JP2002066844A - 金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法 - Google Patents
金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法Info
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- JP2002066844A JP2002066844A JP2000262039A JP2000262039A JP2002066844A JP 2002066844 A JP2002066844 A JP 2002066844A JP 2000262039 A JP2000262039 A JP 2000262039A JP 2000262039 A JP2000262039 A JP 2000262039A JP 2002066844 A JP2002066844 A JP 2002066844A
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- electric discharge
- metal powder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電加工箇所の形状、数によらず一体化した
電極を容易に製作することができる金属粉末焼結型積層
造形による放電加工用電極製作方法を提供する。 【解決手段】 被加工物の３次元データから放電加工用
電極の３次元モデルを作成し、この放電加工用電極の３
次元モデルをあらかじめ定められたピッチで水平にスラ
イスし、その輪切り形状のスライスデータを各々作成
し、前記スライスデータに基づいてレーザービーム２０
を銅・ニッケル合金粉末１２上に照射し、一層づづ硬化
させながら積層し、放電加工用電極１５を製作する。
電極を容易に製作することができる金属粉末焼結型積層
造形による放電加工用電極製作方法を提供する。 【解決手段】 被加工物の３次元データから放電加工用
電極の３次元モデルを作成し、この放電加工用電極の３
次元モデルをあらかじめ定められたピッチで水平にスラ
イスし、その輪切り形状のスライスデータを各々作成
し、前記スライスデータに基づいてレーザービーム２０
を銅・ニッケル合金粉末１２上に照射し、一層づづ硬化
させながら積層し、放電加工用電極１５を製作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、銅・ニッケル合
金粉末を積層造形して放電加工用電極を製作する金属粉
末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法に関す
る。
金粉末を積層造形して放電加工用電極を製作する金属粉
末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、放電加工において形彫用の放電加
工用電極（以降、電極と称す）を製造する際は、銅のブ
ロック材を切削加工により製作していた。例えば、図５
に示す金型等の被加工物の被加工部１ａ、１ｂ、１ｃを
加工する場合、被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの形状が複雑
で、一体化した電極を製作するのが困難なときは、図６
に示すように電極１６、１７、１８を各々別個に製作
し、被加工部１ａを電極１６で加工し（図７（ａ））、
次に、被加工部１ｂを電極１７で加工し（図７
（ｂ））、最後に、被加工部１ｃを電極１９で加工し
（図７（ｃ））ていた。
工用電極（以降、電極と称す）を製造する際は、銅のブ
ロック材を切削加工により製作していた。例えば、図５
に示す金型等の被加工物の被加工部１ａ、１ｂ、１ｃを
加工する場合、被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの形状が複雑
で、一体化した電極を製作するのが困難なときは、図６
に示すように電極１６、１７、１８を各々別個に製作
し、被加工部１ａを電極１６で加工し（図７（ａ））、
次に、被加工部１ｂを電極１７で加工し（図７
（ｂ））、最後に、被加工部１ｃを電極１９で加工し
（図７（ｃ））ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
被加工部の形状が複雑で、一体化した電極を製作するの
が困難である場合は、電極１６、１７、１８を各々別個
に製作し、１箇所ずつ放電加工していたが、放電加工の
時間がかるという問題があった。また、被加工部が複数
箇所あり、形状が複雑でなく、一体化した電極で複数箇
所を同時に加工できる場合でも、放電加工不要箇所と、
電極の干渉を避けるため、電極の加工箇所が増え、電極
