JP2021020250A - Method for manufacturing structure and structure - Google Patents
Method for manufacturing structure and structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021020250A JP2021020250A JP2019139918A JP2019139918A JP2021020250A JP 2021020250 A JP2021020250 A JP 2021020250A JP 2019139918 A JP2019139918 A JP 2019139918A JP 2019139918 A JP2019139918 A JP 2019139918A JP 2021020250 A JP2021020250 A JP 2021020250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforcing member
- base material
- manufacturing
- welded
- laminated portion
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 114
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 47
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 9
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 6
- 238000011900 installation process Methods 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007778 shielded metal arc welding Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Description
本発明は、構造体の製造方法及び構造体に関する。 The present invention relates to a method for producing a structure and the structure.
近年、生産手段としての3Dプリンタのニーズが高まっており、特に金属材料への適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料を用いた3Dプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。 In recent years, the needs for 3D printers as a means of production have been increasing, and research and development have been carried out for practical use in the aircraft industry and the like, especially for application to metal materials. A 3D printer using a metal material melts a metal powder or a metal wire by using a heat source such as a laser or an arc, and laminates the molten metal to form a modeled object.
溶接ビードを形成する技術として、特許文献1には、アルミ母材上に強化用物質で成る異種材を置き、アルミワイヤを用いて異種材の両側をMIG溶接し、その後、異種材の上方からアルミ溶加材を用いてアーク溶接により肉盛り溶接することが知られている。 As a technique for forming a weld bead, Patent Document 1 states that a dissimilar material made of a reinforcing material is placed on an aluminum base material, both sides of the dissimilar material are MIG welded using an aluminum wire, and then from above the dissimilar material. It is known that build-up welding is performed by arc welding using an aluminum filler material.
ところで、溶着ビードを積層して構造体を造形する造形技術において、構造体の強度を高めるためには、高強度の溶加材を用いればよい。しかし、溶着ビードの形成は、溶加材の強度が高いほど難しくなり、生産性が低下してしまう。また、高強度の溶加材は高価であるため、造形する構造体の製造コストが嵩んでしまう。
また、特許文献1は、溶接個所の接合強度を高める技術であり、構造体を造形する製造方法については記載されていない。このため、この特許文献1の技術を用いても溶着ビードを積層して造形する構造体の強度を高めることは困難である。
By the way, in a modeling technique for forming a structure by laminating welded beads, a high-strength filler metal may be used in order to increase the strength of the structure. However, the formation of the welded bead becomes more difficult as the strength of the filler metal increases, and the productivity decreases. In addition, since the high-strength filler metal is expensive, the manufacturing cost of the structure to be modeled increases.
Further, Patent Document 1 is a technique for increasing the joint strength of a welded portion, and does not describe a manufacturing method for forming a structure. Therefore, it is difficult to increase the strength of the structure formed by laminating the welded beads even by using the technique of Patent Document 1.
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを抑えつつ耐久性に優れた高強度な構造体を容易に製造することができる構造体の製造方法及び構造体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object of the present invention is a method for manufacturing a structure and a structure capable of easily manufacturing a high-strength structure having excellent durability while suppressing the manufacturing cost. Is to provide.
本発明は下記構成からなる。
(1) 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを層状に積層させた積層部を有する構造体の製造方法であって、
母材上に、前記溶着ビードから造形する前記積層部よりも高い引張強度の補強部材を設置する補強部材設置工程と、
前記補強部材が設置された前記母材上に、前記溶着ビードを形成して前記積層部を造形する造形工程と、
を含む構造体の製造方法。
(2) 溶加材を溶融及び凝固させた複数の溶着ビードを層状に積層させた積層部を有する構造体であって、
母材と、
前記母材上に設置された前記積層部よりも引張強度が高い補強部材と、
前記補強部材が設置された前記母材上に積層された複数の前記溶着ビードからなる前記積層部と、
を有する構造体。
The present invention has the following configuration.
