JP2020192605A - Laminate molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビードを積層した積層造形物を形成する積層造形方法に関する。 The present invention relates to a laminated modeling method for forming a laminated model in which beads are laminated.
金属粉末をレーザビームで焼結させたビードを積層して三次元造形を行う積層造形方法が知られている。この方法は、比較的高級な金属を用いた製品の少量生産に一部が適用されている。一方、機械部品の造形等の産業向けには、より高速で造形でき、内部品質を担保できるプロセスが期待されている。このような造形技術として、溶加材を供給するアーク溶接用のトーチを移動させることで溶融金属(ビード)を積層させ、造形物を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A laminated modeling method is known in which beads obtained by sintering metal powder with a laser beam are laminated to perform three-dimensional modeling. This method has been partially applied to the small-scale production of products using relatively high-grade metals. On the other hand, for industries such as the modeling of machine parts, a process that can perform modeling at higher speed and guarantee internal quality is expected. As such a modeling technique, a method of laminating molten metal (beads) by moving a torch for arc welding that supplies a filler material to produce a modeled object is known (see, for example, Patent Document 1). ).
しかし、形成されるビードの表面には、脱酸材と酸素が反応したスラグが発生し、そのスラグの上に更にビードを積層すると、アークの不安定性が増加し、スラグ巻き込みによる溶接不良も生じる。スラグ巻き込みは、溶融金属中に酸化物が閉じ込められて凝固する現象であって、スラグと金属との接合強度が小さいため、積層造形物の強度や耐久性を低下させてしまう。 However, slag that reacts with the deoxidizing material and oxygen is generated on the surface of the formed bead, and when the bead is further laminated on the slag, the instability of the arc increases and welding failure due to slag entrainment also occurs. .. Slag entrainment is a phenomenon in which oxides are trapped in the molten metal and solidify, and since the bonding strength between the slag and the metal is small, the strength and durability of the laminated model are reduced.
溶接時に発生するスラグを除去する技術として、例えば、特許文献2には、溶接後にスラグを除去するロボットが開示され、特許文献3には、トーチと取り替えて用いるタイプとトーチに追加装着して用いるタイプのスラグ除去装置が開示されている。しかし、特許文献2、3に開示された技術では、スラグ巻き込みが懸念される箇所であるか否かを考慮することなくスラグ除去が行われるため、除去作業が煩雑となり、作業に多くの時間を要する。そのため、積層造形物を高速且つ高品質に製造することは困難であった。
As a technique for removing slag generated during welding, for example,
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高速且つ高品質に積層造形物を形成できる積層造形方法を提供することを目的とする。 In view of such conventional problems, an object of the present invention is to provide a laminated modeling method capable of forming a laminated model at high speed and with high quality.
本発明は下記の構成からなる。
溶加材を溶融、凝固させたビードを、該ビードの形成順を定めた積層計画に従って基材の表面に積層して積層造形物を形成する積層造形方法であって、
前記積層計画によって決定されるビード形成軌道に沿って、前記ビードを積層するビード積層工程と、
互いに隣接したビード同士間に形成される複数のV溝部で発生したスラグを、スラグ除去ツールを用いて除去するスラグ除去工程と、
を有し、
前記スラグ除去工程は、
前記積層計画のビード形状と前記ビード形成軌道の情報から、前記ビード形成軌道に直交する軌道方向垂直断面における前記V溝部を形成するビードのビード高さHとビード幅Wとの寸法比H/Wを求め、
複数の前記V溝部のうち前記寸法比H/Wが0.2を超えるV溝部を除去候補箇所として抽出し、
抽出された前記除去候補箇所の前記スラグを除去する、
積層造形方法。
The present invention has the following configuration.
A laminated molding method in which a bead obtained by melting and solidifying a filler metal is laminated on the surface of a base material according to a lamination plan in which the formation order of the bead is determined to form a laminated model.
A bead laminating step of laminating the beads along a bead forming trajectory determined by the laminating plan,
A slag removing step of removing slag generated in a plurality of V-grooves formed between adjacent beads by using a slag removing tool, and
Have,
The slag removing step is
From the bead shape of the stacking plan and the information of the bead forming orbit, the dimensional ratio H / W of the bead height H and the bead width W of the bead forming the V groove portion in the orbital direction vertical cross section orthogonal to the bead forming orbit. Seeking,
Of the plurality of V-grooves, V-grooves having a dimensional ratio H / W of more than 0.2 are extracted as removal candidate sites.
The extracted slag at the removal candidate site is removed.
Laminated modeling method.
本発明によれば、スラグ巻き込みが懸念される箇所を優先してスラグを除去することで、高速且つ高品質に積層造形物を形成できる。 According to the present invention, it is possible to form a laminated model at high speed and with high quality by removing slag with priority given to a portion where slag entrainment is a concern.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<積層造形システムの構成>
図1に示すように、本実施形態の積層造形物を形成する積層造形システム100は、積層造形装置11と、スラグ除去装置13と、積層造形装置11及びスラグ除去装置13を統括制御するコントローラ15と、を備える。
<Structure of laminated modeling system>
As shown in FIG. 1, the laminated
積層造形装置11は、先端軸にトーチ17を有する溶接ロボット19と、トーチ17に溶加材(溶接ワイヤ)Mを供給する溶加材供給部21とを有する。トーチ17は、溶加材Mを先端から突出した状態に保持する。
The laminated
溶接ロボット19は、多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ17には、溶加材Mが連続供給可能に支持される。トーチ17の位置や姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で3次元的に任意に設定可能となっている。
The
トーチ17は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。本構成で用いられるアーク溶接法としては、被覆アーク溶接や炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、TIG溶接やプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、製造する積層造形物に応じて適宜選定される。
The
例えば、消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、溶融電流が給電される溶加材Mがコンタクトチップに保持される。トーチ17は、溶加材Mを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Mの先端からアークを発生する。溶加材Mは、ロボットアーム等に取り付けた不図示の繰り出し機構により、溶加材供給部21からトーチ17に送給される。そして、トーチ17を移動しつつ、連続送給される溶加材Mを溶融及び凝固させると、後述の基材51上に溶加材Mの溶融凝固体である線状のビード53が形成される。
For example, in the case of the consumable electrode type, a contact tip is arranged inside the shield nozzle, and the filler metal M to which the melting current is supplied is held by the contact tip. The
なお、溶加材Mを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビームやレーザを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビームやレーザにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、溶着ビードの状態をより適正に維持して、積層造形物の更なる品質向上に寄与できる。 The heat source for melting the filler metal M is not limited to the above-mentioned arc. For example, a heat source by another method such as a heating method using both an arc and a laser, a heating method using plasma, and a heating method using an electron beam or a laser may be adopted. When heating with an electron beam or a laser, the amount of heating can be controlled more finely, the state of the welded bead can be maintained more appropriately, and the quality of the laminated model can be further improved.
