フラウンホーファーIWSによる従来の粉体プラズマ溶接装置を改良したシステムを使えば、大型油圧シリンダーロッドのコーティングを飛躍的に速く行うことができます。従来よりも大量の粉末を短い時間で扱うことができ、最大で長さ19m直径600㎜までのロッドに対応します。レーザーコーティングの過程では、ロッドを回転させながらコーティングを施すことで、より高速に万遍なく加工ができるだけでなく、ベース素材への熱による負担を軽減します。
更に、新たに開発された誘導加熱プロセスは、割れやすく溶接しづらいコーティングも問題なくクラッディングすることができます。
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Super-efficient – High-performance laser coated hydraulic cylinder rods
工業生産の分野で付加製造の重要性は日に日に高まってきています。付加製造システムの生産性と製造容量への対応が重要なこの分野で、フラウンホーファーILTは選択的レーザー溶融技術（SLM：Selective Laser Melting）のさらなる開発を進めています。アーヘンに新設された1,000 mm x 800 mm x 500 mmの構築体積を持つ新たなSLMラボシステムでは、高速で確実に大型金属部品を加工することができます。さらに効率よく大型の造形物を加工すべく、可動式のヘッドや、コストパフォーマンスの良いダイオードレーザーなどを研究しています。
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Blueprints for the Next Generation of SLM Systems
血液中をめぐる生体分子や細胞は様々な情報を抱えており、それを分析することでひとりひとりに合った効果的な治療が可能になります。これらの情報を得るため、フラウンホーファーILTは、切り替え機能の付いたマイクロチップ・ベースの診断デバイスを開発しました。「AnaLighter」は、光を使った血液検査で、複合的に生体分子や細胞を分析・分類します。医師による腫瘍や循環器系疾患の早期診断につながり、患者ひとりひとりに合った治療を効率よく行うことができます。
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Fast Personalized Therapeutic Choices Thanks to the Light-Based Sorting of Biomolecules and Cells
フラウンホーファーILTとRapid Shape GmbHは、通常、光造形法で使われる支持構造体を必要としない樹脂ベースの3Dプリント技術を共同で開発しています。「TwoCure」は、光と冷温を組み合わせた造形法で、既存の３Dプリント技術よりも飛躍的に効率よく生産することができます。「TwoCure」のプロトタイプはアクセサリーの生産に使われ、プリントされた造形物を支持構造体からはがす作業やその表面を研磨する作業などを省くことができます。
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Support Free with “TwoCure” – Innovation in Resin-Based 3D Printing
フラウンホーファーILTのロボティクスとレーザースキャナーの技術を生かした、レーザーベースのテープ自動化実装「LaserTAB」によって、電池セルの接合やパワーエレクトロニクスの分野で、従来よりも効率的かつ精密な微細溶接が可能になります。マイクロ接合と３Dプリンティングのプロセスを組み合わせた溶接プロセスでは、選択的レーザー溶融の技術を使い製造した銅を原料とする特殊接触子を用いて、小型ロボットが溶接位置に対し適当な距離をとることでレーザーのポジショニングが容易になります。
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LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration
フラウンホーファーIWSは 素早く、柔軟性があり、効率的なレーザープロセスを可能にする新しいリモートシステムMuReAを開発しました。レーザー・リモート・システムと主軸駆動装置、高性能レーザーを組み合わせて研究開発されたこのシステムは、アルミニウムやステンレス繊維強化ポリマーの溶接、切断、アブレーションを高速かつ広範囲に適用することができます。
秒速10mというスピードと、１㎡という広範囲への照射が可能なMuReAは、特に自動車や航空機などの製造分野での応用が期待されます。
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"MuReA" provides quick and large-scale laser applications
今日、生産現場のオペレーターは日に日に複雑な機器の操作を迫られて、時には不具合に対応できなければなりません。フラウンホーファーIPTと三菱電機が共同開発したスマート情報システムは、機器の操作状況やタスクに合わせた情報をオペレーターにスマートグラスやタブレット端末を通して言葉と画像で的確にアドバイスします。トラブルの解決方法提示やメンテナンスのほか、通常時も機器の状態をリアルタイムでモニタリングすることでトラブルを事前に回避することができるようになります。従業員に操作トレーニングを行うことも可能なこのシステムは、生産性を高めるだけでなく専門家の不足を補うことになります。
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Machine control to user: Mitsubishi Electric and Fraunhofer IPT to unveil smart system for mobile devices in manufacturing
2017年9月にEUで発効する腐食や摩耗保護コーティング用の六価クロム使用に関する厳しい条件は、高応力を受ける金属部品メーカーにとりわけ大きな打撃を与えるものです。そのような企業の一つが、オランダ・アペルドールンに拠点を置くIHC Vremac Cylinders B.V.です。IHC社が製造する数メートルの長さの油圧シリンダーは、長期にわたって厳しい海の気象状況に耐えなくてはなりません。IHC社はフラウンホーファーILTが開発した超高速レーザー材料堆積（EHLA）を世界で初めて硬質クロムめっきの代替として導入しました。
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Environmentally friendly alternative to prohibited hard chrome plating using chromium(VI)
使用済みの電子機器を分解し、貴重な資源を回収することは今後の都市鉱山の本質的側面です。フラウンホーファー研究機構はEUプロジェクト「ADIR－次世代の都市鉱山－電子機器からの希少資源の自動解体、分離、回収」において国際的に先駆的な役割を担っています。2015年9月に開始されたこのプロジェクトは、2019年まで行われる予定です。本プロジェクトは、古くなった携帯電話やプリント基板から戦略的に重要な資源を回収し、リサイクルする方法について研究している4か国の9つのプロジェクトパートナーで構成されています。フラウンホーファーILTは、EUのHorizon 2020プログラムの一環として本プロジェクトをコーディネートしています。
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ADIR Project: Lasers Recover Valuable Materials
マーストリヒト大学が主導し、フラウンホーファーILTが協力しているヨーロッパ国際コンソーシアムは、今後数年間で革新的な骨インプラントを開発する予定です。この骨インプラントは再手術や長期の薬剤使用、複雑骨折後のドナー組織の移植に代わる新たな治療法を提供します。この研究協力は参加地域に大きな経済効果をもたらすものです。「BONE」は「新時代における整形外科学のバイオファブリケーション（Biofabrication of Orthopaedics in a New Era）」を表しています。
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European project BONE: eliminating the need for repeat fracture surgeries
ハイパースペクトル・イメージング技術（HSI）は「目で見るよりも多くのものを見たい」という要求を完全に満たすものです。この新型カメラ技術は、空間的のみならずスペクトル分解で光の像を取得することが可能です。従来のカメラ技術では専用のサンプル情報を得るために３つの帯スペクトル（RGB）のみが使われていた一方で、HSIでは最大1000の帯スペクトルが分析可能になりました。フラウンホーファーIWSの研究者は、HSI技術の潜在能力を信頼できるハードウェアやソフトウェアに組み入れる統合的HSIソリューション「imanto® obsidian」を開発しました。この技術は表面検査や膜厚検査の分野における利用に非常に適しています。たとえば、薄膜膜厚、シート抵抗、光学材料パラメータ（屈折率、吸収係数）の画像生成や、任意の評価基準による物質群の分類と評価が可能です。
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Hyperspectral imaging for 100%-inspection of surfaces and films
デジタル化された製品開発やネットワークで結ばれた製造サイクルのために、製品の開発期間は急激に短縮されています。急速な製品の変化は、カスタマイズされ、コストを最適化した解決策を提供するためにメーカーと供給業者に高い柔軟性を要求します。新しいレーザー溶接技術の開発のため、特定の材料や製品に合わせた加工が革新的なハードウェア概念と結びつくことが必要です。アルミニウムダイカスト部品など溶接が難しい材料の溶接向けに、冷媒、保護ガス、電気信号、プロセスデータ等の統合プロセス監視付き新型高周波発振型溶接ヘッド「remoweld®FLEX」が開発されました。
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A new welding head – remoweld®FLEX – for high frequency laser material processing of difficult to weld materials
合成ダイヤモンドはレーザー光学部品向け材料として魅力的です。合成ダイヤモンドの高屈折率や卓越した熱伝導により、合成ダイヤモンドレンズを用いた切削ヘッドは従来比10倍も軽量化しました。KW級ファイバーレーザーの小型化や軽量化は、アクセスが難しい場所でのレーザー加工や3次元加工におけるダイナミックな動作を可能にします。フラウンホーファーIAF （フライブルク）、フラウンホーファーILT（アーヘン）、フラウンホーファーIPT（アーヘン）は近年ダイヤモンドの生産や加工を最適化し、ダイヤモンドレンズを用いた初の切断システムの試験を行っています。
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Diamond Lenses Make Laser Optics Significantly Lighter
自然由来の生体模倣の構造を用いた技術的表面の機能化は、21世紀の技術革新の原動力です。これにより実現される機能は、たとえば医療・バイオテクノロジー産業における生体適合性の改善、自動車産業におけるトライボロジー用途、さらには製品・商標保護にも適用可能です。フラウンホーファーIWSは、対象を絞った柔軟な方法でのマイクロメートル構造やサブマイクロメートル構造の組み立てによる表面機能化向けのシステムを初めて開発しました。IWSの研究者が開発した世界一コンパクトな表面構造形成システム「µRevolution」は、スキャナーベースのダイレクトレーザー干渉パターニング（DLIP：direct laser interference patterning）を用いています。
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µRevolution – worldwide most compact system for surface structuring by means of scanner-based direct laser interference patterning
アーヘン応用科学大学とフラウンホーファーILTは協力プロジェクト「アーヘン3Dプリンティングセンター」において野心的な計画を掲げています。2017年6月1日、両者は世界最大の選択的レーザー溶融（SLM: selective laser melting）設備をアーヘン工科大学構内のデジタル光学製造産業棟内に正式に開設しました。コンセプトレーザー社の新型選択的レーザー溶融システム「XLine 2000R」は、大型金属部品の製造工程全体の加速化と最適化を目的とするSLM-XL研究プロジェクトにおいて極めて重要な役割を担っています。本プロジェクトの研究者はドイツ連邦教育研究省（BMBF）の助成を受けている同棟内のデジタル光学製造キャンパスと密接に協力しています。
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Aachen Center for 3D Printing: Official launch of the world’s largest SLM facility
高精度な製造工程はドイツの強みの一部と見なされています。この技術的優位性を保つため、多くの企業はすでに金属部品をマイクロメートル精度で正確に無駄なく加工しなければなりません。製造工程内で省エネルギーかつ省資源な方法で製品の形状公差・姿勢公差を検査する航空宇宙産業や自動車産業以外でも、マイクロメートル領域で廃棄物をほとんど出さない高精度な製造が求められています。現在のインライン測定技術がこのような高精度な製造工程における要求精度をいまだ満たさないことから、フラウンホーファーILTは新たな精度等級のインラインセンサーの開発を目的とするINSPIREプロジェクトにおいて、4つの有名産業パートナーと協力しています。ドイツ連邦教育研究省（BMBF）の助成のもと、このプロジェクトは2019年末まで行われる予定です。
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Optoelectronic Inline Measurement – Accurate to the Nanometer
構成部品は硬質クロムめっき、溶射、レーザー材料堆積やその他のデポジション溶接技術によって腐食や摩耗から保護されています。しかし、EUで2017年9月から六価クロム塗装に認可が義務付けられるように、これらのプロセスにおいて六価クロムを含まない代替策への変更が課題となっています。フラウンホーファーILTとアーヘン工科大学の研究者は、これらの課題を解決するために超高速レーザー材料堆積プロセス（EHLA）を開発しました。2017年5月30日、研究チームはこの成果に対してヨーゼフ・フォン・フラウンホーファー賞を受賞しました。
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Corrosion and Wear Protection: Economical, Environmentally Friendly and Extremely Fast
信頼性と確実性は革新的な接合技術の導入のための極めて重要な条件です。このことは現代の造船業にも当てはまります。フラウンホーファーIWSの研究者は、耐海水性アルミニウム合金製の50 mm厚までの部品の接合プロセス向けに、新しく低入熱で高効率なレーザー溶接技術を開発しました。この技術の決定的な強みは、比較的低いレーザー出力(< 4 kW)で厚金属板を溶接できることです。低レーザー出力は並外れて小さな溶接線幅を可能にし、部品のひずみを最小限に抑えられます。IWSの狭開先多層盛レーザー溶接技術(MPNG：laser multi-pass-narrow-gap welding technology)は認証機関のDNV GLにより認証され、潜在需要のある産業向けに供給する準備が整っています。
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New IWS laser welding technology received certifica-tion by DNV GL - Maritim for welding processes in the shipbuilding industry.
フラウンホーファーIWSとフラウンホーファーIFAM（ブレーメン）の研究者は共同で繊維ガラス金属ラミネート（GLARE）の大きな規模において効率的で環境に優しい前処理のための研究を開発しています。この新しい技術は航空研究プロジェクト一環として共同で進められていて、レーザーで前処理された接着結合された多層複合材は、優れた接着性および腐食特性を有しているので、陽極処理などの化学的前処理はもはや必要ではなくなります。
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Laser structuring improves adhesion on metal and protects the environment
レーザー加工におけるデジタル化プロセスは産業応用の場面においてお客様に大きな利益をもたらします。IWSのシステムエンジニアリングノウハウを基として、新しいハードウエアとソフトウエアのソリューションによって、サイバーフィジカルレーザー加工は発展しています。これらのシステムは複雑な製造課題の際に作業者をアシストし、製品品質を改善します。さらには製造過程が変化する際にも柔軟に対応し、製品の再現性を高めることができます。
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Smart laser processing heads in the digital age
軽量デザインは最も進歩的な研究分野の一つです。カーボンやガラス繊維強化プラスチック（CFRP/GFRP）などの革新的な素材の開発を成功はドイツも国家として重要なターゲットとしています。フラウンホーファーIWSは長期間にわたって産業や研究パートナーに有効で役に立つソリューションを研究しています。レーザーリモートカット技術はそれらのソリューションの一つです。
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New laser processes for innovative lightweight design
セミコンダクターとエレクトロニクス産業の世界における競争が厳しくなる中でフラウンホーファーのマイクロエレクトロニクスグループはライブニッツ協会の二つの研究所と共にマイクロエレクトロニクス及びナノエレクトロニクスの研究を目的とした組織のコンセプトを提案した。ドイツ連邦共和国教育研究省も必要なサポートを行う意向である。2017年4月6日、ヨハンナ・ヴァンカ ドイツ連邦教育研究大臣はフラウンホーファー研究機構に2.8億ユーロ、ライブニッツ協会には7000万ユーロの援助をすることを許諾した。
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The “Research Fab Microelectronics Germany” gets off the ground
今まで重作業用ロボットは工場で働く従業員の安全を守るために違うエリアでしか作業を行っていなかった。フラウンホーファーの研究者は優れた安全コンセプトとスマートなロボット制御によってこの状況を変えたいと試みている。この最新のテクノロジーは従業員とロボットを一つのチームとして働くことを可能にするだろう。
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New safety technology enables teamwork
ビジネスパートナーとデータをシェアして活用することは便利であるが、データ喪失することを恐れる企業にとってはデリケートなテーマである。しかしながら、この状況がインダストリアルデータスペースによって変化しつつあり、許可する相手や目的を明確に規定して、企業はデータをシェアすることが可能となるでしょう。
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Industrial Data Space empowers new business models
個々の希望に沿ってカスタマイズされた製品は近い将来Industry 4.0によって可能となることでしょう。また、そのためには個々のデザインを実現することが可能かを判断するテスト方法が確立される必要があります。フラウンホーファーの研究者はお客様が要望するデザインを実現できる可能性を自動で見極めるシミュレーションソリューションを発表しました。
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Flowing transition between design and simulation
フラウンホーファーIWSとドレスデン工科大学の研究者はカーボン繊維製造のためのエネルギー効率に優れたプロセスチェーンを開発した。この試みは安定化、炭化及び黒鉛化を用いた、ポリアクリロニトリル（PAN）繊維前駆体の転換を目的としている。これによって、近い将来、カーボン繊維を今よりも低価格で製造することが可能となるでしょう。
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New energy-efficient technology to produce carbon fibers