(1) A method for manufacturing a structure having a laminated portion in which welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in layers.
A reinforcing member installation step of installing a reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion formed from the welded bead on the base material, and
A molding step of forming the welding bead on the base material on which the reinforcing member is installed to form the laminated portion, and
A method for manufacturing a structure including.
(2) A structure having a laminated portion in which a plurality of welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in a layered manner.
With the base material
A reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion installed on the base material, and
The laminated portion composed of a plurality of the welded beads laminated on the base material on which the reinforcing member is installed, and the laminated portion.
Structure with.
本発明によれば、製造コストを抑えつつ耐久性に優れた高強度な構造体を容易に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to easily manufacture a high-strength structure having excellent durability while suppressing the manufacturing cost.
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。
図1は本発明の製造方法で製造する構造体の概略斜視図である。図2は本発明の製造方法で製造する構造体の幅方向に沿う断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the width direction of the structure manufactured by the manufacturing method of the present invention.
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、本発明に係る製造方法によって製造する構造体W1は、母材51と、補強部材53と、積層部55とを有している。母材51及び補強部材53は、それぞれ板状に形成されている。補強部材53は、母材51の上面に設置されて母材51に固定されている。積層部55は、溶加材(溶接ワイヤ)Mを溶融及び凝固させた複数の溶着ビード59からなるもので、母材51及び補強部材53の上部に形成されている。これにより、補強部材53は、その周囲が溶着ビード59からなる積層部55によって覆われている。
(First Embodiment)
First, the first embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the structure W1 manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a
補強部材53は、溶着ビード59となる溶加材M及び母材51と溶接が可能な材料を選択する。また、補強部材53は、母材51上に造形された溶着ビード59からなる積層部55よりも高い引張強度を有している。例えば、溶着ビード59となる溶加材Mを低合金鋼とした場合、炭素鋼やステンレス鋼を選択することができる。溶加材Mと補強部材を接合する観点で材質的に予熱や後熱が必要な場合は、補強部材に対して抵抗加熱等を実施してもよい。
For the reinforcing
次に、上記の構造体W1を製造する製造システムについて説明する。
図3は構造体を製造する製造システムの模式的な概略構成図である。
Next, a manufacturing system for manufacturing the above structure W1 will be described.
FIG. 3 is a schematic schematic configuration diagram of a manufacturing system for manufacturing a structure.
図3に示すように、本構成の製造システム100は、積層造形装置11と、積層造形装置11を統括制御するコントローラ15と、を備える。
As shown in FIG. 3, the
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、作製する積層造形物である構造体W1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、母材51上に溶加材Mの溶融凝固体である線状の溶着ビード59が形成される。
For example, in the case of the consumable electrode type, the 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59の状態をより適正に維持して、構造体W1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 an arc and a laser in combination, a heating method using plasma, a heating method using an electron beam or a laser may be adopted. When heating by an electron beam or a laser, the amount of heating can be controlled more finely, the state of the welded
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.
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、作製しようとする構造体W1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の移動軌跡を求める。記憶部35は、構造体W1の形状データ、生成された層形状データ及びトーチ17の移動軌跡等のデータを記憶する。
The CAD /
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の移動軌跡に基づく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の移動軌跡に基づき、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。
The
上記構成の製造システム100は、設定された層形状データから生成されるトーチ17の移動軌跡に沿って、トーチ17を溶接ロボット19の駆動により移動させ、溶融した溶加材Mからなる溶着ビード59をトーチ17によって母材51上に積層させる。これにより、母材51上に溶着ビード59が積層された積層部55を造形する。
The
次に、上記の構造体W1の製造方法について説明する。
図4A及び図4Bは構造体の製造工程を示す製造途中の構造体の幅方向に沿う断面図である。
Next, a method for manufacturing the above structure W1 will be described.
4A and 4B are cross-sectional views along the width direction of the structure in the middle of manufacturing showing the manufacturing process of the structure.
