CN111565877A - 造型物的制造方法、制造装置以及造型物 - Google Patents

造型物的制造方法、制造装置以及造型物 Download PDF

Info

Publication number
CN111565877A
CN111565877A CN201880073895.8A CN201880073895A CN111565877A CN 111565877 A CN111565877 A CN 111565877A CN 201880073895 A CN201880073895 A CN 201880073895A CN 111565877 A CN111565877 A CN 111565877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bead
welding
shaped object
support
base surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880073895.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111565877B (zh
Inventor
山崎雄干
藤井达也
佐藤伸志
山田岳史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018140711A external-priority patent/JP7028737B2/ja
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of CN111565877A publication Critical patent/CN111565877A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111565877B publication Critical patent/CN111565877B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/032—Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006—Control circuits therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B23K10/027—Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/042—Built-up welding on planar surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Abstract

提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物的造型物的制造方法、制造装置以及造型物。在该造型物的制造方法中，使焊料熔融以及凝固而在沿着焊炬的轨道的基面上形成熔敷焊道，并利用该熔敷焊道形成造型物。此时，造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道。并且，与支承焊道重叠地形成其他熔敷焊道。

Description

造型物的制造方法、制造装置以及造型物
技术领域
本发明涉及造型物的制造方法、制造装置以及造型物。
背景技术
近年来，作为生产单元的3D打印机的需求提高，特别是，关于对金属材料的应用，在飞机行业等中，面向实用化进行了研究开发。例如，在使用了金属材料的3D打印机中，使用激光、电弧等热源而使金属粉体、金属丝熔融，并使熔融金属层叠从而造型造型物。
作为这样的造型造型物的技术，已知有在焊炬扫描工序中，使焊炬沿着水平面或者倾斜面扫描而进行堆焊从而制造三维形状物的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2003-266174号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在将熔敷焊道形成于基板、下层的熔敷焊道的基面的情况下，若该基面倾斜，则有可能产生由重力的影响引起的下垂。另外，若为了不使熔敷焊道下垂而加快焊炬的移动速度，则有可能产生熔敷焊道中断的凹凸不平。因此，要求不受形成熔敷焊道的基面的状态影响、且没有下垂、凹凸不平等不良状况而顺畅地形成熔敷焊道从而制造造型物的技术。
本发明的目的在于提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物的造型物的制造方法、制造装置以及造型物。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
(1)一种造型物的制造方法，其使焊料熔融以及凝固而在沿着焊炬的轨道的基面上形成熔敷焊道，并利用所述熔敷焊道形成造型物，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
(2)一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道，在基面上形成造型物，其中，
所述造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；以及
控制部，其以如下方式控制所述移动机构以及所述焊炬：所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
(3)一种造型物，其是层叠使焊料熔融以及凝固而成的多个熔敷焊道而成的造型物，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成有所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成有所述其他熔敷焊道。
