02「第 6回 レーザプロセッシング助成研究成果発表会」を開催「第 20回 塑性加工助成研究成果発表会」を開催
研究室訪問

04

弘前大学大学院 理工学研究科

06

大阪大学 接合科学研究所 接合評価研究部門

08

千葉大学大学院 工学研究院 融合理工学府 基幹工学専攻

10

東京大学 生産技術研究所 キム・ビョンギ 特任助教

12東北大学大学院 工学研究科 ファインメカニクス専攻

14

産業技術総合研究所 4D ビジュアルセンシング研究チーム 鈴木 大地 主任研究員
資格取得支援事業 事例紹介

16

ツツミ産業 株式会社

18

2023年度前期助成先が決定

峯田 才寛 准教授
王 倩 助教山形 遼介 助教

久慈 千栄子 助教

「第 6回 レーザプロセッシング助成研究成果発表会」を開催
参加人数はコロナ禍前の水準に回復員）が「カーボンニュートラル社会実現に貢献するレーザア

天田財団は 4月19日、パシフィコ横浜で「第 6 回 レーザ
プロセッシング助成研究成果発表会」をOPIE'23 の公式

研究の経緯と今後の動向について講演した。

イベントとして開催した。今回のテーマは「高付加価値製助成研究成果発表会では、産業技術総合研究所・佐造を実現するレーザアディティブマニュファクチャリング

藤直子主任研究員が「X 線透視法を用いた PBF-LB/M（AM）」。注目度の高い分野だけに会場とオンラインを合の溶融挙動のその場観察」、東京都立大学・筧幸次教

わせて 208 名の研究者・学生などが参加した。

授が「選択的レーザー溶融法で造形した Ni 基超合金のク

日本のものづくりに公益事業を通じて貢献

リープ特性劣化と後処理による改善」、九州工業大学・ 楢原弘之教授が「金属 AM による高機能金型製造のための冒頭の主催者挨拶で、天田財団・末岡愼弘前代表理

レーザ焼結プロセスの可視化」、大阪産業技術研究所・事理事長は「新型コロナウイルスによるパンデミックは収束

山口拓人主任研究員が「雰囲気制御を利用した WC-Coの方向にありますが、ロシアのウクライナ侵攻から1 年以上

超硬合金のレーザメタルデポジション技術の開発」についてが経過して世界経済は大きなダメージを受けており、先行き発表を行った。

の不透明感が増しています。その一方、科学技術の分野

助成研究成果発表会の後には、同じテーマを別の視点

では DX への対応や SDGs の達成、カーボンニュートラルのから深堀りした企業講演 2 本が行われた。日本 AM 協会・実現など、喫緊の課題が山積しています。私はいつの時代

澤越俊幸専務理事の「できるのか AM の実製品活用」でも科学技術のイノベーションこそが課題を解決して次の時は、なぜ日本では AM の実製品への活用が遅れているか、代を切り拓くための原動力であると考えています」。

今後世界に追いつくために取り組むべき課題などが「技術「当財団は『人を育て、知を拓き、未来を創る』という運面」の観点から述べられた。矢野経済研究所・小山博子

営指針を掲げて研究者のみなさまを応援しています。これ

氏の「2023 年 AM 動向」では、AM の市場動向や予測なからも日本のものづくりに公益事業を通じて貢献するよう、な

どが「経済面」の観点から述べられた。
発表会の最後に塚本教授はすべての講演を振り返り「さおいっそう努力してまいります」と述べた。

まざまな観点から見たことで AM の抱える問題点や取り組「高付加価値製造を実現するAM」

むべき課題があらためて見えてきた。大変意味のある発表

基調講演では大阪大学・塚本雅裕教授（天田財団役

発表会の冒頭で挨拶をする天田財団・末岡愼弘前代表理事理事長（6 月17日に退任）

2

ディティブマニュファクチャリング」をテーマに、AM に関する会になった」と締めくくった。

今回の発表会のテーマを紹介する大阪大学・塚本雅裕教授（天田財団役員）

企業講演では日本AM協会・澤越俊幸専務理事が「技術面」からテーマの分析を行った

「第 20回 塑性加工助成研究成果発表会」
を開催
ハイブリッド方式で開催、 100 名超が参加
天田財団は 6月9日、名古屋工業大学（愛知県名古屋市）4 号館ホールで「第 20 回 塑性加工助成研究成果発表会」を開催した。会場の参加者数は 109 名で、オンライン

た。公益事業を通じて日本のものづくりに貢献するため、これからもいっそうの努力を続けてまいります」。

「塑性加工を利用した接合技術の応用」
研究成果の発表に先立ち、東京工業大学・吉野雅彦

視聴事前登録者数は 72 名だった。
今回の発表会は、6月9日〜 11日の 3日間、名古屋工業教授（天田財団役員）が今回のテーマ「塑性加工を利用し大学で開催された日本塑性加工学会の「2023 年度塑性た接合技術の応用」について「塑性加工による接合には、加工春季講演会」の協賛行事として、「塑性加工を利用し鍛接や摩擦圧接、爆発接合、摩擦攪拌接合（FSW）など

た接合技術の応用」をテーマに開催された。

の固相接合、およびリベット、かしめ、ヘミングなど機械的接合があります」と紹介した。

「人を育て、知を拓き、未来を創る」

引き続き、4 名の研究者による助成研究成果発表が行わ

発表会の冒頭、天田財団・末岡愼弘前代表理事理事長は次のように挨拶した。

れた。香川大学・吉村英徳准教授が「0.1 ㎜薄板オース
テナイト系ステンレス鋼の突合せ摩擦攪拌点接合法の開「世界経済は新型コロナウイルスのパンデミックによる影発」、芝浦工業大学・青木孝史朗教授が「超微細アルミ

響から徐々に回復していますが、2022 年 2月から始まったロニウム合金板材を用いた摩擦撹拌接合による高継手効率

シアによるウクライナへの軍事侵攻、石油をはじめとした燃継手の開発」、千葉大学大学院・糸井貴臣教授が「電磁料・原材料価格の高騰による世界的なインフレの影響が出

圧接による超ハイテン鋼板とアルミニウム合金板との高速接ています。その一方で、科学技術の分野では DX への対合」、崇城大学・友重竜一教授が「熱間爆発圧接法を用

応や SDGs の達成、カーボンニュートラルの実現など、技術いたセラミック- 金属接合体の作製技術の開発とその応用」

的な課題が山積しています」。

について、それぞれ発表した。

「当財団は『人を育て、知を拓き、未来を創る』という運その後は、産業分野での取り組みを紹介する2 件の企業

営理念を掲げ、研究者のみなさまを応援しています。2022

講演が行われた。日産自動車・樽井大志氏が「自動車の年度の助成研究テーマは 108 件、助成金額は 2 億 7,486

マルチマテリアル化とそれに伴う接合技術動向」、トヨタ自万円となりました。1987 年の財団創立以来、累計助成件

動車・鵜飼須彦氏が「高強度塑性結合法の開発と自動車

数は 2,108 件、累計助成総額は 37 億 1,551 万円となりまし

部品への適用」について講演した。

「第 20 回 塑性加工助成研究成果発表会」には会場とオンラインを合わせて181名が集まった

発表会の冒頭で挨拶をする天田財団・末岡愼弘前
代表理事理事長（6 月17日に退任）

今回の発表会のテーマを紹介する東京工業大学・
吉野雅彦教授（天田財団役員）

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研究室訪問 1「組織制御」によって高性能な金属材料を生み出す
省エネ材料として期待が高まる「超軽量マグネシウム合金」の研究
弘前大学大学院 理工学研究科

峯田 才寛 准教授

大学は理工学部が再編され、学科定員がそれまでの 50 名から80 名に増員、それにともなう教員の増員で『パーマネント助教』の募集でした。生活が安定するのと、以前から研究・教育の仕事をやってみたかったので、弘前大学にお世話になりました」。
「弘前大学はもともと医学部・農学部が主体の大学で、理工学部は比較的新しい学部です。また、地域経済の発展に貢献するため、地元の企業との産学連携を強化しています。私も着任した翌年に地元の金属加工企業と『軽くて弘​ 前大学「峯田研究室」のメンバー。左から髙橋大佑さん（M1）、峯田才寛准教授、恒川直諒さん（B 4）、坂東航さん（M1）錆びにくいマグネシウム』を共同出願、最近特許が登録されました。そのような背景から地域にも開かれた研究室を目指しています」（峯田准教授）。

不均一LPSO型Mg合金の創製と高温クリープ特性改善

金属・塑性変形が専門の「峯田研究室」と、材料強度設計学分野で機械材料学・力学特性・高温変形が専門の「佐弘前大学大学院 理工学研究科の峯田才寛准教授の研藤研究室」（佐藤裕之教授）がコラボレーションして共同究テーマ「熱間塑性加工による不均一 LPSO 型 Mg 合金研究や学術指導を行っている。現在は M2 の学生が 7 名、の創製と高温クリープ特性改善」が、天田財団の 2022 年度

