FraunhoferILTとCailabs、ワイヤベースレーザ材料堆積で協力

March, 19, 2026, Aachen--FraunhoferILTとCailabsは、要求の高い産業用途向けのワイヤベースのレーザ材料堆積を推進する開発パートナーシップを結んでいる。
CailabsはMPLCビームシェイピング技術に基づく新しく、特にコンパクトなプロセスヘッドを提供している。ヘッドの重量は5kg未満で、12kWを超えるレーザ出力の使用が可能。このコンパクトなサイズ、高いレーザ出力、精密なビームシェイピングの組み合わせは、これまでこの形では存在しなかった。これを踏まえ、FraunhoferILTは異なる部品形状やユースケースに適したプロセスパラメータを開発・評価している。

多くの産業プロセスでは、ワイヤは部品の組み立てや修理のための付加材として使われる。ワイヤは扱いやすく、安全に使え、正確に供給できる。粉末よりもコスト効率が良い場合が多く、一部の合金はワイヤ形式のみ提供されている。しかし、ワイヤベースの堆積ヘッドは伝統的に粉末ベースのヘッドよりも複雑で重いものだった。そのため、特にヘッドをワークピースの輪郭に沿って動かす必要がある場合、使用がより要求が高くなっている。

FraunhoferILTとフランスのCailabsは、ワイヤベースのレーザ堆積技術における協力を拡大している。Cailabsは、多面光変換(MPLC)技術に基づくCanunda-DEDプロセスヘッドを提供している。この同軸ビーム形成原理は、レーザエネルギーをワイヤ全体に制御され再現可能な方法で分配する。これにより、高出力レベルでもエネルギー入力の精密な制御が可能になる。

これに基づいて、FraunhoferILTは適切なプロセスパラメータを開発し、様々な産業分野の多様なアプリケーションに対応できるシステムを認定している。正確なビームプロファイルにより、ワイヤへのエネルギー入力が一貫している。これにより、細かい輪郭や局所的に限界に蓄積する物質の堆積が必要な場合でも均一な堆積が可能となる。

産業用コンパクトなプロセスヘッド
このコラボレーションの目的は、総重量5kg未満のコンパクトなヘッドで、ロボットアームに直接取り付けられ、既存システムにスムーズに統合できるほど軽量なものを目指している。同時に、パートナーは12kWを超えるレーザ出力の使用を可能にする予定である。これにより、より大きな部品の修理や蓄積をサポートし、処理時間の短縮に寄与する。

「Cailabsでは、コアビームシェーピング技術を基盤に、強い産業インパクトを持つ製品の開発を目指している」とCailabsのCEO、Jean-François Morizurは話している。「このFraunhoferILTとの協力は、われわれの先進製造におけるアプローチの潜在力を最大限に示すと信じている。」

 

プロセス知識と精密なビーム形状が融合
タービンや工具の修理など多くの産業アプリケーションでは、非常に小さく精密な構造が求められる。新しいビームプロファイルとFraunhoferILTのプロセスノウハウにより、幅1㎜未満の構造物をターゲットにしており、精密な修理と高解像度ハイブリッド製造に向けた重要な一歩となっている。

「航空宇宙、エネルギーシステム、工具などの重要な用途向けにワイヤベースの堆積プロセスを開発した」とFraunhoferILTレーザ材料堆積責任者Dr. Thomas Schopphovenは話している。「この経験はプロセス制御、材料選択、メルトプール動態の解析に直接つながっている。」

Schopphoven率いるチームは現在、物理ベースのシミュレーションを用いて異なる処理シナリオのパラメータウィンドウを定義している。これには、異なる材料のワイヤフィード、ワイヤ直径、レーザ出力、ガイドウェイ戦略の調整が含まれる。並行して、ロボット誘導システム環境の構築も進められており、そこでCanunda-DEDヘッドのテストが行われる。

ロボットアームの新たな自由
Rennesに本拠を置くCailabsは、先進的なレーザビームシェイピングのリーディング企業の一つである。MPLC技術は複数の位相シェーピング面を用いて安定かつ再現可能なビームプロファイルを形成している。この手法は、航空宇宙、光通信、産業用レーザ処理など、高いビーム品質が重要な分野で効果が証明されている。低損失、堅牢、高出力レベルでも安定している。

新しいヘッドはコンパクトなままであるため、ロボットアームに直接取り付けることができる。これにより新たな可能性が開かれ、ロボットや生産システムは、小型部品や内部輪郭の修理など、大型の固定ヘッドでは到達が困難だった領域にアクセスできるようになる。

両パートナーは現在、システム試験の準備を進めている。焦点は、連続使用下での安定した運転を実現するために、ビームプロファイル、ワイヤフィード、ガイドウェイの調整にある。同時に、複雑な部品形状の修復や細かいエッジの蓄積など、実際の産業用途に向けた準備も進められている。