切断プロセスでは、切断の精度、最終製品の物性の安定性、切断面の平滑性、カッターと材料の分離の困難さ、分離時のカッター表面と材料の分離、ハードデバイス内の残留材料の量など、多くの問題に遭遇することがよくあります。材質の特性が不明瞭な場合、上記のご要望に応えることが困難となります。

例えば、硬度が高く、脆性が強く、粘性が強い材料の場合、従来の切削方法では完成することが困難でした。製品の材質の不確実性が高まるにつれ、切削加工の難易度はますます高まっています。超音波食品切断は、従来の切断を最適化したものです。超音波食品スリッティングは、切断速度を向上させるだけでなく、食品の構造、形状、性能の向上に大きな進歩をもたらします。

ほとんどの製品では超音波食品切断により切断工程に必要な切断力を軽減できますが、一部の製品では材質も考慮されます。通常、切削係数は 0.1 ～ 1.0 の間です。切断プロセスにおける食品のマクロ構造と機械的特性を研究する場合は、食品を切断するための材料の種類を検討してください。したがって、次の 3 種類の材料を区別してください。

1. 高脂肪食品、チーズなどの均一で緻密な材料用。これらの食品は、無孔で緻密な構造が特徴です。従来の切断プロセスでは多くの場合、多くの摩擦が発生しますが、摩擦の大きさは材料の粘度に関係します。超音波切断により、切断プロセス中のカッターと材料の間の相互作用力が軽減され、塑性変形が回避されます。一方で、このコンパクトで非多孔質の構造の切断プロセス中のエネルギー消費も大幅に増加します。

2. パン、ケーキ、マシュマロなどの多孔質食品や同様の構造を持つ食品の共通の特徴は、多穴のスポンジ状の構造です。また、非常に圧縮変形しやすいです。従来の切削工具を使用すると、亀裂の一部にしか到達できません。それ以上切るとねじれたり折れたりします。しかし、超音波切断を使用すると、良い結果が得られます。超音波切断は切断時に発生する摩擦を低減できるため、小さな切断抵抗で切断作業を完了することができます。最終的に、きれいで滑らかな切断面が得られます。緻密な材料​​の切断と比較して、多孔質材料の切断中に切断プロセスに及ぼす摩擦の影響は比較的小さいです。切断中のカッターと材料の間の実際の接触面積は、材料の幾何学的な領域よりもはるかに小さいためです。さらに、ツールが材料に入る過程で、多孔質材料は緻密な材料​​よりも多くのエネルギーを必要とします。

3. 動物と植物の組織はすべて細胞の形をしており、サイズや組成が異なります。潤滑皮膜の形成と水分含有量の多さにより、切削時の摩擦抵抗はそれほど重要ではありません。高剛性材料の剛性は切削抵抗を決定します。ほとんどの植物組織では、超音波励起によって必要な切断力が大幅に軽減されます。しかし、丈夫な繊維状構造 (肉組織など) では、いくつかの問題が発生する可能性があります。これには、構造を適切に硬化させるためにフロスティング、プレストレス、または調理が必要です。これらの処理により、切削抵抗を低減するという目的を達成することができる。