发明效果
根据本发明，能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物。
附图说明
图1是本发明的制造造型物的制造系统的示意性的概要结构图。
图2A是使熔敷焊道层叠而成的造型物的主视图。
图2B是使熔敷焊道层叠而成的造型物的侧视图。
图3是说明熔敷焊道的形成的方法的图，图3的(a)是侧视图，图3的(b)是主视图。
图4的(a)以及(b)分别是示出在形成熔敷焊道时使用的处理窗口的图。
图5A是示出造型于基座板的造型物的第一层的造型步骤的图，图5A的(a)是侧视图，图5A的(b)是主视图。
图5B是示出造型于基座板的造型物的第一层的造型步骤的图，图5B的(a)是侧视图，图5B的(b)是主视图。
图5C是示出造型于基座板的造型物的第一层的造型步骤的图，图5C的(a)是侧视图，图5C的(b)是主视图。
图6A是示出造型于基座板的造型物的第二层的造型步骤的图，图6A的(a)是侧视图，图6A的(b)是主视图。
图6B是示出造型于基座板的造型物的第二层的造型步骤的图，图6B的(a)是侧视图，图6B的(b)是主视图。
图6C是示出造型于基座板的造型物的第二层的造型步骤的图，图6C的(a)是侧视图，图6C的(b)是主视图。
图7是示出造型物的制造例的造型物的铅垂方向的概要剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是本发明的制造造型物的制造系统的示意性的概要结构图。
本结构的制造系统100具备层叠造型装置11、以及统一控制层叠造型装置11的控制器15。
层叠造型装置11具有在前端轴具有焊炬17的焊接机器人19、以及向焊炬17供给焊料(焊丝)M的焊料供给部23。
控制器15具有CAD/CAM部31、轨道运算部33、存储部35、以及它们所连接的控制部37。
焊接机器人19是多关节机器人，并在设置于前端轴的焊炬17以能够连续供给的方式支承有焊料M。焊炬17的位置、姿势在机械臂的自由度的范围内能够三维地任意设定。
焊炬17具有未图示的保护喷嘴，并从保护喷嘴供给保护气体。作为在本结构中使用的电弧焊接法，可以是覆盖电弧焊接、二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、TIG焊接、等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一个，根据制作的造型物W来适当选定。
例如，在消耗电极式的情况下，在保护喷嘴的内部配置有导电嘴，供给熔融电流的焊料M保持于导电嘴。焊炬17一边保持焊料M，一边在保护气体环境下从焊料M的前端产生电弧。焊料M通过安装于机械臂等的未图示的送出机构，而从焊料供给部23向焊炬17进给。并且，若一边移动焊炬17一边使连续进给的焊料M熔融以及凝固，则在基座板41上形成作为焊料M的熔融凝固体的线状的熔敷焊道25。
作为使焊料M熔融的热源，并不局限于上述的电弧。例如，也可以采用利用同时使用了电弧和激光的加热方式、使用等离子体的加热方式、使用电子束、激光的加热方式等其他方式而产生的热源。在通过电子束、激光来加热的情况下，能够进一步精细地控制加热量，并能够更加适当地维持熔敷焊道的状态而有助于层叠结构物的进一步的品质提升。
CAD/CAM部31在创建了要制作的造型物W的形状数据之后，分割为多个层而生成表示各层的形状的层形状数据。轨道运算部33基于所生成的层形状数据来求出焊炬17的移动轨迹。存储部35存储所生成的层形状数据、焊炬17的移动轨迹等数据。
控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。
控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。换句话说，焊接机器人19根据来自控制器15的指令，并基于在轨道运算部33生成的焊炬17的移动轨迹，一边使焊料M被电弧熔融一边移动焊炬17。在图1中，示出了在相对于铅垂面倾斜的由钢板构成的基座板41上倾斜地形成并排列多个熔敷焊道25从而造型造型物W的情形。
上述结构的制造系统100沿着根据所设定的层形状数据生成的焊炬17的移动轨迹，一边通过焊接机器人19的驱动使焊炬17移动，一边使焊料M熔融，并将熔融了的焊料M向基座板41上供给。由此，例如，如图2A以及图2B所示，在相对于铅垂面倾斜的基座板41倾斜地形成并排列多个线状的熔敷焊道25从而造型层叠为多层的造型物W。
然而，如图3的(a)以及(b)所示，在相对于铅垂面倾斜的基座板41上使焊炬17相对于铅垂方向倾斜地移动而形成熔敷焊道25的情况下，有可能在形成的熔敷焊道25产生由重力的影响引起的下垂。作为基座板41的表面的基面与铅垂方向所成的角(基面倾斜角)θ越小则该重力的影响越大，另外，基座板41上的焊炬17的轨道方向与铅垂方向所成的角(轨道倾斜角)
Figure BDA0002491880480000051
越大则该重力的影响越大。这样，在形成的熔敷焊道25较大地受到重力的影响的情况下，能够通过加快焊炬17的移动速度V来抑制下垂，但有可能产生熔敷焊道25中断的凹凸不平。
因此，在本实施方式中，如以下那样，一边抑制熔敷焊道25的下垂以及凹凸不平一边造型造型物W。需要说明的是，在此，对如下情况进行说明：在基座板41相对于铅垂面倾斜且基面倾斜角θ设为小于90°的基座板41上，向相对于铅垂方向以轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000052
倾斜的轨道方向形成熔敷焊道25，从而造型层叠有两层熔敷焊道25的层的造型物W。该情况的造型物W具有重力影响为最大的焊道形成部位。
(第一层)
在形成多个熔敷焊道25而造型造型物W的第一层的情况下，首先，求出多个熔敷焊道25的形成部位中的重力影响为最大的部位。在求出该重力影响为最大的部位时，将形成熔敷焊道25的基座板41相对于铅垂面的基面倾斜角θ以及基座板41上的形成熔敷焊道25的焊炬17的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000053
