超音波加工機の主な用途・特徴

Q1. 超音波加工機が最も得意とする用途と対象材料は何ですか？

超音波加工機（超音波砥粒加工機）の主な用途は、硬くて脆い材料（硬脆材料）小径孔の微細加工と多数個の同時加工です。

対象材料としては、セラミックス（アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素など）、ガラス（石英硝子を含む）、サファイア、ルビーなどの宝石類、シリコン、CFRP（カーボン材）、グラファイト、フェライト、超硬合金焼入鋼などが挙げられます。これらの難素材に対し、研究試作から小型部品の量産まで、幅広い用途で活用されています。

また、工具の形状を変えることで、円、角、異形の孔あけ、ザグリ（座ぐり）、打ち抜き、切断、ミゾ加工、彫刻加工など、多様な加工内容に対応可能です。

Q2. 超音波加工機の特徴である「加工品質の高さ」とは、具体的にどのような点ですか？

超音波加工は、工具の縦振動と砥粒の衝撃作用によって材料を微細に破砕する（ハンマー作用）加工法であり、加工時の発熱がほとんどないことが大きな特徴です。この低熱影響と加工圧力の低減により、以下のような高品質な仕上がりが実現します。

1. 低ダメージ加工：被加工材へのダメージが小さくなるため、カケ（チッピング）やバリ、クラックの発生を大幅に抑えることができます。
2. 高面精度：加工による変質層や加工歪みの発生が少なく、高い面粗さ（面に近い仕上がり）の加工面が得られます。

これにより、熱に敏感な材料や高い寸法精度が求められる部品の加工に非常に有利です。

Q3. 日本電子工業の超音波加工機にはどのような機種があり、多穴加工にはどのように対応していますか？

日本電子工業の超音波加工機には、加工サイズや用途に応じて、小型機（UM-150F/FA型、直径0.5mm～35mmくらいまで）、中型機（UM-500FA型、直径0.5mm～60mmくらいまで）、大型機（UM-1000EA/UM-1500EA型、大面積・重量物加工対応）などがラインナップされています。

特に、超音波加工の上下振動による破砕加工という特性を利用し、多数個の孔あけや打抜きを同時に加工できる「多軸同時加工」が得意です。

例えば、アルミナ基盤やシリコンウェハーに対して、100個や600個以上の穴を同時に開けることが可能であり、これにより量産時のコストダウンに適しています。

自動型機種（UM-150FA、UM-500FA、UM-1000EA/1500EAなど）には、加工能率を向上させるため、一定時間ごとに工具を上下に揺動させ砥粒の供給を良くする自動揺動装置が搭載されています。