(補強部材設置工程)
図4Aに示すように、母材51の上面に補強部材53を位置決めして載置させる。そして、この補強部材53を抵抗溶接等によって母材51に固定する。
(Reinforcing member installation process)
As shown in FIG. 4A, the reinforcing
(造形工程)
設定された層形状データから生成されるトーチ17の移動軌跡に沿って、積層造形装置11のトーチ17を溶接ロボット19の駆動により移動させながら、溶加材Mを溶融させる。そして、図4Bに示すように、溶融した溶加材Mを母材51上に供給し、母材51及び補強部材53の上部に溶着ビード59を層状に積層させて積層部55を造形する。これにより、補強部材53が溶着ビード59に埋め込まれ、この補強部材53によって高強度化された構造体W1を造形する(図1及び図2参照)。なお、母材51上に位置決めした補強部材53を、抵抗溶接によって母材51に固定せず、母材51と補強部材53との隅部に溶着ビード59を形成して母材51に固定してもよい。
(Modeling process)
The filler metal M is melted while the
第1実施形態によれば、溶着ビード59で造形する積層部55よりも高い引張強度を有する補強部材53によって強度及び耐久性を高めることができ、高強度な構造体W1を製造することができる。これにより、積層部55を造形するための溶着ビード59の溶加材Mとして、強度の高い高価な溶加材を用いなくても、高強度な構造体W1を安価に製造することができる。
According to the first embodiment, the strength and durability can be increased by the reinforcing
また、溶加材Mおよび母材51と主成分が同一の補強部材53を用いることにより、補強部材53と溶加材Mからなる溶着ビード59および母材51との接合性を高めて高い強度を得ることができる。
Further, by using the reinforcing
しかも、母材51に補強部材53を溶接して設置することにより、補強部材53を設定した位置に位置決めして固定し、設計強度を得ることができる。
Moreover, by welding the reinforcing
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。
図5は本発明の製造方法で製造する構造体の概略斜視図である。図6は本発明の製造方法で製造する構造体の斜視図である。図6は本発明の製造方法で製造する構造体の平面図である。図7は本発明の製造方法で製造する構造体の長手方向に沿う断面図である。
図5から図7に示すように、本発明に係る製造方法によって製造する構造体W2は、母材61と、複数の補強部材63と、積層部65と、鋳物部67と、を有している。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a structure manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of a structure manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 6 is a plan view of a structure manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the structure manufactured by the manufacturing method of the present invention.
As shown in FIGS. 5 to 7, the structure W2 manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a
母材61は、板状に形成されており、補強部材63は、それぞれ棒状に形成されている。補強部材63は、母材61の上面に設置され、母材61に対して立設するように固定されている。補強部材63は、水平方向へ互いに間隔をあけて配置されている。積層部65は、溶加材(溶接ワイヤ)Mを溶融及び凝固させた複数の溶着ビード69からなるもので、補強部材63が設置された母材61の上部に造形されている。積層部65は、外殻65Aを有している。外殻65Aは、補強部材63を囲うように、母材61上に形成されている。鋳物部67は、母材61上に立設された補強部材63の周囲を覆うように、積層部65の外殻65Aの内側に設けられている。これにより、構造体W2は、母材61、補強部材63、外殻65Aを有する積層部65及び鋳物部67が一体化されて構成されている。
The
補強部材53は、溶着ビード59となる溶加材M及び母材51と溶接が可能な材料を選択する。また、補強部材53は、母材51上に造形された溶着ビード59からなる積層部55よりも高い引張強度を有している。例えば、溶着ビード59となる溶加材Mを低合金鋼とした場合、炭素鋼やステンレス鋼を選択することができる。溶加材Mと補強部材を接合する観点で材質的に予熱や後熱が必要な場合は、補強部材に対して抵抗加熱等を実施してもよい。
For the reinforcing
次に、上記の構造体W2を製造する製造システムについて説明する。
なお、第1実施形態における製造システム100と同一構造部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図8は構造体を製造する製造システムの模式的な概略構成図である。
Next, a manufacturing system for manufacturing the above structure W2 will be described.