M1 が 5 名、学部生が 10 名の計 22 名が所属しており、理「一般研究開発助成」に塑性加工分野で採択された。

工学部のなかでも人気のある研究室となっている。

峯田准教授は、2012 年 3月に北海道大学 工学部を卒業。2014 年 3月に北海道大学大学院工学院 材料科学専
攻 博士前期課程を修了、2017 年 3月に北海道大学大学
院工学院 材料科学専攻 博士後期課程を経て、博士（工学）の学位を取得した。同年 4月には弘前大学大学院 理工学研究科の助教に就任、2021 年 10月には現職である
准教授に昇任した。

「軽くて錆びにくいマグネシウム」で産学連携

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講座制はなく、機械材料機能学分野で強度材料学・軽医療業界や自動車業界からも注目される「超軽量マグネシウム合金」
峯田准教授が研究しているのは「超軽量マグネシウム（Mg）合金」だ。

Mg はアルミよりも軽くて強い金属。ただし、割れやすく成形が難しい点と錆びやすい点が実用化を阻んできた。そこで、峯田准教授はリチウムを混ぜて合金化、巨大ひずみ加工と高温での熱処理を施すことで、これらの課題を解決し「学位取得後の進路に関してはいろいろありました。若手た。近い将来、飛行機や自動車の部品として普及すれば、研究者として自立した研究環境で研究・教育者としての経燃費の大幅な向上によって世界的な省エネも期待できる。

験を積み、最終審査によって専任教員になれる『キャリアパ

また、無害のため生体用材料として医工連携の研究も行わ

ス（テニュアトラック型）』の研究者の道もありましたが、任期れており、骨折時に体内に入れるプレートへの応用も期待さ付き。そのほか多くの求人が期限付きの雇用でした。弘前

れるなど、夢が広がる金属材料となっている。

❶

❷

❸

❶熱間塑性加工により作製した不均一組織を有するLPSO型Mg合金の表面観察像／❷Mg合金のクリープ特性を調べるためのクリープ試験機制御装置／❸約 1300℃までのクリープ試験が可能な高温クリープ装置

そのため、肥大化する消費社会を持続的に支え得る軽本 研 究では、熱 間 塑 性 加 工と熱 処 理による不 均 一

量構造用材料、生体材料として軽量かつ高強度な Mg 合LPSO 型 Mg 合金の創製を目標に、超硬質な LPSO 相領金の活用が期待されている。その中でもMg に微量の遷移域、硬質な微細粒 Mg 領域、軟質な粗大粒 Mg 領域の 3金属元素と希土類元素を添加し長周期積層構造（LPSO）

領域からなる不均一合金を熱間塑性加工により創製する。

相と呼ばれる強化相を導入した『 LPSO 型 Mg 合金』は非そのために、塑性加工に続く熱処理により優れた特性を発常に優れた力学特性を示し、特に大きな注目を集めている。

現するための微細組織を制御する。さらに、不均一 LPSO

Mg 合金の発展は輸送用機器の軽量化によるグリーント型 Mg 合金における高温クリープ特性改善とメカニズム解

ランスフォーメーション（GX）につながり、脱炭素社会の実明のために、不均一組織を有するLPSO 型 Mg 合金にお現にも貢献すると期待されている。そのためには実際に使ける高温クリープ変形挙動の温度・応力依存性を調査する。

用される過酷な環境下における高い力学的信頼性の要求

また、微細組織解析の結果と併せることで、材料の不均一に応える必要がある。

性を利用したクリープ特性改善メカニズムを解明する。

比較的低融点であるMg 合金は、高温において小さな荷重でも徐々にひずみが蓄積するクリープ変形が顕著であ研究にも学生指導にも楽しみを見出する。比較的高温にさらされる自動車などの内燃機関付近「合金化によって Mg の性質が変わっていくことはおもしでの使用を考えると、クリープ特性の改善には大きな価値

ろいと思います。さらに『合金化』と、たたいたり高い圧力がある。硬質な LPSO 相を軟質な Mg 中に分散させることをかけたりする『塑性加工』、高温加熱と冷却による『熱処はクリープ特性改善の有力な手段と考えられるが、闇雲な理』――この 3 つによる『組織制御』によって高性能な金LPSO 相の導入によるクリープ特性改善は限界をむかえて属材料を生み出す研究がさかんに行われています。しかもおり、高度な材料学的知見に基づく新たな材料設計が必合金の元となる金属の選択と配合割合、加工の手法、熱要になっている。

処理の温度など各要素の組み合わせは、ほぼ無限です。

金属材料の力学特性にブレークスルーを生み出す新たその中から時代を変えるような新材料が生まれる可能性がな材料設計指針として、力学特性の異なる複数の領域をあるかと思うと、科学を駆使した錬金術みたいで楽しくなり

組み合わせた不均一材料の創製に注目が集まっている。

ます」。

熱間塑性加工により不均一合金を創製する室で、それぞれの研究の進捗確認や学術指導を行ってい「大学ではできる限り院生や学生たちが集まる共同研究

峯田准教授はこれまでに、適切な条件での熱間塑性加ます。自分の居室では学生たちの実験結果やデータ確認、工を行うことで、LPSO 型 Mg 合金中に意図的な不均一組

論文の添削指導と忙しくしています。また、学内の各種委織を形成させることに成功した。その不均一組織は、熱間員会への参加などの公務もあるので、実際に自分の研究に

塑性加工時のひずみと熱により形成され、領域ごとに力学費やせる時間は全体の 10%もありません。しかし、学生た特性が大きく異なる。また、その不均一組織を有するMg

ちの研究テーマが自身の研究と重なる部分もあり、学術指合金は優れたクリープ特性を示すことを見出した。そこで、導や添削も研究と一体になるので不満はありません。研究・

特性改善メカニズムの解明とそれに基づくさらなる耐クリー

教育をやってみたいという気持ちがあったので毎日を楽しん

プ性の向上には大きな学術的・産業的価値がある。

でいます」（峯田准教授）。

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研究室訪問 2

高強度アルミニウム合金の最適な積層条件の範囲を導く
金属微粒子の熱処理技術とセラミックス粒子によるその場
微細鍛造技術を用いて、積層材強度の向上を目指す
大阪大学 接合科学研究所
接合評価研究部門

王 倩（Qian Wang）助教

本研究の目的は下記の 2 つとなっている。
① その場微細鍛造の強化メカニズムを明らかにし、セラミッ
ク微細鍛造粒子の粒径と体積比を最適化すること。
② 高精度数値解析モデルを開発して、高強度アルミニウム合金の積層プロセスウインドウを予測し、鍛造品レベルの強度を目標にして最適な積層条件の範囲を導くこと。
高強度アルミニウム合金の世界市場は 2021 年に 349 億米ドルに達し、2026 年には 477 億米ドルになると予測されている。気候変動対策として SDGs の達成やカーボンニュー大阪大学 接合科学研究所の王倩助教（左）と研究室の麻寧緒教授（右）トラルの実現に向け CO2 排出量を削減するため、航空機

積層材の高強度化を保証ており、市場の成長も牽引している。

大阪大学 接合科学研究所 接合評価研究部門 接合構
造化解析学分野の麻寧緒教授の研究室に所属する王倩

ニーズから高強度アルミニウム合金の需要増加が見込まれコールドスプレー積層技術を応用（Qian Wang）助教の研究テーマ「その場微細鍛造によ

軽量化部品の設計と製造工程の一例として、航空機のる高強度アルミニウム合金の固相積層技術に関する研究

補強材を「アディティブマニュファクチャリング」などと呼ばれ開発」が、天田財団の 2022 年度「奨励研究助成（若手研る3 次元積層造形で行うことが期待されている。

究者）」に塑性加工分野で採択された。

しかし、高強度アルミニウム合金の溶融積層では、溶融・この研究は高強度アルミニウム合金微粒子に熱処理を施凝固による欠陥が発生する可能性がある。そこで、超音速し、積層造形性を改善するとともに、積層材の高強度化を流を用いて粉末を固相状態のまま被覆対象物に衝突させ、実現する。サイズが大きいセラミック粒子をその場微細鍛造

皮膜を形成するコールドスプレーを活用することによって、新に適用することで、積層材の緻密化を安価な低圧ガスで実たな適用可能性が見えた。コールドスプレーは粒子を衝突・現し、結晶粒を超微細化する。微細鍛造用のセラミック粒

堆積させてコーティングするという点では溶射法に類似する子は、積層材強度を向上するだけでなく、積層プロセスウイ

が、ほかの溶射法と比べて施工温度が低いため、皮膜のンドウを拡大することも期待できる。

酸化や基材への熱影響を低減することが可能だ。また、材

その場微細鍛造の強化メカニズムを明らかにすることで、本研究の実現可能性を確認できた。その場微細鍛造は空料を溶融することなく積層速度が速い、環境に優しいという利点がある。

