− 38 −レーザプロセッシングレーザプロセッシング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］産業技術総合研究所 製造技術研究部門 積層加工システム研究グループ 主任研究員［応用分野］東北学院大学 工学部・機械知能工学科 教授AF-2017203重点研究開発助成B 課題研究AF-2017204重点研究開発助成B 課題研究レーザ加工，金属造形，積層加工ワイヤ供給型造形，ホットワイヤ，レーザ造形naoki-seto@aist.go.jpレーザ加工高出力レーザ，研削加工，半導体レーザ，光ファイバhiroshi.m@mail.tohoku-gakuin.ac.jp瀬渡 直樹松浦 寛ホットワイヤ方式によるワイヤ3D造形の高効率化劣悪環境下における高出力レーザによる 難削材の高効率除去及び溶接法の開発と機能評価近年，金属でも3Dプリンタが実用化されてきており，金属粉末等を供給しながらレーザや電子ビームを照射しながら造形する加工が広がってきているが，金属ワイヤのような固体供給型の造形は，造形材料の供給密度を高くできるので，体積の大きな造形でも高速にできることが期待できる．しかし，ワイヤ溶融のためのエネルギーは熱源から与えるので，強力なレーザ等が不可欠である．そこで本研究では，ワイヤと基板の間に電流を流して加熱するホットワイヤという方法を用いて加工点にワイヤを供給することで，熱源から供給すべきワイヤ溶融のためのエネルギーを抑制し，固体供給型造形の高速化/高効率化などの可能性を研究した．本研究では，造形速度が7kg/h以上を目標とし，高温材料で直接造形の要望の高いインコネル合金での造形も行うこととした．そして，試作した装置の造形速度は8kg/h以上を達成し，直線や円筒など形状の造形にも成功した．原発事故・沈没船等の人が容易に入れない場所で構造物を早急に除去する必要がある．そこで我々は，切り屑が粉体となり回収が容易で，複合難削材にも対応できる研削加工に着目し，高出力レーザを照射して構造物表面を溶融軟化させたところを一般砥石によって除去する方法を提案している．本研究では実用性を考えて，熱損傷の少ないレーザ出射ヘッド，従来と比較して50％軽く，実装面が33％の小型軽量半導体レーザ冷却装置，及び光出力3kWの高出力レーザを新たに設計製作した．レーザ援用研削実験では，高出力レーザ光を照射することで研削のみで加工するよりも除去効率が良く，照射時間を長くするほど除去量が増加した．また，光出力3kWで加工すると光出力1kWより更に研削抵抗が少なく，かつ砥石磨耗を少なくすることができた．
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