新手法で3Dプリンタ用の素材開発を大きく加速

～Al-Fe合金系で軽量・高強度・耐熱を実現、輸送機器に実装へ～

2025（令和7）年12月16日
名古屋大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

レーザービームを用いる金属3Dプリンタ技術を利用した非平衡なミクロ・ナノ組織の制御に向けた元素選択の考え方を新たに提案した。
提案した考え方に基づいて開発したアルミニウム－鉄（Al-Fe）系合金の造形体は、高強度や高耐熱性などのさまざまな機能を有し、第3・第4元素によって制御できることを明らかにした。
この考え方はアルミニウム系合金だけでなく他の金属へも適用できるため、金属3Dプリンタ用の新たな材料開発を大きく加速させることが期待される。

名古屋大学 大学院工学研究科の材料デザイン工学専攻 高田 尚記 教授、キム ダソム 助教らの研究グループは、物質プロセス工学専攻 小橋 眞 教授、鈴木 飛鳥 准教授、加藤 正樹 博士 招へい教員（本務：あいち産業科学技術総合センター）と連携し、金属3Dプリンタ技術の1つであるレーザー粉末床溶融結合法が生み出す非平衡なミクロ・ナノ組織の制御に向けた元素選択の考え方を提案しました。この考え方を基に、アルミニウム（Al）と鉄（Fe）を基本組成とする新たな合金の種類を開発しました。開発した合金は3Dプリンタで造形可能なだけでなく、高強度や高耐熱性など多用な機能を有します。
本研究で開発されたAl-Fe合金系は自動車エンジン用圧縮機の回転体部品など、さまざまな軽量・耐熱部材への社会実装が見込めるだけでなく、本成果にて提案された考え方はAlだけでなく他の金属へも適用できるため、金属3Dプリンタに適用可能な新たな材料の開発を大きく加速させることが期待されます。
本研究成果は、2025年12月15日（日本時間）付「Nature Communications」に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ [未来材料]物質探索空間の拡大による未来材料の創製「金属3Dプリンタを用いた非平衡組織・準安定相の創出（JPMJPR22Q4）」および日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)「金属3Dプリンタ技術が生み出す革新的耐熱アルミニウム合金の強化原理（JP24H00378）」の支援のもとで行われました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（955KB）

＜論文タイトル＞

“Design of high-performance sustainable aluminum alloy series for laser additive manufacturing”

DOI：10.1038/s41467-025-67281-8

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