− 23 −塑性加工塑性加工キーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］慶應義塾大学 理工学部 教授［応用分野］慶應義塾大学 理工学部システムデザイン工学科 助教AF-2016016一般研究開発助成AF-2016017一般研究開発助成赤外線光学，プレス成形，マイクロオプティクス，微細形状赤外線，光学部品，プレス成形，マイクロレンズ，微細形状yan@mech.keio.ac.jpアディティブマニュファクチャリング，レーザ加工，補修工程指向性エネルギ堆積法，金属積層造形，インコネル625koike@sd.keio.ac.jp閻 紀旺小池 綾高密度ポリエチレンと単結晶シリコンの複合成形による 金型補修工程のための金属溶融積層造形法に関する基礎研究超薄型赤外線レンズの高精度加工従来，赤外線光学分野において単結晶シリコン（Si）や単結晶ゲルマニウム（Ge）を基板としたレンズが使用されてきた．これらの材料は赤外線領域で屈折率が高く，屈折率の波長分散が少ないためレンズ材料として適しているが，フレネルレンズやマイクロレンズアレイなどの薄型の複雑形状への加工が非常に困難である．上記課題を解決するために，本研究では，半導体基板として使用されている単結晶Siウエハの片面あるいは両面に，赤外線透過樹脂（高密度ポリエチレン，HDPE）からなる薄肉レンズ層をプレス成形によって結合させ，超薄型（厚さ＜1mm）の赤外線複合レンズの製造技術を提案する．これにより，レンズの生産コストの大幅な低減が可能である．また，薄肉のHDPE樹脂層が単結晶Si基板を内包するレンズ設計によってレンズ全体の結合強度が向上し，外部からの衝撃を緩和できるメリットもある．金属材料に適用可能な３Ｄプリンティング技術の一方式として，指向性エネルギ堆積法（ＤＥＤ）が注目を集めている．ＤＥＤは，母材を局所的に加熱することでメルトプール生成すると同時に粉末材料等を供給することで造形を繰り返す方式であり，既存の部品に対する被膜や補修工程としても応用できる点で金型産業における利用が見込まれている．しかしながらＤＥＤは，造形物内部に空孔が残存しやすく強度が低下しやすいため，繰り返し応力がかかる金型部品への応用には課題が残る．熱間等方圧処理などによって造形物の品質を向上することもできるが，後工程にかかる時間やコスト面から，より簡易に実行できる改質方法が好ましい．こうした課題に対して本研究は，ＤＥＤ装置にもとから搭載されているレーザ装置を利用した再溶融処理法を提案した．局所的な再溶融処理を繰り返すことで，残存空孔の排除や部品表面硬度の向上を実現できることを実験的に示した．
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