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世界で初めてアルミナのレーザー焼結に成功 〜セラミックス3Dプリンターの実現に道〜

本研究の【概要詳細

1.現状
 セラミックスの製造では、高温で焼く工程が不可欠です。多くの場合、電気炉やガス炉を用いて、数十時間の熱処理を行います。現在、試作や小ロット製品の製造にも同程度の時間を要していることから、積層造形(3Dプリンター)を用いた短時間製造プロセスへの期待が高まっています。


2.本研究の成果
 ファインセラミックスセンターでは、高強度のレーザーを用いる新たな製造技術の研究開発を進め、「電気炉不要の夢の製造技術」と言われてきたレーザー焼結に、世界で初めて成功しました。この技術は、セラミックスの積層造形のコア技術であり、新しいセラミックス製造プロセスの実現に向けた第一歩です。
 同センターの木村主任研究員らは、汎用セラミックスのひとつであるアルミナ(酸化アルミニウム)のレーザー焼結に取り組み、新たに開発した2つの要素技術*1によって、短時間・高効率のレーザー焼結を可能にしました。この技術では、10秒間のレーザー照射で厚み300ミクロンの層を焼結することができるため、将来的には現在の金属造形と同程度のスピードでセラミックスの積層造形ができると期待されます。

*1 2つの要素技術:
①高密度に原料アルミナ粒子が充填した層を形成する技術
②レーザー吸収の低いアルミナを高効率でレーザー加熱する技術。


3.今後の展開
 本成果は、セラミックスのレーザー直接造形を実現する画期的成果です。要素技術の高度化、対象材料の拡大を進め、新たなものづくり技術としての実用化を進めていきます。

※本研究は、内閣府が実施する戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)革新的設計・生産技術(管理法人:NEDO)の「高付加価値セラミックス造形技術の開発」の成果です。


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研究担当者
材料技術研究所 先進構造材料グループ 木村禎一

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