金属積層造形法であるレーザー粉末床溶融法では、薄く敷き詰めた金属粉をレーザーで溶融凝固させるというプロセスを繰り返し、三次元構造を形成するが、溶融凝固した箇所には大きな収縮残留応力が生じ、それにより成形品が大きく反ってしまうという問題がある。

この収縮残留応力はレーザーの走査方向に大きく、その直角方向には小さくなるという局所的な異方性を示す。そこで研究チームは、造形対象の内部にラティス構造と呼ばれる中空構造を最適に形成しつつ、最適なレーザーパスで造形することにより、金属3Dプリンター成形品の残留変形を低減することに成功した。

最適化に用いることを前提に、漸化式で表現したシンプルな固有ひずみ法を開発し、更にトポロジー最適化のアルゴリズムを活用して残留変形の低減を目的としてラティスの粗密分布とレーザー走査方向を最適に決定する手法によるものだ。

内部ラティス構造という造形品の形状と、造形品の局所的な応力という状態を同時に最適化して反り変形の低減を実現したことで、熱変形の影響を大きく受ける大型構造物の成形に活用されることが期待されるとしている。