超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術

超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術

－－超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術 no.2－－




超音波システム研究所は、

超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を応用して、

超音波専用水槽による表面付近の残留応力を緩和する技術を開発しました。

今回開発した残留応力を緩和する技術により

金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うことが可能になりました。

特に、超音波の伝搬状態を

対象物のガイド波（表面弾性波・・）を考慮した設定により、

効果的な超音波照射条件・・・を実現させる方法を開発しました。

金属部品、樹脂部品、粉体部材、・・・の各種に対して

幅広い効果を確認しています。

この技術を 　コンサルティング対応として提供します

これは、新しい超音波による表面処理技術であり、

音響特性による一般的な効果を含め

新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・

に大きな特徴的な固有の操作技術として、

利用・発展できると考えています。




超音波とマイクロバブルを利用した

表面処理（応力緩和）技術を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（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：金属部品の表面改質

板金部品、ネジやボルト、・・・

４：樹脂部品の表面改質

レンズ、コーティング・塗装部品、・・




参考 　弾性波動

http://youtu.be/RjuNZzAvYFs

超音波による表面改質技術の基礎資料　ｎｏ．１

http://youtu.be/C4n1KiMhKlo

超音波による表面改質技術の基礎資料　ｎｏ．２

http://youtu.be/_KAlDsgJcUY

超音波による表面改質技術の基礎資料　ｎｏ．３

http://youtu.be/cwn8P5vokRw

低温焼入れ

http://youtu.be/A3GoJozHA64

残留応力分布

http://youtu.be/MX6oNNIlfBA

プロセス解析と制御

http://youtu.be/Cgi5FUoKZhw

http://youtu.be/4WaNI4VWAMk

http://youtu.be/zkt6Hqodda0

http://youtu.be/KZTcg7guXkM

http://youtu.be/mJxnXEn9qUY

http://youtu.be/Ket9m_4F0Y4













超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413

超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004

超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047

 

超音波システム研究所（脱気マイクロバブル発生液循環システム）

超音波システム研究所（脱気マイクロバブル発生液循環システム）

超音波システム研究所

http://youtu.be/jaH8okuOAN0




超音波実験　Ultrasonic experiment

１：キャビテーションの制御技術
２：液循環の技術
３：治工具の利用技術
４：マイクロバブルの利用技術
５：超音波の計測技術


　上記に関する「超音波実験」を紹介します。

　＜＜超音波システム研究所＞＞




Ultrasonic experiment

Control technology of cavitation

Technology of liquid circulation

Use of technology and tools

Use of micro-bubble technology

I will introduce the document "ultrasound experiment" about the above.

　Ultrasonic measurement and analysis techniques




Ultrasonic　System Laboratory 

超音波システム研究所
ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/




超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323





超音波利用に関して
　実験の繰り返し・・・経験（注）により
　音響流を直感的に
　とらえられると考えています

注：くりかえし
　　超音波と
　　流体の変化（流れ、渦、波・・）を
　　観察して　　
　　イメージを修正しながら
　　音響流に関する論理モデルを考え続けます

　　1年ぐらい経過してくると
　　ぼんやりと、洗浄物に対する
　　音響流の影響がわかります

　　対処を繰り返すと
　　音響流に対する対象物固有の現象が
　　流れを見て感じるようになります

　　現在は、次にステップとして
　　　非線形性を含めた
　　　各種要因の寄与率を
　　　とらえたいと考えています




音響流
一般概念
有限振幅の波が気体または液体内を伝播するときは、音響流が発生する。
音響流は、波のパルスの粘性損失の結果、自由不均一場内で生じるか、
または音場内の障害物（洗浄物・治具・液循環）の近傍か
あるいは振動物体の近傍で慣性損失によって生じる物質の一方性定常流である。




参考

１）超音波洗浄器（基礎実験・確認）

超音波洗浄器の利用技術　
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術　Ｎｏ．２
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

超音波洗浄器(42kHz)による＜メガヘルツの超音波洗浄＞技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879


２）超音波利用（応用技術・ノウハウ）

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

推奨する「超音波（発振機、振動子）」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015




超音波洗浄システムを最適化する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=2710

「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328


３）超音波測定（音圧測定・解析・評価）

音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736




超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

超音波機器の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

 

 