溶加材Mは、あらゆる市販の溶接ワイヤを用いることができる。例えば、軟鋼,高張力鋼及び低温用鋼用のマグ溶接及びミグ溶接ソリッドワイヤ(JIS Z 3312)、軟鋼,高張力鋼及び低温用鋼用アーク溶接フラックス入りワイヤ(JIS Z 3313)等で規定されるワイヤを用いることができる。 As the filler metal M, any commercially available welding wire can be used. For example, it is defined by MAG welding and MIG welding solid wire for mild steel, high-strength steel and low-temperature steel (JIS Z 3312), and arc welding flux-welded wire for mild steel, high-strength steel and low-temperature steel (JIS Z 3313). Wire can be used.
スラグ除去装置13は、汎用ロボット41を備える。汎用ロボット41は、溶接ロボット19と同様に多関節ロボットであり、先端アーム43の先端部には、スラグ除去ツール45が装着される。汎用ロボット41は、コントローラ15からの指令により、スラグ除去ツール45の位置や姿勢が、先端アーム43の自由度の範囲で3次元的に任意に設定可能となっている。
The
汎用ロボット41は、積層造形装置11の溶接ロボット19によって基材表面51aに積層されたビード53に生じるスラグを、スラグ除去ツール45を用いて除去する。スラグ除去ツール45としては、スラグにタガネ部材を突き当てて振動させ、スラグに打撃を加えるタガネ機構(例えば、特許第2974305号公報参照)が例示できる。タガネ部材は、多芯のワイヤ部材の束からなり、その束の先端が平坦状、湾曲した凸状等に形成されるが、形状はこれに限らない。ここで、除去対象となるスラグは、互いに隣接するビード53間のV溝部に存在するスラグである。
The general-
また、汎用ロボット41は、ツールチェンジャ機能を有することが好ましく、その場合、周知のツール交換用のチェンジャーユニット47を備える。チェンジャーユニット47には、例えば、エンドミルや研削砥石などの金属加工ツール49が着脱自在に設けられる。
Further, the general-
これにより、汎用ロボット41の先端アーム43の先端部には、スラグ除去ツール45と金属加工ツール49のいずれかを必要に応じて取り付ける可能となっている。金属加工ツール49の位置や姿勢は、スラグ除去ツール45と同様に、先端アーム43の自由度の範囲で3次元的に任意に設定可能となっている。
As a result, either the
また、基材51の上方に、ビード53の表面形状を計測する表面形状計測装置48を配置してもよい。表面形状計測装置48は、ビード53の形状が計測できればよく、周知の形状計測方法を利用した装置を採用できる。例えば、ビード53の表面にスリット光を照射する照明部と、スリット光が照射されたビード53の表面を撮像する撮像部と、撮像部により得られた画像を解析してビード53の表面の断面形状を測定する形状測定部とを備える構成であってもよい。表面形状計測装置48による測定データは、コントローラ15に入力される。
Further, the surface
表面形状計測装置48は、適宜なフレーム部材(不図示)に固定すればよいが、これに限らず、汎用ロボット41や溶接ロボット19に取り付けてもよい。
The surface
コントローラ15は、CAD/CAM部31と、軌道演算部33と、記憶部35と、これらが接続される制御部37と、を有する。
The
CAD/CAM部31は、製造しようとする積層造形物の形状データを作成した後、複数の層に分割して各層の形状を表す層形状データを生成する。軌道演算部33は、生成された層形状データに基づいてトーチ17の移動軌跡、及び汎用ロボット41によるスラグ除去ツール45や金属加工ツール49の移動軌跡を求める。スラグ除去ツール45と金属加工ツール49の軌道は、積層計画に基づくトーチ17の軌道に、ツール形状に応じたオフセットを付与することで求められる。
The CAD /
記憶部35は、積層造形物の形状データ、生成された層形状データ、トーチ17の移動軌跡、及びスラグ除去ツール45や金属加工ツール49の移動軌跡等のデータを記憶する。
The
制御部37は、記憶部35に記憶された層形状データやトーチ17の移動軌跡に応じた駆動プログラムを実行して、溶接ロボット19を駆動する。つまり、溶接ロボット19は、コントローラ15からの指令により、軌道演算部33で生成したトーチ17の移動軌跡に応じて、溶加材Mをアークで溶融させながらトーチ17を移動する。これにより、ビード53が形成される(ビード積層工程)。
The
また、制御部37は、記憶部35に記憶された形状データやスラグ除去ツール45の移動軌跡に基づく駆動プログラムを実行して、汎用ロボット41を駆動する。これにより、汎用ロボット41の先端アーム43に設けられたスラグ除去ツール45によって、ビード間に形成されたV溝部のスラグを除去する(スラグ除去工程)。
Further, the
また、制御部37は、詳細を後述するが、スラグの除去候補箇所、スラグ除去ツール45のビード53のV溝部に対する突き当て方向を決定し、必要に応じて、表面形状計測装置48による計測結果に応じて、スラグ除去ツール45の軌道及び突き当て方向を補正する。
Further, although the details will be described later, the
<第1の積層造形方法>
次に、図1の積層造形システム100を用いた積層造形方法の手順について説明する。 図2は図1に示す積層造形システム100により形成される積層造形物の模式的な一例を示す断面図である。
<First laminated modeling method>
Next, the procedure of the laminated modeling method using the
図2には、制御部37(図1参照)の指令により、基材51の上面に第1層目のビードとして4本のビード53A〜53Dを図面奥行き方向に沿って形成し、第1層目のビード53A〜53Dの上に、第2層目のビード53E〜53Gを積層した状態が示されている。この場合、7本のビード53A〜53Gからなる積層造形物55の点線DLよりも外側のビード領域を切削除去することで、点線DLで示す台形の三次元造形物57が得られる。
In FIG. 2, four
積層造形物55は、7本のビード53A,53B,53C,53D,53E,53F,53Gを、この順に積層することにより形成される。本積層造形方法においては、既に形成されたビード上に次のビードを積層する前に、図2に黒丸で示されたスラグの除去候補箇所R1〜R4からスラグを除去する工程を有する。図2に白丸で示された非候補箇所Pは、スラグを除去しなくて済む箇所である。このように、スラグの除去は、制御部37の指令によって選択的に実施される。
The
(スラグの除去候補箇所の決定)
図3はスラグの除去候補箇所及びスラグ除去ツールの突き当て方向の決定手順を示す説明図である。
図3にビード形成途中の様子を示すように、互いに隣接するビード間に、谷間であるV溝部61A,61B,61Cがビード形成方向に沿って連続して形成される。
(Determination of candidate locations for slag removal)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a procedure for determining a slag removal candidate location and a slag removing tool abutting direction.
