レーザで明日の技術を拓く Innovation for the future production 最新レーザ技術研究センター Advanced Laser Technology Research Center（ALTREC) Since 2008 ２１世紀に解決すべき問題・課題 Issues should be solved in 21 century ★ 地球の環境問題 (Environmental disruption of earth) ★ 資源の枯渇、自然エネルギーの有効活用 (Shortage of natural resources and Developments of green energy) ★ 輸送機器のエンジン/燃費効率の向上 (Improvement of fuel consumption of engines for vehicles) ★ 生活環境の改善・子孫の繁栄 (Improvement of human life and prosperity of descendant) 解決方法 = 革新的レーザ技術の創成 今日、光通信、情報処理、医療、材料加工、計測・検査、建築土木、ＤＶＤ，化学・分析、 軍事技術、科学研究 など広い分野でレーザが利用され, ” 第４の波 “を演出するに至っている。 拙著「レーザーの科学」（ＮＨＫブックス６７５、１９９３年）に示したレーザ技術が将来 問題を解決する重要な要 素技術になってきた。 我が国のレーザ技術を一層発展させ、世界に誇れる技術にするため、 ここに 「小 ない研究センターから、大きなイノベーション開発」を目指して、多くの 専門家や技術者が集う ドイツ流の研究センターとして 「最新レーザ技術研究センター：ALTREC」 を設立した。 One of the solution=Cleations of Innovative laser technology Laser is now used for Light communication, Intelligence Technology, Medical/dental use, Materials processing, Measurement and Inspection, Scientific use and so on. As shown in my book ”Laser Science: NHK books 675, laser technology is now getting more important key technology for our human society. So, We can call this as the 4th wave of production system combining the man power, mechanical/electric power , IT power and laser power. I have established my own company “ ALTREC= Advanced Laser Technology Research Center” for promoting the developments and applications of advanced laser tecchnology. “From a small research center to Big Innovative Developments “ March 25th, 2008 Muneharu KUTSUNA,Dr.Prof. 創設者 創設者の経歴・受賞 1972年 名古屋大学大学院工学研究科（金属工学）博士課程満了 1972年 川崎重工業株式会社入社,技術研究所に勤務, 1974年６月～1975年５月 米国MIT 海洋工学科 客員研究員、 1982年4月 名古屋大学工学部（助手）任官、 1989年10月1ケ月間 フランス国立機械工学院研究指導教官、 1992年12月 名古屋大学 工学部 助教授. 2006年４月 名古屋大学 工学研究科 教授 2008年４月 最新レーザ技術研究センター 代表取締役 光産業創成大学院大学 特任教授 沓名 宗春 1972年「日本溶接協会技術賞」 1996年「永井科学技術財団賞：学術賞 1999年 軽金属溶接構造協会: 論文賞 2001年 国際協力事業団 国際協力功労者表彰 2002 年 溶接学会、国際協力賞 2003年 愛知県 知事賞 2007年 溶接学会 フェロー顕彰 2008年 溶接学会 業績賞 2009年 溶接学会 溶接学術振興賞 1972.3 Graduated from Nagoya University, 1972.4 Employed by Kawasaki Heavy Industries Co.,Ltd. 1974.6 ～1975.5 Research associate, MIT, USA 1982.4 Research Assosiate ,Nagoya University, dept of Eng. 1985.4 Assistant Prof., 1992.12 Associate Prof. 2006.4 Prof.. 2008.4 Head of Advanced Laser Technology Research Center 2008.4 Prof. The Graduate School for cleation of photonics Indust. 主な事業内容 Main Activities １）革新的なレーザ技術の研究・開発： ＣＦＲＰ複合部材の新レーザ加工等経済産業省各種プロジェクト実施 ２）最新レーザ利用生産システムの応用研究・開発：特殊レーザピーニング技術の開発など ３）各種材料の溶接・除去加工技術の研究・開発： 異種金属のレーザロール溶接法の開発など ４）技術者の教育訓練事業：光産業創成大学院大学「レーザーによるものづくり中格人材育成講座」の支援 ５）国際協力事業： JICA国際溶接技術者研修、開発途上国の技術指導（３８年間の経験） ６）生産技術開発支援業務 生産技術、金属加工、レーザ加工技術、溶接技術などに関する技術開発支援、 技術相談、技術調査 ７）開発の製品例 ◆自動車エンジン部品（ピストンスカート、歯車、など）の 摺動部品の 特殊レーザピーニング処理製品 ◆アルミニウム合金と鋼材、チタンなどとの高強度軽量パネル ◆熱硬化性、熱可塑性ＣＦＲＰ複合材料などのナノ秒パルスレーザ加工製品 ◆長寿命給電チップおよび溶接トーチ ◆特殊レーザピーニング処理した軽量自動車部品、長寿命軽量航空機部品、低摩擦係数部品 ８) 情報活動： 最新ﾚｰｻ技術ﾞ、溶接情報等の収集及び発信 中小企業の技術的支援, 地域産業への技術的支援 ９） 販売活動： レーザ機器、レーザグッズ（レーザアートなど）、長寿命給電チップおよび溶接トーチ ********************************************************************************************************************************* １）Research and Development of Innovative laser Technology including cooperative research and development ２）Development of Advanced Laser Integrated Manufacturing System( ALIMS) including cooperative research and development ３）Development of Modern Welding and Cutting Technology of many kinds of industrial materials ４）Education and training of welding engineer and Laser engineer includng the development of the materials for education like video and CD-ROM. ５）International activities ● JICA International Welding Engineer course ● Presentation for international Conferences such as IIW, ICALEO, LAMP, LPC, ６）Consultation, Consideration; The items: Production Engineering、Metal Working、 Laser Materials processing、Welding technology ７）Productions of New concept products: ◆ Laser Peened parts ; 1) Low Friction energy loss Piston for Car and Motor cycles 2) Low Friction loss shaft for electric parts and Machinery part 3) Long life car parts ◆ Dissimilar metal joint/panel of aluminum to steel or titanium alloy ◆ Laser ablation products such as CFRP parts and panels for airplaine and car Laser grooving pattern ◆ Long life contact tip for arc welding ◆ Laser ablation products of ceramics part ８）Technical advisor for small and mediium campany and technical surport ９） Sale of laser art, laser goods and laser equipment High performance pistons Laser art : Chastle in Glass 1. 革新的なレーザ技術の研究・開発： ◆ＣＦＲＰ複合材料の革新的レーザ加工技術の開発 国内特許申請中「特願２００９－１０１２１１」 経済産業省 戦略的基盤技術高度化支援事業 平成２１～２３年度 採択テーマ テーマ 「ＣＦＲＰ複合材料部材の新レーザ溶接技術の開発」 管理法人 ：名古屋産業科学研究所 共同研究者； 最新レーザ技術研究センター、名古屋大学（田邊研、佐宗研）、大同大学、 愛知県産業技術研究所、斎藤工業、童夢カーボンマジック、今井航空機器工業、 福井ファイバーテック Government Research fund, ＭＥＴI project, 2009“ Development of New Laser Joining Technology of CFRP composites member”proposed by ALTREC, Nagoya Univ, Daido Univ. Aichi Industrial Technology Institute, Saito Industry, Dome Carbon Magic, Imai AeroEquipment MFG, Fukui FiberTech and Nagoya Industrial Science and technology Institute 次世代の輸送機器のパネル部材等の超軽量化のため、軽量で高強度のカーボン繊維強化複合材料 の新レーザ溶接技術、開先加工、および切断・穴あけ加工技術を開発する。難加工材であるので、 超短パルスレーザを利用し、微細なレーザ加工を実現し、従来にない品質のＣＦＲＰ加工を開発 した。これらＣＦＲＰ製部材や製品の精密切断や穴あけ加工技術も開発し、ＣＦＲＰ製品のユー ザーである航空機産業および自動車産業などに、従来より低コストでこれらの部材を提供する。 Innovative Laser cutting, drilling and joining of CFRP composite materials Have been developed using an ultra short pulsed YAG laser for the aero-space Industry and automotive industry as shown in following figures. Mosaic joint is useful to make a butt joint of CFRP composite after laser edge preparation. 