JP2022131343A - 積層造形方法及び積層造形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去可能な積層造形方法及び積層造形体を提供する。【解決手段】金属を積層して製品を造形する積層造形方法であって、製品の半製品は、金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部と、オーバーハング部を支えるサポートであって、オーバーハング部からサポートが露出する露出面を有するサポートとを備え、積層造形方法は、金属を積層して半製品を造形するステップと、露出面からサポートの奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部をサポートに形成するステップと、サポートを燃焼除去するステップとを含む。【選択図】図4
Description
本開示は、積層造形方法及び積層造形体に関する。
金属を積層して製品を造形する3次元積層造形(付加的製造方法:additive manufacturing)によって、金属の積層方向下向きの面を有するオーバーハング部を造形するためには、オーバーハング部を造形するとともにオーバーハング部を支えるサポートも造形する。サポートは、造形後に除去する必要があるが、工具がアクセスできない狭隘部等では、工具でのサポート除去が困難な場合が多い。工具等でサポートを物理的に除去する以外の方法の1つとして、特許文献1には、機械加工時のバリを燃焼除去するためのサーマルデバリング装置を用いてサポートを燃焼除去する方法が記載されている。
しなしながら、サーマルデバリング装置を用いてサポートを燃焼除去する方法に関する本願発明者らの検討によれば、サポートがオーバーハング部から露出する露出面に対して奥行き方向に長く延びる形状を有している場合、露出面から奥行き方向に対してある程度の距離まではサポートを燃焼除去できるものの、奥行き方向における奥側ではサポートの一部が残ってしまう現象が見られた。
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも1つの実施形態は、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去可能な積層造形方法及び積層造形体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係る積層造形方法は、金属を積層して製品を造形する積層造形方法であって、前記製品の半製品は、前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部と、前記オーバーハング部を支えるサポートであって、前記オーバーハング部から前記サポートが露出する露出面を有するサポートとを備え、前記積層造形方法は、前記金属を積層して前記半製品を造形するステップと、前記露出面から前記サポートの奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部を前記サポートに形成するステップと、前記サポートを燃焼除去するステップとを含む。
また、本開示に係る積層造形体は、金属の積層造形体であって、前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部と、前記オーバーハング部を支えるサポートであって、前記オーバーハング部から前記サポートが露出する露出面を有するサポートとを備え、前記露出面から前記サポートの奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部が前記サポートに形成されている。
本開示の積層造形方法及び積層造形体によれば、火炎を空洞部の奥に到達させてサポートの奥行き方向奥側にあるサポートを燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去することができる。
以下、本開示の実施の形態による積層造形方法及び積層造形体について、図面に基づいて説明する。以下で説明する各実施形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
(実施形態1)
<本開示の実施形態1に係る製品及び積層造形体の構成>
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る積層造形体1は、金属を積層して製造される製品の半製品であり、金属の積層方向下向きの面を有するオーバーハング部2と、オーバーハング部2を支えるサポート3とを備えている。後述する動作で半製品からサポート3を除去することにより、図2に示されるような製品10が完成する。図1に示されるように、サポート3は、オーバーハング部2に比べて、比表面積が大きい構成又は見かけの熱容量が小さい構成を有しており、例えば、多数の小さな空洞を含むラティス構造を有している。
