超音波カッターとは？原理と仕組み、切れるもの・切れないもの、ハンディ型・自動機用・食品用の違い、選び方

超音波カッターとは

超音波カッターは、刃に超音波の振動を加えて切る刃物です。超音波切断機とも呼びます。刃が細かく振動すると、材料との摩擦が小さくなり、ふつうのカッターより軽い力で、きれいな切り口で切れます。樹脂は振動の熱で溶かしながら切るので、布や不織布はほつれ止めにもなります。

業務用は、自動車の内装材や成形品のトリミング、CFRPプリプレグの切断、不織布やフィルムの切り抜き、ケーキやパンの切り分けに使います。プラモデル用などのホビー用の超音波カッターもありますが、比較ページには業務用だけを載せています。

原理と仕組み

• 発振器が電気を超音波の周波数（20〜40kHz）に変えて、振動子へ送ります
• 振動子の中の圧電セラミックスが、電気を細かな伸び縮みに変えます
• ホーン（振幅拡大器）が振れ幅を大きくし、先に付けた刃を振動させます
• スズキマリンの案内では、刃に毎秒4万回の振動を与えて切れ味を上げています

3つの種類

ハンディ型（手持ち）

ペンのような振動子を手で持って切ります。40kHz・30〜35Wの小さな機種（ナカニシ・スズキ・日本アレックス）は、樹脂の小物の切り抜きやバリ取り、不織布やフィルムに使います。22〜28kHz・100〜250Wの機種（ソノテック・日本アビオニクス）は、CFRPプリプレグや厚いゴムに向きます。

自動機・ロボット用

振動子を自動機やロボット、XYテーブルに付け、外からの信号で動かします。発振器は数百Wの大きな出力のものが多く、成形品のトリミングやゲートカット、CFRPの切断を自動で続けます。超音波溶着機の発振器に専用の刃を付ける型（精電舎電子工業）や⁠、テーブルごと売る切断機（スターテクノ）もあります。

食品用

ケーキ・パン・菓子・チーズなどを切ります。20kHz前後の大きな刃をラインや専用の装置に組み込む形が中心で、刃に食材が付きにくく、層の重なったケーキや冷凍品も崩さずに切れます。ホールケーキを決まった数に切り分ける装置（フルハートジャパン）もあります。

切れるもの・切れないもの

• 切れるもの：樹脂（PP・ABS・塩化ビニルなど）、ゴム、CFRP・GFRP、不織布・布、フィルム、段ボール・紙、皮革、食品
• 切れないもの：金属の塊や割れやすい材料のように、ふつうのカッターで切れないもの（富士工業の案内）
• アクリル板や木材は、厚さで切れ方が変わります。材料を送ってテストカットで確かめます

周波数と出力の見方

• 40kHzは振動子が小さく軽いので、手で持って細かく切る機種に多い周波数です
• 20〜28.5kHzは大きな刃と大きな出力を使え、CFRP・厚いゴム・食品に使います
• 出力は、手持ちの小型で30〜35W、手持ちの高出力型で100〜250W、自動機用で数百W、食品用では2,000Wの機種もあります

電波法の許可

• 電波法施行規則 第45条は、高周波出力が50Wを超える設備を、高周波利用設備として許可の対象にしています
• 総務大臣が型式を指定した超音波加工機などは、許可の対象から外れます
• 50Wを超える機種を入れるときは、型式指定を受けているかをメーカーに確かめます（e-Gov 電波法施行規則）

替刃と手入れ

• 刃は消耗品です。本体と一緒に、替刃の値段と買える所を確かめます
• 例：スズキのSUW-30シリーズの標準の替刃H1は、50枚で28,050円（税込）
• 食品に使う刃は、材質と洗いやすさを確かめます。多賀電気は、銀ロウ付けした長い刃は食品に向かないと案内しています

テストカットとデモ機

• スズキマリン・ソノテックは、テストカット（サンプルテスト）とデモ機の貸し出しを無料で行っています
• 材料と切りたい形、厚さ、1日に切る数を伝えて、切り口と速さを見てから機種を決めます

選ぶときに見るところ

• 使い方：手で切るか、自動機・ロボットに付けるか、食品のラインか
• 材料と厚さ：CFRPや厚いゴムなら20〜28kHzの高出力、細かな切り抜きなら40kHzの小型
• 刃：替刃の種類、刃の長さと厚さ、超硬刃が使えるか
• 動かし方：フットスイッチ・手元スイッチか、外部信号・PLCとつなげるか
• 電波法：50Wを超える機種は型式指定か許可
• 値段：値段を出している機種は少ないので、テストカットと一緒に見積もりを取る

まとめて比べるときは、超音波カッターのメーカー比較⁠の表を見てください。