超音波実験

超音波実験




超音波（キャビテーション）と
　音響流を
　適正に設定することで、
　目的に合わせた超音波の状態が実現できます

http://youtu.be/01yyH5SRpso





超音波洗浄器の利用技術　
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術　Ｎｏ．２
http://.com/?p=1060

超音波洗浄器(42kHz)による＜メガヘルツの超音波洗浄＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

超音波実験写真
http://ultrasonic-labo.com/?p=2005

参考資料を紹介します 

 

１：解析

　１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測佐藤 拓宋 (著) 

　出版社: コロナ社 (1995/06)　

 

　２）電気系の確率と統計 佐藤 拓宋 (著) 　

　出版社: 森北出版 (1971/01) 　尤度の基本的な説明がある

 

　３）不規則信号論と動特性推定 宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)　

　出版社: コロナ社 (1969)　非線形解析手法が具体的に書かれている

 

　４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見 　

　赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)　

　出版社: 共立出版 (2007/07)　最新の統計解析手法の説明がある

 

　５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御 赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)　

　出版社:　サイエンス社(1972)　　ＡＩＣ（情報量基準）の事例説明がある

 

２：シミュレーション

　「波動解析と境界要素法」 福井 卓雄 小林 昭一　

　京都大学学術出版会 (2000/03) 

 

３：弾性波動

　「弾性波動論の基本 」　田治米 鏡二 (著)　槇書店 (1994/10) 

　「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03) 

 

４：流体力学

　「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著)　養賢堂 (1973) 

　「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03) 

　「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12) 

　「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)

 

５：超音波

　「非線形音響学の基礎」 鎌倉 友男 (著)　愛智出版 (1996/09)

 

６：その他

　Web Decomp－季節調整・時系列データの統計解析

 

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超音波システム研究所

ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/

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音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプを製造販売

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

 

超音波＜計測・解析＞事例

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1703

 

超音波計測装置（超音波テスター）を利用した測定事例

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1685

 

超音波テスターによる部品検査技術を開発

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1532

 

表面検査対応超音波プローブを開発

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1557

 

超音波プローブの＜発振制御＞技術

　http://ultrasonic-labo.com/?p=1590

 

 

 

 

音圧測定装置：超音波テスターを利用した実験

超音波の測定グラフを解析・評価する技術




超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術により、
測定データのグラフから
超音波（キャビテーション・音響流）の状態を
＜解析・評価＞する技術を開発しました。




超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析により
測定グラフの特徴を目視確認することで
　超音波の各種効果（注）を評価する方法を開発しました。

注：
　非線形効果
　加速度効果
　定在波の効果







　時系列データの各種フィードバック解析と組み合わせることで
詳細な各種効果の関係性とともに
　キャビテーションの効果についても検出できます。

　特に、音圧レベルが高くても洗浄効果の小さい事例・・
　について納得のいく確認・管理が行えます。







参考

http://youtu.be/mPrhERyncZ8

http://youtu.be/8TjVQr-8f9c

http://youtu.be/Y9IjNCFDfdo

http://youtu.be/rzc-I7OlNRI

http://youtu.be/zMoAjKpg1ZE

http://youtu.be/DwJLEYn6slQ

http://youtu.be/VrZD9rDSVvM

http://youtu.be/tMxiQ1NhnBg




http://youtu.be/6D_YmW-4mF0

http://youtu.be/exOsaQh6ZHk




http://youtu.be/yxkK9Mw9rSQ

http://youtu.be/o5zXavWkRD8





「超音波の非線形現象」

http://youtu.be/f9s5zWy3Nvg

http://youtu.be/uYoEUI87dao

http://youtu.be/g8n75KJngXQ

http://youtu.be/LJ3ZbfXD9VA




音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

超音波機器の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705




　超音波の測定に関して
　サンプリング時間・・・の設定は
　オリジナルのシミュレーション技術を利用して決定しています





なお、今回の技術を
　脱気・マイクロバブル発生装置との組み合わせにより
　超音波利用に関する
　（各種の超音波効果を目的に合わせて）
　伝搬周波数を制御する技術として
　コンサルティング提案させていただいています。

 

 