作为重力影响的指标，例如根据
Figure BDA0002491880480000054
求出。
在以基面倾斜角θ倾斜的基座板41上向相对于铅垂方向以轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000055
倾斜的轨道方向形成熔敷焊道25而造型造型物W的情况下，在第一层中，下端部位成为重力影响为最大的部位。
若求出熔敷焊道25的形成部位中的重力影响为最大的部位，则将形成于该部位的熔敷焊道25由支承焊道25A形成。该支承焊道25A是降低了用于使焊料熔融的热量的低输入热量焊道。该支承焊道25A是低输入热量焊道，因此比之后层叠的其他熔敷焊道25的焊道形成时的熔融状态的粘度高，而难以受到重力影响。换句话说，即使该支承焊道25A形成于重力影响为最大的部位，也抑制由重力引起的下垂的产生。
在形成该支承焊道25A时，例如，在本例中，根据预先制作而存储于存储部35的设定范围即处理窗口PW决定用于焊炬17的移动速度V以及电弧的产生的电流值I。
图4的(a)以及(b)示出基座板41设为铅垂面的基面倾斜角θ为0°时的用于焊炬17的移动速度V以及电弧的产生的电流值I的处理窗口PW。如图4的(a)以及(b)所示，移动速度V以及电流值I的处理窗口PW由于随着轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000061
变大而重力的影响变大因此成为逐渐变窄的范围。并且，控制部37根据存储于存储部35的处理窗口PW决定用于形成支承焊道25A的移动速度V以及电流值I。
如图5A的(a)以及(b)所示，控制部37在移动速度V以及电流值I的决定后，驱动焊接机器人19，沿着所生成的移动轨迹，在重力影响为最大的下端部位，以决定了的移动速度V以及电流值I形成支承焊道25A。作为该低输入热量焊道的支承焊道25A的焊道形成时的粘度高，而能够不易受到重量影响。因此，即使由低输入热量焊道构成的支承焊道25A形成的部位是重量影响为最大的部位，也不产生由重力影响引起的下垂而形成于基座板41。
之后，将第一层中的其他熔敷焊道25依次形成于基座板41的表面上的已经形成了的支承焊道25A的上方侧。为了形成这些其他熔敷焊道25，首先，如图5B的(a)以及(b)所示，在基座板41的表面上的与已经形成了的支承焊道25A的上方侧相邻的部位形成熔敷焊道25。这样一来，与已经形成了的支承焊道25A相邻而形成的熔敷焊道25被已经形成了的支承焊道25A支承。因此，即使该熔敷焊道25是焊道形成时的粘度低因此由于重力影响而产生下垂的高输入热量焊道，也被支承焊道25A支承而形成。由此，形成该熔敷焊道25时的下垂被抑制。并且，如图5C的(a)以及(b)所示，依次形成与形成了的熔敷焊道25的上方相邻的其他熔敷焊道25。此时，形成的熔敷焊道25被形成于下方侧的熔敷焊道25支承而形成，因此形成该熔敷焊道25时的下垂被抑制。
(第二层)
在以层叠于第一层的方式形成多个熔敷焊道25而造型造型物W的第二层的情况下，求出该第二层的重力影响为最大的部位。在以基面倾斜角θ倾斜的基座板41向相对于铅垂方向以轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000071
倾斜的轨道方向形成熔敷焊道25而造型造型物W，因此在第二层中下端部位也成为重力影响为最大的部位。
当求出重力影响为最大的部位时，则将形成于该部位的熔敷焊道25由比之后层叠的其他熔敷焊道25的焊道形成时的粘度高的支承焊道25A形成。
如图6A的(a)以及(b)所示，控制部37在用于形成支承焊道25A的移动速度V以及电流值I的决定后，驱动焊接机器人19，沿着所生成的移动轨迹，在重力影响为最大的下端部位以决定了的移动速度V以及电流值I形成支承焊道25A。
之后，将第二层中的其他熔敷焊道25依次形成于基座板41的表面上的已经形成了的支承焊道25A的上方侧。此时，如图6B的(a)以及(b)所示，若在基座板41的表面上的与已经形成了的支承焊道25A的上方侧相邻的部位形成熔敷焊道25，则该熔敷焊道25被已经形成了的支承焊道25A支承。因此，即使该熔敷焊道25是焊道形成时的粘度低因此由于重力影响而产生下垂的高输入热量焊道，也被支承焊道25A支承而形成。由此，形成该熔敷焊道25时的下垂被抑制。并且，如图6C的(a)以及(b)所示，依次形成与形成了的熔敷焊道25的上方相邻的其他熔敷焊道25。此时，形成的熔敷焊道25被形成于下方侧的熔敷焊道25支承而形成，因此形成该熔敷焊道25时的下垂被抑制。
以上，如所说明的那样，根据本实施方式的造型物的制造方法、制造装置以及造型物，与形成于重力影响为最大的部位的支承焊道25A重叠而形成其他熔敷焊道25。具体而言，在形成熔敷焊道25的由基座板41的表面、下层的熔敷焊道25的上表面构成的基面倾斜时，在各焊道层中的下端部位形成支承焊道25A。由此，能够将形成了的支承焊道25A作为支承而形成其他熔敷焊道25。因此，能够抑制其他熔敷焊道25受到重力影响而下垂的情况，另外，能够抑制为了抑制下垂而有可能通过加快焊炬17的移动速度V产生的凹凸不平的产生。由此，能够在抑制生产间隔时间的同时制造高品质的造型物W。
另外，降低用于使焊料M熔融的热量而形成的低输入热量焊道比之后层叠的其他熔敷焊道25的焊道形成时的粘度高，而能够难以受到重量影响。因此，即使形成的部位是重量影响为最大的部位，也能够在抑制由重力影响引起的下垂的同时形成由低输入热量焊道构成的支承焊道25A。
另外，能够根据由基座板41的表面、下层的熔敷焊道的上表面构成的基面相对于铅垂面的基面倾斜角θ以及基面上的焊炬17的轨道方向相对于的铅垂方向的轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000081
求出重力影响为最大的部位，并在该部位可靠地形成支承焊道25A而制造造型物。
