指向性エネルギー堆積

概要

NIST の説明では、指向性エネルギー堆積は材料を層ごとに積み上げる方式であり、ノズルが材料を供給すると同時に、レーザや電子ビームなどの指向性エネルギービームで対象面上の材料を溶融させる。溶融した材料が冷却して固体の部品になる。粉末床を敷いてから溶融させる方式とは異なり、対象物の表面に直接材料を供給しながら造形が進む。

技術的な要点

エネルギー源は主にレーザまたは電子ビームで、材料の流れに沿ってシールドガスが流れ、溶融池を保護するとともに熱環境に影響を与える。NIST がシュリーレン法で可視化した観察では、金属粉末粒子はシールドガスとともにノズルから流出し、レーザが表面を加熱して溶融させ、粒子は接触と同時に溶融して堆積層として凝固する。スパッタ（高温または溶融した粒子の飛散）は、シールドガスの流れやプロセスパラメータの影響を受ける現象として挙げられており、熱制御と材料の一貫性が技術的な論点となる。

産業での位置づけ

対象面へ直接堆積するという性質から、粉末床溶融結合とは適用領域が分かれる。溶融池の監視、ノズルとガス流の設計、経路生成が造形品質を左右し、これらを扱う装置・計測技術がディープテック領域の投資対象になっている。