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DTU、軽量金属チタン表面硬化法を開発

July, 6, 2017, Copenhagen--デンマーク工科大学(DTU)の研究チームは、軽量金属チタン表面を硬化させ強度を増やす新しい特許性の簡単な方法を開発した。3D金属プリンティングの利用が増えると、チタンの利用も爆発的に増える可能性がある。
 チタンは、軽量であることから魅力的な材料である。チタンは、航空宇宙産業で広範に利用されているだけでなく、自動車部品、プロスポーツ用品では、レースバイクやゴルフクラブなどがチタンまたはチタン合金で作られている。加えて、ほとんどのインプラントは金属から製造されているが、チタンが高い生体適合性を示すので、新しい腰、膝、歯は既存の骨とともに成長しやすくなる。
 これまで、チタンは非常に柔らかな材料であることが課題となっていた。つまり傷や損傷に敏感な表面では特に耐久性の点で問題がある。DTU機械工学の研究グループは、チタンコンポーネントの表面を硬化させる新しい方法を開発した。
 シニア研究者、Morten Jellesenによると、出発点はインプラントの耐久性をもっと高めることだった。「例えば、人工股関節置換をした人々が、インプラントの摩耗や亀裂のために新たな手術の必要なくすることが目的である。とは言え、われわれの新しい硬化法は、チタンの全ての他のユーザにもプラスの影響を与える。例えば、新しい硬化法は、完全に光沢があり傷に強い表面を作ることができるので、特に宝石メーカーや時計メーカーが強い関心を示している」と同氏はコメントしている。
 研究グループは、産業利用で3Dプリンティングの大規模展開により、チタンの利用が一段と魅力的になると考えている。
「チタンは、3Dプリンティングで好まれる材料の1つである。われわれの方法を使って表面処理を行い、強度を増すことができると、材料強度は最大10倍になる。するとチタンは、極めて興味深い材料になる」とシニア研究者、Thomas Christiansenは説明している。
 研究グループは、ガスを使って表面を硬化させる方法を開発した。ガスは、材料のあらゆる小さなキャビティ、穴に浸透し、材料を強くする。処理に利用され、特別な強度を付加するガスは、たとえは゛炭素と酸素の混合である。
 今後、3D金属プリンティングの産業利用がますます増えるので、研究グループは、この新しい硬化法の成功は間違いなしと見ている。