【技術】レーザーでサビがたちまち消える――インフラ老朽化を救う静岡発の新技術 (動画あり)

スポンサーリンク
1: ごまカンパチ ★ 2018/04/14(土) 09:02:28.02 ID:CAP_USER9
https://news.yahoo.co.jp/feature/940

※リンク先に動画あり
静岡県の中小企業が開発した「サビ落とし」の新技術が、注目を集めている。
橋や道路などインフラの老朽化問題が深刻化する中で、点検や補修業務をどのように進めていくかは喫緊の課題。
高エネルギーのレーザーでサビだけを除去するアプローチが、課題解決の可能性を秘める。
まるでライトセーバーのような、未来感たっぷりの新技術、まずは動画で見てほしい。

■一瞬で鉄サビが消える
海沿いの町にある、橋の修繕工事現場。投光器に照らされた橋の構造部で、防護服を着た作業員が
白い筒状の装置を構えている。装置の先には1m四方ほどの、全体が赤褐色のサビに覆われた構造物がある。
「レーザー照射します。3、2、1!」作業員が装置のボタンを押すと、「ジーージジジジジ……」と音が響いた。
レーザーは人間の可視光領域を超えているため、はっきりとは確認できない。機材と構造物との距離を調整すると、
高い音に変わった。構造物に当たっている輪っかのような光が強くなり、「バババッ!!!」とさらに音が変化し火花が出た。
レーザー光が当たった部分は、みるみるうちに赤褐色から銀色に変化していく。サビが除去され、金属本来の色が現れたのだ。
作業員は「サビを落とすときに、この装置は発射の反動がないので何も力が必要ない。体力的に楽だし、
どちらかというとゲーム感覚で、楽しいです」と笑顔で話す。

■日本を揺るがすインフラ老朽化
いま、橋やトンネルなどインフラの老朽化が日本社会を揺るがす大きな課題になっている。
日本にあるおよそ70万の橋(2m以上)は、もともと耐用年数を50年とみて設計されている。
国土交通省によれば、建設した年が判明している全国の橋のなかで、50年を経過したものは全体の18%にあたる
約7万1000橋(2013年)だ。いまから5年後の2023年には、4割を超える約17万1000橋が建設から50年を経過するという。
インフラの老朽化問題は、2012年12月の中央自動車道笹子トンネルの天井板落下事故もきっかけにクローズアップされた。
2014年からは自治体や高速道路会社などの道路管理者に対して、橋やトンネルを「5年に1回、目視点検すること」が義務化された。
ところが現実的には、点検にかかる人的コストや、老朽化が見つかった場合の補修の費用をどうするかは簡単な問題ではない。
点検・補修がままならないなか、橋を支える鉄骨がサビにより腐食したり、コンクリートが剥がれ落ちたりして、
通行規制が行われるケースが増加している。
そこでいま建設業界では、インフラの点検や補修を効率化する先進的な技術の開発が急ピッチで進められている。

■島国日本で問題化する「サビ(腐食)」の問題
インフラ老朽化に係る深刻な課題の1つが、サビ(腐食)による強度の低下だ。
鉄などの金属は水分の存在下で酸素と結合すると酸化鉄(サビ)となり、強度が低下する。
塩分には鉄を酸素と結びつきやすくする性質があり、海に囲まれた日本では塩害によるサビが起きやすい。
構造物にサビ部分ができると、そこから水分や塩分が入り込みやすくなり、さらに周辺にサビが進む……という悪循環が生まれる。
放置すると、最悪の場合、鉄骨の破断につながるなど大きなリスクとなる。
冒頭で紹介した技術は、静岡県富士市の塗装業者「トヨコー」が、光産業創成大学院大学(浜松市)と開発。
高エネルギーのレーザー光をサビに照射し、弾き飛ばすことで除去する。

