JP2018104769A - 加熱工具の先端部材の製造方法及び加熱工具の先端部材 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の実施形態1に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図1〜図7を参照して説明する。本実施形態に係る加熱工具の先端部材の製造方法は、溶融した半田(接合材料)に接触する先端面10Aを有する基体10と、先端面10Aを被覆する表面層30と、を備えた半田ゴテ用コテ先(加熱工具の先端部材)を製造するための方法であり、この表面層30をパウダーベッド式の金属積層造形により造形する。まず、この方法に用いられる金属積層造形装置1の構成について、図1を参照して説明する。
図1に示すように、金属積層造形装置1は、真空チャンバー2と、造形テーブル3と、金属パウダー供給部5,6と、照射部8と、コントロールユニット9と、を主に備えている。
次に、上記金属積層造形装置1を用いて実施される、本実施形態に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。以下の説明では、レーザ照射装置により構成される照射部8を備えた金属積層造形装置1(図1)を用いた方法についてのみ説明するが、電子ビームガンにより構成される照射部81を備えた金属積層造形装置(図2)を用いた方法も実施可能である。
本実施形態に係る加熱工具の先端部材である半田ゴテ用コテ先40は、上記本実施形態に係る加熱工具の先端部材の製造方法により製造されるものであり、基体10と、表面層30と、を備えている。基体10は、溶融した半田に接触する先端面10Aを有する。表面層30は、先端面10Aを被覆する。
以上のように、本実施形態に係る加熱工具の先端部材の製造方法は、溶融した半田(接合材料)に接触する先端面10Aを有する基体10と、先端面10Aを被覆する表面層30と、を備えた半田ゴテ用コテ先40(加熱工具の先端部材)を製造するための方法である。この方法は、レーザ光8Aを熱源として金属パウダー7(金属材料)を溶融させ、溶融した金属パウダー7を凝固させることにより、表面層30を造形する造形ステップS40を備える。
次に、本発明の実施形態2に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図8及び図9を参照して説明する。実施形態2に係る加熱工具の先端部材の製造方法においては、曲面状の先端面60Aを有する基体60が準備され、この先端面60Aに対して第1金属パウダー42の供給とレーザ光44Aの照射を同時に行うことにより、先端面60Aを被覆する表面層62が造形される。以下、図9に示すフローチャートに沿って上記実施形態1と異なる点についてのみ詳細に説明する。
次に、本発明の実施形態3に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図10及び図11を参照して説明する。実施形態3に係る加熱工具の先端部材の製造方法は、基本的に上記実施形態2と同様に実施されるが、表面層62を造形した後、表面層62よりも半田に対するぬれ性が極めて低い又は半田に対するぬれ性が無い保護層63をさらに造形する点で異なっている。以下、図11に示すフローチャートに沿って上記実施形態2と異なる点についてのみ詳細に説明する。
次に、本発明の実施形態4に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図12及び図13を参照して説明する。実施形態4に係る加熱工具の先端部材の製造方法では、基体10と、金属積層造形により造形した表面層30と、を各々別体として準備し、その後、基体10と表面層30とを互いに接合することにより、半田ゴテ用コテ先が製造される。以下、図13に示すフローチャートに沿って本実施形態に係る加熱工具の先端部材の製造方法を順に説明する。
次に、本発明の実施形態5に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図14〜図17を参照して説明する。実施形態5に係る加熱工具の先端部材の製造方法では、上記実施形態2,3で説明したようなレーザノズルを用いたデポジション式の金属積層造形により、表面層112だけでなく基体113及び表面層112を共に造形することにより、1つの工程で半田ゴテ用コテ先を製造する。
次に、本発明の実施形態6に係る加熱工具の先端部材の製造方法について、図18を参照して説明する。実施形態6に係る加熱工具の先端部材の製造方法では、上記実施形態1で説明したようなパウダーベッド式の金属積層造形法で複数の金属材料を組み合わせて銅製のベース部材122上に積層することにより、一つの工程によって大量に異なる種類の半田ゴテ用コテ先を製造することができる。
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。
2 真空チャンバー
3 造形テーブル
5,6 金属パウダー供給部
7 金属パウダー(金属材料)
8 照射部
8A,44A レーザ光
9 コントロールユニット
10 基体
10A 先端面
30 表面層
40 半田ゴテ用コテ先(加熱工具の先端部材)
