物を切断する技術の進歩

質問

仕事柄、園芸用の刃物をいろいろと使っていますが
時々思うのは、力をかけずにスパッと切れる道具はないかな？
零点何mmかでも切り離す事ができれば、それで済むのにな、と思います。
極端な話しですが
分子や原子レベルでの切断でもいいわけです。
レーザーメスというものがあるそうですが、どの程度の鋭利さなのでしょう。
機械的な切断の技術や、光や電気による切断の技術について
現在の最先端の内容をお聞かせ下さい。

回答No.3

noname#101110 · ベストアンサー

最先端の科学による切断技術をというご質問ですが、数年前の状況ですのでまだ発展しているかもしれません。
切断方法にはせん断（はさみ方式）と破砕方式があり、破砕方式には冷間と熱間(溶融吹き飛ばし）があります。冷間破砕には鋭利な一枚刃の先端を被切断物に押し付けて極圧で切り裂いていくやりかたがひとつで、日本刀やかみそり、メスなどが相当します。先端の鋭利さ、硬度が重要です。超音波メスというものがあって、刃の部分を微振動させて切るものもあります。先端部分は分子レベルの丸さだと思います。もうひとつがウォータージェットで非常に細い孔から超高圧の水、あるいは硬い鉱物の微粉末を混ぜた液体を噴出させて被切断物の局部を破砕し吹き飛ばすものです。
この種類のものにダイアモンドカッターという砥石があり、0.2、3、ｍｍ以下の厚みで硬い石材などをさくさく切断します。
熱間破砕は件のレーザーメスやプラズマカッターなどで、高温の流体を被切断物に当てて焼き切っていくものです。
超音波メス以降は刃物自体以外に高価で巨大な付属装置が必要です。
ウォータージェット以降は切断破砕部がかなり（おおむね１ｍｍ以上？）必要です。
いずれにせよコストパフォーマンスで剪定はさみにはかなわないと思います。

お礼

切断の方法もいろいろとあるのですね。
コストパフォーマンスで剪定はさみが一番というのも意外な感じでした。
切ろうとする物に対して、様々な技術があるということを知りました。
ありがとうございました。

回答No.6

tiltilmitil

普通に購入できるレベルだと超音波カッターでしょうか。刃を超音波で振動させて切るもの。ホビー用で3万円少しぐらいから。下の製品だと刃自体は市販のカッター用が使えます。

http://www.honda-el.co.jp/industry/usw334.html

お礼

工作に便利みたいですね。
今度調べてみます。
ありがとうございました。

回答No.5

noname#101110

NO.3 です。
そうですね。ワイヤーカッターというものにも触れておきます。
細い銅線（0.1ｍｍ以下もあります）に電気を流し、導体に押し当ててその間に短絡火花を発生させて直線状に溶融していくものです。ロシアで発明されたらしいですが、プラズマカッターや電気アーク溶断などと同じ原理です。これは金属しか切れませんが、ワイヤーに砥粒を食いつかせて切っていく方法もあって、これは石材やセラミックでも切れます。ともかく非常に時間がかかりますが結構世に普及している方法です。金型製作には必須の設備ですが剪定には使えないと思います。

お礼

医療機器の工場で見た機械がそれだったと思います。
ご丁寧なお答えありがとうございました。

回答No.4

Tori_30

最先端、ってわけでもなくて、ずっと昔から使い古されたものだけど、”切削”に関して調べてみると結構物凄いものがあるよ。

もう何千年と研究されてきた事なんだよね、物を切るって事はさ。
削ったり折ったり溶かしたり、色々研究されてる。
実際調べてみると、理論だけでもワケワカラン感じだよ。なんだか最先端って感じがするぐらい訳わからん。

分子間結合とか格子立体などの原子の繋がりにまで焦点を当てているわけで。
ただ単純に”鋭利で硬い刃物で削ったり切ったり”ってわけじゃないんだよね。衝突時の熱エネルギーはどうだとか、その時の化学的な反応によってうんたらかんたらとか、その時、被削物はこんな風に塑性変形して格子立体がこんな風にずれるとか、その時に構成刃先が発生するとか何とか。
必ずしも鋭利な刃物が切れる刃物とは限らず、時には鈍角（角度９０°以上）の刃物で削った方が効率が良いとか、その時に刃物が欠けてより都合が良くなるとか、むしろ刃物使わずにプレスでせん断した方が良いとか。
材質や条件で本当に様々なんだよね。
切削工具業界とか見てみると何書いてあるか分からん事がいっぱい書いてあるよ。

ちなみにレーザーメスとかは”溶断”の部類に入るんじゃないのかな？よく分からんけど。
板金業界ではレーザー切断とか多用されてるよね。１０ミクロンレベルの精度は期待できるみたい。機械ってすごいわ。(通常、板金は金型プレスでせん断してるんだけど、その場合はあんまり精度は期待出来ない。多分、手で配置してるんだろうね。ワンオフの専用金型使うんだったら別だけど。）
ただ、切り口はあんまり鋭利じゃなかった気がする。切り口結構太いよ。
あと、ワイヤーカッターなんてのもあるらしい。レーザー切断みたいなものかな？

ハサミは”せん断”だね。こっちもかなり凄い。
ハサミには”裏スキ”って部分があるんだけど、完全ＮＣ制御で研削してる。角度とか曲率が切れ味にかなり影響するみたい。開発担当が日夜色々せん断して研究してるんだよね。より力が要らず、より鮮やかに切れるように。ガラスとか切れるみたいだよ。

お礼

やっぱりミクロン単位の切断技術があるのですね。
私の知っている人が医療機器の製造工場に勤めていて、一度工場の中を覗かせてもらった事がありました。
訳の分からない機械が沢山あって、全てコンピューター制御のものだと言う事でした。
そこで作っているものは手術用の鋏類だということでした。
切る道具を作るのに、別な切る道具を使っている訳です。
切る精度も凄いみたいです。
剪定はさみ、とは別世界かな、と思いました。
いろいろと教えていただいてありがとうございました。

回答No.2

inaken11

全然最先端ではないですが、仕事でプラズマカッターを使ってます。

電極を金属板に当て、スイッチを入れて滑らせるだけで９ｍｍ程度の鉄板まで切れます。

お礼

ネットで検索したら沢山ありました。
恥ずかしながら知りませんでした。
一般的な工具になっているのですね。
ありがとうございました。

補足

プラズマと聞いただけで凄いと思ってしまいます。
素人なので、どんなプラズマなのか分かりません。
どんなプラズマなのか、またどうやって発生させるのか
教えて下さい。

回答No.1

Willyt

最近脚光を浴びている切断法に水による切断があります。超高速の水を噴射し、これで切断するのです。鋼板でもスッパリ切れるほどの威力です。植物を切断するのですから、水で切るのは植物に優しくていいのではないでしょうか。下記に切る樣子が紹介されています。

参考URL：

http://gjtb.net/log/2007/000025.html

お礼

なるほど凄いですね。
水の分子は硬い？という話を聞いた事があります。
何でも切れるんですね。
ハンディタイプの物ができるといいですね。
ありがとうございました。