鉄などの金属はもともと光を反射しやすい性質があるが、錆びると光を吸収しやすくなる。この性質を利用し、
レーザーの波長や照射する時間を工夫することで、サビだけを高温にして弾き飛ばし、本体の金属のダメージを
最小限に抑える仕組みを実現した。
この技術にはもう1つメリットがある。「扱いやすさ」だ。
橋の内部で橋脚と橋桁をつなぐ「桁端部(けたたんぶ)」と呼ばれる部分は、構造が複雑で塩分を含む雨水がたまりやすく、
特にサビが起きやすい。しかも橋の内部にあるため作業できる場所が確保しにくく、作業が効率的に進まないという課題があった。
冒頭で紹介したレーザーの発射機は、重さおよそ3kgと片手で持てるほど軽く、狭いところでも動かしやすい。
鉄骨が入り組んだ狭い場所にも持ち込むことができる。
軽量で取り扱いがしやすいレーザーは、こうした狭い場所での作業の効率を大幅にアップさせる。
また、サビの除去に一般的に使われているサンドブラスト工法(砂をぶつけてサビをとる)と比べて反動がなく、
粉塵も少ないため、作業員の負荷を低減できる。
※続く

3: ごまカンパチ ★ 2018/04/14(土) 09:04:12.85 ID:CAP_USER9
>>1の続き

トヨコーはこの技術により経済産業省の「地域未来牽引企業」に選ばれた。

■塗装業者が生み出したレーザー技術
開発を担った豊澤一晃さん(42)は、塗装業を営む従業員17人の中小企業の2代目社長として、
主に工場の屋根の塗装などを請け負っていた。しかし、本業の塗装業で大口のキャンセルが相次いだことをきっかけに、
「このままでは生き残っていけないかもしれない」と強い危機感を抱いたという。
「屋根の修繕分野は、景気の影響を受けやすく、一番にカットされやすい領域です。安定させるためには、
守るんじゃなくて攻めなければならない。新しい事業が必要だと感じました」
そこで目をつけたのが、サビの除去だった。橋梁等の塗替え工事において、サビや古い塗装を除去するには大きなコストがかかる。
砂をぶつける従来の工法で、体力的な負担を訴える作業員の声も聞いていた。
「もし、新しい技術でサビを除去できればニーズがあるし、しかも作業員の負担を減らせるのではないか」と考えた。
世界中の技術を調べたところ、文化財や石材などのクリーニングにレーザーを使っていることを知った。
「この方法を転用すればサビとりに使えるのではないか、そう考えました」

レーザーについて全くの素人だったが、地元の浜松市にある光産業創成大学院大学でレーザー研究が活発であることを知り、
10年前に自ら大学院生として入学。レーザーを専門とする藤田和久教授と共同で研究を開始した。
文化財など小さなものをクリーニングする場合と違い、レーザーで広範囲のサビを除去するには、根本的な問題があった。
「レーザーの出力をあげてサビを除去できるエネルギーを出せるところまで持っていったのですが、レーザーの光は非常に細く、
削れるのは小さな点にすぎません。広範囲を対象にすると時間がかかるうえ、ひどいムラが生まれてしまうんです。
これでは到底、実用化はできないと思いました」
藤田教授とともに研究室にこもる日々が続いたが、妙案は生まれない。
ある日、研究を終えた夕食中に、豊澤さんはとつぜんアイデアを思いつく。塗装業で使うグラインダーのように、
レーザーを高速で回転させ円を作って動かせば、ムラなく広範囲を対象とできるのではないかと考えたのだ。
藤田教授に相談すると、レーザーをプリズムで屈折させ、そのプリズムを高速回転させれば円の軌跡を作れるというアイデアが出た。
さっそく試作してみると、ムラなく広範囲でサビを除去できた。
さらにこの方法は、レーザーが1点にとどまらず常に移動しているため、レーザーによりサビの部分の温度が上がる時間が
一瞬で済み、その下にある金属そのものを傷つけずに済むという利点もあった。
こうして、世界で初めてレーザーで酷いサビにも対応できる技術が実現した。

■「工事現場を変えたい」からこそ生み出した技術
もともとはデザイナーとして働き、家庭の事情で地元に戻り塗装業を継いだ豊澤さん。
レーザーを使った技術を開発した背景には、人手不足が深刻化する建設業界に新しい風を入れたいという強い思いがあった。
「こういうことを言うと現場の人に本当に申し訳ないですが、いま工事現場に行くと、作業する人がみなさんお年寄り、
という状況を目にします。若い人がなかなか現場に入ってきてくれない日本の構造を見ると、正直、将来が不安になるんですね。
わたし自身、工事現場に仕事が変わったときに3Kと言われて悔しかったので、その気持ちもわかります」
「じゃあどうすれば良いか。そこで大事なのはデザインだろうと思ったんです。
レーザーは見た目が格好いいし、現場仕事に興味がない人でも、私も使ってみたい!なんかかっこいい!と思ってもらうように設計しました。
男性でも女性でも、ワクワクして、工事の現場にちょっと入ってみようかなと思える、そういう空気感が生まれれば、
日本のインフラの状況もものすごく変わると思っています」