The same structural parts as those of the
FIG. 8 is a schematic schematic configuration diagram of a manufacturing system for manufacturing a structure.
図8に示すように、製造システム200は、鋳湯25を貯留するるつぼ27を備えた鋳造装置13を有している。鋳造装置13は、積層造形装置11を統括制御するコントローラ15によって制御され、設定された鋳湯位置へ移動させて、るつぼ27から鋳湯25を流し込む。
As shown in FIG. 8, the
次に、上記の構造体W2の製造方法について説明する。
図9A〜図9Cは構造体の製造工程を示す製造途中の構造体の平面図である。図10A〜図10Cは構造体の製造工程を示す製造途中の構造体の断面図である。
Next, a method for manufacturing the above structure W2 will be described.
9A-9C are plan views of a structure in the process of being manufactured showing a manufacturing process of the structure. 10A to 10C are cross-sectional views of a structure in the process of being manufactured showing a manufacturing process of the structure.
(補強部材設置工程)
図9A及び図10Aに示すように、母材61の上面に複数の棒状の補強部材63を位置決めして立設させる。そして、この補強部材63を抵抗溶接等によって母材61に固定する。
(Reinforcing member installation process)
As shown in FIGS. 9A and 10A, a plurality of rod-shaped reinforcing
(造形工程)
設定された層形状データから生成されるトーチ17の移動軌跡に沿って、積層造形装置11のトーチ17を溶接ロボット19の駆動により移動させながら、溶加材Mを溶融させる。そして、図9B及び図10Bに示すように、溶融した溶加材Mを母材61上に供給し、母材61上に溶着ビード69を層状に積層させて外殻65Aを有する積層部65を造形する。これにより、母材61上に立設させた補強部材63の周囲を積層部65の外殻65Aで囲う。なお、母材61上に位置決めした補強部材63を、抵抗溶接によって母材61に固定せず、図11に示すように、母材61の上面に溶着ビード69を形成して補強部材53の下端部を母材61に固定してもよい。
(Modeling process)
The filler metal M is melted while the
(鋳造工程)
図9C及び図10Cに示すように、鋳造装置13のるつぼ27を母材61上に造形した積層部65の外殻65Aの上方へ移動させ、鋳湯25を外殻65Aの内側空間Sに流し込む。これにより、外殻65Aの内側空間Sに、流し込んだ鋳湯25が凝固された鋳物部67を形成する。なお、鋳造工程では、コントローラ15によらずに、人手によって鋳造装置13を操作して外殻65Aの内側空間Sに鋳湯25を流し込んでもよい。
(Casting process)
As shown in FIGS. 9C and 10C, the
以上の工程により、母材61上に造形されて補強部材63を囲う外殻65Aの内側空間Sに、補強部材63よりも引張強度が低い鋳物部67が形成された構造体W2が得られる。
Through the above steps, a structure W2 is obtained in which a casting
第2実施形態の場合も、溶着ビード69で造形する積層部65よりも高い引張強度を有する補強部材63によって強度及び耐久性を高めることができ、高強度な構造体W2を製造することができる。これにより、積層部65を造形するための溶着ビード69の溶加材Mとして、強度の高い高価な溶加材を用いなくても、高強度な構造体W2を安価に製造することができる。
特に、第2実施形態では、溶着ビード69を積層させて造形した外殻65Aの内側空間Sに鋳湯25を流し込んで鋳物部67を形成するので、溶着ビード69を積層して造形する範囲を少なくすることができる。これにより、溶着ビード69を積層して積層部65を造形する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
Also in the case of the second embodiment, the strength and durability can be increased by the reinforcing
In particular, in the second embodiment, the casting
なお、構造体W2を製造する場合、図12に示すように、母材61上に設置する複数の補強部材63を互いに交差させて結合させて一体化させてもよい。この場合、複数の補強部材63同士を互いに交差させて結合させるので、補強部材63による補強効果を高め、さらに高強度で耐久性に優れた構造体W2を製造することができる。また、補強部材63同士が互いに交差されて結合されるので、補強部材63に引張力が作用しても抜けにくい構造にすることができる。なお、各補強部材63同士は、溶接等によって固定して結合してもよく、また、針金やワイヤによって緊結させて結合してもよい。
When the structure W2 is manufactured, as shown in FIG. 12, a plurality of reinforcing
このように、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。 As described above, 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 the well-known technique. This is also the subject of the present invention and is included in the scope for which protection is sought.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを層状に積層させた積層部を有する構造体の製造方法であって、
母材上に、前記溶着ビードから造形する前記積層部よりも高い引張強度の補強部材を設置する補強部材設置工程と、
前記補強部材が設置された前記母材上に、前記溶着ビードを形成して前記積層部を造形する造形工程と、
を含む構造体の製造方法。