2015年のハノーバーにおいて、両者は住友ベークライトによって製造された繊維複合材料で構成されたシリンダハウジングを備えた軽量シングルシリンダーエンジンを発表しました。今後、両者はその研究を継続し、軽量化及びコンパクト化を推し進めることで、住友ベークライトの材料を様々なアプリケーションに応用していく予定です。
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自動車産業において、表面の微細加工がより多くの場面で使用されている。シリンダーやダッシュボードなど、機能的な表面加工は引く手あまたである。優れた正確性引き出すため、レーザーはこのような表面加工に適している。二つの異なる振動タイプを組み合わせることによって、大規模な表面を効率的に加工することができる機械が生産性と正確性の調和を実現する。
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It takes two: Structuring metal surfaces efficiently with lasers
フラウンホーファー材料・ビーム技術研究所ドレスデン（IWS）とドレスデン工科大学は2017年2月7日に共同運営するドレスデン付加製造（Additive Manufacturing）センター（AMCD）を開設し、祝賀式典を開きました。さまざまな分野の科学者たちが、材料や付加製造プロセス、革新的技術について研究を行います。この技術は部品設計と機能の組み合わせに新しい展望を開くものです。例えば製造中、導体とセンサーはすでに部品に付加製造することが可能です。これらは稼働中に製品の応力条件についての情報を提供します。
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Dresdner scientists print tomorrow’s world
軽量設計は急速にトレンドとなっています―たとえばファイバーコンポジット材や軽金属合金で作られたハイブリッド構造の確立、ハイブリッド構造技術において両タイプの材料の長所の組み合わせなども行われています。現在の技術では、接合体は接着剤で張り合わせるか、リベット接合されています。ここ数年、フラウンホーファーIFAMで高圧鋳造法におけるハイブリッド接合の様々なタイプ向けに、接合技術の新方法が開発されました。従来の接合技術と比較すると、鋳造部品はパッケージサイズ、軽重量やガルバニック絶縁の点において優れています。ハイブリッド接合部品を安全に使用するために、フラウンホーファー研究機構の三つの研究所はこれらのハイブリッド部品の産業用シリーズ製造をサポートするための試験コンセプトについて共同で研究を行っています。
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Fraunhofer Institutes develop non-destructive quality test for hybrid cast components
2017年3月にパリで開かれるJEC World Composites Showにおいて、アーヘンのフラウンホーファーレーザー技術研究所（ILT）は注目を集めているハイブリッド部品に重点を置いています。ジョイントブースで、ILTの研究者はプラスチック金属複合材料用の3つのレーザー加工を紹介する予定です。
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Making Light Work: Laser Processes for Hybrid Construction
従来の単一素材から作られた「モノリシックな」部品から不定形の材料で作られたハイブリッド構造への転換には様々な課題がつきものです。現代の接合プロセスは、強力で耐久性のある方法で多様化された材料を接合する必要があります。IWSドレスデンの科学者たちは金属やセラミック、プラスチック材料間のトランジション継手に対してはクランプ構造を奨励しています。目的に応じた精密な構造は将来的に接合部分の機械的に優れた耐性を可能とします。
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Additively manufactured clamping structures improve adhesion and joining processes
この数年間、フラウンホーファーレーザー技術研究所（ILT）は衛星を利用した気候研究用のレーザー光源を開発しています。プロジェクト「ALISE」（衛星を利用した地球観測用次世代ダイオード励起アレキサンドライトレーザー計測器）は2016年8月に始まり、2018年7月まで行われる予定です。フラウンホーファーILTはライプニッツ大気物理学研究所（IAP）やエアバス・ディフェンス・アンド・スペースと協力して、衛星を利用した世界の気候観測のための新しいレーザーシステムの技術的な実現可能性と適用可能性を研究することとなります。
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Satellite-based Laser Measurement Technology against Climate Change
フラウンホーファー日本代表部