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関西光科学研究所 | プレス発表:レーザー加工時の金属の溶融・凝固の様子の観察に世界で初めて成功 ~戦略的イノベーション創造プログラム (SIP) 推進で成果活用へ~

掲載日:2014年11月21日更新
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関西光科学研究所 >> プレス発表 >> レーザー加工時の金属の溶融・凝固の様子の観察に世界で初めて成功~ 戦略的イノベーション創造プログラム (SIP) 推進で成果活用へ~

 

プレス発表

平成26年11月21日
独立行政法人日本原子力研究開発機構
国立大学法人大阪大学

発表のポイント

  • SPring-8とレーザーを組み合わせた新しい観測手法と数値シミュレーションにより、レーザー加工時の金属が溶融・凝固の様子の「その場観察」に世界で初めて成功。
  • 今回の成果は、SIP課題「革新的設計生産技術」に提案・採択された課題で活用することとなっており、今後本格的な研究を開始予定。

独立行政法人日本原子力研究開発機構(理事長 松浦 祥次郎 以下「原子力機構」という)原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター レーザー共同研究所 レーザー応用技術開発室の村松 壽晴室長、山田 知典研究員、同センター 量子ビーム材料評価・構造制御技術研究ユニット 弾塑性材料評価研究グループの菖蒲 敬久研究主幹、国立大学法人大阪大学接合科学研究所の小溝 裕一教授らの研究グループは、レーザーにより金属材料を溶接する際に、レーザーが当たった部分が一旦溶けて再び固化する様子やその時の溶けた部分の内部の流れを、大型放射光施設SPring-8の極めて強い単色X線により、「その場観察」することに初めて成功しました。
レーザー溶接において溶接部分の強度低下を防ぎ、材料の加工品質を向上させるためには、レーザーによって溶ける部分と周辺の溶けない部分との影響の及ぼしあい方を正しく把握する必要があります。この影響の度合いは、溶けた部分の流れを調べることで予想できますが、これまで詳細に調べられた例はありませんでした。今回、本研究グループは、SPring-8とレーザーを組み合わせた従来にない高精度の観察手法を開発し、更に数値シミュレーション技術と組み合わせることにより、レーザー加工時に金属が溶融・凝固する様子を精密に観察することに世界で初めて成功しました。今回の成果により、溶接時に溶けて液体化した金属部分が周辺部分から受ける影響を正しく把握できるようになり、レーザー溶接の大幅な品質向上が期待されます。

本成果は、独国科学誌「Springer」のオンライン版に6月15日受理の上、掲載されました。

なお、大阪大学と共同提案した「高付加価値設計・製造を実現するレーザーコーティング技術の研究開発(研究開発責任者:国立大学法人大阪大学接合科学研究所 塚本 雅裕准教授)」が、内閣府のSIPプログラム「革新的設計生産技術」に採択され、本成果を活用してゆく予定です。

詳細は下記をご参照ください。(国立研究開発法人日本原子力研究開発機構のサイトへリンク)

 

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