上記(1)の構成の構造体の製造方法によれば、溶着ビードで造形する積層部よりも高い引張強度を有する補強部材によって強度及び耐久性を高めることができ、高強度な構造体を製造することができる。これにより、積層部を造形するための溶着ビードの溶加材として、強度の高い高価な溶加材を用いなくても、高強度な構造体を安価に製造することができる。
As described above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A method for manufacturing a structure having a laminated portion in which welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in layers.
A reinforcing member installation step of installing a reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion formed from the welded bead on the base material, and
A molding step of forming the welding bead on the base material on which the reinforcing member is installed to form the laminated portion, and
A method for manufacturing a structure including.
According to the method for manufacturing a structure having the configuration of (1) above, the strength and durability can be increased by a reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion formed by the welded bead, and a high-strength structure can be manufactured. can do. As a result, a high-strength structure can be inexpensively manufactured without using an expensive filler metal having high strength as the filler metal of the welded bead for forming the laminated portion.
(2) 前記溶加材および前記母材と溶接が可能な材料からなる前記補強部材を用いる、(1)に記載の構造体の製造方法。
上記(2)の構成の構造体の製造方法によれば、溶加材および母材と溶接が可能な補強部材を用いることにより、補強部材と溶加材からなる溶着ビードおよび母材との接合性を高めて高い強度を得ることができる。
(2) The method for manufacturing a structure according to (1), wherein the reinforcing member made of the filler metal and a material that can be welded to the base material is used.
According to the method for manufacturing a structure having the configuration of (2) above, by using a filler metal and a reinforcing member capable of welding with the base metal, the welding bead made of the filler metal and the base metal and the base metal are joined. High strength can be obtained by enhancing the property.
(3) 前記補強部材設置工程において、前記母材に対して前記補強部材を溶接して設置する、(1)または(2)に記載の構造体の製造方法。
上記(3)の構成の構造体の製造方法によれば、母材に補強部材を溶接して設置することにより、補強部材を設定した位置に位置決めして固定し、設計強度を得ることができる。
(3) The method for manufacturing a structure according to (1) or (2), wherein the reinforcing member is welded to the base material and installed in the reinforcing member installation step.
According to the manufacturing method of the structure having the configuration of (3) above, by welding and installing the reinforcing member to the base material, the reinforcing member can be positioned and fixed at the set position, and the design strength can be obtained. ..
(4) 前記造形工程において、前記母材上に、前記補強部材を囲う外殻を有する前記積層部を、前記溶着ビードを積層させて造形し、
前記外殻の内側空間に鋳湯を流し込み、前記外殻の内側に、前記補強部材よりも引張強度が低い鋳物部を形成する鋳造工程を行う、(1)〜(3)のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
上記(4)の構成の構造体の製造方法によれば、溶着ビードを積層させて造形した外殻の内側空間に鋳湯を流し込んで鋳物部を形成するので、溶着ビードを積層して造形する範囲を少なくすることができる。これにより、溶着ビードを積層して積層部を造形する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
(4) In the modeling step, the laminated portion having an outer shell surrounding the reinforcing member is formed by laminating the welding beads on the base material.