隙クロージングと結晶粒の超微細化を促進し、強度を大幅

そこで本研究では、コールドスプレー法を実用化しているに向上させる。サイズが大きいセラミック粒子はリバウンドさ企業からも協力を受け、高強度アルミニウム合金用に高品れるため、積層材に埋め込む心配がない。本研究では熱質・低コストのコールドスプレー積層技術を応用することを処理した高強度アルミニウム合金の微粒子を用いて積層材考えている。

強度のさらなる向上を目指す。

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や自動車の軽量化に対するニーズが高まっている。こうした対象材料はアルミニウム合金 7075 である。セラミック微細

❶

❷

❸

❶微小引張試験機と詳細ひずみのDIC測定装置／❷ワンショット3 D形状測定機を用いて積層表面粗さと全体形状を確認する／❸標準サイズの引張試験を行い、ひずみ分布を画像解析する実験装置

鍛造粒子の粒径と体積比の最適設計よって、平均粒径のと熱処理した積層
異なるセラミック粒子（100 〜 1000µm）

中国の 3 大学で学び大阪大学へ
王助教は中国・重慶市出身だ。2010 年に重慶大学 工

微粒子をさまざまな体積比で混合して使用することにした。

学部に入学して金属溶接の研究に関心を持ち、2014 年に積層材の微細構造（特に空隙、割れ、結晶粒）を実験で観

溶接分野で世界的に優れた研究実績のあるハルビン工業

察し、積層材にセラミック粒子が埋め込まれていないかを確

大学でさらに溶接科学を学んだ。修士 2 年を修了した 2016

認する。積層材の機械特性（特に引張強度）を実験で測定

年からは上海交通大学で研究を続けた。

し、セラミック粒子の最適な粒径と体積比を決定する。

2018 年 10月からは接合数理解析の研究で世界トップク

次に、その場微細鍛造を用いる積層プロセスの高精度ラスと言われている大阪大学 接合科学研究所に留学し、数値解析モデルを開発する。セラミック粒子を用いる場合と材料強度研究分野における数理モデル、強度計測、延性

用いない場合や、積層微粒子の変形、温度、エネルギー、

破断に関するシミュレーションや、溶接加工分野の溶接力

再結晶状態と条件を変えて比較研究を行う。セラミック粒子

学、アーク溶接、スポット溶接、FSW プロセス、継手強度、を用いる場合と用いない場合、積層材の微細組織と機械

応力測定、金属 3 次元積層製造などの研究プロジェクトに特性の定量的な関係を推定する。そしてその場微細鍛造

それぞれ参加しながら、大阪大学大学院 工学研究科 地の強化メカニズムを明らかにする。

球総合工学専攻に私費留学として入学し、2021 年 9月にさらに、高精度数値解析結果を活用した積層実験を効

学位を取得した。それと同時に接合科学研究所 接合構造

果的に実施し、最適な積層条件範囲を決定する。積層条

化解析学分野の麻寧緒教授の研究室の助教となった。

件である衝突速度、衝突温度などがセラミック粒子を用い

麻教授は数理解析による材料強度や接合強度のシミュた積層材の微細組織および機械特性におよぼす影響を実レーション研究の第一人者であるとともに、インクリメンタル

験観察と数値解析により明らかにする。なお、衝突速度と成形加工技術をはじめとした塑性加工研究にも造詣があ

温度は作動ガスの種類、圧力、温度などに決定される。積る。王助教も麻教授のもとで塑性加工から数理モデルの開層条件、微細組織、機械特性の定量的関係を明らかにし、発による材料強度の解析の研究に熱心に取り組んだ。

鍛造品レベルの強度を目標にして最適な積層条件範囲を決定していく計画だ。

強度を鍛造品並みに向上
本研究で提案する積層技術は、高強度アルミニウム合金研究へのモチベーションが並外れて高い
麻教授は王助教について「王助教は一家の一人娘として家族や親族の支援を受け、研究者として成長してきた『期待の星』です。研究に対するモチベーションが非常に積層材の強度を鍛造品並みに向上させ、プロセスウインドウ

高く、学生たちをリードしています。自分の研究以外に学生を広げるとともに、最適な積層条件範囲が決定できると期待の指導、研究室の雑務もこなして大変だと思いますが、とにしている。また、その場微細鍛造技術の利用により、作動

かく研究熱心です」。

ガスの種類や圧力の要件を減らし、ノズル詰まりの可能性を「高強度アルミニウム合金微粒子に熱処理を施し、積層低減するなど、実用化を容易にする。同時にエネルギーや造形性を改善することによって積層材の高強度化をはかる

コストを削減することからSDGs にも貢献することができる。

とともに、サイズが大きいセラミック粒子をショットピーニングす

さらに、数値解析と実験を組み合わせた研究手法を用いるその場微細鍛造に適用するという王助教の着想はすばらてその場微細鍛造の強化機構と影響因子（塑性変形と結しい」と高く評価している。

晶粒微細化）を明らかにすることで、積層条件と機械特性「これからも研究者として世の中に貢献できるような研究の定量的関係を導くことを目標にしている。

を続けていきたい」と王助教は語っている。

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研究室訪問 3

TiAl 基合金の高性能化、生産性の向上に向けた研究
脱炭素社会実現にも貢献する
千葉大学大学院 工学研究院 融合理工学府
基幹工学専攻山形 遼介 助教

ルミ基合金の高強度・高靱性化に向けた組織と特性の関係性解明に関する研究」を引き続き行っている。
「金属工学を研究するなら実績が多い東北大学がふさわしいと考え、東北大学 工学部材料科学総合学科に入学しました。博士前期課程を修了したら民間企業に研究職として就職することも進路のひとつとして考えていましたが、前期課程が 2 年目に入り、就活で企業の人事担当者から話をうかがうと、企業が必要とする人材は『専門分野の研究者』というよりも、『ゼネラリストに近い人材』で私が考えていた
研究職のイメージとは異なっていることがわかりました。それ
千葉大学大学院の山形遼介助教

耐熱鋼の高温高強度化に向けた研究「火力発電所のボイラ用材料の研究を進めていくうちに、
高温でも強度を失わない材料の研究に興味を持つようにな
り、『 Al 含有高 Crフェライト系耐熱鋼の高温高強度化に向千葉大学大学院 工学研究院 融合理工学府 基幹工学

けた金属間化合物の物理的・機械的性質の研究』で博士

専攻 機械工学コースの山形遼介助教の研究テーマ「異相後期課程を修了、博士（工学）の学位を取得しました」（山

界面近傍の変形に着目したチタンアルミ基合金の加工硬化

形助教）。

挙動に関する研究」が、天田財団の 2022 年度「奨励研究助成（若手研究者）」に塑性加工分野で採択された。
山形助教は 2011 年から東北大学 工学部 材料科学総

航空機用ジェットエンジンにも採用される
TiAl基合金

合学科の丸山研究室で学び、2014 年 3月に同大学大学院

2017 年 4月に東京工業大学 物質理工学院材料系の竹環境科学研究科の新日鉄住金連携講座（当時）、長谷川山・小林（覚）研究室の特任助教に採用されると、航空機研究室で博士前期課程を終えた。2017 年 3月に同大学大用ジェットエンジンのタービンブレードに使われる「チタンアル学院 工学研究科 知能デバイス材料学専攻で博士後期課

ミ基合金の高強度・高靱性化に向けた組織と特性の関係

程を修了。
「Al 含有高 Crフェライト系耐熱鋼の高温高強性解明についての研究」を行うようになった。

度化に向けた Fe2M 型 Laves 相金属間化合物の物理的・気候変動を引き起こす要因である温室効果ガスの削減

機械的性質の研究」で博士（工学）の学位を取得した。

を目指す一環として、航空機用のジェットエンジンを含む機体の軽量化と高出力化、すなわち推力 / 重量比の増加がTiAl 基合金研究は東工大在職中にはじまった必須であるとの認識から、現在ジェットエンジンに適用され2017 年 4月〜 2023 年 3月は東京工業大学 物質理工学ているNi 基合金の約半分の密度でありながら、優れた高院材料系の竹山・小林（覚）研究室の特任助教を務め、「チ

温強度、耐酸化性を有するチタンアルミ（TiAl）基合金が、タンアルミ基合金の高強度・高靱性化に向けた組織と特性

機体の軽量化に貢献すると考えた。

の関係性解明についての研究」を行い、天田財団への研究助成を申請、東京工業大学在職中に採択された。
「チタンア
2023 年 4月からは千葉大学の助教に着任し、8ならば大学に残って研究を続けたいと思いました」。

TiAl 基合金は高負荷に耐えられることから高出力化にも寄与できるため、ジェットエンジンへの搭載が加速すると考えられている。日本でもJAL が採用するボーイング 787 型機

❶

❷

❸

❶材料の物性値（引張強度、曲げ強度、圧縮強度など）をコンピュータ制御により自動的に測定する万能精密測定装置／❷透過電子顕微鏡用の薄膜試料を簡便に作成できるイオンスライサー（日本電子製）／❸電子プロー
ブマイクロアナライザーのエンジンなどに搭載され、燃料消費量、ノイズ、窒素酸化物排出量を低減するなど、優れた環境効果を挙げている。

SIPでも取り上げられるTiAl基合金
日本でも内閣府の「戦略的イノベーション創造プログラ「統合型材料開発システムによるマテリアル
ム」（SIP）で、革命」の一環として「高性能 TiAl 基合金動翼の粉末造形
プロセス開発と基盤技術構築」というテーマで東京工業大
学、大阪大学、民間企業が参加して研究が進められていた。現在は SIP のテーマから外れたが、参加企業や大学で研究は続いており、山形助教も参画している。
この研究では世界に類のない強度と靭性を有する新規が特性を決める』という哲学に基づき、材料強度学、転位論に関する研究ではあるものの、平衡論・速度論などのデー
タサイエンスをベースとした組織制御を実行します。目的を果たすために最適な組織形態をみずから設計するという研究デザインは、本分野の研究では特徴的です」と山形助教
は語っている。

研究の目的は 3 つ本研究が目的とするのは以下の 3 点となっている。

1. TiAl 基合金のβ/γ異相界面近傍における塑性変形挙動を精緻に調査し、加工硬化現象発現の機構を明らかにすること。

TiAl 合金を粉末プロセスで製造することを目標としており、

2. TiAl 基合金の室温延性がなぜ、塑性変形領域におけ

現在もTiAl 合金の高性能化、生産性の向上に向けた研究

る破断に至るまでの大部分ではなく、塑性変形開始直後を続けている。

のわずかな領域における加工硬化現象によって決定されしかし、本合金は一般的に硬くてもろいとされている金属
間化合物を基とした材料であり、構造材料でありながら室

るのか、そのメカニズムを明らかにし、さらなる高延性化に向けた指針を提案すること。

温における延性はわずか 1% にも満たない。この甚だしい

3. 上記の加工硬化現象と延性の特異な関係性の解明を通延性の乏しさが本合金の加工性を著しく困難にしており、じて、複相材料における加工硬化現象の基礎学理を構

生産歩留り性が低下、ほかの複雑形状部材への適用を阻築すること。

害している。

データサイエンスを活用して組織制御を実行

4 名のスタッフで 16 名の院生、学生指導
山形助教が所属する千葉大学大学院 融合理工学府の山形助教は以前の研究で、データサイエンスによる知見

糸井研究室は糸井貴臣教授、山形助教、民間企業から招に基づきTiAl 基合金の基本組織であるα2-Ti3Al/γ-TiAl

いた客員教授 1 名、技術職員 1 名の 4 名で、社会人博士

ラメラ組織の粒界をβ-Ti/γ層状組織にて被覆することで、課程の 4 年生 1 名、博士前期課程の院生 9 名、学部 4 年

強度を低下させることなく、向上させたうえで、この TiAl 基

生 6 名の合わせて 16 名の学生の研究指導、教育を行って合金に 1% 以上の室温延性を付与することに成功した。こいる。2023 年 4月に赴任した山形助教も現在は博士前期の研究を遂行する中で山形助教は、延性の大小にかかわ課程の院生 1 名、学部生 1 名の指導に携わるほか、研究

らず、TiAl 基合金の塑性変形能は破断に至る手前ではな

室の運営などの業務もあり、自身の研究に費やせる時間がく、むしろ降伏後の塑性変形開始後わずか 0 〜 0.2% の領制限されている。しかし、院生・学生の教育指導の一環と域における加工硬化挙動と密接な関係にある可能性を見して、自身の研究の実験などを行う機会もあり、赴任して間出すことに成功した。

もない大学の環境に慣れる意味でも日々忙しく教育・研究「本研究では、合金組成や熱処理条件ではなく、『組織にまい進している。

9

研究室訪問 4エネルギー自立型センシングデバイスの開発に貢献
チャンスがあればチャレンジする気持ちが大切東京大学 生産技術研究所

キム・ビョンギ（Byunggi KIM）特任助教ました。大学の研究者は基礎となる物理を探求しつつ、新たな知見を生み出すことでイノベーションに寄与することが任務であると考えてきました。研究設備が充実している東京大学 生産技術研究所で研究をしてみたかったので、特任助教の公募を知りすぐに応募しました。学生の教育指導や、研究室の設備管理の補助などマネジメント的な仕事に関わりながら、自分の研究にも取り組むことができるので、充実した研究生活を送っています」。
「レーザ加工現象に関する研究で東京工業大学の学位を取得したあとは、KAIST でフェムト秒レーザの技術を学び
東京大学生産技術研究所のキム・ビョンギ特任助教

大学から日本でレーザによる微細加工を研究

に関する研究まで拡張し、視野を広げて研究を深めることを心がけています」。
「さまざまな光・電子デバイスにおける放熱問題やシステ

東京大学 生産技術研究所 情報・エレクトロニクス系部

ム内の熱エネルギーの有効利用、熱電環境発電への期待

門のキム・ビョンギ（Byunggi KIM）特任助教の研究テーから、高度な熱マネジメント技術への関心が高まっていまマ「フェムト秒レーザ誘起表面周期構造を用いた薄膜熱伝す。所属する野村政宏教授の研究室ではそうした時代の導制御技術の創成」が、天田財団の 2022 年度「奨励研

ニーズに対応し、光学実験、解析、デバイス作製を一貫し

究助成（若手研究者）」にレーザプロセッシング分野で採択て実行できる研究者になることを目指しています。将来的にされた。

はフォトニクスとフォノニクス分野をリードし、国際的に活躍でキム助教は 2009 年に国費留学生として東京工業大学
工学部に入学。2013 年 4月から同大学大学院の伏信一慶教授のもとでナノ秒レーザを使った加工の研究を行う中できる研究者になりたいと思っています」（キム特任助教）。

フォノンエンジニアリングを活用

博士前期課程、博士後期課程を経て、2017 年に博士（工

固体中の熱伝導を担うフォノンは、その強い拡散的性質

学）となった。その後いったんは帰国し、2017 年 5月から

から制御が難しいため、固体熱制御技術は光および電子

2021 年 9月までの約 4 年間は韓国科学技術院（KAIST）

制御技術と比べて発展の余地が多く残されている。近年、機械技術研究所の博士研究員として、フェムト秒レーザなナノ構造を利用することで本来は材料由来である熱伝導

どの短パルスレーザを活用した微細加工の研究を行った。

率の人工的制御や熱流制御が可能になっており、フォノン

2021 年 10月からは再度来日し、現職である東京大学 生産エンジニアリングというナノスケール特有の熱輸送特性を探技術研究所の特任助教に就任した。

国際的に活躍できる研究者を目指す「光と材料の相互作用に関する物理に興味を持ち、1010ました。東京大学ではナノ構造における光とフォノンの物理求し、その知見を活用した新しい熱制御技術の開発もはじまっている。
野村研究室では科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業や未来社会創造事業による産学連携により、高年ちかくナノ秒レーザ、フェムト秒レーザなどを用いて微細効率なシリコン熱電発電デバイスと熱電環境発電を利用し加工、精密計測、非線形光学現象に関する研究を行ってきた、エネルギー自立型センシングデバイスの開発など、エネ

❶

❷

❸

❶フェムト秒レーザ誘起表面周期構造を加工するヘッド部／❷出力3 Wのフェムト秒レーザ発振器を組み込んだ実験装置（発振器はメンテナンスのため取り外されている）／❸実験装置について説明するキム特任助教

ルギー持続社会と超スマート社会への貢献を目指した研究

道的輸送・干渉などが複合的に現れるため、その理論を行っている。そしてこれから発展が見込まれる量子デバ

解析が非常に困難になると予想される。本研究の遂行

イスにおいて、演算を担う固体量子系と通信を担う光のインにより、多層ナノ構造体の熱と電気の輸送制御に関す

ターフェースとなるフォノン系の開発にも取り組んでいる。

る学術的な基礎を構築することに挑戦する。

キム特任助教は半導体などの固体表面に生成される光

3. カーボンニュートラル社会に向けた新機能環境発電の波長より小さい周期ナノ構造（LIPSS）に着目した。フェム

デバイスの開発に挑戦

ト秒レーザで表面電磁波を生成することで、光の波長以下フォノン制御技術の具体的な応用として、環境発電デバの周期構造体 LIPSSを㎟ /s オーダー以上の高速で形成す

イスの高度化に挑戦する。フォノンと電子の輸送を操るる。また、熱フォノンの平均自由行程より小さいナノ構造体

ことにより新たな機能性を持つナノ構造を導入し、カーボ

は熱エネルギー輸送に関与するため、薄膜の熱伝導の制

ンニュートラル社会に寄与可能な環境発電デバイスの御に応用性が高い。

開発を試みる。

しかし、これまで LIPSSを薄膜デバイスの熱伝導制御に利用した例はなく、熱物性の評価法も確立していない。ナノスケールを有する半導体薄膜デバイスの作製技術を開発「チャレンジすることが大切」
キム特任助教は若手研究者として「チャレンジすることがし、熱伝導の異方性を究明することで、指向的な熱伝導制

大切」と語っている。

御技術の創成に挑戦し、半導体熱制御に資する高速ナノ「『研究のための研究』ではなく、社会実装されるような構造加工技術を確立。半導体サーマルマネジメントとマイク『世の中に貢献できる研究』をしていきたい。成果を生み

ロ熱電デバイスなどの応用分野に寄与することを目指す。

環境発電デバイスの開発にも挑戦出すためにもチャンスがあればチャレンジしていきたいと考えています。高校を卒業して日本で学んだのも、特任助教の応募にチャレンジしたのも、チャンスだと思ったからです。将キム特任助教は本研究の特色として 3 点を挙げている。

来的に韓国へ戻るのか日本で研究を続けるのかは、まだわ

1. 高度なフェムト秒レーザ加工、計測技術を用いたフォ

かりませんが、その気持ちは変わりません。そして、日韓友ノンエンジニアリング

好の懸け橋にもなりたいと思います」（キム特任助教）。

フェムト秒レーザ 加 工、微 小な電 気 機 械システム、レーザ計測を統合し、新機能を有するデ（MEMS）
バイスの作製および評価法の提案に挑む。将来的にはレーザ誘起ドーピングなどの高度なプロセス、独自的なFemtosecond
laser

超高速サーモリフレクタンス法の導入まで検討する。そに応用する新展開につなげることができると期待される。

Balanced
PD

2. 複合ナノ構造におけるフォノン輸送の基盤技術確立術であり、加工・計測などの実験的な部分および解析手法の両面で多くの試行錯誤が予想される。特に多層ナノ構造におけるフォノンと電子の輸送現象は拡散・弾Second harmonic
Delay
line

のことにより、フェムト秒レーザをフォノンエンジニアリング

LIPSSを用いた熱伝導制御は、世界的にも未開拓な技

Pulse
pickerPump pulse
LIPSS
suspended bridge

Probe pulse（Delayed）
Metal transducer

フェムト秒サーモリフレクタンス法を用いたLIPSSの熱拡散率の時分解計
測実験系

11

研究室訪問 5

微細構造の調整により、アモルファス
合金の加工性を大幅に向上
女性の視点で「新しいものづくり」
を考える
東北大学大学院 工学研究科
ファインメカニクス専攻

久慈 千栄子 助教

超短パルスレーザ、機械加工、微細構造 / 組織制御、表面
テクスチャリングなどとなっている。
「『アモルファス合金』は結晶構造を持たない特殊な合金材料で、その構造に起因して優れた軟磁性を示します。一方、強度や靭性が高いといった機械的特性も有しているので、難加工材料として知られています。このアモルファス合金に対して熱処理を行い、微細構造を変えることによって難加工の原因である機械的特性も変化させることができます。
そこで熱処理によって変化する微細構造と機械的特性の関係性、さらには加工品質の向上と加工抵抗の低減を実現する最適構造および加工条件の調査を行っています」。
東北大学大学院 工学研究科の久慈千栄子助教

社会人ドクターで学位を取得出している『中途半端な微細構造』の状態で、加工性が大幅に向上することがわかりました。一方、この構造変化の様
子は合金の組成によって大幅に異なります。現在は微細構

東北大学大学院 工学研究科 ファインメカニクス専攻の造の制御による加工性の向上が、どのような組成のアモル

久慈千栄子助教の研究テーマ「水中レーザ加工によるハイファス合金にも適用できるのかを明らかにするため、基礎研

ブリッドテクスチャリング技術の探求」が、天田財団の 2022

究を進めています」（久慈助教）。

年度「奨励研究助成（若手研究者）」にレーザプロセッシン
グ分野で採択された。

超短パルスレーザの新たな活用方法を発見

久慈助教は 2016 年 3月に東北大学大学院 工学研究科

今回、採択された研究テーマ「水中レーザ加工によるハ

機械システムデザイン専攻で博士前期課程を修了。2016

イブリッドテクスチャリング技術の探求」は、こうした研究課

年 4月からは富士フイルム㈱ R&D 統括本部生産技術セン

題から派生した研究のひとつだ。

ターで関連工場の工程改善業務などを行った。次第により「アモルファス合金全体の構造を熱により変化させてしまう

多くのものづくり現場に寄り添った研究開発に従事したいとと、製品性能に必要な軟磁性も低下させてしまいます。そいう気持ちが強くなり、2018 年 9月に出身地の岩手県に Uのため、加工によって切断されるわずか数マイクロメートル

ターン。いわて産業振興センターに転職し、2019 年 4月かの領域だけをうまく熱処理する必要があります。そこで私はらは東北大学大学院 工学研究科機械機能創成専攻の博従来『非熱加工』に用いられていた超短パルスレーザに着士後期課程に社会人ドクターとして進学、研究支援員とし目しました。超短パルスレーザを用いた実験中に、ある照射て地域貢献のための研究にも取り組んだ。2022 年 3月に博条件を調整すると非熱加工用のレーザであるにもかかわら士後期課程を修了して学位を取得、同年 4月に同工学研ず、アモルファス合金が結晶化するほどの『熱加工』が行え

究科 ファインメカニクス専攻の助教となった。

ることがわかりました。このレーザはもともと非熱加工に用いアモルファス合金の加工性を改善させる研究
久慈助教の研究分野のキーワードは、アモルファス合金、

12「調査を通じて、アモルファス合金中にわずかに結晶が析られるものなので、熱の拡散範囲もマイクロメートルオーダで制御できるのです。この発見によって、アモルファス合金の局所領域の熱処理が可能となりました」（久慈助教）。

レーザ加工装置

各種実験装置や測定機器

表面テクスチャリングを活用

放射率が劇的に上昇し、放熱効率は非加工材の 2.5 倍とな「一般的に超短パルスレーザを用いると、レーザを照射しりました。同様の非加工状態の材料表面に酸化被膜処理た材料表面にはレーザに誘起され自己組織的に創生されるを行った場合ではここまでの放熱性能の向上は生じなかっ『 微細周期構造 』（LIPSS）が形成されます。この形状をたため、酸化被膜と微細構造によって相乗効果が生じたこ

活用した表面テクスチャリングによって、材料に対して新たとは明らかです」。

な機能を付与する研究――たとえば、耐摩耗性や生体親「そこで、酸化被膜（酸化現象）は、環境要因（水、大和性の向上を目指すものなどが進められています」。

気、pH、温度など）に依存して形成されることに着目しまし「いわて産業振興センターに在籍していた当時、研究支た。水中に設置したチタンに対して試験的にレーザ照射を援活動の一環としてシーズ発信型の共同研究に取り組みま

行ったところ、レーザ照射領域の外周部に広く酸化被膜がした。その中で、東北地域の公設試験研究機関や企業様形成されました。水中へのレーザ照射はサブクール沸騰によと協力し、温度によって放熱性が変わる新たな機能性表面

りバブルを生じさせ、バブル崩壊の際にはラジカルが発生しの創成に取り組みました。この研究開発では材料表面からます。ラジカルは酸化を促進する効果があることから、水中の放熱、つまりは電磁波の放出であることに着目しました。

でのバブル崩壊によるラジカルの発生と金属表面の酸化反表面から放出される電磁波の波長は、プランクの法則に依応を制御できれば、さまざまな金属材料に対して組成比の存して変化するので、特定の温度では特定波長の電磁波

異なる多様な酸化被膜を形成できると考えました」（久慈助が放出されやすくなります。逆転の発想で、特定波長の電教）。

磁波が放出しやすい表面をつくれば、所望の温度で放熱

本研究では久慈助教の専門分野であるレーザ加工によ性が向上する温度敏感性の高い表面が創成できるのではる微細構造の創生に加え、材料学的視点から金属の酸化ないかと考えました」。

現象を制御する、水中レーザ加工を用いた微細構造と酸「そこで、電磁波と同じく波としての性質を持つ『光』の化被膜のハイブリッドテクスチャリング技術を探求し、従来の制御方法の回折格子を参考に表面形状を設計しました。ま

表面加工では見受けられない新たな相乗効果による機能ず、精密切削で電磁波波長と同程度の周期の V 溝構造を創生を目指すものとなっている。

つくり、そのうえに超短パルスレーザで LIPSSを形成していきました。前者の構造はブレーズド回折格子、後者はホログ

女性の視点から「新しいものづくりを考えていきたい」という久慈助教のこれからに期待したい。

ラフィック回折格子を模倣したものです。この構造によって、特定の温度で放熱性能が向上する『機能性放熱表面』が実現しました。この研究成果から、異なる構造の組み合わせによって、まったく新しい機能を発現させることができるのではないかと考えるようになりました」（久慈助教）。

ハイブリッドテクスチャリング技術の探求「超短パルスレーザの熱加工条件で材料を加工すると、

LIPSS が徐々に変形し、酸化被膜をまとった特殊な凹凸構造へと成長することを発見しました。ためしにこの構造の分光放射率と放熱効率を評価したところ、すべての波長域で実験装置について説明をする久慈助教

13

研究室訪問 6「マルチマテリアル化」に不可欠な接着・接合技術の開発
国家公務員の職を経て研究者を目指す
産業技術総合研究所
4Dビジュアルセンシング研究チーム

鈴木 大地 主任研究員
理化学研究所を経て産総研に入所「理化学研究所の基礎科学特別研究員制度は『科学技術のさらなる発展のために、創造的・基礎的な研究の推進が期待される、発想の自由な若手研究者に活躍の場を提供すること』を目的としており、創造性・独創性に富む若手研究者が自由な発想で主体的に研究できる場を提供する制度です。3 年間という任期付きではありますが、外部資金で雇用される一般的なポスドクとはちがい、予算に紐づいた研究テーマではなく独自の研究テーマを設定して取り組むことができます。研究者の自由な発想で主体的に研究ができ

産業技術総合研究所の鈴木大地主任研究員

国家公務員から研究者へ転身

大変良い環境で研究に専念することができました」（鈴木
主任研究員）。
そして、2021 年 4月からは産業技術総合研究所（産総

産業技術総合研究所 センシングシステム研究センター研）センシングシステム研究センター 4Dビジュアルセンシン

4Dビジュアルセンシング研究チームの鈴木大地主任研究

グ研究チームの研究員として研究を実施。2023 年 10月か員の研究テーマ「ナノ秒パルスを利用した金属表面熱変性

ら同研究チームの主任研究員として活動している。

による接着強度増加」が、天田財団の 2022 年度「奨励研究助成（若手研究者）」にレーザプロセッシング分野で採択

4 Dビジュアルセンシング研究チームに配属された。

「研究一筋でやりたかったので研究機関の研究員を志望

鈴木主任研究員は 2011 年 3月に東京工業大学 工学部

していました。中でも産総研への入所を希望していて、テ

電気電子工学科を、2013 年 3月に同大学大学院 理工学

ニュアトラック型研究員（現・パーマネント型研究員）の公募

研究科電子物理工学専攻で修士課程を修了。その後、国に応募して採用が決まりました。私は出身が埼玉で、大学家公務員総合職として国土交通省 大臣官房技術調査課

が東京、公務員時代は東京、理研の研究所は埼玉と、こ電気通信室に入省、2014 年 4月から2015 年 3月までは総れまで首都圏から出たことがありませんでした。てっきり産総

務省 総合通信基盤局電波部移動通信課 新世代移動通研でも茨城での勤務になると思っていたのですが採用面接

信システム推進室に出向し、自動運転実用化に対応した業

で、勤務地は佐賀県鳥栖市にある産総研 九州センターに務などを担当した。

なると伝えられ、新天地である九州に来ました」。

2015 年 4月には東京工業大学大学院 理工学研究科 電

14るほか、自身の裁量で使える年間研究費も支給されるため「私が所属するセンシングシステム研究センターは、健康

子物理工学専攻の博士課程に入学。2016 年 4月から2 年

で豊かな暮らしに貢献する高性能なセンシングシステムと、間は日本学術振興会の「特別研究員」に採用され、支援をセンシング基盤技術の開発に携わる12 の研究チームから受けながら研究を行い、2018 年 3月には博士（工学）の学構成され、そのうち 5 つの研究チームが九州センターに拠点位を取得した。同年 4月からは理化学研究所 創発物性科を置いています。研究チームのほか、九州センターには極学研究センター量子効果デバイス研究チームの基礎科学

小規模で半導体製造工場を形成し、少量の半導体チップ

特別研究員として 3 年間を過ごした。

を低コストかつ短期間で製造可能にする半導体製造システ

❶

❷

❸

❶パルスレーザ、ガルバノミラーなどを組み合わせた独自のレーザ加工系／❷パルス
レーザを使い作製されたTHz光学素子／❸独自に作成したTHz帯撮像素子ムである『ミニマル IoT デバイス実証ラボ』が設置されるな

キャン光学系を構築し、アルミ板の表面熱変性加工に挑戦

ど、世界をリードするスマート製造計測技術の研究開発と、します。事前検討の結果、微細隆起構造はフルエンスが低日本の産業競争力の強化に貢献しています」。

くても高くてもできず（低いと熱変性が発生せず、高いと完「4Dビジュアルセンシング研究チームにはチーム長を含全に溶解して滑らかになるかボロボロの脆い構造になる）、

めて 6 名の研究員が所属しています。現在は日本が進めフルエンスが同じであってもスポット径・オーバーラップ率にるグリーン成長戦略、国土強靭化プロジェクト、先端半導よりまったく異なる隆起構造になることがわかりました」。

体製造技術開発事業などで求められている 可視化 によ「そこで、構造材料として使用されているアルミ板に対しる評価・設計・予測の革新に対応して『潜傷』『破壊挙動』て微細隆起構造を形成する加工条件を明らかにするととも『機械的挙動』『品質予測』など見えないものを 見えるに、隆起構造が接着・接合に与える影響の解明、および

化 するセンシング技術の開発に取り組んでいます。開発

強度増加を試みます。研究成果は船舶・自動車・航空宇

したセンシング技術により半導体製造事業における『自動宙機器における接着強度増加に直結する技術であり、コス判断』『測れない場所の可視化』『予測・知覚共有』にトパフォーマンスの高いナノ秒パルスレーザの技術導入・普貢献することを目指しています」（鈴木主任研究員）。

及展開を強く推進することが期待されます」（鈴木主任研接着・接合の強度を上げる技術の研究
今回、採択された研究テーマは「ナノ秒パルスを利用し究員）。

ナノ秒パルスレーザの技術導入・普及展開

た金属表面熱変性による接着強度増加」となっている。

「本研究の特色は、レーザプロセッシング技術の導入推「2021 年に脱炭素化に向けた国家戦略として『 2050 年

進を目的とし、安価な低出力ナノ秒パルスレーザによる応用

カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』が策定され実証を含めた研究開発に取り組む点にあります。
『レーザア

ました。このうち、マテリアル――特に金属素材においてブレーション』は、レーザになじみのない他領域の研究者かはマルチマテリアル化に不可欠な接着・接合技術の開発

らは数千万円もする高価な装置や特殊な技術が必要で、が重点課題のひとつとして明記されており、接着の強度やハードルが高いと思われがちです。しかし、実際には 100 万

寿命、耐環境性を向上させる技術の開発が産官学にお円前後の安価な低出力ナノ秒パルスレーザでもリソグラフィ

いて取り組まれています。接着・接合の強度を上げる技術

やインクジェットといったほかの加工手法ではできない微細としては、プラズマによる金属表面親水化や、極短パルス

光加工を行うことが可能で、多くの研究成果につなげること

レーザによるグリッド構造加工で接着強度を増加させる技ができます」。

術が報告されており、レーザプロセッシングによる金属表面「若手研究者が技術導入を検討するうえで『 100 万円』

処理は革新的な金属素材を産み出す強力な技術であるとという科研費（若手研究）や民間助成金などで調達できる

考えられます」。

価格帯であることはたいへん重要です。低出力ナノ秒パル「本研究では低出力ナノ秒パルスレーザを利用した接スレーザで有力な実用例を示すことができれば、幅広い研

着・接合技術の開発に挑戦します。ナノ秒パルスレーザは

究領域の若手研究者のレーザプロセッシング技術の導入にフェムト秒パルスレーザと比べて、コスト面で技術導入が容つながる――その結果、技術の相互交流により互いの研究

易なうえ、熱変性を利用したナノ〜マイクロサイズの隆起領域が活性化されると考えています。このような考えから本構造を形成することができます。微細加工用途では避ける

研究ではナノ秒パルスレーザの特徴である熱影響領域を生べきこの熱影響領域こそが接着・接合にとって重要であり、かした表面加工および産業的な有用性を示す応用実証に

微細隆起構造に接着剤が入り込んだ際のアンカー効果で挑戦することで、より多くの人がレーザプロセッシング技術を高い接着強度を実現することが可能になります」。

知る・触れる・使うきっかけになることを目指しています」（鈴「本研究ではナノ秒パルスレーザによる集光光学系・ス

木主任研究員）。

15

資格取得支援事業 事例紹介

技能検定「レーザー加工作業」に18 名が挑戦
天田財団の受検手数料助成を活用
ツツミ産業 株式会社
自の加工技術を確立。同時にそれを扱う人材の育成にも注力してきた。今では作業者全員がプログラム作成からオ
ペレーション、製品に応じた加工条件の設定、マシンのメン
テナンスまで対応できるプロフェッショナルとなっている。
同社は今回、レーザ加工グループのメンバー 17 名と堤健登社長の計 18 名が初めて実施される「レーザー加工作業」を受検。実技試験を終え、学科試験に備える同社を訪ね、話を聞いた。
技能検定「非接触除去加工（レーザー加工作業）」を受検したツツミ産業㈱の堤健登社長（前列中央）とレーザ加工グループのメンバー 17 名

多様な試作品への対応で培った高い技術力
ツツミ産業は 1965 年創業以来、58 年間、精密板金加工品の試作に取り組んできた。試作にはスピードが求められ技能検定に「レーザー加工作業」が追加
厚生労働省は 2022 年 3月、近年の産業技術の動向などる。同社は他社では技術的に対応が難しい高度な試作品を最短 3日でデリバリーすることに挑戦し、実現させてきた。

を踏まえて職業能力開発促進法施行規則の一部を改正、そのため設計から加工、溶接・組立、検査までをワンストッ「技能検定」の職種・作業・試験内容を見直した。これ

プで行える製造体制を構築している。

により従来の職種名「放電加工」が「非接触除去加工」に中でも同社にとってコア技術となるのがレーザ加工であ変更され、1 級・2 級の試験科目に「レーザー加工作業」がる。1980 年代にアマダの量産 1 号機となるレーザマシンが追加された。

発売されるとすぐに導入。当時はレーザの切断面品質が低技能検定制度は「働く人々の有する技能を一定の基準

く、酸化被膜が発生するなどの課題もあったが、堤健児会

により検定し、国として証明する国家検定制度」。労働者

長はこれからの時代には必ず必要な技術であると確信し、の技能と地位の向上を目的としており、職業能力開発促進

レーザマシンを導入。それから40 年以上にわたり、レーザ法に基づいて 1959 年から実施されている。

加工技術のイノベーションに取り組んできた。

こうした動きを受け、天田財団は 2023 年度の資格取得

1980 年代後半には積層金型の製作技術を確立した。

支援事業の対象に「非接触除去加工（レーザー加工作

レーザ加工のノウハウを採り込むことで、成形の際にひずみ業）」を追加。これにより「工場板金」「金属プレス加工」が発生しない加工を実現。当時は板金加工企業による金「レーザー加工作業」に対して受検手数料の助成を行い、型製作は珍しく、通常の金型よりも安価で製作できることか

受検者の費用面での負担軽減をはかる。

ら話題を呼び、試作の仕事が急増した。時代の変化により要求精度がきびしくなってくると、アマダと協力して 3 次元プ

18名のエキスパートが技能検定に挑戦

ローブ付きレーザマシンLCF-1212 3Dを開発、特殊加工

天田財団の「資格取得助成」で 1 アカウントの最大申請に対応した。また、鋳物ベッドを採用したレーザマシンLM-数である10 名の申請を行ったのが、神奈川県相模原市に505 に改良を加えることで、薄物や小物などの微細加工にあるツツミ産業㈱だ。同社は電気機器や自動車関連部品、対応していった。

OA 機器など、精度が必要とされる製品の試作に特化する

同社は治具から周辺装置まで含めた改造を加えること

ことで培った高い技術力で、多くの得意先から「無審査認で、加工機と一体になった加工技術を開発――それが同定工場」としての評価を得ている。

社独自の加工ノウハウにもつながっている。

その同社が特に力を入れてきたのがレーザ加工だ。精
密板金業界の中でも早い段階からレーザ加工の優位性に着目し、必要に応じてマシンの改良・改善を行いながら独

16

加工難易度の高い特殊材料にも対応

2016 年からは航空宇宙産業・自動車産業を中心にニー

❶

❷

❸

❶治具から周辺装置まで含めた独自の改造を加えることで、加工機と一体になった加工技術を開発している／❷耐圧限界試験を行った 6 - 4 チタン製やTP 270 製のタンク／❸±0 . 05㎜の精度が求められるOA機器部品の加工サンプル

ズが高まっている軽量化と高強度化に対応するため、ファたのは 60 代から20 代前半までのレーザ加工グループのメ

イバーレーザマシンを導入。6-4 チタンやマグネシウム合金なンバーと堤社長の計 18 名。このうち 1 級受検者は 16 名、2ど難加工材の加工にも挑戦している。金型を使用しない冷級は 2 名となっている。

間・温間・熱間成形の工法を自社開発し、加熱による反り

堤社長は「レーザー加工作業」について「せっかくレーやねじれが少なく、かつ速く正確に加工できる技術を実現しザが普及しても『ものさし』となる基準がなければ技術の明た。2022 年にはファイバーレーザ溶接システムを導入、溶確な線引きができません。
『数値制御タレットパンチプレス板

接分野にもレーザ加工技術を適用した。

金作業』や『機械板金作業』はあるのになぜレーザ加工作

2016 年には培ってきたレーザ加工技術を活用して、マグ
ネシウム合金製アタッシュケースを製作し三越伊勢丹より業はないのかずっと疑問でした。そのため今回は試験が行われることを知り、すぐに受検を決断しました」。

発表。2020 年には神奈川大学航空宇宙構造研究室・高「とはいえ、社員たちだけに押し付けるわけにはいきませ

野敦教授らとともにハイブリッドロケットの酸化剤タンクを製ん。私みずから受検することで社員たちも『社長には負けら作。2022 年 10月には秋田県能代市の海岸からハイブリッドれない』と意気込んでいます。定時後にはよりきれいに切る

ロケットを打ち上げた。現在は 6-4 チタン製高圧タンクの実にはどうするべきか、情報交換しながら自主的に訓練してい用化に目途をつけ、認可取得のための申請書類を作成してました。実技に関しては慌てず自分たちの力を出せれば大いる。

丈夫だろうと思っています。ただ学科試験は新設なので出題傾向がわかりません。これまでのレーザ加工の歴史を簡人材育成には「エキスパートシステム」を採用
同社では「多能工では深い技術を追求できない」との考えから、人材育成に「エキスパートシステム」を採用してい単に説明し、会社で書籍を購入して各自にわたしました。また、受検に際しては天田財団の資格取得助成を使わせてもらいました」。

る。これは「10 年かけて 10 年経験技術者を1 人育てる」「『レーザー加工作業』は日本の製造業の発展に寄与すのではなく、10 年経験技術者の仕事を10 に分け、各々のる資格のひとつだと考えています。技能検定のような試験技術を10 人に 1 年間でマスターさせる――「10 年経験技があることによって、これまでは自分が担当している作業し術者分の知識をもった人を1 年間で育てる」方法だ。各自

かわからなかった作業者も、作業範囲や加工精度についての専門分野に特化・集中させることで各分野におけるプロの視野が広がる。
『レーザー加工作業』が基準としてうまくフェッショナルを育てている。

機能できれば、今後の日本のものづくり、レーザ加工の発展

レーザ加 工グループのメンバー 17 名は 3 次 元 CAD/につながるのではないかと期待しています」と語っている。

CAMを活用したプログラム作成から、オペレーション、製品に応じた加工条件の設定、マシンのメンテナンスに至るまで
レーザ加工に関する業務は容易に対応できる。まさにレーザ加工の「プロフェッショナル集団」となっている。
日本のものづくり発展に寄与することを期待
技能検定に「レーザー加工作業」が新設されることが決まると、同社はすぐに受検することを決断した。今回受検し

会社情報
会社名
代表取締役
所在地
電話
従業員数
URL

ツツミ産業 株式会社
堤 健登
神奈川県相模原市緑区橋本台 2-5-30
0427-71-0380
60名
https://www.tsutsumi-s.co.jp/172023年度前期助成先が決定採択された助成総数は106件、助成総額は2億 6,056万円「重点研究開発助成（課題研究）」には3 件が選定「資格取得助成」に「レーザー加工作業」が追加

天田財団は、2023年度前期の助成先を決定した。今

また「資格取得助成」（技能検定受検手数料助成）の回の助成総数は 106件、助成総額は 2億 6,056万円。

助 成 人 数 は 80名（25団 体 ）、助 成 総 額 は 156.2万

内訳は塑性加工分野やレーザプロセッシング分野に必要な円で、内訳は「金属プレス加工」が 61名（18団体）
・技術の研究・調査に対する「研究開発助成」が 86件・116.7万円、「レーザー加工作業」が 19名（7団体）
・

2億 4,969万円、それらの研究成果等の普及啓発に対39.5万円となっている。これにより2019 年からの累計助して行われる「国際交流助成」は 20件・1,086万円と、助成総成数は 1,570 名（515 団体：1,567 名、個人：3 名）なった。

額は 2,589.3 万円となった。

「研究開発助成」の内訳については、財団が掲げる課

技能検定制度は「働く人々の有する技能を一定の基準

題からテーマを選んで取り組む「重点研究開発助成（課題により検定し、国として証明する国家検定制度」。労働者

研究）」は 3 件・3,000 万円（詳細は下表を参照）、基礎的・の技能と地位の向上を目的としており、職業能力開発促進

試験的・実用的な観点から進展が期待される「一般研究法に基づいて 1959 年から実施されている。2022 年 3月に開発助成」は 64 件・1 億 8,177 万円、若手研究者の育成実施された職業能力開発促進法施行規則の一部改正によや挑戦を支援する「奨励研究助成（若手研究者）」は 19

り、従来の職種名「放電加工」が「非接触除去加工」に変件・3,792 万円となっている。これにより1987 年の財団創立更され、1 級・2 級の試験科目に「レーザー加工作業」が追から36 年間の累計助成件数は 2,214 件、累計助成総額は加された。

39 億 7,607 万円となった。

天田財団では 2019 年から、金属等の加工業に従事す今回決定した「研究開発助成」「国際交流助成」の助る人材の育成と技能向上に有益な技能検定の受検にかか成 先 研 究 者に対して、2023 年 11月25日㈯に AMADAる手数料を助成する「資格取得助成」を公益目的事業にFORUM（神奈川県伊勢原市）で、助成金目録を贈呈する加えた。また、2023 年度の募集からはこうした時流も踏まえ「天田財団助成式典」を開催する。

て、資格取得支援事業の対象に「非接触除去加工（レー

2023年度前期助成事業「重点研究開発助成（課題研究）」の採択一覧●研究開発助成
重点研究開発助成 課題研究 ＜塑性加工＞
所属機関名

計 2件 2,000万円

役職

研究者

研究題目

成蹊大学

理工学部 理工学科
機械システム専攻教授

酒井 孝

金属 3Dプリンタで造形した鍛造用金型の特性評価

1,000

大阪工業大学

工学部

講師

横山 奨

サーボプレスを用いた微細中空構造の量産を実現する
精密拡散接合技術の開発

1,000

重点研究開発助成 課題研究 ＜レーザプロセッシング＞
所属機関名
京都大学
大学院

18

助成金額（万円）

工学研究科
材料化学専攻役職
准教授

計 1件 1,000万円
研究者

下間 靖彦

研究題目

助成金額（万円）

次世代パワー半導体結晶基板の高効率レーザスライ
シングに関する研究

1,000

ザー加工作業）」を追加。これにより天田財団では「工場技能検定「工場板金」および「金属プレス加工」の受検手、「金属プレス加工」（1 作業＋特級）、
板金」（4 作業＋特級）

数料を助成する「資格取得助成」の募集を行っている。

「非接触除去加工（レーザー加工作業）」（1 作業）に対し「資格取得助成」の申請には、技能検定受検申請書・て受検手数料の助成を行い、受検者の費用負担軽減をは

受検票・受検手数料領収書等のコピーが必要となる。募（https://集 詳 細 については 天 田 財 団 の Web サイト

かっている。

www.amada-f.or.jp/）を確認のこと。

天田財団では 10月1日から募集を開始した後期助成では「国際交流助成」の追加募集のほか、2023 年度後期・2023年度前期助成事業の内訳・助成実績●研究開発助成内訳

助成プログラム名称
重点研究開発助成課題研究
一般研究開発助成奨励研究助成（若手研究者）

分野

件数

合計

塑性加工

2 件

2,000 万円

レーザプロセッシング

1 件

1,000 万円

塑性加工

34 件

9,437 万円

レーザプロセッシング

30 件

8,740 万円

塑性加工

11 件

2,192 万円

レーザプロセッシング

8 件

1,600 万円

86 件

2億 4,969 万円

分野

件数

合計

レーザプロセッシング

3 件

300 万円計●国際交流助成内訳

助成プログラム名称
国際会議等準備及び開催助成
国際会議等参加助成
国際会議等参加助成（若手研究者）

塑性加工

9 件

446 万円レーザプロセッシング

4 件

175 万円

塑性加工

1 件

45 万円

レーザプロセッシング

3 件

120 万円

20 件

1,086 万円

計

●技能検定受検手数料

助成実績

職種名

作業名

金属プレス加工

金属プレス作業

非接触除去加工

レーザー加工作業

等級

助成者数

助成金額

1級

9 名

36.8 万円

2級

52 名

79.9 万円

1級

17 名

36.2 万円

2級

2 名

3.3 万円80 名

156.2 万円

計光石衛評議員が日本学術会議の新会長に就任
10月2日に開催された日本学術会議の総会で、当財団後に同大学教授、副学長などを歴任。2022 年 4月からはで評議員を務める東京大学・光石衛名誉教授が日本学

独立行政法人大学改革支援・学位授与機構理事を務め

術会議の新会長に選出された。今回の選出は梶田隆章ている。専門は機械工学で、手術ロボットの開発なども手

前会長の任期満了にともなうもので、任期は 2026 年 9月末がける。

までとなる。
光石評議員は東京大学大学院工学系研究科を修了

光石評議員には 2015 年から当財団の評議員として、財団の運営に積極的に携わっていただいています。

19

光・レーザ関連技術の総合展「第 23 回 Photonix」に出展
光・レーザー関連技術の総合展「第 23回 Photonix」（光・
レーザー技術展）が 10月4日から6日までの3日間、幕張メッセで開催された。同展は「第 14回 高機能素材 Week」を構成する展示会のひとつで、自動車・電機・2次電池メーカーの生産
技術・工場関係者が多数来場した。
レーザプロセッシング分野などの研究開発と国際交流に対して助成を行っている天田財団は、パネルや発行物を展示し、これまでに助成した研究成果などを紹介した。

「第 23 回Photonix」に出展した天田財団のブース

2023 年度後半からの行事予定
１．公共展への参加

２．助成研究成果発表

３．助成事業

レーザーソリューション2024

第 7 回 レーザプロセッシング
助成研究成果発表会

2023 年度助成式典

日程：2024 年1月16日～19日
会場：日本科学未来館／
東京国際交流館プラザ平成

日程：2024 年 4月24日
会場：パシフィコ横浜※OPIE ’
24の公式イベントとして開催

OPIE ’
24
日程：2024 年 4月24日～26日
会場：パシフィコ横浜

日程：2023 年11月25日
会場：AMADA FORUM

2023 年度後期国際交流助成
募集期間：2023 年 10月1日～
12月20日

第 21回 塑性加工
助成研究成果発表会
日程：2024 年 5月16日
会場：国立オリンピック記念
青少年総合センター

令和 5 年度後期 技能検定
「工場板金」「金属プレス加工」
受検手数料助成
募集期間：2023 年 10月1日～
2024 年 2月29日

編集後記
事務局長の鈴木です。天田財団ニュース2023年秋号をお届けします。

理事長交代については天田財団ニュース2023年夏号を臨時発行しておりますので、まだお読みでない方は当財団のWeb

本号の研究室訪問は若手研究者を意識し、6人の先生方にお願いしました。研究室訪問の取材は高津事務局次長が担当

サイトからダウンロードしてご覧ください。
本号では、資格取得助成に関する記事も掲載しています。

で、私自身は残念ながら訪問する機会を得られませんでしたが、

本年度より「レーザー加工作業」が新たに技能検定に加わりま受け入れてくださった先生方、ありがとうございました。

した。早速、当財団の技能検定受検手数料助成の助成対象

令和 5年度前半は当財団の評議員、理事・監事、選考委にも加えましたので、ご利用いただければと思います。

員の改選が行われました。今回は理事長も交代となりましたの

さて、本年度の助成式典は11月25日㈯に神奈川県伊勢で、ゴールとなる役員変更登記に向けての理事会、評議員会

原市のAMADA FORUM（㈱アマダの所有する施設で、旧・の会議準備や各種書類作成を抱え、さらにはその合間に本Forum246）で開催いたします。本拠地での開催は4年ぶりで号で紹介しましたレーザプロセッシング、塑性加工の2つの助

私にとっては就任 4年目にして初めての本拠地での開催です。

成研究成果発表会の開催を挟み、4年に一度のタイトなスケ

この助成式典で、助成が決まった研究者の皆さまとお会いでき

ジュールに追われました。なお、今回の改選で理事は10名中ることを楽しみにしております。

6名が新任となりました。

（事務局 鈴木）

❷

今回の表紙

❸

❶ 4 月 19日にパシフィコ横浜で開催された「第 6 回レーザプロセッシング助成研究成果発表会」で基調講演を行う大阪大学・
塚本雅裕教授（天田財団役員）／❷発表会の後に行われた交流会にも多くの研究者が参加。活発な意見や情報の交換が行われた／❸交流会の会場で来賓の挨拶を行う(職)アマダスクール・伊藤英克理事長（現・天田財団代表理事理事長）❶

天田財団ニュース 第 15号 2023年 11月23日発行 発行所：公益財団法人天田財団 編集：マシニスト出版株式会社 印刷：株式会社あさひ印刷〒259-1116 神奈川県伊勢原市石田 350 TEL：0463-96-3580 FAX：0463-96-3579 https://www.amada-f.or.jp/