の加工時間がかるという問題があった。
被加工部の形状が複雑で、一体化した電極を製作するの
が困難である場合は、電極１６、１７、１８を各々別個
に製作し、１箇所ずつ放電加工していたが、放電加工の
時間がかるという問題があった。また、被加工部が複数
箇所あり、形状が複雑でなく、一体化した電極で複数箇
所を同時に加工できる場合でも、放電加工不要箇所と、
電極の干渉を避けるため、電極の加工箇所が増え、電極
の加工時間がかるという問題があった。
【０００４】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、放電加工箇所の形状、数によら
ず一体化した電極を容易に製作することができる金属粉
末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法を提供
することを目的とする。
ためになされたもので、放電加工箇所の形状、数によら
ず一体化した電極を容易に製作することができる金属粉
末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る金属粉末
焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法は、被加
工物の３次元データから放電加工用電極の３次元モデル
を作成し、この放電加工用電極の３次元モデルをあらか
じめ定められたピッチで水平にスライスし、その輪切り
形状のスライスデータを各々作成し、前記スライスデー
タに基づいてレーザービームを銅・ニッケル合金粉末上
に照射し、一層づづ硬化させながら積層し、放電加工用
電極を製作するものである。
焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法は、被加
工物の３次元データから放電加工用電極の３次元モデル
を作成し、この放電加工用電極の３次元モデルをあらか
じめ定められたピッチで水平にスライスし、その輪切り
形状のスライスデータを各々作成し、前記スライスデー
タに基づいてレーザービームを銅・ニッケル合金粉末上
に照射し、一層づづ硬化させながら積層し、放電加工用
電極を製作するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は被加工物の断面図、図２は
電極のモデリングのデータ作成の説明図、図３は造形装
置による電極の製作方法の説明図、図４は放電加工状態
の説明図である。図１において、１は放電加工される金
型等の被加工物、１ａ、１ｂ、１ｃは放電加工により加
工される被加工部である。
電極のモデリングのデータ作成の説明図、図３は造形装
置による電極の製作方法の説明図、図４は放電加工状態
の説明図である。図１において、１は放電加工される金
型等の被加工物、１ａ、１ｂ、１ｃは放電加工により加
工される被加工部である。
【０００７】次に、被加工物１の放電加工用電極を造形
装置により製作する方法を図２〜４により説明する。ま
ず、電極のモデリング方法を図２により説明する。モデ
リングは、図２（ａ）に示すように、ＣＡＤにより金型
等の被加工物１の被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの３次元デ
ータを作成した。次に、図２（ｂ）に示すように、図２
（ａ）で示した被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの３次元デー
タを反転した電極部２ａ、２ｂ、２ｃを有する電極２の
データを作成した。次に、図２（ｃ）に示すように放電
加工で不要になる箇所を削除した電極部３ａ、３ｂ、３
ｃを有する電極３のデータを作成した。このときのデー
タは被加工物１を加工する場合の電極位置と同じ状態で
ある。次に、図２（ｄ）に示すように、造形装置で電極
の積層造形時の位置と同じ向きとなるように、図２
（ｃ）を上下反転した電極部４ａ、４ｂ、４ｃを有する
電極４のデータを作成し、さらに、例えば、０．０５ｍ
ｍのピッチで電極４を水平にスライスした輪切り形状の
層ｐ１、ｐ２、ｐ３、・・・ｐｎのスライスデータを各
々作成した。
装置により製作する方法を図２〜４により説明する。ま
ず、電極のモデリング方法を図２により説明する。モデ
リングは、図２（ａ）に示すように、ＣＡＤにより金型
等の被加工物１の被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの３次元デ
ータを作成した。次に、図２（ｂ）に示すように、図２
（ａ）で示した被加工部１ａ、１ｂ、１ｃの３次元デー
タを反転した電極部２ａ、２ｂ、２ｃを有する電極２の
データを作成した。次に、図２（ｃ）に示すように放電
加工で不要になる箇所を削除した電極部３ａ、３ｂ、３
ｃを有する電極３のデータを作成した。このときのデー
タは被加工物１を加工する場合の電極位置と同じ状態で
