/日本工業出版(株)/

■特集:CFRPに関する超音波溶着技術1
○CFRTPの超音波溶着関連製品
/精電舎電子工業(株)/関 篤揮
1961年に世界初となる超音波ウェルダーを発表し、以降国内外で10,000社を超える企業が当社装置を採用している。次世代材料の加工技術にも注力し、本稿では、CFRTPの溶着技術として当社の超音波ウェルダーを紹介する。

○超音波を用いた熱可塑性CFRPの連続溶着技術
/(株)アドウェルズ/中居 誠也
低炭素社会の実現のため、航空機やドローン重量の低減に貢献する材料としてCFRTPの研究開発が活発化している。本稿では、リサイクル性、量産性に優れたCFRTPの普及に向けた、UDテープの超音波開繊含浸技術と溶着技術の開発について紹介する。

○CFRTP-CFRTP接合技術の開発
/岐阜県産業技術総合センター/西垣 康広・仙石 倫章・鈴木 貴行・山田 孝弘
CFRTPを効率良く強固に接合する技術を開発することを目的として、超音波溶着したCFRTP接合品の引張せん断試験による接合強度、引張せん断試験後の破断面観察から接合状態の優劣を評価した結果を紹介する。

○熱可塑性CFRP製踏み台試作の二次加工における超音波の活用
/兵庫県立工業技術センター/藤田 浩行
炭素繊維とナイロン繊維からなる複合糸で作製した織物を用いて、熱可塑性CFRP製の踏み台試作の二次加工に超音波を活用した。本稿では、熱溶着時の接合面や表面温度を計測することで、超音波溶着および切断の特徴について紹介する。

○CFRTPの超音波溶着部における接合強度評価
/名古屋大学/後藤 圭太
超音波溶着によって作製したクロスプライCFRTP積層板の面内せん断強度、および面外引張強度について評価を行うことで、超音波溶着におけるフラットエネルギー伝導子の有効性について紹介する。

○超音波振動に起因する熱弾性効果による金属材料の発熱解析
/秋田県立大学/伊藤 亮/秋田県産業労働部/荒川 亮/秋田工業高等専門学校/櫻田 陽/秋田県産業技術センター/森 英季/秋田大学/渋谷 嗣
超音波振動に起因する発熱の問題を取り上げ、超音波霧化ノズルのホーンの振動と発熱の関係を明らかにするため、数値シミュレーションおよび実験検証行った。また、ホーンの発熱を低減する形状について検討した。

○熱可塑性CFRPに対する超音波穿孔加工
/筑波技術大学/後藤 啓光・明松 圭昭・谷 貴幸/新潟大学/平尾 篤利/東京大学/毛利 尚武
熱可塑性CFRPに対する加工手法として開発した超音穿孔加工について紹介する。この手法は、超音波振動によって発生する摩擦熱を利用し、熱可塑性樹脂を軟化させることによって炭素繊維の切断を抑制した状態での孔加工や締結を実現するものである。

○共振超音波スペクトロスコピー法を用いた炭素繊維の弾性定数の評価
/東北大学/結城 秀麻・山本 剛
固体材料の共鳴振動現象を利用した超音波共鳴法により、力学的異方性を有する炭素繊維の弾性定数の評価を行った。振動実験による一方向CFRPの共振周波数と、固有値解析を用いた反復計算により求められた炭素繊維の弾性定数は文献値と調和的な値であった。

○樹脂成型ライン無人化に向けた超音波振動カッターと多軸ロボットによるバリ容認二次加工
/日本省力機械(株)/田中 章夫・宮田 俊治
樹脂成型における低圧圧縮成形に対し、バリ発生を許容し超音波倣い加工を利用し、これを精密除去することを前提とする有効性を、低圧圧縮成形工程と超音波自己倣い加工の仕組み、有効性、また、将来展開として加工パス自動生成技術などを合わせて紹介する。