As shown in FIG. 3 during the bead formation, valley V-
制御部37は、複数のV溝部のうち、完成した積層造形物の外側表面を除く造形物内部に配置されたV溝部であって、スラグが残存する可能性が高い部位のみを除去候補箇所として抽出する。
Of the plurality of V-groove portions, the
ここで、完成した積層造形物の外側表面のV溝部を除くことは、図2に示す積層造形物55の場合、第2層目のビード53E,53F,53Gの形成後に、各ビード53E,53F,53Gの外側表面に形成されるV溝部K1,K2,K3,K4を除去候補箇所から除くことを意味する。また、造形物内部に配置されたV溝部とは、図2に示すビード並び方向(水平方向)及びビード積層方向(鉛直方向)に関して、ビードによって囲まれた除去候補箇所R1〜R4、及び非候補箇所Pを意味する。そして、スラグが残存する可能性が高い部位とは、ビードの形成時に溶融したビードの表面に浮上するスラグが、溶融ビードの側方に流れ出ずに溜まる開き角の小さいV溝部である。具体的には、特にビード形成軌道に直交する軌道方向垂直断面における開き角θが130°未満、好ましくは120°未満、より好ましくは100°未満のV溝部である。
Here, removing the V-groove portion on the outer surface of the completed laminated model is that in the case of the
ここで、V溝部の開き角θとは、図3に示す軌道方向垂直断面においてV溝部61Bを一例として示すと、V溝部61Bの底部から延び、V溝部61Bを形成する一方のビード53Bの外側表面63aの接線L1と、他方のビード53Cの外側表面63bの接線L2とが成す角である。
Here, the opening angle θ of the V-groove portion is the outside of one
V溝部の開き角θの大小は、そのV溝部を形成するビードのビード高さとビード幅によっても概ね推定できる。また、ビード高さとビード幅は、設計計画に基づいてモデル化した寸法と、実際にビード形成した場合の寸法との対応関係が良好であることが多い。一方、開き角θは、上記したモデルによる角度と実際の角度とが必ずしも一致しないことが多い。そのため、設計計画の情報からV溝部の開き角θの大小を判断するには、ビード高さとビード幅から判断するのが好ましい。 The magnitude of the opening angle θ of the V-groove portion can be roughly estimated from the bead height and the bead width of the beads forming the V-groove portion. In addition, the bead height and the bead width often have a good correspondence between the dimensions modeled based on the design plan and the dimensions when the beads are actually formed. On the other hand, the opening angle θ often does not always match the angle obtained by the above model and the actual angle. Therefore, in order to determine the size of the opening angle θ of the V-groove portion from the information of the design plan, it is preferable to judge from the bead height and the bead width.
そこで、制御部37は、ビード間に形成される複数のV溝部に対して、V溝部を形成するビードのビード高さHとビード幅Wとの寸法比H/Wが、予め定めた閾値を超えるか否かをそれぞれ判定し、閾値を超えるV溝部をスラグの除去候補箇所として抽出する。寸法比H/Wを求めるビードは、V溝部を形成する一対のビードのうち、いずれか一方のビードであってもよく、双方のビードとする場合には、各ビードの平均値、最小値、最大値等で判定してもよい。予め定めた寸法比H/Wの閾値としては、例えば、0.2、好ましくは0.5、さらに好ましくは0.7に設定できる。
Therefore, the
その結果、図2に示す積層造形物55の場合には、制御部37は、複数のV溝部のうち、R1〜R4を除去候補箇所として抽出し、Pについては開き角が大きいため、スラグが溜まらないと判断して非候補箇所とする。
As a result, in the case of the
また、制御部37は、スラグ除去工程におけるスラグ除去ツールの突き当て方向を、V溝部の開き角θの二等分線Nを中心に、開き角θの±1/4までの範囲内に設定する。
Further, the
(ビード形成工程及びスラグ除去工程)
次に、図4,図5を用いてビード形成工程とスラグ除去工程を説明する。
図4の(A)〜(C)及び図5の(A)〜(D)は、図3に示すビード積層状態から図2に示すビード積層状態に至るまでの一連の工程を段階的に示す工程説明図である。
(Bead forming process and slag removing process)
Next, the bead forming step and the slag removing step will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
(A) to (C) of FIG. 4 and (A) to (D) of FIG. 5 stepwise show a series of steps from the bead laminated state shown in FIG. 3 to the bead laminated state shown in FIG. It is a process explanatory drawing.