ある。次に、図２（ｄ）に示すように、造形装置で電極
の積層造形時の位置と同じ向きとなるように、図２
（ｃ）を上下反転した電極部４ａ、４ｂ、４ｃを有する
電極４のデータを作成し、さらに、例えば、０．０５ｍ
ｍのピッチで電極４を水平にスライスした輪切り形状の
層ｐ１、ｐ２、ｐ３、・・・ｐｎのスライスデータを各
々作成した。
【０００８】次に、金属粉末焼結型の造形装置により積
層造形する方法につき図３により説明する。金属粉末は
銅・ニッケル合金粉末（例えば、粒子径が約５０ミクロ
ン）を使用した。また、造形装置は既存のもので、例え
ば、その概略構成は、図３（ａ）に示すように、銅・ニ
ッケル合金粉末１２を収納する収納チャンバ５、銅・ニ
ッケル合金粉末１２を焼結積層する焼結チャンバ７、レ
ーザー発生部９、走査ミラー１０、レーザービーム２
０、一定の距離ずつ上昇する可動板６、一定の距離ずつ
降下する可動板８、銅・ニッケル合金粉末１２を焼結チ
ャンバ７の可動板８の上に運ぶリコータ１１、可動板８
の上にセットされるベースプレート１３及び図示してな
いが、ＣＡＤにより作成した各スライスデータに基づい
て走査ミラー１０、可動板６、８及びリコータ１１等を
制御する制御部を備えている。
層造形する方法につき図３により説明する。金属粉末は
銅・ニッケル合金粉末（例えば、粒子径が約５０ミクロ
ン）を使用した。また、造形装置は既存のもので、例え
ば、その概略構成は、図３（ａ）に示すように、銅・ニ
ッケル合金粉末１２を収納する収納チャンバ５、銅・ニ
ッケル合金粉末１２を焼結積層する焼結チャンバ７、レ
ーザー発生部９、走査ミラー１０、レーザービーム２
０、一定の距離ずつ上昇する可動板６、一定の距離ずつ
降下する可動板８、銅・ニッケル合金粉末１２を焼結チ
ャンバ７の可動板８の上に運ぶリコータ１１、可動板８
の上にセットされるベースプレート１３及び図示してな
いが、ＣＡＤにより作成した各スライスデータに基づい
て走査ミラー１０、可動板６、８及びリコータ１１等を
制御する制御部を備えている。
【０００９】電極の積層造形は、まず、スライスデー
タ、レーザービーム２０の照射条件を設定し、また、可
動板８の移動ピッチを例えば０．０５ｍｍに設定した。
そして、図３（ａ）に示すように、焼結チャンバ７の上
端部７ａとベースプレート１３の距離が０．０５ｍｍに
なるように可動板８を設定し、収納チャンバ５に収納さ
れた銅・ニッケル合金粉末１２を、リコータ１１によ
り、可動板８の上に設置されたベースプレート１３の上
に運び、銅・ニッケル合金粉末１２の層の厚みが０．０
５ｍｍとなるようにした。次に、スライスデータｐ１に
基づいて、レーザービーム２０を走査ミラー１０を走査
させながら輪切りの形状に沿って 照射して、銅・ニッ
ケル合金粉末１２の一層を輪切りの形状に硬化させスラ
イスＳ１を積層造形した。
タ、レーザービーム２０の照射条件を設定し、また、可
動板８の移動ピッチを例えば０．０５ｍｍに設定した。
そして、図３（ａ）に示すように、焼結チャンバ７の上
端部７ａとベースプレート１３の距離が０．０５ｍｍに
なるように可動板８を設定し、収納チャンバ５に収納さ
れた銅・ニッケル合金粉末１２を、リコータ１１によ
り、可動板８の上に設置されたベースプレート１３の上
に運び、銅・ニッケル合金粉末１２の層の厚みが０．０
５ｍｍとなるようにした。次に、スライスデータｐ１に
基づいて、レーザービーム２０を走査ミラー１０を走査
させながら輪切りの形状に沿って 照射して、銅・ニッ
ケル合金粉末１２の一層を輪切りの形状に硬化させスラ
イスＳ１を積層造形した。
【００１０】次に、可動板８を０．０５ｍｍ降下させ、
収納チャンバ５に収納された銅・ニッケル合金粉末１２
を、可動板６により上昇させ、リコータ１１により可動
板８の上に設置されたベースプレート１３の上に運び、
銅・ニッケル合金粉末１２の層の厚みが０．０５ｍｍと
なるようにした。そして、スライスデータｐ２に基づい
て、レーザービーム２０を照射して、銅・ニッケル合金
粉末１２を硬化させスライスＳ２を積層造形した。この
ように可動板８をスライスの厚み０．０５ｍｍだけ順次
降下させ、レーザービーム２０を銅・ニッケル合金粉末
１２に照射して、一層ずつ硬化させる工程を繰り返し、
図３（ｂ）に示す中間工程を経て電極を積層造形し、ベ
ースプレート１３を除去して図３（ｃ）に示す電極１５
とした。このときの表面粗さはＲａ６０〜７０μｍであ
ったので、表面の仕上げ加工を行った結果、表面粗さは
Ｒａ０．２μｍであった。図４はこの電極１５を使用し
て被加工物１を放電加工している状態を示している。
収納チャンバ５に収納された銅・ニッケル合金粉末１２
を、可動板６により上昇させ、リコータ１１により可動
板８の上に設置されたベースプレート１３の上に運び、
銅・ニッケル合金粉末１２の層の厚みが０．０５ｍｍと
