阪大、島津製作所など、純銅を積層造形できる3Dプリンターを開発

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高輝度青色半導体レーザー搭載SLM方式積層造形技術(右)と高輝度青色半導体レーザー搭載SLM方式3Dプリンター(左)

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2017年10月24日、大阪大学の研究グループが島津製作所と共同で、青色半導体レーザーの高輝度化によって純銅を積層造形できる3Dプリンターを開発したと発表した。日亜化学工業、村谷機械製作所の協力を受け実現したもので、NEDOによると世界初だという。

研究グループはまず、波長450nmの青色半導体レーザー光をコア径100μmの光ファイバーから出力することで集光し、純銅粉末を溶融させることが可能なパワー密度(出力100W時の直径100μmスポットにおけるレーザー光のパワー密度1.3×106W/cm²)を実現した。こうして開発した高輝度青色半導体レーザーの集光ヘッドを用いたSLM方式プリンターを開発。このプリンターを用いて純銅の積層造形に成功した。

純銅の積層造形のサンプル

この3Dプリンターは、レーザーの照射位置を制御するためのガルバノミラーを使用せず、集光ヘッドを直接稼働させる構造にすることで、低コスト化を実現しているという。

今回の開発により、従来の近赤外線レーザーの3Dプリンターでは難しかった純銅などの材料の積層造形が可能になり、航空、宇宙、電気自動車などの分野での必要な部品加工への応用が期待される。また、造形精度が高いSLM方式を用いているため、複雑な構造の流路をもった純銅ヒートシンクなどへの応用も期待されるという。

同開発はNEDOの「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発/次世代レーザー及び加工の共通基盤技術開発/レーザー加工プラットフォームの構築/高輝度青色半導体レーザー及び加工技術の開発」プロジェクトにおいて実施された。

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