いま豊澤さんは、全国の大学に出向き、学生らにレーザー技術を体験してもらう活動を続けている。
この技術に興味を持ったことをきっかけに若者が業界に入ってくれば、新しい発想が生まれ、インフラ点検・整備の
現場を変えるような新技術がさらに生まれるかもしれない。豊澤さんの夢は広がっている。

※本記事は「Yahoo!ニュース 特集」とNHK「サイエンスZERO」の共同企画です。今回の技術を特集したサイエンスZEROは
4月15日23:30~ Eテレで放送されます。

121: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:47:13.22
>>1
すばらしいと思う
ただ、これが現場で取り入れられるのはちょっと疑問があるな
①動画を見てわかる通り、火が起こるから場所によっては全面火気養生が必要←大変
②動画では生材の錆を取っているが、現場の塗装部材は塗料が付いている。有毒ガスの発生のおそれ
③レーザ機器取扱技術者が必要では? ←基本アホな職人で取れるの?

100: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:36:09.99 ID:aY+JmnX80
>>51
円状っていっても仕組み的に円のエリアじゃなくて
円の外周だけなんじゃ…
それなら線状の照射とそこまで大差ないぞ

124: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:48:42.47 ID:aA6XU40I0
>>100
リンク先の動画を見れば、このスレに貼られた海外動画より格段に作業が早いのが分かるよ

2: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:03:33.53 ID:5DGPBSs90
削ってるだけやん

43: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:18:39.05 ID:VcfDFhL70
>>2
サビはサビを産むから、サビを落とすこと自体がとても重要。

222: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 10:26:41.13 ID:pnBb9uDs0
>>2
削って防錆塗料を塗り直すんだろ
従来のさび落としはスクレーパーや電動ワイヤブラシでガリガリやってたけど
作業人権費はかかるし、完全には錆を落としきれない
錆びが残ったまま塗っても錆びの中に空洞があったり、でこぼこで表面積が多いとすぐに錆びてくる

新技術でさび落としの人件費が減って、錆止め塗料の効果も長持ちする
何度も繰り返してれば鉄が薄くなって強度不足で終了だけど
それまで10年でも延命できるようになるなら良いのでは

271: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 10:55:23.71 ID:gwdsJXJ/0
>>2
錆で凹凸になってて凹んだ部分を除去するのは非常に困難
それが一瞬でしかも綺麗に除去できるのは画期的
当然その後錆び止めが必要になるが

92: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:34:21.45 ID:UhilzDrC0
> 10年前に自ら大学院生として入学。レーザーを専門とする藤田和久教授と共同で研究を開始した
この人は凄いな・・・・ 一から勉強したのかよ

6: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:05:07.29 ID:7Hlf7W6F0
人に照射したらどうなる?

14: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:09:33.27 ID:pmGMY/CL0
>>6
眼に入れば、一瞬で失明だろうね

42: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:18:33.25 ID:aUGWMeg50
>>14
扱う人のライセンス制度が必要なレベルかも。

268: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 10:54:47.26 ID:wVjsf4+o0
>>137
外人の瞳には大丈夫だけど、日本人の黒目はアウトって笑えない話もある

問題は可視光線じゃないから瞳孔が開きっぱなしになって防御できんってトコやね
赤外線とかもこれが原因で出力を上げれない

298: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 11:06:07.19 ID:pnBb9uDs0
>>268
碧眼の外人のほうが目のダメージ大きいんじゃなかったっけ
虹彩のメラニンが薄い碧眼だと瞳孔が限界まで閉じてても光線を透過しやすくて
それが外人がサングラス常用してる理由と聞いた

26: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:12:59.21 ID:Q0jVbz660
何年か前にようつべで海外の会社が作ってるの見た覚えがあるんだが(´・ω・`)

https://youtu.be/Q8q3DZB_l6M

Laser Cleaning: HIGH POWER 1000W!
あーこれこれ

49: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:20:48.35 ID:+Tup5irq0
>>26
やばい、気持ちよすぎw
絶対人に照射するやつが出てくるわ

