JP2018167565A5 - ３次元積層造形条件決定方法、３次元積層造形条件決定装置、３次元積層造形実行方法および３次元積層造形実行装置 - Google Patents

Claims (14)

1. ３次元造形物の設計データに基づいて、造形材料を積層して前記３次元造形物を造形する造形条件を決定する３次元積層造形条件決定方法において、
   前記設計データに基づいて、前記３次元造形物に部分的に含まれる特定部を識別する特定部識別ステップと、
   前記特定部以外の前記３次元造形物の標準部を造形するための標準造形条件とは異なる特定造形条件を前記特定部の造形に適用するか否かを判断し、前記特定部の前記造形条件を決定する特定部造形条件決定ステップと、を備え、
   前記特定部造形条件決定ステップは、
   前記特定部を前記標準造形条件で造形した場合の内部欠陥寸法あるいは表面粗さの少なくとも一方である疲労寿命低下因子の値を予測する因子値予測ステップと、
   前記因子値予測ステップにおける前記疲労寿命低下因子の値の予測結果を用いて、前記特定部の造形に前記特定造形条件を適用するか否かを判断する適用条件判断ステップと、を有することを特徴とする３次元積層造形条件決定方法。
2. 前記適用条件判断ステップは、
   前記因子値予測ステップで予測された前記疲労寿命低下因子の値に対応する疲労強度低下係数を算出する疲労強度低下係数算出ステップと、
   前記造形材料からなる平滑材についての応力振幅と破断までの繰返し数との関係を示す標準Ｓ−Ｎ曲線を取得する標準Ｓ−Ｎ曲線取得ステップと、
   前記設計データに基づいて、前記３次元造形物の少なくとも一部の応力の解析結果を取得する応力解析結果取得ステップと、
   前記疲労強度低下係数および前記標準Ｓ−Ｎ曲線を用いて、前記応力解析結果取得ステップで取得された前記応力の解析結果に対応する前記繰返し数である予測疲労寿命を前記特定部について算出し、前記予測疲労寿命と設計疲労寿命との比較に基づいて、前記特定部の造形に前記特定造形条件を適用するか否かを判断する適用判断ステップ、とを有することを特徴とする請求項１に記載の３次元積層造形条件決定方法。
3. 前記特定造形条件は、前記標準造形条件よりも前記３次元造形物の内部欠陥寸法を小さくするか、あるいは、前記３次元造形物の表面粗さを小さくすることが可能な前記造形条件であることを特徴とする請求項１または２に記載の３次元積層造形条件決定方法。
4. 前記特定部は、前記３次元造形物の表層部、表面部、又は、ボリューム部の応力集中部のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元積層造形条件決定方法。
5. 前記特定造形条件は、前記標準造形条件よりも、積層される前記造形材料の粉末層を固化するビームの照射回数が多いか、走査速度が遅いか、走査ピッチが狭いか、ビーム出力が大きいか、オフセットが大きいか、前記粉末層の厚さが薄いかの少なくとも１つが成立していることを特徴とする請求項４に記載の３次元積層造形条件決定方法。
6. 前記特定部が前記表面部である場合の前記特定造形条件は、前記表面部がオーバハング部を含む場合には、前記標準造形条件よりも、前記オーバハング部を形成する前記粉末層の厚さが薄く、前記表面部が前記オーバハング部を含まない場合には、前記粉末層の厚さ以外の条件が、前記標準造形条件と異なることを特徴とする請求項５に記載の３次元積層造形条件決定方法。
7. ３次元造形物の設計データに基づいて、造形材料を積層して前記３次元造形物を造形する造形条件を決定する３次元積層造形条件決定装置において、
   前記設計データに基づいて、前記３次元造形物に部分的に含まれる特定部を識別する特定部識別部と、
   前記特定部以外の前記３次元造形物の標準部を造形するための標準造形条件とは異なる特定造形条件を前記特定部の造形に適用するか否かを判断し、前記特定部の前記造形条件を決定する特定部造形条件決定部と、を備え、
   前記特定部造形条件決定部は、
   前記特定部を前記標準造形条件で造形した場合の内部欠陥寸法あるいは表面粗さの少なくとも一方である疲労寿命低下因子の値を予測する因子値予測部と、
   前記因子値予測部における前記疲労寿命低下因子の値の予測結果を用いて、前記特定部の造形に前記特定造形条件を適用するか否かを判断する適用条件判断部と、を有することを特徴とする３次元積層造形条件決定装置。
8. 前記適用条件判断部は、
   前記因子値予測部で予測された前記疲労寿命低下因子の値に対応する疲労強度低下係数を算出する疲労強度低下係数算出部と、
   前記造形材料からなる平滑材についての応力振幅と破断までの繰返し数との関係を示す標準Ｓ−Ｎ曲線を取得する標準Ｓ−Ｎ曲線取得部と、
   前記設計データに基づいて、前記３次元造形物の少なくとも一部の応力の解析結果を取得する応力解析結果取得部と、
   前記疲労強度低下係数および前記標準Ｓ−Ｎ曲線を用いて、前記応力解析結果取得部で取得された前記応力の解析結果に対応する前記繰返し数である予測疲労寿命を前記特定部について算出し、前記予測疲労寿命と設計疲労寿命との比較に基づいて、前記特定部の造形に前記特定造形条件を適用するか否かを判断する適用判断部、とを有することを特徴とする請求項７に記載の３次元積層造形条件決定装置。
9. 前記特定造形条件は、前記標準造形条件よりも前記３次元造形物の内部欠陥寸法を小さくするか、あるいは、前記３次元造形物の表面粗さを小さくすることが可能な前記造形条件であることを特徴とする請求項７または８に記載の３次元積層造形条件決定装置。
10. 前記特定部は、前記３次元造形物の表層部、表面部、又は、ボリューム部の応力集中部のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の３次元積層造形条件決定装置。
11. 前記特定造形条件は、前記標準造形条件よりも、積層される前記造形材料の粉末層を固化するビームの照射回数が多いか、走査速度が遅いか、走査ピッチが狭いか、ビーム出力が大きいか、オフセットが大きいか、前記粉末層の厚さが薄いかの少なくとも１つが成立していることを特徴とする請求項１０に記載の３次元積層造形条件決定装置。
12. 前記特定部が前記表面部である場合の前記特定造形条件は、前記表面部がオーバハング部を含む場合には、前記標準造形条件よりも、前記オーバハング部を形成する前記粉末層の厚さが薄く、前記表面部が前記オーバハング部を含まない場合には、前記粉末層の厚さ以外の条件が、前記標準造形条件と異なることを特徴とする請求項１１に記載の３次元積層造形条件決定装置。
13. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の３次元積層造形条件決定方法により決定された造形条件に従って３次元造形物を造形する３次元積層造形実行方法。
14. 請求項７〜１２のいずれか１項に記載の３次元積層造形条件決定装置で決定された造形条件に従って３次元造形物を造形する３次元積層造形実行装置。