前述したように、制御部37(図1参照)は、予め設定された積層計画に基づいて、積層造形物に形成されるV溝部の除去候補箇所を抽出する。そして、ビードを形成するビード形性工程と、除去候補箇所のスラグを除去するスラグ除去工程とを実施する。以下の工程は、図1に示す制御部37からの指令により、溶接ロボット19、汎用ロボット41を駆動して実施される。
As described above, the control unit 37 (see FIG. 1) extracts the removal candidate points of the V-groove portion formed in the laminated model based on the preset stacking plan. Then, a bead shape step for forming the bead and a slag removing step for removing the slag at the removal candidate portion are carried out. The following steps are carried out by driving the
まず、図4の(A)に示すように、基材表面51aに、第1層目のビード53A,53B,53C,53Dをこの順に形成する。すると、ビード53Aとビード53Bとの間のV溝部61A(除去候補箇所R1)と、ビード53Bとビード53Cとの間のV溝部61B(除去候補箇所R2)には、スラグSLがそれぞれ残存した状態となる。
First, as shown in FIG. 4A, the
次いで、第2層目のビードを形成する前に、図4の(B)に示すように、スラグ除去ツール45をV溝部61Aの位置に配置して、スラグ除去ツール45の打撃によってV溝部61AのスラグSLを除去する。その後、図4の(C)に示すように、不図示のトーチをV溝部61Aに配置してビード53Eを形成する。すると、ビード53Eとビード53Bとの間に新たに形成されるV溝部61D(除去候補箇所R3)には、スラグSLが残存した状態となる。また、ビード53Eとビード53Aとの間のV溝部K1にもスラグSLが残存するが、V溝部K1はビードで覆われることがないため、スラグSLの残存は問題とならない。
Next, before forming the bead of the second layer, as shown in FIG. 4B, the
なお、図4、次の図5は、スラグ除去ツール45の先端を特に示しており、この先端、いわゆるチッパーが上述したタガネ(例えば、特許第2974305号公報参照)の部分に相当する。スラグ除去ツール45の先端に相当するタガネは、多芯のワイヤ部材の束から構成され、この束の先端が平坦状、湾曲した凸状等に形成され得るが、形状はこれに限らない。
Note that FIGS. 4 and 5 below particularly show the tip of the
次に、図5の(A)に示すように、V溝部61B(除去候補箇所R2)とV溝部61D(除去候補箇所R3)の位置に、順次にスラグ除去ツール45を配置して、それぞれのV溝部61B,61DからスラグSLを除去する。
Next, as shown in FIG. 5A, the
その後、図5の(B)に示すように、不図示のトーチをV溝部61B,61Dの付近に配置してビード53Fを形成する。すると、ビード53Fとビード53Cとの間に新たに形成されるV溝部61F(除去候補箇所R4)には、スラグSLが残存した状態となる。なお、ビード53Fとビード53Eとの間に新たに形成されるV溝部K2にもスラグSLが残存するが、V溝部K1と同様に問題にならない。
After that, as shown in FIG. 5B, a torch (not shown) is arranged in the vicinity of the V-
次に、図5の(C)に示すように、V溝部61F(除去候補箇所R4)の位置に、順次にスラグ除去ツール45を配置して、V溝部61FからスラグSLを除去する。なお、V溝部61Cは、開き角が大きく、除去候補箇所として抽出されなかった部位である。そのため、V溝部61に残存するスラグは殆どない。
Next, as shown in FIG. 5 (C), the
その後、図5の(D)に示すように、不図示のトーチをV溝部61F,61Cの付近に配置してビード53Gを形成する。すると、ビード53Gとビード53Dとの間、及びビード53Gとビード53Fとの間に新たに形成されるV溝部K4,K3には、スラグSLが残存するが、V溝部K1と同様に問題にならない。
After that, as shown in FIG. 5D, a torch (not shown) is arranged in the vicinity of the V-
以上のビード形成工程及びスラグ除去工程とを実施することにより、基材表面51aに7本のビード53A〜53Gが積層された積層造形物55が形成される。
By carrying out the above bead forming step and slag removing step, a
ここで、図4の(B)、図5の(A)及び(C)のいずれかのスラグ除去工程において、除去候補箇所のV溝部の開き角θが小さく、図1に示すトーチ17やスラグ除去ツール45が干渉するおそれがある場合には、その箇所を開き角が大きくなるように切削することが好ましい。切削を要すると判断するV溝部の開き角θの閾値角度は、トーチ17や各種ツールのサイズに応じて設定されるが、例えば、100°未満、好ましくは90°未満、より好ましくは80°未満の角度に設定できる。
Here, in any of the slag removing steps of FIG. 4B, FIG. 5A and FIG. 5, the opening angle θ of the V groove portion of the removal candidate portion is small, and the
V溝部を切削する場合には、スラグを除去した後に、図1に示す汎用ロボット41の先端アーム43に取り付けられたスラグ除去ツール45を、チェンジャーユニット47に保持された金属加工ツール49に交換する。そして、汎用ロボット41の駆動により切削対象のV溝部に金属加工ツール49を移動させ、金属加工ツールによって切削加工する。
When cutting the V-groove portion, after removing the slag, the
上記のように、この積層造形方法によれば、既に形成されたビード上に次のビードを積層する前に、既に形成されたビードの表面に形成されたスラグを除去することにより、スラグ巻き込みを防止して、積層造形物55の強度や耐久性を向上できる。
As described above, according to this laminated molding method, slag entrainment is performed by removing the slag formed on the surface of the already formed bead before laminating the next bead on the already formed bead. By preventing this, the strength and durability of the
また、この積層造形方法では、予め定めた積層計画に基づいて、複数のV溝部の中からスラグの除去候補箇所R1〜R4を抽出し、これら除去候補箇所R1〜R4に対してのみスラグを除去する。そのため、スラグ巻き込みが懸念される箇所のスラグを優先的に除去でき、全てのV溝部にスラグ除去を実施する場合と比較して、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる。よって、高速且つ高品質に積層造形物55を形成できる。
Further, in this laminated molding method, slag removal candidate locations R1 to R4 are extracted from a plurality of V-groove portions based on a predetermined laminating plan, and slag is removed only from these removal candidate locations R1 to R4. To do. Therefore, the slag in the portion where slag entrainment is a concern can be preferentially removed, and the tact time can be shortened and the productivity can be improved as compared with the case where the slag is removed in all the V-groove portions. Therefore, the
また、この積層造形方法によれば、スラグ除去ツール45によるスラグ除去の軌道を、積層造形時の軌道にオフセットを付与するだけの簡単な処理により正確に設定できる。そのため、スラグ除去工程でのスラグ除去ツール45の軌道計算が煩雑にならず、スラグ除去の工数を簡単に見積もることができる。また、スラグ除去の条件を容易に設定できる。
Further, according to this laminated molding method, the trajectory of slag removal by the
また、V溝部の開き角θが所定の閾値角度(例えば、100°)未満である場合に、そのV溝部に対しては、金属加工ツール等切削加工により開き角θを大きくすることで、トーチ17、スラグ除去ツール45との隙間を増加させることができる。これにより、トーチ17やスラグ除去ツール45との干渉を回避でき、積層造形物55内における空隙の発生を防止できる。
Further, when the opening angle θ of the V-groove portion is less than a predetermined threshold angle (for example, 100 °), the opening angle θ of the V-groove portion is increased by cutting with a metal processing tool or the like to increase the opening angle θ of the torch. 17. The gap with the
なお、上記の積層造形方法では、積層造形物55の外側表面のV溝部についてのスラグ除去工程を省略しているが、スラグ除去を実施してもよい。その場合、基材51と第1層目のビードとの間に形成されるV溝部についてもスラグ除去を実施する。これによれば、積層造形物55の形成後に表面処理等を行う後処理を、不要又は簡単化できるため、生産性をより高められる。
Although the slag removing step for the V-groove portion on the outer surface of the
<第2の積層造形方法>
上記した第1の積層造形方法では、予め設定された積層計画に基づいて、スラグの除去候補箇所を抽出して、ビード形成工程と、抽出された除去候補箇所のスラグ除去工程とを実施していたが、本積層造形方法では、除去候補箇所を、ビード形状を実測して決定する。
<Second laminated modeling method>
In the first laminated molding method described above, slag removal candidate locations are extracted based on a preset lamination plan, and a bead forming step and a slag removing step of the extracted removal candidate locations are carried out. However, in this laminated molding method, the removal candidate location is determined by actually measuring the bead shape.