特别是，根据
Figure BDA0002491880480000082
求出重力影响的指标，因此能够相对于基面倾斜角为θ以及轨道倾斜角为
Figure BDA0002491880480000083
的基面顺畅地形成造型物W。
接下来，对利用上述实施方式的制造方法的造型物的制造例进行说明。
图7是示出造型物的制造例的图。
如图7所示，造型物W形成于在基台51载置的基材52。基材52形成为截面梯形形状，其侧面以朝向上方的方式倾斜。熔敷焊道25形成于由该基材52的倾斜的侧面构成的基面53。并且，在基面53朝向侧方S重叠而形成有由熔敷焊道25构成的多个焊道层54a、54b、54c、54d、···。具体而言，在基材52从基面53沿水平方向层叠有多个焊道层54a、54b、54c、54d、···。
为了在基材52的基面53形成造型物W，首先，将对基面53而言重力影响为最大的下端部位由支承焊道25A1沿着基面53在轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000084
Figure BDA0002491880480000085
方向上形成。然后，以与该支承焊道25A1卡止的方式在支承焊道25A1的上方侧沿着基面53依次形成其他熔敷焊道25。由此，在基面53形成第一层的焊道层54a。
在形成第二层以后的焊道层54b时，将对形成于基面53的第一层的焊道层54a而言重力影响为最大的下端部位由支承焊道25A2沿着基面53(与第一层的焊道层54a接合)在轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000086
方向上形成。然后，以与该支承焊道25A2卡止的方式在支承焊道25A2的上方侧沿着基面53(与第一层的焊道层54a接合)依次形成其他熔敷焊道25。
在该制造例中，通过由支承焊道25A1、25A2、···形成各焊道层54a、54b、54c、54d、···中的重力影响为最大的下端部位、并以与各支承焊道25A1、25A2、···卡止的方式沿着基面53形成其他熔敷焊道25，即使层叠于熔敷焊道25容易下垂的倾斜方向(轨道倾斜角
Figure BDA0002491880480000091
方向)也被支承焊道25A1、25A2、···支承。由此，能够防止焊道下垂、凹凸不平。
特别是，通过支承焊道25A1、25A2、···的形成而使各焊道层54a、54b、54c、54d、···稳定地形成，因此能够相对于具有倾斜的基面53的基材52的侧面向侧方S重叠熔敷焊道25的焊道层54。即，根据本实施方式的制造方法，在载置于基台51的基材52的侧面具有倾斜的基面53的情况下，优选为在由侧面构成的基面53向侧方S重叠而形成支承焊道25A1、25A2、···以及由其他熔敷焊道25构成的焊道层54a、54b、54c、54d、···。
本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合、本领域技术人员基于说明书的记载、以及公知的技术而进行变更、应用也是本发明所预定的，并包括在请求保护的范围。
例如，本结构的层叠造型装置11使用了焊接机器人19作为移动机构，但并不局限于此，也可以是能够将焊炬17相对于基座板41相对移动的结构。在该情况下，焊炬17的轨道是指焊炬17与基座板41相对移动的轨道。
如以上那样，在本说明书中公开了如下事项。
(1)一种造型物的制造方法，其使焊料熔融以及凝固而在沿着焊炬的轨道的基面上形成熔敷焊道，并利用所述熔敷焊道形成造型物，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
根据该造型物的制造方法，与形成于重力影响为最大的部位的支承焊道重叠地形成其他熔敷焊道。由此，能够将形成了的支承焊道作为支承而形成其他熔敷焊道。因此，能够抑制其他熔敷焊道受到重力影响而下垂的情况，另外，能够抑制为了抑制下垂而有可能通过加快焊炬的移动速度产生的凹凸不平的产生。由此，能够在抑制生产间隔时间的同时制造高品质的造型物。
(2)根据(1)所述的造型物的制造方法，其中，
相比所述其他熔敷焊道使向所述焊料的输入热量降低地形成所述支承焊道。
根据该造型物的制造方法，在支承焊道中焊道形成时的粘度高而难以受到重力影响。因而，即使在重力影响为最大的部位形成其他熔敷焊道，也抑制由重力引起的下垂的产生。
(3)根据(1)或(2)所述的造型物的制造方法，其中，
将形成所述熔敷焊道的所述基面与铅垂方向所成的基面倾斜角、以及在所述基面上形成所述熔敷焊道时的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的轨道倾斜角作为所述重力影响的指标，来决定所述焊道形成部位。
根据该造型物的制造方法，能够根据基面相对于铅垂面的基面倾斜角以及基面上的焊炬的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角求出重力影响为最大的部位，并在该部位可靠地形成支承焊道而制造造型物。
(4)根据(3)所述的造型物的制造方法，其中，
在将所述基面倾斜角设为θ、将所述轨道倾斜角设为
Figure BDA0002491880480000101
时，根据
Figure BDA0002491880480000102
求出所述重力影响的指标。
根据该造型物的制造方法，根据
Figure BDA0002491880480000103
求出重力影响的指标，因此能够相对于基面倾斜角为θ以及轨道倾斜角为
Figure BDA0002491880480000104
的基面顺畅地形成造型物。
(5)根据(3)或(4)所述的造型物的制造方法，其中，
所述造型物层叠有包含形成于所述基面上的多个所述熔敷焊道的焊道层，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，在所述焊道层的下端部位分别形成所述支承焊道。