＜論理モデルの作成について＞

＜論理モデルの作成について＞
（情報量基準を利用して）

１）各種の基礎技術（注）に基づいて、対象に関する、

D1=客観的知識（学術的論理に裏付けられた理論）
D2=経験的知識（これまでの結果）
D3=観測データ（現実の状態）

からなる 「情報データ群 」、DS＝(D1,D2,D3) を明確に認識し
その組織的利用から複数のモデル案を作成する

２）統計的思考法を、
　情報データ群（DS）の構成と、
　それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
　によって情報獲得を実現する思考法と捉える

３）　AIC の利用により、
　様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する

４）　作成したモデルに基づいて
　超音波装置・システムを構築する

５）　時間と効率を考え、
　以下のように対応することを提案しています

５－１）「論理モデル作成事項」を考慮して
　「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する

５－２）実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する

５－３）検討メンバーが合意できるモデルにより
　装置やシステムの具体的打ち合わせに入る

上記の参考資料
ダイナミックシステムの統計的解析と制御
　：赤池弘次/共著 中川東一郎/共著：サイエンス社
生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門
　：和田孝雄/著：講談社　

赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。

１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。

生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる医学者・工学者待望の書

内容（「MARC」データベースより）

〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。

 

著者について

【赤池弘次】監修者
1927年生まれ。静岡県富士宮市出身。
1952年東京大学理学部数学科卒業。統計数理研究所に入所、第5研究部長、予測制御研究系教授（研究主幹）を経て、1986年同所所長、1994年退官、統計数理研究所名誉教授ならびに総合研究大学院大学名誉教授。時系列解析の理論と応用の研究を進め、統計モデルの相対的評価のための情報量規準AICを導入した。現在統計的システム同定の実例としてゴルフスイングの構造を実践的に検討中。
1972年石川賞、1980年大河内記念技術賞、1989年朝日賞、同年紫綬褒章、1996年日本統計学会賞を受賞。
著書として、ダイナミックシステムの統計的解析と制御（サイエンス社）、統計学特論（放送大学教育振興会）、時系列解析の実際1、2（朝倉書店）、いずれも共著、などがある。

【和田孝雄】
東京出身、1938年生まれ。
1963年慶応大学医学部卒業。1968年同大学大学院医学研究科を終了し内科入局。1969年から2年間、米国ニューヨーク大学留学。慶応大学医学部内科講師、助教授を経て、1993年より稲城市立病院院長ならびに慶応大学医学部客員教授。その間に微生物化学研究所客員主任研究員、統計数理研究所共同研究委員、東京大学医学部生化学非常勤講師などを歴任。臨床のかたわら、生体のホメオスターシスを生化学、数理科学の両面から探求して来た。その研究過程で統計数理研究所、赤池弘次博士に師事し、博士の開発した多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析法を生体のゆらぎやホメオスターシスの解明に適用するに至った。著書としては、臨床家のための水、電解質（医学書院）、輸液の基礎知識（医歯薬出版）、輸液を学ぶ人のために（医学書院）など。

 

超音波システム研究所は、
　超音波利用に関して、
　＜統計的な考え方＞を利用した
　効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。

＜統計的な考え方について＞
　統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
　具体的なものとの接触を通じて
　抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
　これが統計数理の特質である

超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」

＜モデルについて＞
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。

正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。




＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞
( 考察する場合の注意事項 )

１）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります

２）モデルの本質を考えるためには、
　圏論（注）を利用することが有効だと考えています
　（実際に応用化学や量子論などで積極的に利用されています）

注：圏論は、数学的構造とその間の関係を抽象的に扱う数学理論

 

＜キャビテーションの観察＞技術no.11

＜キャビテーションの観察＞技術no.11

超音波よる＜乳化・分散＞技術を利用して、
　キャビテーションのダイナミック特性を観察しています。
　＜　超音波システム研究所　＞

３種類（２８，４０，７２ｋHz）の超音波

３種類（２８，４０，７２ｋHz）の超音波

＜樹脂容器＞を利用した超音波no.4

＜樹脂容器＞を利用した超音波no.4

現在、この技術を発展させて
　　表面改質、洗浄、化学反応促進、乳化分散・・・
　　の適応技術として提案させていただいています
＜＜超音波システム研究所＞＞

新しい超音波洗浄技術 ultrasonic-labo ｎｏ．１６

新しい超音波洗浄技術　ultrasonic-labo　ｎｏ．１６