レーザプロセッシングレーザプロセッシング− 54 −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］東京工業大学 工学院機械系 助教［応用分野］奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 助教AF-2019230-C2奨励研究助成（若手研究者枠）AF-2019231-C2奨励研究助成（若手研究者枠）塑性加工，レーザー加工，アディティブマニュファクチャリング３Dプリンティング，レーザー加熱，炭素繊維強化プラスチックnakagawa@asahikawa-nct.ac.jpレーザー加工，生体医工デバイス生体材料，ソフトマター，熱弾性応力波，ヤング率，分子透過性r-yasukuni@ms.naist.jp中川 佑貴安國 良平形状自由度が高いテーラード炭素繊維強化プラスチック部品を製造するために，３Dプリンティングとレーザー加熱を複合した製造プロセスを開発した．従来の繊維強化プラスチック部品を作るための３Dプリンターは高価かつ制御が複雑である．本手法では炭素繊維を層間に挟みこむことで，繊維配向，位置，量を自由に設定できる．挟み込むだけでは強度の向上が限定的であるため，青色半導体レーザーで内部の繊維を加熱し，周囲のプラスチックと接合した．結果として，レーザーを透過するプラスチック色であれば表面に欠陥を生じず，強度を2倍程度向上できた．この技術を応用して閉断面形状を持つテーラード炭素繊維強化プラスチック部品を印刷し，その曲げ挙動を評価した．フェムト秒レーザーを対物レンズで透明な生体試料へ集光すると熱拡散よりも短い時間スケールで緩和したプラズマのエネルギーが，集光点における熱弾性応力を急激に上昇させ，衝撃波やキャビテーションバブルの発生を誘導する．このような熱弾性応力の機械作用によって生体試料に生じる物理特性の変化を明らかにすることは，フェムト秒レーザーの新しい加工特性を理解するために重要である．そこで本研究ではフェムト秒レーザー照射によって生じる機械的作用がハイドロゲルに与える影響に関して，ヤング率と分子透過性の観点から検証を行った．その結果，フェムト秒レーザー集光点近傍ではハイドロゲルのマクロな構造変化が生じ，数%のヤング率減少や分子透過性の向上が起きることが示唆された．3Dプリンティングとレーザー加熱を複合した炭素繊維強化プラスチック部材の製造フェムト秒レーザーが発生させる熱弾性応力を利用した生体材料の物理特性改質
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