従来のファイバーレーザ切断 Conventional Laser cutting ナノ秒パルスレーザによる切断 その切断断面写真 Ultra short pulsed laser cutting of CFRP The cross section 超短パルスレーザを応用したＣＦＲＰ部材アブレーション加工例 自動車ハンドルの穴あけ Laser drilling of car handle 航空機パネルのトリミング加工 laser trimming of skin panel モザイク突合せ継手のレーザ加工 laser cuttiong and joining of mosaic butt joint 経済産業省戦略的基盤技術高度化支援事業 平成２１～２３年度 採択テーマ テーマ：「ＣＦＲＰ複合材料部材の新レーザ溶接技術の 開発」 研究成果（つづき） Q-switch YAG laser for cutting of CFRP Airplane skin panel after laser cutting 板厚：6.8mm Laser cutting of CFRP battery case １０ｎｓ；加熱 Close up of window after laser cutting ２０～５０ｎｓ；プラズマ化 １００ｎｓ 粒子飛散 超短パルスレーザによるこれらのアブレーション加工では材料をプラズマ化する。 Laser ablation process is based on these photos of the ionization phenomena 2. 最新レーザ利用生産システムの応用研究・開発 経済産業省地域新生コンソーシアム研究開発事業平成１９年度 採択テーマ テーマ: 「特殊レーザピーニング技術の開発」 管理法人 ：中部科学技術センター 共同研究者； 名古屋大学（沓名研）、三重大学（鈴木研）、光産業創成大学院大学、 愛知県産業技術研究所、斎藤工業、石原薬品、エンシュウ、新東ブレーター、 中央精機、東洋精鋼、レーザックス Government Research fund, ＭＥＴI project, 2007“ Developnment of Indirect laser Peening process ”proposed by Nagoya Univ. (Kutsuna Labo.) Mie Univ. GPI , Aichi-ken Industrial Technology Institute, Saito Industry, Ishihara Medicals, Enshu, Shinto Blator, Chuou Seiki, Touyou Seikou and Chubu Science and Technology Center 特殊レーザピーニングの原理 Mechanism of Indirect laser peening 国内特許「第４０５８４４８号」:海外特許出願中 従来のレーザピーニングの原理 Mechanism of conventional laser peening ◆ 高パルスエネルギーの超短パルス （約１０ｎｓ）ＹＡＧレーザにより ５～１５Ｇ Ｗ／ｃｍ２の出力密度でワークに照射 結果として ５万気圧のプラズマが発生 ◆Using a 10 ～２０ｎｓ ultra short pulsed Q-switch YAG laser, surface of work is irradiated to make high pressure plasma for laser peening. 特殊レーザピーニングの特徴 １）各種粉体を材料表面に塗布できる。 ２）低温で粉体の打ち込み処理が可能。 ３）表面に生じるディンプルが均一形状である。 ４）微細ディンプルの深さを正確に制御できる。 ５）材料表面に熱的ダメージを与えない。 ６）ディンプルの上部周辺の盛り上がリが生じない。 Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ Ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｌａｓｅｒ ｐｅｅｎｉｎｇ ジェットエンジン部品BLISKの レーザピーニング状況; Application of laser peening to Blisk of Jet engine part １）Powders can be put into the surface of work 2) Peening can be conducted at low temperature. 3) Indirect peened dhimple has smooth surface. 4) The dimension of dimple can be controlled. 5) No thermal damage on the surface of work 6) Bump at the dimple edge is not formed 2. 最新レーザ利用生産システムの応用研究・開発 経済産業省 地域イノベーション創成研究開発事業 平成２０年度 採択テーマ テーマ 「高効率特殊レーザピーニング技術の実用化」 管理法人 ： 中部科学技術センター 共同研究者； 最新レーザ技術研究センター、三重大学（鈴木研）、光産業創成大学院大学、 愛知県産業技術研究所、斎藤工業、石原薬品、ナ・デックス Government Research fund, ＭＥＴI project, 2008“ Applications of Indirect laser Peening process ”proposed by ALTREC, Mie Univ, GPI , Saito Industry, Ishihara Medical, Aichi Industrial Technology Institute, and Chubu Science and Technology Center 特殊レーザピーニング技術の応用 摺動性、耐摩耗性の改善 疲労強度の改善,応力腐食割れ防止 構造物の延命技術、 保全技術 抗菌性、洗浄性、香料の付与 ピーニング時間：１０～２０秒 Application fields of Indirect laser peening Improving friction energy loss of machinery parts Improvement of fatigue strength and life Prevention of stress corrosion cracking Coating anti-bacterium powders, TiO2 powder for cleaning, and coating the perfume powder on the broach are available. 