通过由支承焊道形成各层中的重力影响为最大的下端部位、并以与该支承焊道卡止的方式沿着基面形成其他熔敷焊道，能够没有下垂、凹凸不平地制造由多个熔敷焊道构成的造型物。
(6)根据(5)所述的造型物的制造方法，其中，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，将所述焊道层内的所述支承焊道和所述其他熔敷焊道在从铅垂方向以所述轨道倾斜角倾斜的方向上形成。
通过由支承焊道形成各层中的重力影响为最大的下端部位、并以与该支承焊道卡止的方式沿着基面形成其他熔敷焊道，即使层叠于熔敷焊道容易下垂的倾斜方向也被支承焊道支承，由此能够防止焊道下垂、凹凸不平。
(7)根据(6)所述的造型物的制造方法，其中，
所述基面设置在载置于工作台的基材的侧面，在所述侧面朝向所述基材的侧方层叠具有所述支承焊道和所述其他熔敷焊道的所述焊道层。
通过支承焊道的形成而使各层稳定地形成，因此能够相对于具有倾斜的基面的基材的侧面向侧方重叠熔敷焊道的层。
(8)一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道，在基面上形成造型物，其中，
所述造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；以及
控制部，其以如下方式控制所述移动机构以及所述焊炬：所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
根据该造型物的制造装置，在重力影响为最大的部位形成在焊道形成时成为比其他熔敷焊道高的粘度的支承焊道。由此，能够将形成了的支承焊道作为支承而形成其他熔敷焊道。因此，能够抑制其他熔敷焊道受到重力影响而下垂的情况，另外，能够抑制为了抑制下垂而有可能通过加快焊炬的移动速度产生的凹凸不平的产生。由此，能够在抑制生产间隔时间的同时制造高品质的造型物。
(9)一种造型物，其是层叠使焊料熔融以及凝固而成的多个熔敷焊道而成的造型物，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成有所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成有所述其他熔敷焊道。
根据该造型物，重力影响为最大的部位由支承焊道形成，并与该支承焊道重叠地形成有其他熔敷焊道。因此，支承焊道成为其他熔敷焊道的支承，能够抑制其他熔敷焊道受到重力影响而下垂的情况，并且能够没有为了抑制下垂而加快用于形成熔敷焊道的焊炬的移动速度从而产生凹凸不平那样的不良状况而进行造型。由此，能够在抑制制造中耗费的生产间隔时间的同时高品质地制造。
本申请基于2017年11月15日申请的日本专利申请(日本特愿2017-220214)、2018年7月26日申请的日本专利申请(日本特愿2018-140711)，并将其内容作为参照而援引于此。
附图标记说明：
11 层叠造型装置(制造装置)
17 焊炬
19 焊接机器人(移动机构)
25 熔敷焊道
25A1、25A2 支承焊道
37 控制部
51 基台
52 基材
53 基面
54a、54b、54c、54d 焊道层
M 焊料
W 造型物
θ 基面倾斜角
Figure BDA0002491880480000121
轨道倾斜角。

Claims (12)

1.一种造型物的制造方法，其使焊料熔融以及凝固而在沿着焊炬的轨道的基面上形成熔敷焊道，并利用所述熔敷焊道形成造型物，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
2.根据权利要求1所述的造型物的制造方法，其中，
相比所述其他熔敷焊道使向所述焊料的输入热量降低地形成所述支承焊道。
3.根据权利要求1或2所述的造型物的制造方法，其中，
将形成所述熔敷焊道的所述基面与铅垂方向所成的基面倾斜角、以及在所述基面上形成所述熔敷焊道时的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的轨道倾斜角作为所述重力影响的指标，来决定所述焊道形成部位。
4.根据权利要求3所述的造型物的制造方法，其中，
在将所述基面倾斜角设为θ、将所述轨道倾斜角设为
Figure FDA0002491880470000011
时，根据
Figure FDA0002491880470000012
求出所述重力影响的指标。
5.根据权利要求3所述的造型物的制造方法，其中，
所述造型物层叠有包含形成于所述基面上的多个所述熔敷焊道的焊道层，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，在所述焊道层的下端部位分别形成所述支承焊道。
6.根据权利要求4所述的造型物的制造方法，其中，
所述造型物层叠有包含形成于所述基面上的多个所述熔敷焊道的焊道层，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，在所述焊道层的下端部位分别形成所述支承焊道。
7.根据权利要求5所述的造型物的制造方法，其中，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，将所述焊道层内的所述支承焊道和所述其他熔敷焊道在从铅垂方向以所述轨道倾斜角倾斜的方向上形成。
8.根据权利要求6所述的造型物的制造方法，其中，
在所述基面从铅垂方向倾斜的情况下，将所述焊道层内的所述支承焊道和所述其他熔敷焊道在从铅垂方向以所述轨道倾斜角倾斜的方向上形成。
9.根据权利要求7所述的造型物的制造方法，其中，
所述基面设置在载置于工作台的基材的侧面，在所述侧面朝向所述基材的侧方层叠具有所述支承焊道和所述其他熔敷焊道的所述焊道层。
10.根据权利要求8所述的造型物的制造方法，其中，
所述基面设置在载置于工作台的基材的侧面，在所述侧面朝向所述基材的侧方层叠具有所述支承焊道和所述其他熔敷焊道的所述焊道层。
11.一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道，在基面上形成造型物，其中，
