◎ AMプロセスの最適化および、AMに適した新規耐熱材料の開発

　三次元積層造形(Additive Manufacturing, AM)プロセスとして、レーザおよび電子ビームを用いたパウダーベッド法を対象にした研究開発に取り組んでいる。熱源（レーザや電子ビーム）の出力やスキャン速度、ピッチ幅などが材料組織や欠陥分布に与える影響、さらに力学特性に与える影響について調査し、ターゲット材料に対するプロセス最適化を図っている。Ni基合金(ハステロイX、Inconel 738LC)やチタン合金(Ti-6Al-4V)はじめ、様々な材料系を対象として研究しており、プロセス研究を主として今後も幅広く多様な材料へと展開していく予定である。
　また、AM技術はものづくりに大きな革新を起こすと期待されているが、従来プロセスのために開発してきた材料をそのままAMに適用すると、凝固割れや延性低下割れなどの問題が生じる。このため、AMプロセスに最適化された新しい材料の開発が重要である。Ni基合金を対象にAMに適した新規合金開発に取り組んでいる。

◎ AMプロセスのマルチフィジックスシミュレーション技術の開発

AMでは複雑形状部材を金型を利用することなく製造することができるが、形状に依存した抜熱挙動の違いにより、部位毎に組織が変化し力学特性も変わる。この結果、部位によっては欠陥密度が高くなる、あるいは臨界サイズ以上の欠陥が形成されるといった問題が生じ得る。これを抑制するためには、AMプロセス中の温度場を予測し、それに基づいた結晶組織や欠陥予測、特性予測技術の確立が重要である。また、レーザにしろ電子ビームにしろ形成される溶融プールの性状が組織や欠陥形成を支配する。このため、様々なプロセス条件、造形体形状を考慮した上で、組織や欠陥を予測することが求められ、このために数値シミュレーションやデータ科学を活用した技術開発を行っている。

マルチフィジックス、マルチスケール解析によるAMプロセスのデジタルツインの開発