本積層造形方法では、図1に示す表面形状計測装置48により、形成したビードの形状を計測する。表面形状計測装置48は、溶接ロボット19によるトーチ17の移動により形成されるビードの、ビード幅W、ビード高さH(図3参照)、ビード位置等を計測し、その計測結果を制御部37に出力する。
In this laminated modeling method, the shape of the formed bead is measured by the surface
制御部37は、入力されたビードの計測結果から、実測したビード形状やビード位置と、積層計画に基づいて予測されるビード形状やビード形成軌道とを比較して、V溝部のスラグを除去する除去候補箇所を抽出する条件や、スラグ除去ツール45の軌道を決定するためのオフセット値等を必要に応じて補正する。
The
そして、制御部37は、補正後の抽出条件やオフセット値等の補正情報を用いて、前述した第1の積層造形方法と同様に積層造形物を造形する。
Then, the
本積層造形方法によれば、実際に形成したビードに応じて除去候補箇所やオフセット値等が決定されるため、正確なビード形成と、最適なスラグの除去を実現でき、積層造形物の品質と生産性をより高められる。 According to this laminated molding method, removal candidate locations and offset values are determined according to the beads actually formed, so that accurate bead formation and optimum slag removal can be realized, and the quality of the laminated model can be improved. You can be more productive.
<第3の積層造形方法>
上記した第1、第2の積層造形方法においては、ビードの積層順序は、基本的に下層の形成を完了した後、上層の形成を開始するものである。しかし、ビードが積層されて得られる積層造形物55の外形は同じであっても、ビードを積層する工程によっては、不具合が生じることがある。例えば、ビード形成時に溶融した溶加材が液だれする等、重力の影響を受ける場合には、液だれ防止用として、一方向に延びる複数のビードからなるビード積層体を先に形成するのが好ましい。その場合、ビード積層体形成後のビード形成時に、流動可能な溶加材の溶融体が生じても、溶融体の下方に形成されたビード積層体が溶融体の流動を阻止することで液だれを防止できる。
<Third laminated molding method>
In the first and second laminated molding methods described above, the bead stacking order basically starts the formation of the upper layer after the formation of the lower layer is completed. However, even if the outer shape of the
このような場合には、前述したV溝部の開き角θの定義が異なるため、スラグを除去する除去候補箇所の条件や、スラグ除去ツールの突き当て方向が前述した第1、第2の積層造形方法の場合と異なる。つまり、図6の(A)に示すように、基材表面51a上の第1層目のビード54A、ビード54B、第2層目のビード54C、ビード54Dの順に形成する場合、V溝部62の開き角θは、ビード54Cとビード54Dの外側表面の接線L1,L2との成す角で表される。
In such a case, since the definition of the opening angle θ of the V-groove portion described above is different, the conditions of the removal candidate location for removing the slag and the abutting direction of the slag removing tool are the above-mentioned first and second laminated molding. Different from the method. That is, as shown in FIG. 6A, when the
これに対して、図6の(B)に示すように、ビードを垂直方向に積層したビード積層体(壁体)を先に形成する場合、つまり、基材表面51a上の第1層目のビード54A、第2層目のビード54B、第2層目のビード54C、第1層目のビード54Dの順に形成する場合、V溝部62の開き角θは、ビード54A,54B,54Cの積層方向LNと、ビード54Dの外側表面の接線L2との成す角で表される。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the bead laminate (wall body) in which the beads are laminated in the vertical direction is first formed, that is, the first layer on the
このように、ビードの積層順の採り方によってV溝部の開き角θは異なるので、同じ形状の積層造形物であっても、積層計画の内容によっては、スラグ除去工程が変化する。例えば、図6の(A)に示す場合には、V溝部の周囲のスペースが確保されるため、スラグ除去ツールや金属加工ツール等のアクセスが容易であるが、図6の(B)に示す場合には、ビード54A,54B,54Cからなるビード積層体が壁となり、ツールのアクセスに制限が生じる。
As described above, since the opening angle θ of the V-groove portion differs depending on how the beads are laminated, the slag removing step changes depending on the contents of the lamination plan even if the laminated objects have the same shape. For example, in the case shown in FIG. 6A, since the space around the V-groove portion is secured, it is easy to access the slag removing tool, the metal processing tool, etc., but it is shown in FIG. 6B. In this case, the bead laminate composed of
そのため、本積層造形方法においては、積層計画に定めたビードの積層順序に応じて、V溝部の開き角θを適切に求め、これに応じてスラグの除去候補箇所を決定する。これによれば、スラグ除去ツール45や金属加工ツール等がV溝部に干渉することなく適切にアクセス可能となる。
Therefore, in this laminated molding method, the opening angle θ of the V-groove portion is appropriately obtained according to the stacking order of the beads defined in the lamination plan, and the slag removal candidate location is determined accordingly. According to this, the
<第4の積層造形方法>
上記した第1、第2の積層造形方法においては基本的に、スラグ除去ツールがV溝部のスラグに届くケースを対象としている。しかし、ビードの表面形状、積層状態等によっては、スラグが、スラグ除去ツールの届かない場所に蓄積することがある。例えば、スラグ除去ツールの先端の径に対し、V溝部があまりに小さい場合、スラグ除去ツールを垂直に下ろしてスラグの表面に打突を加えても、V溝部の深いところまでは当たらず、スラグの取り残しが発生しうる。
<Fourth laminated modeling method>
The above-mentioned first and second laminated molding methods basically target a case where the slag removing tool reaches the slag of the V-groove portion. However, depending on the surface shape of the beads, the laminated state, etc., the slag may accumulate in a place where the slag removing tool cannot reach. For example, if the V-groove is too small for the diameter of the tip of the slag removal tool, even if the slag removal tool is lowered vertically to hit the surface of the slag, it will not hit the deep part of the V-groove and the slag will not hit. Leftovers can occur.