開発例： ピス トンの摺動性改善 Application; Improving the friction energy loss of Piston for car engine With base sheet Without base sheet 水中で５万気圧を発生させ,５ 秒で１０００のディンプルを 成形できる特殊レーザピーニ ング処理 5 GPa plasma pressure can be generated by laser peening under water for making 1000 dimples per 5 secomds As machined WPC peened Indirect Laser Peened １４％の摩擦エネルギー損失の改善 14% improvement in Friction energy loss 3.各種材料の溶接・除去加工技術の研究・開発 ◆異種金属のレーザロール溶接等 国内特許「第３５３５１５２号 」 経済産業省地域新生コンソーシアム研究開発事業 平成１６・１７年度採択テーマ テーマ「最新レーザ利用生産システムおよび高強度高機能部材の開発」 管理法人 ：中部科学技術センター 共同研究者；名古屋大学（沓名研）、三重大学（鈴木研）、堀江金属工業、 愛知県産業技術研究所、大同メタル、中央精機、レーザックス、 Government Research fund, ＭＥＴI project, 2004.-2005 “ Developnment of ALIMS and high strength , high performance welded panel ” proposed by Nagoya Univ. (Kutsuna Labo.) Mie Univ. Laserr X , Horie Metal Indust. Chuou Seiki . Daido Metal Industry, Aichiken Industrial Technology Research Institute, and Chubu Science and Technology Center Remote laser welding robot リモートレーザ溶接ロボット Al and Iron distribution across the Joint interface in laser roll welding レーザロール溶接の接合界面の元素分布 Laser roll welding machine レーザロール溶接機 Laser roll welded dissimilar joint of Al alloy and SPCC steel after erichen test アルミと鋼のレーザロール溶接継手のエリク セン試験後の継手（アルミ母材で破断） ４．生産技術者の人材育成 及び ５．国際協力事業 ＊＊＊ ４．技術者の人材育成事業 ＊＊＊ ◆レーザ技術者・溶接技術者の教育・訓練（蔵書・技術資料 約８０００冊） ◆関東経済産業局 産学人材育成事業（Ｈ２０～２２年度） レーザによるものづくり中核人材育成プロジェクト ◆学協会の技術講習会・研究会の実施 （４５名用セミナー室 完備） 中部レーザ応用技術研究会のレーザ技術講座およびセミナーなどの実施 ＊＊＊ ５．国際協力事業 ＊＊＊ １） 国際協力機構（ＪＩＣＡ）国際溶接技術者研修コース（毎年８～９ケ国 から８～10名）の実施・支援 および開発途上国への技術指導 ３６年間（５７ケ国、３６０名の実績） ２） ＩＳＯ／ＴＣ４４／ＳＣ１０の活動に協力, レーザ加工関係国際規格の制定に協力 ３件のレーザに関する日本提案をＩＳＯ化 ３） レーザ工学および溶接工学に関する 国際会議(ICALEO, IIW、ＳＡＩＬ等) への出席とその報告 国際会議への出席 ８０余回 ＊＊＊ 主な研究設備 （Equipments) ＊＊＊ 特殊レーザピーニング装置(Laser facilities ) (1) Ｑｽｲｯﾁ-YAGレーザ装置（１．３J/p, 10ns, 20Hz) (2) Ｑｽｲｯﾁ-YAGレーザ装置（１００ ｍＪ/p, 10ns, 200Hz) (3) Q スイッチーＹＡＧレーザ装置（３ｍＪ／ｐ, 20-40ns, 20,000Hz) 最新レーザ利用生産システム関連 (ALIMS facilities) レーザロール溶接装置, レーザ・アークハイブリッド溶接装置, ６軸ロボット ビームプロファイラー、パワーメーター、 パルスＹＡＧレーザ装置（３００Ｗ） ピストンスカート高速特殊レーザピーニング専用機 溶接関連: １） ３ｋＷ シングルモードファイバーレーザ装置（ビーム径、１３μm) ２）ＤＭ３５０ デジタルＧＭＡ溶接機、 ほかＧＭＡ溶接機 （２台）、 ３）被覆アーク溶接機、 溶接熱サイクル測定装置 ４）レーザ・アークハイブリッド溶接装置 評価試験関連: レーザ顕微鏡(最大倍率：１８，０００倍）、光学顕微鏡（4台）, プロジェクター（最大１００倍）, 超微小ビッカース硬度計(最小荷重：０．００２ｇ）, ビッカース硬度計,インプラント割れ試験装置, 水素定量装置, 試験片研磨装置、超音波洗浄機、高速切断機、高速ビデオ（１／４０、０００ｓ） 交通案内 新幹線：「三河安城」駅下車 タクシーで７分（３．８ｋｍ） ＪＲ東海道線：「安城」駅下車 タクシ－で５分（２．２ｋｍ） バス JR安城駅より 「安城更生病院」行き 市営広畔住宅」下車 バス停前 料金１２０円 所要時間 ６分 会社住所：４４６－００２６ 愛知県安城市安城町広美４０－７ 電話：０５６６－９１－２２８１，ＦＡＸ：０５６６－９１－２２８２ E-mail : [email protected] URL : http://homepage3.nifty. com/altrec/ セミナー兼 図書室 レーザ顕微鏡 ファイバーシステム 利用ピーニング装置 ナノ秒パルスレーザ Ｓモードファイバーレーザ ハイブリッド溶接システム
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