○銅板とアルミニウム箔の超音波接合における楕円振動と直線振動の接合プロセス比較
/(株)LINK-US/塩澤 一樹・相賀 一人・佐藤 裕一郎
銅板とアルミニウム箔の超音波接合を行った。楕円振動と直線振動による比較を行った。その結果、消費エネルギーに顕著な差が見られた。楕円振動は直線振動よりも、小さい消費エネルギーで接合可能であることが示された。

○アルミ材へのリベット形状部品の超音波接合に関する研究
/富山県産業技術研究開発センター/羽柴 利直・石黒 智明
本研究では、加振材として超音波加振が困難とされるリベット形状部品を取り上げ、超音波接合の適用の可能性について調査した。特殊な形状のホーンを試作し、アルミリベットの接合試験を行った結果、短時間の加振でも接合可となり、超音波接合の適用の可能性が示された。

■特集: 医療における超音波技術の応用
○下部消化管の超音波検査
/取手北相馬保健医療センター医師会病院/大石 武彦
体外式超音波装置による消化管の超音波検査は、年々普及が進んでいる。超音波検査は非侵襲的検査で、リアルタイム性と高い空間分解能による評価が可能なため、現在では消化管の腫瘍性疾患や炎症性疾患等の診断に広く用いられるが、検者依存性が高く、客観性に乏しい問題があり、これらの問題を解消するには、検者が超音波解剖を理解し、系統的な走査から得られた情報を疾患の病態を意識し解析することが重要となる。本稿では、下部消化管の超音波診断に必要な超音波解剖、走査法、代表的疾患の超音波像について紹介する。

○後方散乱特性を指標とした血液性状の高速超音波イメージングの基礎検討
/富山大学/大村 眞朗
循環微小血栓の早期検出や血液性状のイメージング法の開発に向け、流路ファントムを用いた基礎実験を検討した。微小血栓を想定し、平均粒径が異なる粒子をベース溶液に加え、後方散乱係数の周波数依存性を解析した。クラッタの影響で減衰した低S/Nエコーにおいて、特異値分解フィルタを考慮した解析により、粒子サイズの違いをクラッタ信号の影響が低い状態と同等の精度で評価できる可能性を示唆した。

○経腹壁超音波検査による膵・胆道描出能向上のための戦略
/佐久医療センター/比佐 岳史
経腹壁超音波検査において、膵・胆道は周囲の消化管ガスが一因となり全域を描出することが困難なことが多い。本稿では、膵臓、肝外胆管、胆嚢の描出能向上のための戦略について紹介する。

○微細超音波ドプラによる胎盤の超音波病理学的評価
/聖マリアンナ医科大学/古谷 菜摘
これまで、胎盤実質を直接評価する方法は確立されていなかった。Superb Microvascular Imaging(SMI)を用いることにより、胎盤末梢の血管の描出まで可能となった。本稿では、その技術を用いて、胎盤病理所見を妊娠中に予測できる可能性を紹介する。

○産婦人科超音波検査におけるAI技術の応用と問題点
/昭和大学/松岡 隆
近年注目されているdeep learningは超音波検査にも応用されている。しかし、他のモダリティと異なり、マニュアル操作で画像を取得する超音波検査でのAI活用には、まだまだ課題が多いと思われる。

■解説
〔ソノケミストリー〕
○ウルトラファインバブルによる超音波合成した金ナノ粒子の粒子径制御
/名古屋大学/安田 啓司
高純度な金ナノ粒子を合成するために、キャッピング剤と還元剤の代わりにウルトラファインバブルを使って、テトラクロロ金酸水溶液に超音波を照射した。ウルトラファインバブルは金ナノ粒子の微小化と分散安定化に有効であった。

〔物性・評価〕
○光ヘテロダイン光熱変位法の構築と鉄汚染させたn型Siの非発光再結合マッピング
/宮崎大学/原田 知季・森田 浩右・大山 博暉・原田 尚吾・碇 哲雄・福山 敦彦
非発光再結合の熱放出で生じた表面膨張を、サブnmオーダーで高感度測定できる光ヘテロダイン光熱変位法を構築した。鉄汚染させたn型Siのマッピング測定では汚染用に置いた鉄板の位置が明確に観測された。

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