図7は、ビード幅Wとスラグ除去ツール45の先端の径(先端径)dの関係が、例えばW/d<1/2となるケース、すなわちビード幅Wに比してスラグ除去ツール45の先端径dが大きいケースを示している(先端径dがビード幅Wの2倍より大きい)。このようなケースでは、スラグ除去ツール45の先端を特殊な形状に加工しない限り、先端がV溝部61に到達し難く、スラグSLの除去が困難である。なお、スラグ除去ツール45の先端(チッパー)は、例えば上述した様な多芯のタガネ、すなわちワイヤ部材の束によって構成され得るが、この様な例においては、スラグ除去ツール45の先端の径(先端径)dは、ワイヤ部材の束の径を意味する。
FIG. 7 shows a case where the relationship between the bead width W and the diameter (tip diameter) d of the tip of the
この様なケースにおいて問題となるのはV溝部61の大きさである。V溝部61の大きさはビード単体の形状や隣接するビードとの重なり量、溶接時の状態等の要因によって左右される。しかしながら、ビード幅W、ビード高さH、スラグ除去ツール45の先端径dといった値を各々比較することにより、上述した様なスラグ除去が難しいケースを予見できる。
In such a case, the problem is the size of the V-
すなわち、ビード幅W、ビード高さH、先端径dのうち、少なくとも二つを用いて計算される特徴量が所定の基準範囲から外れる場合は、スラグ除去が難しいケースであると判定する。具体的には、d/W、H/Wd、W/H、d/W2の少なくともいずれか一つの値が、所定の基準値より大きくなる場合は、スラグ除去ツール45を通常の方法で用いてもスラグ除去が難しいと判定する。
スラグ除去が困難であると判定された場合、本方法においては、スラグ除去ツール45を垂直方向から傾ける。具体的には、図8のようにスラグ除去ツール45を傾けつつ、V溝部61にスラグ除去ツール45の傾斜した先端を接触させることにより、先端とスラグSLを限りなく近接させる。本実施形態のスラグ除去ツール45の先端は、傾斜した際に少なくとも二つの面が二つのビード53の間のV溝部61と接触するように加工されている。すなわち、スラグ除去ツール45の先端に存在する少なくとも二つの面を、V溝部61に突き当ててスラグ除去工程を実施する。この状態であれば、スラグ除去ツール45の先端がスラグSLに直接届かなくても、スラグ除去ツール45に振動を与えてスラグSLを浮かすため、円滑にスラグSLを除去できる。さらにスラグ除去ツール45の先端をV溝部61の側方に当てつつ、スラグ除去ツール45をビード形成軌道に沿って移動させることにより、スラグ除去工程を実施する。
That is, when the feature amount calculated by using at least two of the bead width W, the bead height H, and the tip diameter d deviates from the predetermined reference range, it is determined that the slag removal is difficult. Specifically, when at least one of d / W, H / Wd, W / H, and d / W 2 is larger than a predetermined reference value, the
If it is determined that slag removal is difficult, the
図9、図10は、図8におけるスラグSLとV溝部61の部分の拡大図を示す。本実施形態において、スラグ除去ツール45の先端46は、少なくとも図示する限りにおいて第1の面46a、第2の面46b、第3の面46cの複数の面を含んでいる。先端46がワイヤ部材の束によって構成される場合、各ワイヤ部材の長さ(ワイヤ部材の先端の位置)を調整することにより、この様な複数の面を先端に設けることができる。本例では先端46はCカットされており、第1の面46aが側面、第3の面46cがCカットの頂面、第2の面46bが第1の面46aと第3の面46cを繋ぐ面になっている。
9 and 10 show an enlarged view of the portion of the slag SL and the V-
図9においては、スラグ除去ツール45の先端46がスラグSLまで達しきっておらず、スラグSLが残存している。図8のようにスラグ除去ツール45が傾いており、図10に示す様に振動により先端46が矢印で示す様に前進した際、第1の面46a、第2の面46bがスラグSLに到達し、除去候補箇所R5,R6におけるスラグSLが円滑に除去される。V溝部61がスラグ除去ツール45(の先端46)に比して小さい場合、除去候補箇所R5,R6におけるスラグSLを除去するのは一般的に困難である。本例においては、先端46が複数の面を持つように加工し、スラグ除去ツール45を斜めに傾けた状態でV溝部61に挑むように配置することにより、除去困難な箇所におけるスラグSLも除去することが可能となる。
In FIG. 9, the
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments with each other, the description of the specification, and well-known techniques. It is the planned invention and is included in the scope of seeking protection.
例えば、上記の実施形態では、板状の基材51にビードを積層して積層造形物を形成する場合を示したが、基材51の形状は板状に限らず、円柱状、円筒状、円錐状、多角形の角柱や角錐等、他の形状であってもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the beads are laminated on the plate-shaped
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 溶加材を溶融、凝固させたビードを、該ビードの形成順を定めた積層計画に従って基材の表面に積層して積層造形物を形成する積層造形方法であって、
前記積層計画によって決定されるビード形成軌道に沿って、前記ビードを積層するビード積層工程と、
互いに隣接したビード同士間に形成される複数のV溝部で発生したスラグを、スラグ除去ツールを用いて除去するスラグ除去工程と、を有し、
前記スラグ除去工程は、
前記積層計画のビード形状と前記ビード形成軌道の情報から、前記ビード形成軌道に直交する軌道方向垂直断面における前記V溝部を形成するビードのビード高さHとビード幅Wとの寸法比H/Wを求め、
複数の前記V溝部のうち前記寸法比H/Wが0.2を超えるV溝部を除去候補箇所として抽出し、
抽出された前記除去候補箇所の前記スラグを除去する、
積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ巻き込みが懸念される箇所のスラグを優先的に除去して、高速に且つ高品質な積層造形物を安定して製造できる。
As described above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A laminated molding method in which a bead obtained by melting and solidifying a filler metal is laminated on the surface of a base material according to a lamination plan in which the formation order of the bead is determined to form a laminated model.
A bead laminating step of laminating the beads along a bead forming trajectory determined by the laminating plan,
It has a slag removing step of removing slag generated in a plurality of V-grooves formed between beads adjacent to each other by using a slag removing tool.