所述造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；以及
控制部，其以如下方式控制所述移动机构以及所述焊炬：所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成所述其他熔敷焊道。
12.一种造型物，其层叠有使焊料熔融以及凝固而成的多个熔敷焊道，其中，
所述造型物具有重力影响为最大的焊道形成部位，在该焊道形成部位形成有所述熔敷焊道的形成时的粘度比其他熔敷焊道高的支承焊道，并与所述支承焊道重叠地形成有所述其他熔敷焊道。
CN201880073895.8A 2017-11-15 2018-10-30 造型物的制造方法、制造装置以及造型物 Active CN111565877B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017220214 2017-11-15
JP2017-220214 2017-11-15
JP2018140711A JP7028737B2 (ja) 2017-11-15 2018-07-26 造形物の製造方法、製造装置及び造形物
JP2018-140711 2018-07-26
PCT/JP2018/040414 WO2019098021A1 (ja) 2017-11-15 2018-10-30 造形物の製造方法、製造装置及び造形物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111565877A true CN111565877A (zh) 2020-08-21
CN111565877B CN111565877B (zh) 2022-04-26

Family

ID=66537830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880073895.8A Active CN111565877B (zh) 2017-11-15 2018-10-30 造型物的制造方法、制造装置以及造型物

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11292071B2 (zh)
CN (1) CN111565877B (zh)
WO (1) WO2019098021A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7411366B2 (ja) 2019-09-27 2024-01-11 三菱重工コンプレッサ株式会社 金属積層造形方法
CN114985870A (zh) * 2022-06-27 2022-09-02 暨南大学 一种原位增材再制造成形方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266174A (ja) * 2002-03-13 2003-09-24 Honda Motor Co Ltd 三次元形状物の製造方法
CN202684435U (zh) * 2012-05-23 2013-01-23 广东长征机械有限公司 一种可倾斜的回转工作台装置
JP2015160217A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 国立大学法人東京農工大学 三次元造形装置、三次元造形物の造形方法、および三次元製造装置の制御プログラム
CN105880808A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 西南交通大学 Gmaw增材制造同向式成形方式成形形貌控制方法
CN105921852A (zh) * 2016-06-08 2016-09-07 西南交通大学 倾斜薄壁结构件电弧填丝增材制造方法
KR20160114351A (ko) * 2015-03-24 2016-10-05 서울시립대학교 산학협력단 프린터 인쇄기법을 이용하여 다이오드를 제작하는 장치 및 방법
WO2017069557A1 (ko) * 2015-10-23 2017-04-27 엘지전자 주식회사 3ｄ 프린터
WO2017087375A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Boston Inventions, LLC Three-dimensional printer utilizing a rotating and tilting printing surface and spiral filament extrusion to form helical filament structures
CN106825581A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 青岛卓思三维智造技术有限公司 金属表面重熔方法及装置
CN106944715A (zh) * 2017-04-17 2017-07-14 北京航星机器制造有限公司 一种高效多工位电弧增材制造铝合金结构件的方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1049625A (en) 1975-04-30 1979-02-27 Wolfgang Zwintzscher Method and apparatus for building up workpieces by welding
US5207371A (en) * 1991-07-29 1993-05-04 Prinz Fritz B Method and apparatus for fabrication of three-dimensional metal articles by weld deposition
