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EMLACSプロジェクト、レーザアシストコールドスプレイ材料堆積

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April, 16, 2015, Aachen--EU助成の新規プロジェクトでは、超短レーザパルスを用いて材料表面を改変する。目的は、コールドガスジェットからの金属粉末の堆積を促進することにある。
 コールドスプレイ技術によって、プラスチックや炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などの軽量材料のコーティングが著しく簡単になる。EU研究プロジェクト「レーザアシスト・コールドスプレイ・コンポーネントの効率的製造」(EMLACS)は、業界と研究機関、5パートナーを統合して、低圧コールドガススプレイイング(冷間ガス溶射法)を新しいアプリケーションに拡大しようとしている。
 冷間ガス溶射法は、積層造形(3Dプリンティング)工程であり、この工程では金属粉末が超音速に加速されて材料面に付着する。材料堆積プロセスは、粒子の運動エネルギーに基づいている。厚い層(>0.5㎜)でも基板に熱欠陥を与えることなく堆積する。堆積層は、直接加工、再加工できる。
 低圧コールドガススプレイイングの主な利点は、入熱がなく、高速処理、低投資コストであること。新しい材料の組合せは、特に自動車や航空学で有望視されている。この技術の主要な課題は、加工対象物に対する第一層の付着。EU研究プロジェクトEMLACSの目的は、高速レーザ表面構造化を利用することで多様な基板への付着を改善することにある。これには、ナノ秒およびピコ秒レーザと低圧冷間ガス溶射法を組み合わせる。次に、産業用に新しい材料の組合せが開発可能になる。カーボンファイバやガラスファイバ強化プラスチック(CFRP/GFRP)基板への金属材料(Cu/Al)の堆積が研究されており、これは航空産業や自動車産業からすでに強い関心が寄せられている。また、この新技術は新たな方法でエレクトロニクス製造に適用できる。一例を挙げれば、冷間ガス溶射法によって非伝導筐体に銅層を堆積し、電子部品からファンなしで熱を除去できるようになると言う。