The slag removing step is
From the bead shape of the stacking plan and the information of the bead forming orbit, the dimensional ratio H / W of the bead height H and the bead width W of the bead forming the V groove portion in the orbital direction vertical cross section orthogonal to the bead forming orbit. Seeking,
Of the plurality of V-grooves, V-grooves having a dimensional ratio H / W of more than 0.2 are extracted as removal candidate sites.
The extracted slag at the removal candidate site is removed.
Laminated modeling method.
According to this laminated molding method, slag at a portion where slag entrainment is a concern can be preferentially removed, and a high-speed and high-quality laminated molded product can be stably produced.
(2) 前記除去候補箇所を、前記積層造形物の外側表面を除く造形物内部に配置されたV溝部から抽出する(1)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、強度に影響を及ぼさないV溝部をスラグの除去候補箇所から除外することで、スラグ除去の実施回数が抑えられ、生産性を向上できる。
(2) The laminated modeling method according to (1), wherein the removal candidate portion is extracted from a V-groove portion arranged inside the modeled object excluding the outer surface of the laminated modeled object.
According to this laminated molding method, by excluding the V-groove portion that does not affect the strength from the slag removal candidate locations, the number of times the slag is removed can be suppressed, and the productivity can be improved.
(3) 前記除去候補箇所となる前記V溝部は、前記軌道方向垂直断面において、前記V溝部の底部から延び、前記V溝部を形成する一方のビードの外側表面の接線と、他方のビードの外側表面の接線とが成す開き角が120°未満である(2)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ除去を実施する箇所をV溝部の開き角から直接的に判定するので、スラグの残存する箇所を正確に求めることができる。
(3) The V-groove portion to be a candidate for removal extends from the bottom of the V-groove portion in the vertical cross section in the orbital direction, and is tangent to the outer surface of one bead forming the V-groove portion and the outside of the other bead. The laminated molding method according to (2), wherein the opening angle formed by the tangents on the surface is less than 120 °.
According to this laminated molding method, since the location where the slag is removed is directly determined from the opening angle of the V-groove portion, the location where the slag remains can be accurately determined.
(4) 前記スラグ除去ツールは、前記スラグにタガネ部材を突き当てて振動させ、前記スラグに打撃を加えるタガネ機構を有し、
前記タガネ部材の突き当て方向の軸線と、前記V溝部の前記開き角の二等分線との交差角を、前記開き角の±1/4までの範囲内に設定する(3)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ除去ツールのV溝部への突き当て方向が開き角の中心側に設定されるため、スラグ除去ツールがV溝部周囲のビードと干渉しにくくなる。
(4) The slag removing tool has a chisel mechanism that abuts a chisel member against the slag and vibrates it to hit the slag.
The crossing angle between the axis in the abutting direction of the chisel member and the bisector of the opening angle of the V-groove portion is set within a range of ± 1/4 of the opening angle (3). Laminated molding method.
According to this laminated molding method, the abutting direction of the slag removing tool to the V-groove portion is set to the center side of the opening angle, so that the slag removing tool is less likely to interfere with the beads around the V-groove portion.
(5) 前記スラグ除去工程は、前記スラグ除去ツールを、前記ビード形成軌道にオフセットを付与した移動軌道に沿って移動させる(3)又は(4)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ除去ツールの軌道や突き当て角度を、ビード形成軌道を利用して簡単に設定できる。
(5) The laminated molding method according to (3) or (4), wherein the slag removing step moves the slag removing tool along a moving track in which an offset is applied to the bead forming track.
According to this laminated molding method, the trajectory and the abutting angle of the slag removing tool can be easily set by using the bead forming trajectory.
(6) 前記スラグ除去工程は、
前記ビード積層工程で形成した前記ビードの表面形状を計測する工程と、
前記表面形状の計測結果に応じて、前記開き角と前記オフセットの少なくとも一方を補正する工程と、
をさらに含む(5)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、実際に形成されたビード形状に応じてスラグの除去候補箇所を抽出できる。そのため、除去候補箇所を抽出がより正確に行え、スラグの除去漏れや無用な除去処理が生じることを未然に防止できる。
(6) The slag removing step is
A step of measuring the surface shape of the bead formed in the bead laminating step and a step of measuring the surface shape of the bead.
A step of correcting at least one of the opening angle and the offset according to the measurement result of the surface shape, and
The laminated modeling method according to (5).
According to this laminated molding method, slag removal candidate locations can be extracted according to the actually formed bead shape. Therefore, the removal candidate portion can be extracted more accurately, and it is possible to prevent omission of slag removal and unnecessary removal processing.
(7) 前記スラグ除去工程の実施前に、前記V溝部の開き角が100°未満となる前記ビードの表面を切削して、前記開き角を増加させる切削工程をさらに含む(1)〜(5)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、V溝部の開き角が小さい箇所では、スラグを除去してもビード形成後に空隙が発生するおそれがある。そのような箇所においては、ビードのV溝部を切削して開き角を増加させることで、トーチをV溝部の溝内に十分に近づけられるようにすることで、ビード形成後に空隙が発生することを防止できる。
(7) Prior to carrying out the slag removing step, the surface of the bead having an opening angle of less than 100 ° of the V-groove portion is cut to further increase the opening angle (1) to (5). ). The laminated molding method according to any one of.
According to this laminated molding method, in a place where the opening angle of the V-groove portion is small, even if the slag is removed, a gap may be generated after the bead is formed. In such a place, the V-groove of the bead is cut to increase the opening angle so that the torch can be sufficiently brought into the groove of the V-groove so that a gap is generated after the bead is formed. Can be prevented.
(8) 前記スラグ除去工程は、前記ビードが複数段に積層されたビードユニットと、当該ビードユニットの形成後、前記ビードユニットに隣接して形成されるビードとの間のV溝部のスラグを除去する工程を含み、
前記ビードユニットに対応する前記ビード高さと前記ビード幅は、前記ビードユニットを構成する1つのビードであって、前記ビードユニットに隣接して形成されるビードと同じ層のビードのビード高さとビード幅である(1)〜(7)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、複数のビードを一つのビードユニットとして判断することで、ビードの形成順によってビード形成の周囲状況が異なる場合であっても、適切にスラグを除去すべきV溝部を選定できる。
(8) In the slag removing step, the slag in the V groove portion between the bead unit in which the beads are laminated in a plurality of stages and the bead formed adjacent to the bead unit after the formation of the bead unit is removed. Including the process of
The bead height and the bead width corresponding to the bead unit are one bead constituting the bead unit, and the bead height and the bead width of the same layer as the bead formed adjacent to the bead unit. The laminated molding method according to any one of (1) to (7).