なるようにした。そして、スライスデータｐ２に基づい
て、レーザービーム２０を照射して、銅・ニッケル合金
粉末１２を硬化させスライスＳ２を積層造形した。この
ように可動板８をスライスの厚み０．０５ｍｍだけ順次
降下させ、レーザービーム２０を銅・ニッケル合金粉末
１２に照射して、一層ずつ硬化させる工程を繰り返し、
図３（ｂ）に示す中間工程を経て電極を積層造形し、ベ
ースプレート１３を除去して図３（ｃ）に示す電極１５
とした。このときの表面粗さはＲａ６０〜７０μｍであ
ったので、表面の仕上げ加工を行った結果、表面粗さは
Ｒａ０．２μｍであった。図４はこの電極１５を使用し
て被加工物１を放電加工している状態を示している。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被加
工物の３次元データから放電加工用電極の３次元モｙデ
ルを作成し、この放電加工用電極の３次元モデルをあら
かじめ定められたピッチで水平にスライスし、その輪切
り形状のスライスデータを各々作成し、前記スライスデ
ータに基づいてレーザービームを銅・ニッケル合金粉末
上に照射し、一層づづ硬化させながら積層し、放電加工
用電極を製作するので、放電加工箇所の形状、数によら
ず一体化した放電加工用電極を容易に製作することがで
きる。
工物の３次元データから放電加工用電極の３次元モｙデ
ルを作成し、この放電加工用電極の３次元モデルをあら
かじめ定められたピッチで水平にスライスし、その輪切
り形状のスライスデータを各々作成し、前記スライスデ
ータに基づいてレーザービームを銅・ニッケル合金粉末
上に照射し、一層づづ硬化させながら積層し、放電加工
用電極を製作するので、放電加工箇所の形状、数によら
ず一体化した放電加工用電極を容易に製作することがで
きる。
【図１】 被加工物の断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態を示す電極の３次元デ
ータ作成の説明図である。
ータ作成の説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態を示す積層造形の説明
図である。
図である。
【図４】 この発明の実施の形態を示す電極での放電加
工の状態を示す図である。
工の状態を示す図である。
【図５】 被加工物の断面図である。
【図６】 従来の放電加工用電極の断面図である。
【図７】 従来の放電加工用電極による放電加工の状態
を示す図である。
を示す図である。
１ 被加工物 ５ 収納チャンバ ７ 焼結チャンバ ６、 ８ 可動板 １２ 銅・ニッケル合金粉末 ９ レーザー発生部 １０ 走査ミラー １１ リコータ ２０ レーザービーム ｐ１、ｐ２・・・Ｐｎ スライスデータ
Claims (1)
- 【請求項１】 被加工物の３次元データから放電加工用
電極の３次元モデルを作成し、この放電加工用電極の３
次元モデルをあらかじめ定められたピッチで水平にスラ
イスし、その輪切り形状のスライスデータを各々作成
し、前記スライスデータに基づいてレーザービームを銅
・ニッケル合金粉末上に照射し、一層づづ硬化させなが
ら積層し、放電加工用電極を製作することを特徴とする
金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262039A JP2002066844A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000262039A JP2002066844A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066844A true JP2002066844A (ja) | 2002-03-05 |
Family
ID=18749775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000262039A Pending JP2002066844A (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | 金属粉末焼結型積層造形による放電加工用電極製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002066844A (ja) |
Cited By (18)
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-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000262039A patent/JP2002066844A/ja active Pending
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