直接接合・造形が困難なステンレス鋼（SUS304）とアルミニウム合金（A5183）の異材組み合わせにおいて、ホットワイヤ・レーザAM（Additive Manufacturing：積層造形）技術を用いた高強度異材積層造形に成功しました。
　耐食性・強度などに優れるステンレス鋼に、放熱性・軽量化などに優れるアルミニウム合金を高強度に積層造形できるようになれば、それぞれの特徴を活かした新しい製品・部材開発が可能になり、設計の自由度も大きく向上すると考えています。
　本技術は開発途上ではありますが、種々の異材組み合わせへの応用、様々な製品への適用など、各種製品の性能向上や環境負荷低減に貢献できると期待されます。

　広島大学において研究・開発を行っているホットワイヤ・レーザAM技術は、ホットワイヤ法と高出力半導体レーザとを組み合わせることによって、精密な入熱制御や基材への入熱の大幅な低減と、超高能率施工との両立を可能にするものです。三菱電機は、ワイヤ・レーザ金属3Dプリンタを開発・販売されており、レーザとワイヤ供給によるAM技術のトップランナー企業です。技術内容に共通点も多いことから共同研究を開始し、今回の成果はその一つになります。
　本研究では、非常に脆い金属間化合物（IMC）の生成が避けられないステンレス鋼（SUS304）とアルミニウム合金（A5183）との直接積層造形にチャレンジしたものです。革新的なホットワイヤ・レーザAM技術を基礎に、フラックスを効果的に活用することで、IMCの生成を効果的かつ安定的に抑制し、ステンレス鋼（SUS304）上にアルミニウム合金（A5183）を高強度に直接積層造形することが可能になりました。作製した積層造形体のステンレス鋼（SUS304）/アルミニウム合金（A5183）接合界面から引張試験片を切り出して界面強度を評価したところ、平均で125MPaの非常に高い強度を得ることができました。
　本研究成果は、2023年7月18日にシンガポールで開催されたIIW（International Institute of Welding）75th Annual Assemblyにて発表済みで、2023年9月13〜15日に開催の溶接学会秋季全国大会にて発表予定です。また、日本経済新聞、日刊工業新聞、神戸新聞などで情報掲載されています。

　近年の環境負荷低減への要求の高まりにともない、様々な材料の特性を適材適所で最大限に活かす「マルチマテリアル化」が求められています。製品・ライフサイクルの「コスト低減」と「機能性（軽量化、耐食性、強度など）の向上」を同時に実現するために必要不可欠な技術です。輸送機器（自動車、航空機、ロケット、船舶など）やエネルギープラント分野では、材料・製造コストや材料特性の観点から、鉄系合金（ステンレス鋼を含む）とアルミニウム合金との組み合わせによるマルチマテリアル化が求められています。
　鉄系合金とアルミニウム合金との直接接合では非常に脆い金属間化合物（IMC）の生成が避けられず、IMCの生成を効果的かつ安定的に抑制（2μm程度以下）することで高強度な接合界面を得ることができます。既存技術では十分なIMCの生成抑制が実現できず、鉄系合金へのアルミニウム合金の直接積層造形は実現されていませんでした。

　非常に脆い金属間化合物（IMC）の生成が避けられないステンレス鋼（SUS304）とアルミニウム合金（A5183）との組み合わせで、高強度な直接積層造形を実現することができました。
　ステンレス鋼（SUS304）基材上にアルミニウム合金（A5183）を直接積層造形した際に、ホットワイヤ・レーザAM技術の適用とフラックスの効果的な活用で、IMCの生成を効果的かつ安定的に2μm以下に抑制することに成功しました。また、粉末を用いた積層造形技術やホットワイヤ法を用いないワイヤ積層造形技術に比べて、高能率な施工も実現できることを確認しています。作製した積層造形体のステンレス鋼（SUS304）/アルミニウム合金（A5183）接合界面から引張試験片を切り出して界面強度を評価したところ、平均で125MPaの非常に高い強度を得ることができました。

　本技術の実機への適用のため、三菱電機と共同でAM装置・制御技術の開発を行う予定です。また、本技術はステンレス鋼（SUS304）とアルミニウム合金（A5183）以外の幅広い金属材料に適用可能であり、新たな異材組み合わせによる積層造形技術の開発を進める予定です。