According to this laminated molding method, by determining a plurality of beads as one bead unit, a V-groove portion for which slag should be appropriately removed can be appropriately removed even when the surrounding conditions of bead formation differ depending on the bead formation order. Can be selected.
(9) 前記ビード高さH、前記ビード幅W、前記スラグ除去ツールの先端径のうち、少なくとも二つを用いて計算される特徴量が所定の基準範囲から外れる場合において、前記スラグ除去ツールの先端に存在する少なくとも二つの面を、前記V溝部に突き当てて前記スラグ除去工程を実施する、(1)〜(8)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ除去が難しいケースを予見し、円滑にスラグを除去できる。
(9) When the feature amount calculated by using at least two of the bead height H, the bead width W, and the tip diameter of the slag removing tool deviates from a predetermined reference range, the slag removing tool is used. The laminated molding method according to any one of (1) to (8), wherein at least two surfaces existing at the tip are abutted against the V-groove portion to carry out the slag removing step.
According to this laminated molding method, it is possible to foresee cases where it is difficult to remove slag and remove slag smoothly.
(10) 前記ビード高さH、前記ビード幅W、前記スラグ除去ツールの先端径のうち、少なくとも二つを用いて計算される特徴量が所定の基準範囲から外れる場合において、前記スラグ除去ツールの先端部に存在する少なくとも二つの面を、前記V溝部の側方に当てつつ、前記スラグ除去ツールを前記ビード形成軌道に沿って移動させることにより、前記スラグ除去工程を実施する、(1)〜(8)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、スラグ除去が難しいケースを予見し、円滑にスラグを除去できる。
(10) When the feature amount calculated by using at least two of the bead height H, the bead width W, and the tip diameter of the slag removing tool deviates from a predetermined reference range, the slag removing tool is used. The slag removing step is carried out by moving the slag removing tool along the bead forming trajectory while applying at least two surfaces existing at the tip portion to the side of the V groove portion (1) to The laminated molding method according to any one of (8).
According to this laminated molding method, it is possible to foresee cases where it is difficult to remove slag and remove slag smoothly.
11 積層造形装置
13 スラグ除去装置
15 コントローラ
17 トーチ
19 溶接ロボット
21 溶加材供給部
31 CAD/CAM部
33 軌道演算部
35 記憶部
37 制御部
41 汎用ロボット
43 先端アーム
45 スラグ除去ツール
47 チェンジャーユニット
48 表面形状計測装置
49 金属加工ツール
51 基材
51a 表面
53,53A,53B,53C,53D,53E,53F,53G ビード
55 積層造形物
57 三次元造形物
61A,61B,61C V溝部
63a 外側表面
63b 外側表面
100 積層造形システム
R1,R2,R3,R4 除去候補箇所
11
Claims (10)
前記積層計画によって決定されるビード形成軌道に沿って、前記ビードを積層するビード積層工程と、
互いに隣接したビード同士間に形成される複数のV溝部で発生したスラグを、スラグ除去ツールを用いて除去するスラグ除去工程と、
を有し、
前記スラグ除去工程は、
前記積層計画のビード形状と前記ビード形成軌道の情報から、前記ビード形成軌道に直交する軌道方向垂直断面における前記V溝部を形成するビードのビード高さHとビード幅Wとの寸法比H/Wを求め、
複数の前記V溝部のうち前記寸法比H/Wが0.2を超えるV溝部を除去候補箇所として抽出し、
抽出された前記除去候補箇所の前記スラグを除去する、
積層造形方法。 A laminated molding method in which a bead obtained by melting and solidifying a filler metal is laminated on the surface of a base material according to a lamination plan in which the formation order of the bead is determined to form a laminated model.
A bead laminating step of laminating the beads along a bead forming trajectory determined by the laminating plan,
A slag removing step of removing slag generated in a plurality of V-grooves formed between adjacent beads by using a slag removing tool, and
Have,
The slag removing step is
From the bead shape of the stacking plan and the information of the bead forming orbit, the dimensional ratio H / W of the bead height H and the bead width W of the bead forming the V groove portion in the orbital direction vertical cross section orthogonal to the bead forming orbit. Seeking,
Of the plurality of V-grooves, V-grooves having a dimensional ratio H / W of more than 0.2 are extracted as removal candidate sites.
The extracted slag at the removal candidate site is removed.
Laminated modeling method.
前記タガネ部材の突き当て方向の軸線と、前記V溝部の前記開き角の二等分線との交差角を、前記開き角の±1/4までの範囲内に設定する請求項3に記載の積層造形方法。 The slag removing tool has a chisel mechanism that abuts a chisel member against the slag and vibrates it to hit the slag.
The third aspect of the present invention, wherein the intersection angle between the axis in the abutting direction of the chisel member and the bisector of the opening angle of the V-groove portion is set within a range of ± 1/4 of the opening angle. Laminated molding method.
前記ビード積層工程で形成した前記ビードの表面形状を計測する工程と、
前記表面形状の計測結果に応じて、前記開き角と前記オフセットの少なくとも一方を補正する工程と、
をさらに含む請求項5に記載の積層造形方法。 The slag removing step is
A step of measuring the surface shape of the bead formed in the bead laminating step and a step of measuring the surface shape of the bead.
A step of correcting at least one of the opening angle and the offset according to the measurement result of the surface shape, and
The laminated modeling method according to claim 5, further comprising.
前記ビードユニットに対応する前記ビード高さとビード幅は、前記ビードユニットを構成する1つのビードであって、前記ビードユニットに隣接して形成されるビードと同じ層のビードのビード高さとビード幅である請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層造形方法。 The slag removing step is a step of removing slag in a V-groove portion between a bead unit in which the beads are laminated in a plurality of stages and a bead formed adjacent to the bead unit after the bead unit is formed. Including
The bead height and bead width corresponding to the bead unit are the bead height and bead width of one bead constituting the bead unit and the same layer as the bead formed adjacent to the bead unit. The laminated molding method according to any one of claims 1 to 7.
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JP (1) | JP7355701B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022264776A1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for creating addition plan |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3848808B2 (en) | 1999-11-22 | 2006-11-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Slag removal method and apparatus |
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2020
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WO2022264776A1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for creating addition plan |
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