DE4309524C2 (de) * 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US5852272A (en) * 1994-08-02 1998-12-22 Komatsu Ltd. Wear-resistant overlay forming method and wear-resistant composite members
US5633021A (en) * 1994-10-19 1997-05-27 Bpm Technology, Inc. Apparatus for making a three-dimensional article
US5622216A (en) * 1994-11-22 1997-04-22 Brown; Stuart B. Method and apparatus for metal solid freeform fabrication utilizing partially solidified metal slurry
JP3820654B2 (ja) * 1996-11-26 2006-09-13 大同特殊鋼株式会社 肉盛り溶接による耐食性金属管の製造方法
US6574523B1 (en) * 2000-05-05 2003-06-03 3D Systems, Inc. Selective control of mechanical properties in stereolithographic build style configuration
US7829000B2 (en) * 2005-02-25 2010-11-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Core-shell solid freeform fabrication
DE102011106614A1 (de) * 2011-06-16 2014-03-06 Arburg Gmbh + Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes
DE102013003167A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-28 Arburg Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes durch generativen Aufbau
US20150224607A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Siemens Energy, Inc. Superalloy solid freeform fabrication and repair with preforms of metal and flux
US20170369731A1 (en) * 2014-06-08 2017-12-28 Massivit 3D Printing Technologies Ltd Method and apparatus for manufacture of 3d objects
CA2993343A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 Laing O'rourke Australia Pty Limited Apparatus for fabricating an object
US20160067740A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-10 Disney Enterprises, Inc. Three dimensional (3d) printer with a build plate having multi-degree of freedom motion
JP2016196012A (ja) 2015-04-02 2016-11-24 株式会社ブリヂストン 溶接造型制御方法および溶接造型制御装置
GB2539485A (en) * 2015-06-18 2016-12-21 Mcor Tech Ltd 3D Printing apparatus and a corresponding 3D metal printing method
US10279541B2 (en) * 2015-06-26 2019-05-07 The Boeing Company Systems and methods for additive manufacturing processes
JP6770245B2 (ja) * 2015-10-15 2020-10-14 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法及び三次元造形物の製造装置
JP6865057B2 (ja) 2016-06-01 2021-04-28 株式会社小松製作所 工作機械制御装置、工作機械制御方法及び工作機械制御システム
US10821633B1 (en) * 2016-11-14 2020-11-03 Kemeera Inc. 3D printed airtight insulated objects using fused deposition modeling
JP6511078B2 (ja) 2017-02-28 2019-05-15 本田技研工業株式会社 電気自動車のフロア構造
US10442003B2 (en) * 2017-03-02 2019-10-15 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing of three-dimensional objects