<本開示の実施形態1に係る製品及び積層造形体の構成>
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る積層造形体1は、金属を積層して製造される製品の半製品であり、金属の積層方向下向きの面を有するオーバーハング部2と、オーバーハング部2を支えるサポート3とを備えている。後述する動作で半製品からサポート3を除去することにより、図2に示されるような製品10が完成する。図1に示されるように、サポート3は、オーバーハング部2に比べて、比表面積が大きい構成又は見かけの熱容量が小さい構成を有しており、例えば、多数の小さな空洞を含むラティス構造を有している。
サポート3は、オーバーハング部2から露出する露出面3aを備えている。図3に示されるように、サポート3は、露出面3aから奥行き方向に長く延びる形状を有している。サポート3には、露出面3aからサポート3の奥行き方向の奥側に向かって延びるように形成された空洞部4が形成されている。図3には、1つの空洞部4が形成されているように描かれているが、2つ以上の空洞部4を形成してもよい。また、空洞部4は露出面3aからサポート3の奥行き方向に向かって延びていれば長さは任意であり、例えばサポート3の奥行き方向の長さの1/3の長さを有してもよいし、1/2の長さを有してもよいし、2/3の長さを有してもよいし、サポート3を奥行き方向に貫通してもよい。また、空洞部4は必ずしも真直ぐに延びる形状に限定するものではなく、多少の湾曲や曲がりを有する形状であってもよい。さらに、空洞部4を画定する内周面は、サポート3のラティス構造と同じ構成を有している。すなわち、空洞部4を形成するために、ラティス構造よりも緻密な面(多数の空洞を含まないような面)を形成することはしない。
<本開示の実施形態1に係る積層造形方法>
次に、図1~3と図4のフローチャートとに基づいて、本開示の実施形態1に係る積層造形方法を説明する。この積層造形方法のステップS1では、金属を積層して半製品としての積層造形体1を造形する。例えばパウダーベッド方式の積層造形装置(3Dプリンタ)を用い、レーザー溶融法や電子ビーム溶融法等、3次元積層造形法で使用される公知の方法によって金属を積層することができる。
次に、図1~3と図4のフローチャートとに基づいて、本開示の実施形態1に係る積層造形方法を説明する。この積層造形方法のステップS1では、金属を積層して半製品としての積層造形体1を造形する。例えばパウダーベッド方式の積層造形装置(3Dプリンタ)を用い、レーザー溶融法や電子ビーム溶融法等、3次元積層造形法で使用される公知の方法によって金属を積層することができる。
ステップS1に続くステップS2では、サポート3に空洞部4を形成する。図3のフローチャートのように、ステップS1の後にステップS2を行う形態では、積層造形体1が造形された後に、サポート3に空洞部4を加工(例えばドリル加工)する。ステップS2はこの形態に限定するものではなく、ステップS1とステップS2とを同時に行う形態、すなわち、空洞部4を積層造形体1の造形中に形成する形態、さらに言い換えると、空洞部4がサポート3に含まれるようにサポート3を造形する形態であってもよい。前者の形態では、空洞部4を考慮せずにサポート3の設計ができるので、後者の形態に比べて、サポート3の設計を簡素化することができる。一方、後者の形態では、空洞部4は積層造形体1の造形中に形成されるので、前者の形態に比べて、積層造形方法の工程数を低減することができる。
ステップS2に続くステップS3では、サポート3を燃焼させることにより積層造形体1からサポート3を除去する。ステップS3は、例えば、公知のサーマルデバリング装置を用いて行うことができる。この装置は、積層造形体1を収容可能な空間を有する容器に、当該空間へ燃焼性ガス(例えばメタン)及び酸素を供給する供給経路が形成されるとともに当該空間内で火花を発するプラグが設けられる構成を有している。この装置の内部の空間に積層造形体1を収容し、当該空間内で燃焼性ガスが燃焼することによって生じる火炎がサポート3を金属燃焼させることにより、サポート3が脆化して、積層造形体1から容易に除去できるようになる。装置から積層造形体1を取り出した後、脆化したサポート3を積層造形体1から除去することにより、製品10が完成する。