One of (1) to (3), wherein a casting step is performed in which a casting water is poured into the inner space of the outer shell to form a casting portion having a tensile strength lower than that of the reinforcing member inside the outer shell. The method for manufacturing a structure according to.
According to the method for manufacturing the structure having the configuration of (4) above, the casting portion is formed by pouring the casting water into the inner space of the outer shell formed by laminating the welded beads, so that the welded beads are laminated and formed. The range can be reduced. As a result, the time for laminating the welded beads to form the laminated portion can be shortened, and the productivity can be improved.
(5) 複数の前記補強部材同士を互いに交差させて結合させる補強部材結合工程を含む、(1)〜(4)のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
上記(5)の構成の構造体の製造方法によれば、複数の補強部材同士を互いに交差させて結合させるので、補強部材による補強効果を高め、さらに高強度で耐久性に優れた構造体を製造することができる。また、補強部材同士を互いに交差させて結合するので、補強部材に引張力が作用しても抜けにくい構造にすることができる。
(5) The method for manufacturing a structure according to any one of (1) to (4), which comprises a reinforcing member joining step of crossing and joining a plurality of the reinforcing members with each other.
According to the method for manufacturing a structure having the configuration of (5) above, since a plurality of reinforcing members are crossed and joined to each other, the reinforcing effect of the reinforcing members is enhanced, and a structure having high strength and excellent durability can be obtained. Can be manufactured. Further, since the reinforcing members are crossed and joined to each other, it is possible to form a structure in which the reinforcing members are not easily pulled out even if a tensile force is applied to the reinforcing members.
(6) 溶加材を溶融及び凝固させた複数の溶着ビードを層状に積層させた積層部を有する構造体であって、
母材と、
前記母材上に設置された前記積層部よりも引張強度が高い補強部材と、
前記補強部材が設置された前記母材上に積層された複数の前記溶着ビードからなる前記積層部と、
を有する構造体。
上記(6)の構成の構造体によれば、溶着ビードからなる積層部よりも高い引張強度を有する補強部材によって強度及び耐久性が高められた高強度な構造体とすることができる。これにより、この構造体を製造する際に、積層部を造形するための溶着ビードの溶加材として、強度の高い高価な溶加材を用いる必要がなくなり、安価に製造することができる。
(6) A structure having a laminated portion in which a plurality of welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in a layered manner.
With the base material
A reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion installed on the base material, and
The laminated portion composed of a plurality of the welded beads laminated on the base material on which the reinforcing member is installed, and the laminated portion.
Structure with.
According to the structure having the structure (6) above, it is possible to obtain a high-strength structure in which the strength and durability are enhanced by a reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion made of a welded bead. As a result, when manufacturing this structure, it is not necessary to use an expensive filler metal having high strength as a filler metal for the welded bead for forming the laminated portion, and the structure can be manufactured at low cost.
(7) 前記補強部材は、前記溶加材および前記母材と溶接が可能な材料からなる、(6)に記載の構造体。
上記(7)の構成の構造体によれば、補強部材が、溶加材および母材と溶接が可能であるので、補強部材と溶加材からなる溶着ビードおよび母材との接合性が高められた高強度な構造体とすることができる。
(7) The structure according to (6), wherein the reinforcing member is made of a filler material and a material that can be welded to the base material.
According to the structure having the configuration of (7) above, since the reinforcing member can be welded to the filler metal and the base metal, the bondability between the welding bead and the base metal made of the reinforcing member and the filler metal is enhanced. It can be a high-strength structure.
(8) 前記母材に対して前記補強部材が溶接されて設置されている、(6)または(7)に記載の構造体。
上記(8)の構成の構造体によれば、母材に補強部材が溶接されて設置されているので、補強部材が設定された位置に位置決めされて固定され、設計強度が得られた構造体とすることができる。
(8) The structure according to (6) or (7), wherein the reinforcing member is welded to the base material and installed.