50: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:21:05.33 ID:aY+JmnX80
>>26
こうして見るとすげーな
除去だから一応表面側の錆は全部なくなるのか

でもやっぱり外観のクリーニング用途の方が需要有りそう…

203: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 10:16:43.56 ID:wDjaBDrS0
>>26
10年前に研究開発したときは、海外の会社も発表していなかったらしいが
どっちの特許が先に出されているんだろう

34: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:14:57.66 ID:79D+z6Ff0
ロボット、AIと組み合わせると面白くなりそうだな
しかし日本政府は研究費を削るのであった
そして貧困調査と称して…

39: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:15:31.86 ID:nb6SJImB0
https://youtu.be/8X8Sy63yJvw

やってみたい

72: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:27:24.39 ID:g7jtsk1+0
>>39
完全に兵器だな

54: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:22:10.68 ID:ukhl+MKI0
高エネルギーで、酸化鉄の分子結合を分離する仕組みなのかな?
レーザーのエネルギーを、錆びてない鉄の部分を損傷させないエネルギー以下かつ
酸化鉄の結合エネルギーを分離させる程度に調整したら、錆びだけ落として鉄は傷つけないとかにできるのかも

61: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:24:05.49 ID:rp3JRToB0

75: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:28:22.39 ID:zm3UQliz0
この広い範囲にレーザー光を当てる技術はスグレモノですよ。
塗装業者でこれを開発できるなんてすごいな
しかし「インフラのサビ老朽化問題」の解決とまではいかない。
塗装には下地処理が必要で、必ずサビ落としは絶対条件だからそれに使える。
つまりこのサビ落としをやったあと塗装するということ。
錆びると表面が侵食されそこが薄くなることは防げないから侵食具合ではやはり交換しないと
ダメという場合はレーザーも無駄。むしろサビの影響度を測る技術が欲しいところ。

90: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:33:46.30 ID:ePSAVS3B0
となると、>>75で指摘されてるように定期メンテを容易にすることで深刻な錆びの進行を
未然に防ぐというのがメリットなのかな?

78: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:29:52.28 ID:SaNImkeJ0
やっぱ知ってる人は知ってる既存技術だよな
どのへんが新技術なんだろう

95: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:34:37.06 ID:pmGMY/CL0
>>78
照射光学系が新技術という事
レーザーアブレーション自体は、既に色々と使われてる技術
例えば、虫歯部分だけ飛ばす歯科治療機なんてのも有る

133: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:51:27.01 ID:boRetCkp0
2016年の外国メーカーのネタなんだよな、、
UMPCやi-Pod、ノイズキャンセリングネタとかと一緒のデジャブだな。世界で三週したくらいに騒ぎ出す

レーザー光を照射してキズ1つ付けることなく金属のサビを落としてキレイにする驚きのレーザークリーナー
https://gigazine.net/news/20160901-laser-cleaning-rust-removal/
>ベルギーの企業「P-Laser」が開発したレーザークリーナーは、

119: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:46:34.72 ID:gasHFwcI0
パクリ技術を数年遅れで新技術とか
頭大丈夫か?

130: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:51:17.57 ID:BG84PJCU0
>>119
この会社は結構前からレーザーのサビ取りやってたようだが

橋の塗装レーザー除去 トヨコー、下地を傷めず産廃も大幅減
2012/2/8付
https://www.nikkei.com/article/DGXNASFB0704O_X00C12A2L61000/

138: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:53:46.07 ID:fYBoosfI0
>>130
記事がおかしいんだな。

146: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:56:04.62 ID:BG84PJCU0
>>138
最後の1行を見ればNHKの宣伝だとわかる

84: 名無しさん@1周年 2018/04/14(土) 09:31:59.18 ID:FIzb2hrs0
リボ払いできる?

ランキングをポチッとお願いします!

 

引用元: http://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1523664148/

スポンサーリンク
スポンサーリンク
スポンサーリンク
自然科学・テクノロジー
シェアする
piment-chanをフォローする
スポンサーリンク
スポンサーリンク
みかんタイムス

コメント