研究開発された技術紹介

本研究開発は、微量液滴アトマイズ法を用いて高純度かつ微粒化した金属粉末の製造技術を確立することを目的とする。アトマイズ製法にAI、計算科学、製造プロセス技術、計測技術を融合し、5μm以下の微粒子生成を実現する技術開発を行う。対象分野はエレクトロニクス、エネルギー産業、3D積層造形向けの新素材製造であり、将来的な市場規模拡大を見据えた技術開発を進める。

・水アトマイズ法
‐ノズル改良により、従来比1/5の水量、1/2の圧力で金属粉末の微粒化を達成
‐セラミック溶湯ノズルの採用で品質安定化を実現
・圧電制御アトマイズ法
‐圧電制御式溶解炉を開発し、真球状の金属粒子生成に成功
・溶湯の可視化
‐高速度カメラで溶湯の生成過程を可視化し、生成メカニズムを解明
・AI解析
‐製造データのAI解析により、微粒化に影響を与える製造因子を特定
・粉末評価法の確立
-化学組成分析、表面分析を総合して金属粉末評価法を確立

・水アトマイズ法で2μmの金属粉末生成に成功し、製品化率を従来比の2倍に向上
・圧電制御により、3D積層造形に適した真球状金属粉末の製造が可能となった
・セラミック溶湯ノズルの導入により、品質安定性を確保
・高速度カメラで溶湯生成過程を可視化し、金属粒子の形成メカニズムを解明
・AI解析により、微粒化技術のスケールアップ設計における指針を得た

研究開発の成果に係る知的財産権等について、製造方法、粉末についての特許権、実用新案権、技術ノウハウは国内・海外ユーザーの希望により権利を与えて対価を得ていくビジネススキームを確立して事業展開する。また、類似する特許権、技術ノウハウについてはクロスライセンス契約を交わして対応する。

電子部品、エネルギー、環境・ライフサイエンス、3D造形分野での金属粉末の製造・販売に関する事業化を想定しており、ユーザーは、電子材料、自動車部品、電池材料、化学品等のメーカーを対象としている。

開発終了後、顧客・ユーザーへ向けたサンプル出荷と設備の改良を行い、粉末評価を実施して再現性、製造能力を検証する。量産化へ向けた技術開発を令和7年までに完了する。

この技術の強みは、少ない水量と圧力で高品質な微粒金属粉末を製造できることにある。真球状の金属粒子は、電子材料や3D積層造形での需要が高く、製品の品質向上に貢献する。また、AIを活用した製造プロセスの最適化により、安定した供給が可能である点もアピールポイントである。

令和8年度よりパイロットプラントでの製造を実施する。さらに、設備のスケールアップを目指しており、5年後には年間3トン規模の生産体制を整える予定であり、売上規模3億円を見込む。

小型水アトマイズ装置を開発し、パイロットスケールでは目標を達成しているが、想定している事業分野で要求される製造量に対応するには設備のスケールアップ、溶解炉、溶湯ノズルの耐久性、粉末の回収方法が課題となる。