中古 ブランソン Branson 超音波ウェルダー 2000iw

超音波ウェルダーは、高周波の超音波振動を利用して物理的な摩擦熱を発生させ、樹脂や特定の金属を瞬時に接合する産業用機器です。その基本原理は、電気エネルギーを物理的な機械振動に変換し、さらに熱エネルギーへと変えるプロセスに基づいています。

まず、発振器（ジェネレーター）が一般的な商用電源を15kHz～40kHzといった高周波の電気信号に変換します。この信号を受けた振動子（コンバータ）内部の圧電素子が伸縮運動を起こし、高周波の縦振動を生み出します。続いて、ブースターが振幅を最適な大きさに調整し、「ホーン」と呼ばれる工具へ振動を伝えます。

接合する2つの部材を加圧しながらホーンを押し当てると、部材の接触面で微小な高周波摩擦が生じます。この摩擦熱によって樹脂の分子鎖が瞬時に溶融し、振動を停止させた後のわずかな冷却時間で分子が再結合します。これにより、接着剤やネジなどの副資材を使うことなく、強固で均一な接合が完了します。

超音波ウェルダーの最大のメリットは、圧倒的な処理スピードの速さです。接合プロセスは通常1秒未満で完了するため、生産ラインのタクトタイムを大幅に短縮できます。

また、クリーンで環境負荷が低い点も大きな特徴です。有機溶剤や接着剤を一切使用しないため、作業環境が清潔に保たれ、製品への異物混入や有害物質の発生を防ぎます。外部熱源を使わず接合面のみを局所的に加熱するため、熱に弱い精密部品の周辺でも安心して使用できます。予熱時間が不要なため消費電力を抑えられ、ランニングコストの削減にも貢献します。さらに、気密性や水密性に優れる強固な接合面が得られる点も評価されています。

一方で、適用できる材料に制限がある点には注意が必要です。接合可能な素材は主に融解特性を持つ熱可塑性樹脂や、薄い非鉄金属などに限られます。また、製品の形状に合わせて専用のホーンを設計・製作する必要があり、適切な接合条件を見極める初期検討が重要となります。

超音波ウェルダーは、その高い信頼性と生産性から多様な分野で活用されています。

自動車分野では、ドアトリムやインパネなどの内装部品の組み立て、ランプ類のレンズ接合、車載センサーの防水筐体の封止などに多用されています。

医療・衛生分野では、不織布の接合において不可欠な技術です。不織布マスクの耳紐の取り付け、手術用ガウン、紙おむつなどの製造に用いられています。接着成分を含まないため、肌への安全性が高く衛生的な製品が作られます。

電子・電気機器分野では、スマートフォンやワイヤレスイヤホンなどの小型筐体の溶着、リチウムイオン電池の電極（タブ）接合、ワイヤーハーネスの結線などに採用されています。

包装・食品分野では、プラスチック容器の密封、チューブ容器の口部シール、ティーバッグのろ紙の留め加工などに利用されます。シール面に液体や粉末が付着していても超音波振動で押し出しながら確実に溶着できるため、高いシール品質を維持できます。