3Dプリンターによる低熱膨張合金の軽量化研究　-JAXAとの基礎共同研究が完了-

2021年９⽉９⽇
上場会社名 ⽇本鋳造株式会社
代 表 者 代表取締役社⻑ 鷲尾 勝
(ｺｰﾄﾞ番号 5609)
問合せ先責任者 取締役 ⼭⼝ 陽⼦
(TEL 044-322-3771)


3D プリンターによる低熱膨張合⾦の軽量化研究
〜JAXA との基礎共同研究が完了〜

⽇本鋳造株式会社は、宇宙での地球・天⽂観測衛星の軽量化を⽬的に、2019 年度
より２年間にわたり、国⽴研究開発法⼈宇宙航空研究開発機構（以下、JAXA と略記）
とともに、低熱膨張合⾦の積層造形（3Ｄプリンター）技術の共同研究を実施し、このた
びその基礎段階が完了致しました。
地球・天⽂観測を⽬的とした宇宙機に搭載される望遠鏡には⾼い⼨法安定性*1 が要
求されます。特に、宇宙空間上では、温度変化により⽀持構造*2 に熱変形が⽣じることに
より、望遠鏡の主鏡や副鏡といった光学機器の位置精度*3 が低下し、画像がぼやける等の
光学性能の低下が懸念されており、熱膨張率が低い優れた材料を適⽤することで熱変形
を低減する必要があります。
低熱膨張合⾦は⽐重が⼤きく、従来の機械加⼯による部品製造では軽量化に限界が
あるため、宇宙機に適⽤する際には重量増が課題でありましたが、JAXA との共同研究によ
り機械加⼯では困難な⾁抜き構造（ラティス構造）を実現させ、40%以上の軽量化を
達成致しました（図１は、光学機器のパイプ円筒部にラティス構造を採⽤し軽量化を図っ
た事例）。また、構造部材における低熱膨張特性においても従来と同程度の低熱膨張率
を達成しております。
加えて、これまで機械加⼯で製造していた光学機器や⽀持構造部品について３D プリン
ターによる積層造形を適⽤することにより、厚さ 1mm 程度の板バネ構造も造形可能であ
り、従来の機械加⼯品と⽐べて⼤幅な納期短縮が可能であることも確認致しました（図
２）。
さらに当社は、今後期待される３D プリンター品の活⽤拡⼤に向け、３D プリンター独⾃
の機能を活⽤し、機械的特性や熱膨張率に関する傾斜機能材*４の開発にも着⼿してお
ります（図 3 に熱膨張率の傾斜機能材のイメージ）。
本研究の⼀部は、雑誌「⾮破壊検査, 第 70 巻 7 号（2021）,p.254-260」に紹
介されております。
当社は、低熱膨張合⾦（Low Thermal Expansion Material、LEX®︓当社登録
商標）を 30 年以上にわたり提供してまいりましたが、今後も、新たな技術開発や需要の
開拓を図り、持続可能な社会の実現に貢献してまいります。

本件に関するお問い合わせは、下記にお願い致します。
⽇本鋳造株式会社 素形材開発技術部 TEL 044 (322) 3771

---

図１ 3D プリンターによる光学機器の軽量化事例（機械加⼯品と 3D プリンター品の⽐較）




図２ 低熱膨張合⾦の精密部品の造形事例 （機械加⼯品と 3D プリンター品の⽐較）

---

 *1
⼨法安定性︓時間が経過しても⻑さが変化しないこと


*2
⽀持構造︓装置を⽀える強度設計上重要な構造


*3
位置精度︓⼈⼯衛星内部での装置同⼠の位置関係。望遠鏡では光学装置同⼠に
位置関係が変化すると焦点ズレなど光学性能の低下を引き起こす


*４
熱膨張率の傾斜機能材料︓下のイメージ図のように、右側から左側にかけて熱膨張率
が 0〜12ppm/℃まで傾斜的に変化していく。
下にイメージ図と実製作した材料を⽰す。




図３ 低熱膨率の傾斜機能材料のイメージ

---