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NEDO、次世代レーザ加工技術の研究開発に着手

July, 13, 2016, 東京--NEDOは、高付加価値製品の製造に適した高精度・高品位加工に対応する次世代レーザ加工技術の研究開発に着手する。
 素材の特性に合わせた高品位で効率的なレーザ加工を目指して、光源技術や加工プロセス技術、加工システム技術、シミュレーション技術、センシング・評価技術などを産学官連携で体系的に開発することで、従来のレーザ加工プロセス開発の大幅な簡略化・効率化を実現し、次世代の日本のものづくりを支える。

NEDOは、「高輝度・高効率次世代レーザ技術開発」(2016~2020年度)において、高付加価値製品の製造に適した高精度・高品位加工に対応する次世代レーザ加工技術の研究開発に着手する。

プロジェクトでは、素材の特性に合わせた高品位で効率的なレーザ加工の実現に向け、光源技術や加工プロセス技術、加工システム技術、シミュレーション技術、センシング・評価技術などを産学官連携で体系的に開発する。これらの技術を組み合わせることにより、経験に頼った従来のレーザ加工プロセス開発の大幅な簡略化・効率化を可能にする実用的なレーザ加工プラットフォームを構築し、世界に先駆けてものづくり現場へ普及させることを目指す。また、日本の強みである先端素材に適した高精度・高品位な加工を提供することで、新産業革命をリードする日本の次世代ものづくりを支える。

採択テーマと委託予定先
「高品位レーザ加工技術の開発」、「高出力レーザによる加工技術の開発」、「次世代レーザ及び加工の共通基盤技術開発」、これら3つの研究開発項目については、産学連携体制で体系的に開発を実施する。

【1】高品位レーザ加工技術の開発
赤外光から深紫外光への波長変換効率や耐高光入力特性に優れる光学結晶の高品質化・低コスト化技術および赤外域で発振するピコ秒パルスファイバレーザの高出力化技術を開発し、これらを一体化することにより、素材の特性に合った高精度かつ高品位なレーザ加工を可能とする、短波長・短パルスレーザの実用化を目指す。また、開発した短波長・短パルスレーザおよび加工モニタリング機能を組み込んだレーザ加工システムを実用化し、研究開発項目【3】と連携して先駆的な高精度・高品位レーザ加工に関する技術開発を体系的に推し進める。

【2】高出力レーザによる加工技術の開発
高出力励起レーザモジュール技術、固体光増幅器技術、高効率冷却技術を開発し、100ジュール(J)級の非常に高いパルスエネルギーのレーザを実現する。その出力を素材へ照射し表面が瞬時にプラズマ化することで生じる衝撃波を、従来の機械加工では生産性や再現性が期待できない表面改質(ピーニング)や成型(フォーミング)、表面クリーニングなどへ応用することを目指す。また、研究開発項目【3】と連携して高パルスエネルギーレーザによる加工現象を高精度モニタリングする技術を開発し、最適加工条件の実用的な導出手法確立を目指す。

【3】次世代レーザ及び加工の共通基盤技術開発
レーザ加工現象を解明し素材の特性に合った高品位かつ効率的な加工を実現するため、発振パラメータを広範に制御可能なレーザ、加工状態を非破壊非接触でその場観察可能なセンシングシステム、およびこれらを組み込んだレーザ加工システムを研究開発項目【1】【2】と連携して開発し、系統的な加工・評価を通じて得られる結果をデータベース化するレーザ加工プラットフォームを構築する。また、加工状態を高精度に予測するためのモデリングやシミュレーション、分析評価などの共通基盤技術を開発する。さらに、今後成長が期待されるレーザ加工応用分野や先端機能素材、レーザ加工システムの動向に関する調査研究を行う。

【委託予定先】国立大学法人東京大学、三菱電機株式会社、国立大学法人大阪大学、スペクトロニクス株式会社、浜松ホトニクス株式会社、ギガフォトン株式会社、国立研究開発法人産業技術総合研究所

また、上記【1】~【3】に加え研究開発項目【4】として、将来のレーザ加工技術に資する新しいレーザ構造創出や波長域開拓に向けて、日本が強い半導体レーザダイオード技術を始めとする光源基盤技術・周辺要素技術の開発を実施し、加工をはじめとする幅広い応用を探る。