According to the structure having the configuration of (8) above, since the reinforcing member is welded to the base material and installed, the reinforcing member is positioned and fixed at the set position, and the design strength is obtained. Can be.
(9) 前記積層部は、前記母材上に立設されて前記補強部材を囲う外殻を有し、
前記外殻の内側に、前記補強部材よりも引張強度が低い鋳物部が形成されている、(6)〜(8)のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
上記(9)の構成の構造体によれば、外殻の内側に鋳物部が形成されているので、溶着ビードからなる積層部の部分を少なくすることができる。これにより、この構造体を製造する際に、溶着ビードを積層して積層部を造形する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
(9) The laminated portion has an outer shell that is erected on the base material and surrounds the reinforcing member.
The method for producing a structure according to any one of (6) to (8), wherein a cast portion having a tensile strength lower than that of the reinforcing member is formed inside the outer shell.
According to the structure having the structure (9) above, since the cast portion is formed inside the outer shell, the portion of the laminated portion made of the welded bead can be reduced. As a result, when manufacturing this structure, it is possible to shorten the time for laminating the welded beads to form the laminated portion, and it is possible to improve the productivity.
(10) 複数の前記補強部材同士が互いに交差されて結合されている(6)〜(9)のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
上記(10)の構成の構造体によれば、複数の補強部材同士が互いに交差されて結合されているので、補強部材による補強効果が高められ、さらに高強度で耐久性に優れた構造体とすることができる。また、補強部材同士が互いに交差されて結合されているので、補強部材に引張力が作用しても抜けにくい構造にすることができる。
(10) The method for manufacturing a structure according to any one of (6) to (9), wherein a plurality of the reinforcing members are crossed and joined to each other.
According to the structure having the configuration of (10) above, since a plurality of reinforcing members are crossed and connected to each other, the reinforcing effect of the reinforcing members is enhanced, and the structure has higher strength and excellent durability. can do. Further, since the reinforcing members are crossed and connected to each other, it is possible to form a structure in which the reinforcing members are not easily pulled out even if a tensile force is applied to the reinforcing members.
25 鋳湯
51,61 母材
53,63 補強部材
55,65 積層部
59,69 溶着ビード
65A 外殻
67 鋳物部
M 溶加材
S 内側空間
W1,W2 構造体
25 Metal casting 51, 61
Claims (10)
母材上に、前記溶着ビードから造形する前記積層部よりも高い引張強度の補強部材を設置する補強部材設置工程と、
前記補強部材が設置された前記母材上に、前記溶着ビードを形成して前記積層部を造形する造形工程と、
を含む構造体の製造方法。 A method for manufacturing a structure having a laminated portion in which welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in layers.
A reinforcing member installation step of installing a reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion formed from the welded bead on the base material, and
A molding step of forming the welding bead on the base material on which the reinforcing member is installed to form the laminated portion, and
A method for manufacturing a structure including.
請求項1に記載の構造体の製造方法。 The reinforcing member made of the filler material and a material that can be welded to the base material is used.
The method for manufacturing a structure according to claim 1.
請求項1または2に記載の構造体の製造方法。 In the reinforcing member installation process, the reinforcing member is welded to the base material and installed.
The method for manufacturing a structure according to claim 1 or 2.
前記外殻の内側空間に鋳湯を流し込み、前記外殻の内側に、前記補強部材よりも引張強度が低い鋳物部を形成する鋳造工程を行う、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。 In the modeling step, the laminated portion having an outer shell surrounding the reinforcing member is formed by laminating the welding beads on the base material.
A casting step is performed in which casting water is poured into the inner space of the outer shell to form a casting portion having a tensile strength lower than that of the reinforcing member inside the outer shell.
