大学間連携チームがレーザー製造プロセスを精密シミュレーション、瞬時熱伝達メカニズムを解析

中央社ニュース

（中央社記者陳至中、台北24日電）中央大学と清華大学による大学間研究チームが、レーザー製造プロセスの精密な数値シミュレーションを通じて瞬時熱伝達メカニズムを解析し、先端材料研究の推進に成功した。この研究成果は近日、国際的なトップジャーナル「Advanced Functional Materials（アドバンスト・ファンクショナル・マテリアルズ）」に掲載された。

中央大学は本日プレスリリースを発表し、材料科学・工程研究所の洪緯璿（ホン・ウェイシュアン）教授、清華大学材料科学工程学系の闕郁倫（チュエ・ユールン）教授らによる共同研究チームの最新の研究成果を紹介した。

この研究は先端材料分野、特に高精度かつ高速加工が可能なレーザー製造プロセスに焦点を当てている。これは現在の材料改質やナノ構造作製における中核技術である。

しかし、チームによれば、レーザー照射の極めて短い瞬間に材料表面で激しい温度変動が生じるため、その瞬時高温と熱伝達挙動を既存の物理実験設備で直接観測することは難しく、材料の反応メカニズムの理解とプロセスの最適化における大きな課題となっていた。

この制限を突破するため、中央大学チームのメンバーである許采蓁（シュー・ツァイジェン）氏は、まずレーザー加工過程の精密数値モデルを構築し、マルチフィジックス・シミュレーション技術を用いて、レーザー照射下での温度分布と動態熱伝達挙動を正確に分析した。一方、清華大学チームは実験側で、レーザー誘導による前駆体転換と二次元材料の低温転写を達成した。

研究チームは、シミュレーションにおけるレーザー出力、スキャン速度、作用条件を変化させることで、マイクロ秒単位での材料の熱影響範囲を解析した。論文審査において、審査委員からレーザー誘導の温度メカニズムと物理的変化について疑問が呈された際も、チームはシミュレーションデータに基づき説得力のある理論的根拠を提供し、シミュレーションと実験の相互検証の重要性を示した。

このシミュレーション技術を活用することで、実験では到達困難な物理メカニズムを補完でき、材料特性の精密な制御に大きな影響を与える。将来的には、レーザー製造プロセスの最適化や高性能材料設計への応用が期待される。

また、研究チームは今後、このシミュレーションの枠組みを半導体の異種統合や省エネセンサーデバイスの開発へと拡張し、高性能電子材料分野における台湾の国際競争力を強化していく予定である。（編集：李淑華）1150424

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