JP6737762B2 (ja) * 2017-11-15 2020-08-12 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び製造装置
JP7122794B2 (ja) * 2018-02-22 2022-08-22 エス．ラボ株式会社 造形装置、造形方法および造形システム
JP7411366B2 (ja) * 2019-09-27 2024-01-11 三菱重工コンプレッサ株式会社 金属積層造形方法
US20210187855A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 The Boeing Company Additive manufacturing system and method using robotic arms

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266174A (ja) * 2002-03-13 2003-09-24 Honda Motor Co Ltd 三次元形状物の製造方法
CN202684435U (zh) * 2012-05-23 2013-01-23 广东长征机械有限公司 一种可倾斜的回转工作台装置
JP2015160217A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 国立大学法人東京農工大学 三次元造形装置、三次元造形物の造形方法、および三次元製造装置の制御プログラム
KR20160114351A (ko) * 2015-03-24 2016-10-05 서울시립대학교 산학협력단 프린터 인쇄기법을 이용하여 다이오드를 제작하는 장치 및 방법
WO2017069557A1 (ko) * 2015-10-23 2017-04-27 엘지전자 주식회사 3ｄ 프린터
WO2017087375A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Boston Inventions, LLC Three-dimensional printer utilizing a rotating and tilting printing surface and spiral filament extrusion to form helical filament structures
CN105880808A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 西南交通大学 Gmaw增材制造同向式成形方式成形形貌控制方法
CN105921852A (zh) * 2016-06-08 2016-09-07 西南交通大学 倾斜薄壁结构件电弧填丝增材制造方法
CN106825581A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 青岛卓思三维智造技术有限公司 金属表面重熔方法及装置
CN106944715A (zh) * 2017-04-17 2017-07-14 北京航星机器制造有限公司 一种高效多工位电弧增材制造铝合金结构件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019098021A1 (ja) 2019-05-23
US20210178502A1 (en) 2021-06-17
CN111565877B (zh) 2022-04-26
WO2019098021A8 (ja) 2020-07-23
US11292071B2 (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111417485B (zh) 造型物的制造方法以及制造装置
CN111344096B (zh) 层叠造形物的制造方法以及制造装置
CN113811417B (zh) 层叠造型物的制造方法以及层叠造型物
JP6978350B2 (ja) ワーク姿勢調整方法、造形物の製造方法及び製造装置
JP6865667B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP7028737B2 (ja) 造形物の製造方法、製造装置及び造形物
CN111565877B (zh) 造型物的制造方法、制造装置以及造型物
JP6802773B2 (ja) 積層造形物の製造方法及び積層造形物
JP6810018B2 (ja) 積層造形物の製造方法
EP3871820B1 (en) Method for manufacturing laminated molding
JP6859471B1 (ja) 積層造形物の製造方法
JP2020168642A (ja) 積層造形物の製造方法及び積層造形物
JP7355672B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP2021059772A (ja) 積層造形物の製造方法及び積層造形物
JP7160764B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP7303162B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP6842401B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP2021138062A (ja) 積層造形物の製造方法
JP2021181209A (ja) 積層造形物の製造方法及び積層造形システム
JP2022189404A (ja) 溶接装置、積層造形装置及び位置決め方法
JP2021137846A (ja) 積層造形物の製造方法及び積層造形物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant