Laser Processing Frontier Research Groupレーザー加工フロンティア
研究グループ
About研究グループについて
高密度レーザー光を利用したレーザー加工は、高効率な製造技術として産業に貢献しています。当グループでは、レーザー加工のさらなる産業実装をサポートするとともに、新たな価値をうみだすレーザー加工のフロンティア開拓を目指し、超短パルスレーザーや中赤外レーザーなどの先端光源とプロセス、その現象解明や高度化に資するインプロセスモニタリングやAIを駆使したデータ駆動型レーザー加工の研究開発に取り組んでいます。
キーワード
レーザー加工、超短パルスレーザー、中赤外レーザー、微細加工、表面周期構造、プロセスインフォマティクス、インプロセスモニタリング、AI、データ駆動型レーザー加工
Subjects研究課題
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1.データ駆動型レーザー加工
レーザー加工の産業実装で課題となる複雑相関するマルチパラメータを最適化し、次世代の高品位と高生産性を実現するため、私たちは「データ駆動型レーザー加工」技術を開発しています。本技術は、インプロセスのリアルタイムモニタリング、AI高速最適化、そして最適パラメータを実空間で実現するアクティブ制御レーザー加工を基盤にしています。
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2.レーザー微細加工
ガラスなど脆性材料や炭素繊維強化プラスチック(CFRP)・セラミック基複合材料(CMC)などの難加工材の高品位な微細加工が求められています。私たちは、パルス幅がフェムト(10-15)秒・ピコ(10-12)秒の超短パルスレーザーを用いて、熱影響の少ない高品位な微細加工の研究を行っています。また、表面に特徴的な構造を付与し、機能性を持たせる研究も行っています。
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3.高機能レーザー光源技術
微細加工や計測・３D造形などに用いることができる高機能なレーザー光源技術の開発を行っています。これまで、パルスタイミングや光電界位相のアト(10-18)秒精度の同期制御を実現しており、レーザー加工のパラメータ最適化に有用な自動パラメータ可変超短パルスレーザーシステムを開発しました。
Themes個別研究課題
- 高品位・高生産性製造のためのデータ駆動型レーザー加工 ガラス表面ナノ周期構造安定形成データ駆動リアルタイムモニタリングプロセスデータベース
これまで現場技術者による試行錯誤や熟練者が五感を駆使して実現してきたプロセス最適化を新しい形で実現し、レーザー加工を高品位化・高生産性製造技術として産業実装すべく、データ駆動型レーザー加工技術を開発しています。詳しくはこちら
- レーザー加工のプロセスインフォマティクス レーザー加工パラメータ最適化データ科学超短パルスレーザー機械学習深層学習AIプロセスインフォマティクスインフォマティクス
プロセスインフォマティクスの手法を用いて、レーザー加工をモデル化することにより、コンピュータ上で加工パラメータから加工結果を予測し、高速に最適化する研究を行っています。詳しくはこちら
- 自動パラメータ可変超短パルスレーザー加工システム レーザー加工パラメータ最適化自動実験超短パルスレーザーフェムト秒ピコ秒ファイバレーザー
多数のパラメータ最適化には、大きな手間と時間がかかり、加工品の開発期間やコストを押し上げる原因となります。私たちは、パラメータ最適化に必要な大量の実験データを効率的に収集するために、自動でパラメータを可変できる超短パルスレーザー加工システムを開発しました。詳しくはこちら
- 超短パルスレーザーを用いたバイオマテリアルの表面修飾技術 超短パルスレーザー表面修飾バイオマテリアル生体親和性生体材料
医工学分野および医療分野の研究者と協力し、生体親和性の向上を目的とした研究、そして歯科分野における部材の接合・接着性能向上を目的とし、新しいレーザー表面形状形成技術方法について研究しています。詳しくはこちら
- ペロブスカイト太陽電池のレーザースクライブ ペロブスカイト太陽電池大面積モジュール化技術超短パルスレーザースクライブ非熱的アブレーション
ペロブスカイト太陽電池の社会実装には大面積モジュール化が重要で、レーザースクライブなどレーザー加工技術開発が進められています。我々は、高効率・高耐久化に向け、発電に寄与しないデッドエリア（P1～P3）の最小化や、電池を劣化させない技術を開発しています。詳しくはこちら
- レーザー転写によるオンデマンド異材積層技術 レーザー転写異材積層マイクロ/ナノドットタンパク質アパタイトマイクロチップ細胞接着性
レーザー誘起現象を巧みに利用し物質を別基材上に転写して異材積層できる技術が“レーザー転写”です。レーザー転写によれば、他技術では難しいナノ/マイクロドットやタンパク質など幅広い物質を、大気圧化でオンデマンド（＝狙った場所に）堆積することができます。詳しくはこちら