本願発明者らの上述した検討では、図3に示されるようにサポート3がその露出面3aに対して奥行き方向に長く延びる形状を有している場合、奥行き方向における奥側でサポート3の一部が残ってしまう現象が見られた。この原因として、本願発明者らは、火炎が手前側のサポート3を通過する際にサポート3に熱を奪われることにより火炎が消失し、それよりも奥側に火炎が進まなくなるためと考えた。この原因を解決するために、本開示の実施形態1に係る積層造形方法では、サポート3に空洞部4を形成した。
サポート3に空洞部4が形成されていると、空洞部4が火炎の通り道となり、火炎を空洞部4の奥に到達させてサポート3の奥行き方向奥側にあるサポートを燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポート3を除去することができる。
<本開示の実施形態1に係る積層造形方法の変形例>
尚、図1には、空洞部4の断面形状が正方形であるように描かれているが、正方形に限定するものではなく、長方形、四角形以外の多角形、円、楕円、その他の任意の断面形状であってもよい。ただし、空洞部4の露出面3aにおける開口4aにおいて火炎が消失せずに空洞部4の奥に到達できるようにするためには、開口4aのサイズが重要になる。このため、実施形態1に係る積層造形方法は、ステップS1の前に、開口4aのサイズを決定するステップを含むことが好ましい。
尚、図1には、空洞部4の断面形状が正方形であるように描かれているが、正方形に限定するものではなく、長方形、四角形以外の多角形、円、楕円、その他の任意の断面形状であってもよい。ただし、空洞部4の露出面3aにおける開口4aにおいて火炎が消失せずに空洞部4の奥に到達できるようにするためには、開口4aのサイズが重要になる。このため、実施形態1に係る積層造形方法は、ステップS1の前に、開口4aのサイズを決定するステップを含むことが好ましい。
次に、図5に基づいて、開口4aのサイズを決定するステップS10について詳細に説明する。ステップS10は、開口4aの形状に基づくペクレ数の範囲を取得するステップS11と、ペクレ数がステップS11で取得した範囲内となるように開口4aのサイズを算出するステップS12とを含んでいる。ステップS11では、サポート3に形成される空洞部4の断面形状を予め特定した上で、例えば実験によって、使用するサーマルデバリング装置における火炎の状態において、特定された断面形状を有する空洞部4の開口4aで火炎が消失しないペクレ数の範囲を予め取得しておく。
ペクレ数は、下記(1)式で定義される。ここで、Pe1,uがペクレ数であり、ρuが未燃混合気の密度であり、SLが層流燃焼速度であり、Cp,uが未燃混合気の比熱であり、δq1が消炎距離であり、λuが未燃混合気の熱伝導率である。
開口4aのサイズと直接的な関係があるのは消炎距離δq1である。消炎距離とは、消炎の起こる通路の代表寸法の限界値を意味する。すなわち、開口4aのサイズが、後述する動作で決定された消炎距離よりも大きくなっていれば、開口4aで火炎が消失せずに空洞部4の奥まで火炎が到達することができる。
開口4aにおいて消炎距離をどこの長さとするかが問題になるが、開口4aの形状が円であれば、その円の半径が消炎距離となり、開口4aの形状が楕円であれば、その楕円の短径が消炎距離となり、開口4aの形状が四角形であれば、2つの対角線の交点から各辺へ延ばした垂線のうち最も短い距離が消炎距離となる。開口4aの形状がその他の多角形又は任意の形状である場合には、その形状の重心位置から、開口4aを画定する縁までの距離が最も短いものが消炎距離となる。
ステップS11において、特定された断面形状を有する空洞部4の開口4aで火炎が消失しないペクレ数の範囲を取得した後、ステップS12において、上記式(1)に基づいて、ペクレ数が前記範囲内となるような消炎距離δq1を算出し、特定された空洞部4の断面形状において消炎距離が算出値δq1よりも大きくなる開口4aのサイズを決定する。
この変形例によれば、火炎が開口4aで消失するおそれを低減して空洞部4の奥まで火炎を到達させることができ、サポート3の奥行き方向奥側にあるサポート3を燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポート3を除去することができる。
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る積層造形方法について説明する。実施形態2に係る積層造形方法は、実施形態1に対して、空洞部4に導火線を挿入するようにしたものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、特に言及しない限り、実施形態1の変形例の構成を実施形態2でも適用可能である。
