利)
硬くてカッターでは切断に難儀するPLAが切断でき、
ホットナイフよりも圧倒的に切り口が綺麗です。
ただしABSは非常にゆっくりとしか切れないなど、
性能は市販品には到底及びません。
他にも課題も多く、まだまだ完成したとは言えません(実質PLA専用です)
もっと振動をうまく刃先に伝える(共振させる)
方法がないか改良していきたいと思います！
今回流用したツインバード工業の超音波洗浄機
Amazonで3469円(2022/12/6現在)
https://amzn.to/3F0aKbc
超音波洗浄機として性能は抜群です！安くて超オススメ！
バラシてすみません！
動画内で使用した金切りばさみ(いわゆる板金屋さん御用達のテスキー型)
Amazonで1923円(2022/12/6現在)
https://amzn.to/3uqVizV
板金DIYしたいなら用意して損なし！
刃の形状が秀逸で金属板が簡単にザクザク切れます！
動画内で登場した過去の動画
コスパ最強＆国産メーカー製！格安超音波洗浄機をご紹介します！
超音波発生器を最も簡単に作る方法 How to make ultrasonic generator
激安で買えるピエゾ素子を使います。超音波カッターにはパワーが足りません！
工作用と言うより、ケーキとかお菓子とかサンドイッチをきれいに切るような
超音波ブレードが以前からほしかったんですが、DIYは難しいそうですね…
あの手の商品って完全に業務用なんで最低数十万円で受注生産って感じなんですよね…
可能性を感じました！
小さいものを雑に切る程度のものなら、安価に作れそうですね。
砂などを使って振動板の振動モードを確認し、その腹のあたりにブレードを立てると切れると思います。今の状態は先が刃になってるグラインダーで削ってるような状態ですので、より切れるようになるかと思います。(90度曲げたときに動かなかったのはその部分が谷なので振動しなかったのでしょう)
「円盤 振動モード」などで検索するとより詳細な説明などが見つかるかと思いますが、粉体を使って実測するのが一番手軽かと。
振動させる部分を絶縁してやればもう少し振動が伝わって切れるかもしれません。超音波カッターかなり使ってますがサクサクFRPも切れます。とても便利ですよ。
樹脂(高分子、ポリマー）を超音波カッターで切るという発想は非常に面白いと思いました。高分子は熱硬化性以外はほとんど溶ける溶媒が存在しますので、カッターにその溶剤をつけて高分子を傷つけると、亀裂が入りうまく切断される場合が多々あります。PLA(多分ポリ乳酸だと思うのですが）は分子量も数万程度で低く、いろいろな溶媒に溶けやすいので、切断できると思います。溶けにくい高分子は、沸点の高い溶媒を用い、カッター刃を温めた溶媒に浸漬したのちに、切断面に傷をつけると案外うまく亀裂が入ります。
憧れの超音波切断機! ありがとうございます！ 偉そうな色々なコメントあるかとおもいますが正直に尊敬します！
アンテナと一緒で波長の等倍の距離に刃先を設定して共振を狙って見ては如何でしょうか。
振動子1000円くらいですけど、刃を付けにくいのが難点。スティックタイプの超音波クリーナーのヘッドに刃を付けるのがいいかもね。
私も超音波カッターが欲しかったのですが、超音波洗浄機の振動を使って自作するとは感動しました。超音波加湿器の振動版をカッターナイフに貼り付けたら出来るのかな？とは思ってもみましたが、実際にやってみた人が居たとは凄いです。自分もいろいろと試したくなりました。^^
いつも面白い実験ありがとうございます。 ちょっと気になったのですが、後半で切れ味が少し良くなったと言われていましたが
ゴムで挟んで持っていたからかなと思いました。直接手で押さえると振動を抑えてしまっていたのではないかとの印象をうけました。
振動子の中心部を浮かせるように保持できれば良い気がします。感覚的な意見ですみません。
続編楽しみにしています。 アッそれと、ステンの板を研いで刃を付けてみてはどうでしょうか。
デザインナイフの刃なら穴が開いているものがあるのでねじ止めできますよ。
超音波溶着なんかもできたら面白そうですね。
洗浄器だから、振動方向が振動面に垂直に働くのでロスが大きいのかも。市販の超音波カッターのものが使えるといいですが。
超音波カッター持っておりますが熱で溶かして樹脂素材を切るのであればホットナイフと大差ないという感じがします
やはり真価をはっきするのは硬質ウレタンとかプリント基板みたいな熱で溶けにくい素材の切断なのでそこら辺の性能が気になるところ
振動方向で最大変位するように刃を取り付けるとか、発振周波数を可変させて、共振周波数をみつけて使うとか、いろいろDIYやってみたいことでますね。
切断時に刃の先端を切削対象物に接触させると振動数が変化するため切断能力が下がるようです。市販の超音波カッターはフィードバックして適切な周波数にしているそうです。
彫刻刀の表面に適した形状の圧電素子を接着して適切な振動モードで振動させれば良さそうです。