41 レーザノズル
41AA 第1ノズル
41AC 第2ノズル
42 第1金属パウダー
43 シールドガス
45 第2金属パウダー
49 第1金属材
49A 第2金属材
63 保護層
Claims (12)
- 溶融した接合材料に接触する先端面を有する基体と、前記先端面を被覆する表面層と、を備えた加熱工具の先端部材を製造するための方法であって、
レーザ光、電子ビーム又は前記基体と電極との間で発生させたアーク放電を熱源として金属材料を溶融させ、溶融した前記金属材料を凝固させることにより、少なくとも前記表面層を造形する造形ステップを備えることを特徴とする、加熱工具の先端部材の製造方法。 - 前記基体をテーブル上に設置する設置ステップと、
前記先端面が前記金属材料である金属パウダーにより覆われるように、前記テーブルに前記金属パウダーを供給する供給ステップと、をさらに備え、
前記先端面は、平面状であり、
前記造形ステップでは、前記先端面を覆う前記金属パウダーに前記レーザ光又は前記電子ビームを照射することにより又は前記アーク放電によって前記金属パウダーを溶融させることにより、前記先端面を被覆する前記表面層を造形することを特徴とする、請求項1に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。 - 前記造形ステップでは、造形物である前記表面層を支持するためのサポート材として前記基体が用いられることを特徴とする、請求項2に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 前記造形ステップでは、前記基体を軸周りに回転させた状態で、曲面状の前記先端面に前記レーザ光を照射すると共に前記金属材料である第1金属パウダーを供給することにより、前記先端面を被覆する前記表面層を造形することを特徴とする、請求項1に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 前記造形ステップでは、前記基体を軸周りに回転させた状態で、前記基体における前記表面層よりも基端側の部位に前記レーザ光を照射すると共に前記第1金属パウダーと異なる第2金属パウダーを供給することにより、前記表面層よりも前記接合材料に対するぬれ性が低い保護層をさらに造形することを特徴とする、請求項4に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 前記造形ステップでは、ステンレス、チタン、クロム及びアルミニウム並びにこれらの酸化物からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる前記保護層を造形することを特徴とする、請求項5に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 前記造形ステップでは、前記基体とは別体として前記表面層を造形し、
前記基体の前記先端面に前記表面層を接触させた状態で、前記基体及び前記表面層を加熱しつつ互いに密着する方向に加圧することにより、前記先端面に前記表面層を接合する接合ステップをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。 - 前記造形ステップは、
第1ノズルから前記レーザ光を照射すると共に前記金属材料である第1金属材を供給することにより、前記第1金属材が溶融凝固した前記基体を造形するステップと、
第2ノズルから前記レーザ光を照射すると共に前記第1金属材よりも前記接合材料に対するぬれ性が高い第2金属材を供給することにより、前記第2金属材が溶融凝固した前記表面層を前記基体の前記先端面上に造形するステップと、を含むことを特徴とする、請求項1に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。 - 前記造形ステップでは、Fe、Fe−Co系合金、Fe−Co−C系合金、Fe−Ni系合金及びFe−Ni−Co系合金からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる前記表面層を造形することを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 前記加熱工具の先端部材として半田ゴテ用コテ先又は半田吸取器用ノズルを製造することを特徴とする、請求項1〜9の何れか1項に記載の加熱工具の先端部材の製造方法。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の加熱工具の先端部材の製造方法により製造されることを特徴とする、加熱工具の先端部材。
- 溶融した接合材料に接触する先端面を有する基体と、
前記先端面を被覆する表面層と、を備え、
前記表面層は、Fe、Fe−Co系合金、Fe−Co−C系合金、Fe−Ni系合金及びFe−Ni−Co系合金からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなると共に、99%以上の密度を有することを特徴とする、加熱工具の先端部材。
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