次に、実施形態2に係る積層造形方法について説明する。実施形態2に係る積層造形方法は、実施形態1に対して、空洞部4に導火線を挿入するようにしたものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、特に言及しない限り、実施形態1の変形例の構成を実施形態2でも適用可能である。
<本開示の実施形態2に係る積層造形体の構成>
図6に示されるように、本開示の実施形態2に係る積層造形体1において、空洞部4には、導火線20が好ましくは空洞部4の奥まで挿入されている。その他の構成は実施形態1と同じである。
図6に示されるように、本開示の実施形態2に係る積層造形体1において、空洞部4には、導火線20が好ましくは空洞部4の奥まで挿入されている。その他の構成は実施形態1と同じである。
<本開示の実施形態2に係る積層造形方法>
本開示の実施形態2に係る積層造形方法は、サポート3を燃焼除去するステップS3(図4参照)の前に、空洞部4に導火線20を挿入するステップ含んでいる。その他の動作は実施形態1と同じである。火炎によって導火線20に着火すると、導火線20が空洞部4の奥に向かって燃え進む。これにより、空洞部4内は、導火線20から飛び散る火花によって燃焼性ガスが燃焼して火炎が発生するので、空洞部4の奥まで確実に火炎を到達させることができる。特に、積層造形方法がステップS10を含まずに、開口4aのサイズが不適当な場合や、サーマルデバリング装置の火炎の状態が装置の異常等で変化した場合のように、開口4aで火炎が消失してしまう状態であっても、実施形態2によれば、火炎を空洞部4の奥に確実に到達させることができる。
本開示の実施形態2に係る積層造形方法は、サポート3を燃焼除去するステップS3(図4参照)の前に、空洞部4に導火線20を挿入するステップ含んでいる。その他の動作は実施形態1と同じである。火炎によって導火線20に着火すると、導火線20が空洞部4の奥に向かって燃え進む。これにより、空洞部4内は、導火線20から飛び散る火花によって燃焼性ガスが燃焼して火炎が発生するので、空洞部4の奥まで確実に火炎を到達させることができる。特に、積層造形方法がステップS10を含まずに、開口4aのサイズが不適当な場合や、サーマルデバリング装置の火炎の状態が装置の異常等で変化した場合のように、開口4aで火炎が消失してしまう状態であっても、実施形態2によれば、火炎を空洞部4の奥に確実に到達させることができる。
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る積層造形方法について説明する。実施形態3に係る積層造形方法は、実施形態1又は2に対して、複数の空洞部4をサポート3に形成するように変更したものである。以下では、実施形態1に対してこのような変更を行うことで実施形態3を説明するが、実施形態2に対してこのような変更を行うことで実施形態3を構成することもできる。尚、実施形態3において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、特に言及しない限り、実施形態1の変形例の構成を実施形態3でも適用可能である。
次に、実施形態3に係る積層造形方法について説明する。実施形態3に係る積層造形方法は、実施形態1又は2に対して、複数の空洞部4をサポート3に形成するように変更したものである。以下では、実施形態1に対してこのような変更を行うことで実施形態3を説明するが、実施形態2に対してこのような変更を行うことで実施形態3を構成することもできる。尚、実施形態3において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、特に言及しない限り、実施形態1の変形例の構成を実施形態3でも適用可能である。
<本開示の実施形態3に係る積層造形体の構成>
図7に示されるように、本開示の実施形態3に係る積層造形体1において、サポート3には、複数の空洞部4、すなわち、1つの第1空洞部31と、第1空洞部31よりもサポート3の奥行き方向に延びる長さが短い2本の第2空洞部32,32とが形成されている。第1空洞部31及び第2空洞部32の配置は特に限定するものではないが、例えば、2つの第2空洞部32,32間に第1空洞部31が位置するようにこれらをサポート3に形成することができる。第1空洞部31及び第2空洞部32のいずれも、露出面3aにおいて開口31a及び32aを形成している。その他の構成は実施形態1と同じである。
図7に示されるように、本開示の実施形態3に係る積層造形体1において、サポート3には、複数の空洞部4、すなわち、1つの第1空洞部31と、第1空洞部31よりもサポート3の奥行き方向に延びる長さが短い2本の第2空洞部32,32とが形成されている。第1空洞部31及び第2空洞部32の配置は特に限定するものではないが、例えば、2つの第2空洞部32,32間に第1空洞部31が位置するようにこれらをサポート3に形成することができる。第1空洞部31及び第2空洞部32のいずれも、露出面3aにおいて開口31a及び32aを形成している。その他の構成は実施形態1と同じである。
<本開示の実施形態3に係る積層造形方法>
本開示の実施形態3に係る積層造形方法は、ステップS3(図4参照)において実施形態1と異なり、その他のステップは実施形態1と同じである。実施形態3ではステップS3において、図8に示されるような2種類の蓋部、すなわち、第1蓋部33及び第2蓋部34を使用する。第1蓋部33には、露出面3a(図7参照)を塞ぐように積層造形体1(図7参照)に取付けたときに、第1空洞部31(図7参照)と連通する第1貫通孔33aが形成されている。第2蓋部34には、露出面3aを塞ぐように積層造形体1に取付けたときに、第2空洞部32,32(図7参照)のそれぞれと連通する第2貫通孔34a,34aが形成されている。
本開示の実施形態3に係る積層造形方法は、ステップS3(図4参照)において実施形態1と異なり、その他のステップは実施形態1と同じである。実施形態3ではステップS3において、図8に示されるような2種類の蓋部、すなわち、第1蓋部33及び第2蓋部34を使用する。第1蓋部33には、露出面3a(図7参照)を塞ぐように積層造形体1(図7参照)に取付けたときに、第1空洞部31(図7参照)と連通する第1貫通孔33aが形成されている。第2蓋部34には、露出面3aを塞ぐように積層造形体1に取付けたときに、第2空洞部32,32(図7参照)のそれぞれと連通する第2貫通孔34a,34aが形成されている。
図9に示されるように、本開示の実施形態3に係る積層造形方法におけるステップS3は、第1蓋部33及び第2蓋部34を準備する準備ステップS21と、積層造形体1に第1蓋部33を取付けた状態でサポート3を燃焼除去する第1燃焼除去ステップS22と、第1燃焼除去ステップS22の後に、積層造形体1に第2蓋部34を取付けた状態でサポート3を燃焼除去する第2燃焼除去ステップS23と、第2燃焼除去ステップS23の後に、積層造形体1に第1蓋部33及び第2蓋部34のいずれも取付けない状態でサポート3を燃焼除去する第3燃焼除去ステップS24とを含んでいる。
図10に示されるように、第1燃焼除去ステップS22では、第1蓋部33で露出面3aを塞いでいるので、第1蓋部33に形成されている第1貫通孔33aを介して、サーマルデバリング装置の内部と第1空洞部31のみが連通した状態となっている。この状態でサーマルデバリング装置の内部において火炎を発生させると、火炎が第1貫通孔33aを介して第1空洞部31に入り込んで第1空洞部31の奥まで伝播することで、第1空洞部31の奥側の端部よりもさらに奥側のサポート3が燃焼するか、又は、第1空洞部31内で圧力波又はデトネーションが発生して圧力波により第1空洞部31の奥側の端部よりもさらに奥側のサポート3が破壊される。サーマルデバリング装置の内部から積層造形体1を取出して、脆化又は破壊されたサポート3を除去することができる。
次の第2燃焼除去ステップS23では、第2蓋部34で露出面3aを塞いでいるので、第2蓋部34に形成されている第2貫通孔34aを介して、サーマルデバリング装置の内部と第2空洞部32のみが連通した状態となっている。この状態でサーマルデバリング装置の内部において火炎を発生させると、火炎が第2貫通孔34aを介して第2空洞部32に入り込んで第2空洞部32の奥まで伝播することで、第2空洞部32の奥側の端部よりもさらに奥側のサポート3が燃焼するか、又は、第2空洞部32内でデトネーションが発生して圧力波により第2空洞部32の奥側の端部よりもさらに奥側のサポート3が破壊される。サーマルデバリング装置の内部から積層造形体1を取出して、脆化又は破壊されたサポート3を除去することができる。
第1燃焼除去ステップS22及び第2燃焼除去ステップS23により、露出面3aに対する奥側のサポート3が除去された状態となる。次の第3燃焼除去ステップS24では、第1蓋部33及び第2蓋部34のいずれも積層造形体1に取付けていない状態でサーマルデバリング装置の内部において火炎を発生させると、残ったサポート3が火炎によって金属燃焼されて脆化する。サーマルデバリング装置の内部から積層造形体1を取出して、脆化したサポート3を除去することで、積層造形体1から全てのサポート3が除去されて、製品10(図2参照)が製造される。
実施形態3によれば、奥行き方向に長く延びる形状、かつ、奥行き方向に対する断面積が大きい形状のサポート3であっても除去することができる。
実施形態3では、第1空洞部31が1つであり、第2空洞部32が2つであったが、この形態に限定するものではなく、第1空洞部31及び第2空洞部32の個数は、サポート3の大きさに応じて適宜変更可能である。また、長さの異なる2種類の空洞部を形成するのではなく、サポート3の奥行き方向の長さに応じて、長さの異なる3種類以上の空洞部(すなわち、第3空洞部等)を形成してもよい。
実施形態1~3のそれぞれにおいて、例えば図3に示されるように、露出面3aと、露出面3aが露出する積層造形体1の端面とは面一であったが、この形態に限定するものではない。図11に示されるように、露出面3aは、積層造形体1の端面に対して奥行き方向に窪んでいてもよい。実施形態3において、積層造形体1がこのような形態の露出面3aを含む場合には、第1蓋部33及び第2蓋部34はそれぞれ、露出面3aと接する面を有する構造であることが好ましく、例えば積層造形体1の窪みに入り込むような突出部を有し、この突出部が露出面3aと接するように構成されたものであってもよい。
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
[1]一の態様に係る積層造形方法は、
金属を積層して製品(10)を造形する積層造形方法であって、
前記製品(10)の半製品(積層造形体1)は、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部(2)と、
前記オーバーハング部(2)を支えるサポート(3)であって、前記オーバーハング部(2)から前記サポート(3)が露出する露出面(3a)を有するサポート(3)と
を備え、
前記積層造形方法は、
前記金属を積層して前記半製品(1)を造形するステップ(S1)と、
前記露出面(3a)から前記サポート(3)の奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部(4)を前記サポート(3)に形成するステップ(S2)と、
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)と
を含む。
金属を積層して製品(10)を造形する積層造形方法であって、
前記製品(10)の半製品(積層造形体1)は、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部(2)と、
前記オーバーハング部(2)を支えるサポート(3)であって、前記オーバーハング部(2)から前記サポート(3)が露出する露出面(3a)を有するサポート(3)と
を備え、
前記積層造形方法は、
前記金属を積層して前記半製品(1)を造形するステップ(S1)と、
前記露出面(3a)から前記サポート(3)の奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部(4)を前記サポート(3)に形成するステップ(S2)と、
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)と
を含む。
本開示の積層造形方法によれば、火炎を空洞部の奥に到達させることにより、サポートの奥行き方向奥側にあるサポートを燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去することができる。
[2]別の態様に係る積層造形方法は、[1]の積層造形方法であって、
前記空洞部(4)は、前記半製品(1)の造形中に形成される。
前記空洞部(4)は、前記半製品(1)の造形中に形成される。
このような構成によれば、空洞部は半製品の造形中に形成されるので、半製品の造形後にサポートに空洞部を形成する場合に比べて、積層造形方法の工程数を低減することができる。
[3]さらに別の態様に係る積層造形方法は、[1]の積層造形方法であって、
前記空洞部(4)は、前記半製品(1)を造形した後に、前記サポート(3)に形成される。
前記空洞部(4)は、前記半製品(1)を造形した後に、前記サポート(3)に形成される。
このような構成によれば、空洞部を考慮せずにサポートの設計ができるので、サポートの設計を簡素化することができる。
[4]さらに別の態様に係る積層造形方法は、[1]~[3]のいずれかの積層造形方法であって、
前記半製品(1)を造形するステップ(S1)の前に、前記露出面(3a)における前記空洞部(4)の開口(4a)のサイズを決定するステップ(S10)をさらに含み、
このステップ(S10)は、
前記開口(4a)の形状に基づくとペクレ数の範囲を取得するステップ(S11)と、
ペクレ数が前記範囲内となるように前記開口(4a)のサイズを決定するステップ(S12)と
を含む。
前記半製品(1)を造形するステップ(S1)の前に、前記露出面(3a)における前記空洞部(4)の開口(4a)のサイズを決定するステップ(S10)をさらに含み、
このステップ(S10)は、
前記開口(4a)の形状に基づくとペクレ数の範囲を取得するステップ(S11)と、
ペクレ数が前記範囲内となるように前記開口(4a)のサイズを決定するステップ(S12)と
を含む。
このような構成によれば、火炎が開口で消失するおそれを低減して空洞部の奥まで火炎を到達させることができ、サポートの奥行き方向奥側にあるサポートを燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去することができる。
[5]さらに別の態様に係る積層造形方法は、[1]~[4]のいずれかの積層造形方法であって、
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)の前に、前記空洞部(4)に導火線(20)を挿入するステップをさらに含む。
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)の前に、前記空洞部(4)に導火線(20)を挿入するステップをさらに含む。
このような構成によれば、火炎を空洞部の奥に確実に到達させてサポートの奥行き方向奥側にあるサポートを確実に燃焼させることができるので、奥行き方向により長く延びる形状を有するサポートを除去することができる。
[6]さらに別の態様に係る積層造形方法は、[1]~[5]のいずれかの積層造形方法であって、
前記空洞部(4)は、少なくとも1つの第1空洞部(31)と、前記第1空洞部(31)よりも前記奥行き方向の長さが短い少なくとも1つの第2空洞部(32)とを含み、
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)は、
前記露出面(3a)を塞ぐように前記半製品(1)に取付けたときに前記第1空洞部(31)と連通する第1貫通孔(33a)が形成された第1蓋部(33)と、前記露出面(3a)を塞ぐように前記半製品(1)に取付けたときに前記第2空洞部(32)と連通する第2貫通孔(34a)が形成された第2蓋部(34)とを準備する準備ステップ(S21)と、
前記半製品(1)に前記第1蓋部(33)を取付けた状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第1燃焼除去ステップ(S22)と、
前記第1燃焼除去ステップ(S22)の後に、前記半製品(1)に前記第2蓋部(34)を取付けた状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第2燃焼除去ステップ(S23)と、
前記第2燃焼除去ステップ(S23)の後に、前記半製品(1)に前記第1蓋部(33)及び前記第2蓋部(34)のいずれも取付けない状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第3燃焼除去ステップ(S24)と
を含む。
前記空洞部(4)は、少なくとも1つの第1空洞部(31)と、前記第1空洞部(31)よりも前記奥行き方向の長さが短い少なくとも1つの第2空洞部(32)とを含み、
前記サポート(3)を燃焼除去するステップ(S3)は、
前記露出面(3a)を塞ぐように前記半製品(1)に取付けたときに前記第1空洞部(31)と連通する第1貫通孔(33a)が形成された第1蓋部(33)と、前記露出面(3a)を塞ぐように前記半製品(1)に取付けたときに前記第2空洞部(32)と連通する第2貫通孔(34a)が形成された第2蓋部(34)とを準備する準備ステップ(S21)と、
前記半製品(1)に前記第1蓋部(33)を取付けた状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第1燃焼除去ステップ(S22)と、
前記第1燃焼除去ステップ(S22)の後に、前記半製品(1)に前記第2蓋部(34)を取付けた状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第2燃焼除去ステップ(S23)と、
前記第2燃焼除去ステップ(S23)の後に、前記半製品(1)に前記第1蓋部(33)及び前記第2蓋部(34)のいずれも取付けない状態で前記サポート(3)を燃焼除去する第3燃焼除去ステップ(S24)と
を含む。
このような構成によれば、奥行き方向に長く延びる形状、かつ、奥行き方向に対する断面積が大きい形状のサポートであっても除去することができる。
[7]一の態様に係る積層造形体は、
金属の積層造形体(1)であって、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部(2)と、
前記オーバーハング部(2)を支えるサポート(3)であって、前記オーバーハング部(2)から前記サポート(3)が露出する露出面(3a)を有するサポート(3)と