The method for producing a structure according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。 A reinforcing member joining step of crossing and joining a plurality of the reinforcing members with each other is included.
The method for manufacturing a structure according to any one of claims 1 to 4.
母材と、
前記母材上に設置された前記積層部よりも引張強度が高い補強部材と、
前記補強部材が設置された前記母材上に積層された複数の前記溶着ビードからなる前記積層部と、
を有する構造体。 A structure having a laminated portion in which a plurality of welded beads obtained by melting and solidifying a filler metal are laminated in layers.
With the base material
A reinforcing member having a higher tensile strength than the laminated portion installed on the base material, and
The laminated portion composed of a plurality of the welded beads laminated on the base material on which the reinforcing member is installed, and the laminated portion.
Structure with.
請求項6に記載の構造体。 The reinforcing member is made of a filler material and a material that can be welded to the base material.
The structure according to claim 6.
請求項6または7に記載の構造体。 The reinforcing member is welded to the base material and installed.
The structure according to claim 6 or 7.
前記外殻の内側に、前記補強部材よりも引張強度が低い鋳物部が形成されている、
請求項6〜8のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。 The laminated portion has an outer shell that is erected on the base material and surrounds the reinforcing member.
A casting portion having a tensile strength lower than that of the reinforcing member is formed inside the outer shell.
The method for manufacturing a structure according to any one of claims 6 to 8.
請求項6〜9のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。 The method for manufacturing a structure according to any one of claims 6 to 9, wherein a plurality of the reinforcing members are crossed and joined to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019139918A JP7160774B2 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | Structure manufacturing method and structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019139918A JP7160774B2 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | Structure manufacturing method and structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021020250A true JP2021020250A (en) | 2021-02-18 |
JP7160774B2 JP7160774B2 (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=74573514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019139918A Active JP7160774B2 (en) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | Structure manufacturing method and structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7160774B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017177462A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | Structure strength prediction method, structure molding method, structure lamination molding support method and program |
JP6452920B1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-01-16 | 三菱電機株式会社 | Additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method |
-
2019
- 2019-07-30 JP JP2019139918A patent/JP7160774B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017177462A (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | Structure strength prediction method, structure molding method, structure lamination molding support method and program |
JP6452920B1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-01-16 | 三菱電機株式会社 | Additive manufacturing apparatus and additive manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7160774B2 (en) | 2022-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112368099A (en) | Method and apparatus for manufacturing layered structure | |
JP6892371B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing equipment for laminated models | |
JP7010799B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
JP2019089108A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for molded object | |
JP6865667B2 (en) | Manufacturing method of laminated model | |
JP6810018B2 (en) | Manufacturing method of laminated model | |
JP7028737B2 (en) | Manufacturing method of modeled object, manufacturing equipment and modeled object | |
KR102021481B1 (en) | Apparatus and method for laser welding of aluminum | |
JP6765360B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
JP6802773B2 (en) | Manufacturing method of laminated model and laminated model | |
JP7193423B2 (en) | Laminate-molded article manufacturing method | |
JP7123738B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
JP6964530B2 (en) | Pipe joining structure and joining method | |
JP7160774B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
JP6859471B1 (en) | Manufacturing method of laminated model | |
JP7355672B2 (en) | Manufacturing method for additively manufactured objects | |
JP7181163B2 (en) | Laminated structure manufacturing method | |
JP7007237B2 (en) | Manufacturing method of laminated model and laminated model | |
JP7315514B2 (en) | Gas shield jig and gas shield welding equipment | |
JP7258715B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
JP2021059772A (en) | Manufacturing method of laminate molded product and laminate molded product | |
JP2022039535A (en) | Manufacturing method of molded article and molded article | |
JP2020189322A (en) | Laminate modeled product manufacturing method and laminate modeled product | |
JP7010767B2 (en) | Welded structure manufacturing method and welded structure | |
JP2020001075A (en) | Lamination molding plan design method of laminate molded article, production method, production device and program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221013 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7160774 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |