金属加工の幅を広げる3Dプリンター、製造現場での導入が進む。
材料に“形を与える”方法として、近年発展めざましいのが「3Dプリンター」です。これは3次元データを基に、立体的なオブジェクトを造形する技術で、製造業を中心に医療、建築、航空宇宙など幅広い分野で普及が進んでいます。
現在、3Dプリンターの材料は樹脂が中心ですが、金属への応用が試みられ、新しい成形技術として盛んに研究・開発が行われています。従来の金属加工法には、溶かして型に流し込む鋳造、熱を加えて接合する溶接、工具類を用いて切り削る切削、叩いて加工する鍛造などがあります。それらに対し、金属3Dプリンターは「3次元データを用いた自由度の高い設計が可能」、「鋳造や切削加工では実現できない複雑形状（中空構造など）に対応できる」、「機器の取り扱いが容易で、製作者の技術力に依存しない」など多くの利点があります。個別ニーズに細やかに対応でき、工場では組立工数が低減できるという点も大きな魅力です。こうした多くの特長を持つ金属3Dプリンターを“ものづくり”に活用したいという要請が高まっており、今後、非常に大きな市場規模になるとの予測もされています。

複合粉末材料の探索、そして凍結乾燥POEM法による作製に挑む。
金属3Dプリンターによってつくられたものは、どのような特徴を持っているのでしょうか。野村研究室では、生体材料に用いられるコバルトクロム合金を用いて、代表的な金属加工技術である「鋳造」と「レーザー積層造形法」（Selective laser melting：SLM。金属3Dプリンターには複数の製法がある）を比較。それぞれの断面組織を光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡で観察した結果、レーザー積層造形法でつくられた組織は、鋳造法に比べ、強度や伸びといった機械的特性、耐食性などにおいて向上していることがわかりました。
優れた機能性を出現させることが明らかになったレーザー積層造形法。現在、野村研究室が取り組むのが、金属3Dプリンター用の粉末材料の探索、ならびに作製技術の開発です。これまで3Dプリンターに供給する合金粉末は、溶融・凝固というプロセスで製造されてきました。
野村研究室では材料選択に制限が生じてしまう溶融過程を経ずに、粉末の球状化と組成制御を実現する「凍結乾燥パルス圧力印加オリフィス噴射法（FD-POEM）」を開発。世界に類を見ないこの方法は、金属基の複合粉末材料の作製に展開できることから、金属3Dプリンターの可能性を大きく広げると期待されています。