を備え、
前記露出面(3a)から前記サポート(3)の奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部(4)が前記サポート(3)に形成されている。
金属の積層造形体(1)であって、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部(2)と、
前記オーバーハング部(2)を支えるサポート(3)であって、前記オーバーハング部(2)から前記サポート(3)が露出する露出面(3a)を有するサポート(3)と
を備え、
前記露出面(3a)から前記サポート(3)の奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部(4)が前記サポート(3)に形成されている。
本開示の積層造形体によれば、火炎を空洞部の奥に到達させてサポートの奥行き方向奥側にあるサポートを燃焼させることができるので、奥行き方向に長く延びる形状を有するサポートを除去することができる。
1 積層造形体(半製品)
2 オーバーハング部
3 サポート
3a 露出面
4 空洞部
4a 開口
10 製品
20 導火線
31 第1空洞部
32 第2空洞部
33 第1蓋部
33a 第1貫通孔
34 第2蓋部
34a 第2貫通孔
2 オーバーハング部
3 サポート
3a 露出面
4 空洞部
4a 開口
10 製品
20 導火線
31 第1空洞部
32 第2空洞部
33 第1蓋部
33a 第1貫通孔
34 第2蓋部
34a 第2貫通孔
Claims (7)
- 金属を積層して製品を造形する積層造形方法であって、
前記製品の半製品は、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部と、
前記オーバーハング部を支えるサポートであって、前記オーバーハング部から前記サポートが露出する露出面を有するサポートと
を備え、
前記積層造形方法は、
前記金属を積層して前記半製品を造形するステップと、
前記露出面から前記サポートの奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部を前記サポートに形成するステップと、
前記サポートを燃焼除去するステップと
を含む積層造形方法。 - 前記空洞部は、前記半製品の造形中に形成される、請求項1に記載の積層造形方法。
- 前記空洞部は、前記半製品を造形した後に、前記サポートに形成される、請求項1に記載の積層造形方法。
- 前記半製品を造形するステップの前に、前記露出面における前記空洞部の開口のサイズを決定するステップをさらに含み、
このステップは、
前記開口の形状に基づくペクレ数の範囲を取得するステップと、
ペクレ数が前記範囲内となるように前記開口のサイズを決定するステップと
を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の積層造形方法。 - 前記サポートを燃焼除去するステップの前に、前記空洞部に導火線を挿入するステップをさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 前記空洞部は、少なくとも1つの第1空洞部と、前記第1空洞部よりも前記奥行き方向の長さが短い少なくとも1つの第2空洞部とを含み、
前記サポートを燃焼除去するステップは、
前記露出面を塞ぐように前記半製品に取付けたときに前記第1空洞部と連通する第1貫通孔が形成された第1蓋部と、前記露出面を塞ぐように前記半製品に取付けたときに前記第2空洞部と連通する第2貫通孔が形成された第2蓋部とを準備する準備ステップと、
前記半製品に前記第1蓋部を取付けた状態で前記サポートを燃焼除去する第1燃焼除去ステップと、
前記第1燃焼除去ステップの後に、前記半製品に前記第2蓋部を取付けた状態で前記サポートを燃焼除去する第2燃焼除去ステップと、
前記第2燃焼除去ステップの後に、前記半製品に前記第1蓋部及び前記第2蓋部のいずれも取付けない状態で前記サポートを燃焼除去する第3燃焼除去ステップと
を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の積層造形方法。 - 金属の積層造形体であって、
前記金属の積層方向下向きの面を有する少なくとも1つのオーバーハング部と、
前記オーバーハング部を支えるサポートであって、前記オーバーハング部から前記サポートが露出する露出面を有するサポートと
を備え、
前記露出面から前記サポートの奥行き方向に向かって延びる少なくとも1つの空洞部が前記サポートに形成されている積層造形体。
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