ニオブC103は、ニオブを母材とし、ハフニウム（約10%）とチタン（約1%）を添加した高融点合金です。優れた高温強度、良好な室温での塑性、および溶接性を備えているため、航空宇宙分野における高温用部品の主要な材料となっています。従来、C103部品は主に鍛造や機械加工といった除去加工法で製造されてきましたが、材料利用率が極めて低いという課題がありました（従来の鍛造では最大95%の材料が無駄になることもあります）。また、複雑な形状の製造も困難でした。しかし、アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）技術の導入により、この材料の応用に全く新しい道が開かれました。
C103合金においてアディティブ・マニュファクチャリングが研究の焦点となっている主な理由は、従来の加工法の限界を克服できる点にあります。第一に、材料利用率を大幅に向上させ、製造コストを削減できること。第二に、複雑な形状の一体成形が可能となり、製造サイクルを短縮できることです。特に、極超音速機やロケットエンジンの燃焼室など、複雑な耐熱構造が強く求められる分野において、アディティブ・マニュファクチャリングは代替不可能なソリューションとなりつつあります。
アディティブ・マニュファクチャリングを行うには、まず適切な品質の原材料が必要です。現在、C103のアディティブ・マニュファクチャリングでは、主に2種類の形態の原材料が使用されています。その一つが粉末状の原材料です。球状のC103粉末は、EIGA（電極誘導ガスアトマイズ）法やPREP（プラズマ回転電極アトマイズ）法によって製造され、粒径は一般的に15～53μmまたは45～105μmの範囲となります。こうした高品質な球状粉末は、L-PBF（レーザー粉末床溶融結合）法などの粉末ベースのプロセスにおける基盤となります。ワイヤを原材料とする場合：C103溶接ワイヤを直接アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）に使用することで、粉末製造に伴う複雑な工程やコストを回避でき、特に大型部品の製造に適しています。
現在、C103合金の積層造形に関する研究は、主に「レーザー粉末床溶融結合法（L-PBF）」という技術的アプローチに集中しています。L-PBFは、粉末を用いるプロセスの中で最も広範に研究されている手法です。NASAグレン研究センターなどの機関は、L-PBFで造形されたC103の機械的特性について、室温から1400℃の範囲で体系的な評価を行ってきました。研究によれば、粒径（D50）が約29μmの球状C103粉末を使用し、酸素濃度200ppm未満の不活性雰囲気下で造形を行うことで、相対密度99.8%を超える緻密な部品を製造できることが示されています。しかし、L-PBFプロセスには、積層速度が比較的遅いことや、生産規模が限られるといった欠点があります。
レーザー指向性エネルギー堆積法（DED）：DED技術は、積層効率が高く、より大きなサイズの造形が可能であることから、C103の積層造形におけるもう一つの重要な方向性となっています。供給形態に基づき、DEDは「粉末供給型DED」と「ワイヤ供給型DED（LWDED）」に分類できます。
粉末供給型DED：米国のオークリッジ国立研究所は、マルチフィジックス・メルトプール（溶融池）シミュレーションと実験を組み合わせることで、C103粉末供給型DEDのプロセスパラメータを体系的に最適化しました。その結果、レーザー出力と走査速度の比（P/V）が1に近い場合に、欠陥のない造形体が得られることが明らかになりました。
ワイヤ供給型DED：韓国のKAIST（韓国科学技術院）の研究チームは、C103を対象としたレーザー供給型DEDプロセスを初めて報告しました。同チームは、安定した溶融池を形成するには2000～2600Wのレーザー出力が必要であることを突き止めました。出力が過剰になると、レーザーの反射やアーク放電が発生し、積層プロセスが阻害される可能性があります。このプロセスで造形されたC103の降伏強度は、ASTM B654規格の値を10%以上上回っています。米国のオレゴン州立大学などの機関も、薄肉構造体を製造するためのC103フィラメントDEDプロセスを開発しています。
