JP2023031963A - Production method of three-dimensional molded object - Google Patents

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正大 草野
Masahiro Kusano
誠 渡邊
Makoto Watanabe
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Abstract

Figure 2023031963000001

【課題】立体造形物の形状を工夫して熱伝導を抑制することでプロセス中の材料温度を高温に保持し、立体造形物の金属組織および力学特性の制御を可能すること。
【解決手段】金属粉末積層造形装置を用いて造形物層を積層した立体造形物10を製造する方法であって、立体造形物10は、基台20と接続されると共に、熱抵抗が所定値となる形状を有する細棒支持部30と、殻形状の本体部50と、本体部50と細棒支持部30とを構造的に連結するテーパ形状部40とを備え、前記金属粉末積層造形装置は、金属粒子を含む粉末材料の薄層を形成する工程と、前記薄層にレーザ光を選択的に照射して、前記粉末材料に含まれる金属粒子が焼結または溶融結合してなる造形物層を形成する工程と、前記薄層を形成する工程と前記造形物層を形成する工程とをこの順に複数回繰り返し、前記造形物層を積層する工程とを含むものである。
【選択図】図1

Figure 2023031963000001

The object of the present invention is to control the metal structure and mechanical properties of a three-dimensional object by devising the shape of the three-dimensional object and suppressing heat conduction so as to maintain the material temperature at a high temperature during processing.
A method for manufacturing a three-dimensional object (10) by laminating object layers using a metal powder additive manufacturing apparatus, wherein the three-dimensional object (10) is connected to a base (20) and has a thermal resistance of a predetermined value. A thin rod support portion 30 having a shape, a shell-shaped main body portion 50, and a tapered portion 40 that structurally connects the main body portion 50 and the thin rod support portion 30, and the metal powder additive manufacturing apparatus is a step of forming a thin layer of a powder material containing metal particles, and selectively irradiating the thin layer with a laser beam to sinter or melt-bond the metal particles contained in the powder material. The method includes a step of forming a layer, and a step of stacking the model layer by repeating the step of forming the thin layer and the step of forming the model layer in this order a plurality of times.
[Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、粉末床溶融結合法を用いた立体造形物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional object using a powder bed fusion method.

粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion、PBF)では、レーザ光もしくは電子ビームを用いて原料粉末を局所的かつ瞬間的に溶融・凝固させて、任意形状のサンプルを作製するものである(例えば、特許文献1、2参照)。鍛造や鋳造などのプロセスに比べて、PBFは冷却速度や凝固速度が速いことが特徴である。このようなプロセス中の熱履歴によって、造形サンプルの金属組織は微細となる傾向にあり、力学特性にも影響する。 In the powder bed fusion method (PBF), a raw material powder is locally and instantaneously melted and solidified using a laser beam or an electron beam to produce a sample of any shape (for example, See Patent Documents 1 and 2). Compared to processes such as forging and casting, PBF is characterized by faster cooling and solidification rates. Due to the thermal history during such a process, the metallographic structure of the shaped sample tends to be fine, which also affects its mechanical properties.

特に、微細組織を有する金属組織は延性に劣るため、粉末床溶融結合法で製造した造形サンプルにおいては、造形サンプルの結晶粒を粗大化させるため、熱処理が一般的に行われている。また、プロセス条件(例えば、熱源の出力や走査速度、基材温度[例えば、非特許文献1参照]など)によって、造形サンプルの金属組織や力学特性を変えるような研究事例が報告されている。 In particular, since a metal structure having a fine structure is inferior in ductility, a heat treatment is generally performed in order to coarsen the crystal grains of a shaped sample manufactured by the powder bed fusion method. In addition, research cases have been reported in which the metal structure and mechanical properties of a shaped sample are changed depending on process conditions (e.g., heat source output, scanning speed, substrate temperature [e.g., see Non-Patent Document 1], etc.).

特許第3010312号公報Japanese Patent No. 3010312 特開2018-80393号公報JP 2018-80393 A

R. Mertens et al. ”Application of base plate preheating during selective laser melting” Procedia CIRP 74 (2018) 5-11, Science DirectR. Mertens et al. ``Application of base plate preheating during selective laser melting'' Procedia CIRP 74 (2018) 5-11, Science Direct

以上説明したように、従来の粉末床溶融結合法の場合、レーザ光もしくは電子ビームを用いて原料粉末を局所的かつ瞬間的に溶融・凝固させているが、立体造形物の冷却速度が速く、原料粉末が瞬間的に凝固するプロセスとなっている。そこで、造形プロセス後の熱処理による金属組織の粗大化、相変態・析出などで力学特性の改善がおこなわれているため、製造プロセスに改善の余地があるという課題があった。
本発明は上述する課題を解決するもので、立体造形物の形状を工夫して熱伝導を抑制することで、造形プロセス中の金属粉末の材料温度を高温に保持し、立体造形物の金属組織および力学特性の制御を可能する立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。
As described above, in the case of the conventional powder bed fusion method, the raw material powder is melted and solidified locally and instantaneously by using a laser beam or an electron beam. It is a process in which the raw material powder instantly solidifies. Therefore, there is room for improvement in the manufacturing process because the mechanical properties are improved by coarsening the metal structure, phase transformation, precipitation, etc. by heat treatment after the molding process.
The present invention is intended to solve the above-described problems, and by devising the shape of a three-dimensional model to suppress heat conduction, the material temperature of the metal powder during the modeling process is maintained at a high temperature, and the metal structure of the three-dimensional model is improved. And it aims at providing the manufacturing method of the three-dimensional molded article which can control a mechanical characteristic.

[1]本発明の立体造形物の造形方法は、例えば、図1に示すように、金属粉末積層造形装置を用いて造形物層を積層した立体造形物10を製造する方法であって、立体造形物10は、基台20と接続されると共に、熱抵抗が所定値となる形状を有する細棒支持部30と、殻形状の本体部50と、本体部50と細棒支持部30とを構造的に連結するテーパ形状部40とを備え、
前記金属粉末積層造形装置は、金属粒子を含む粉末材料の薄層を形成する工程と、
前記薄層にレーザ光を選択的に照射して、前記粉末材料に含まれる金属粒子が焼結または溶融結合してなる造形物層を形成する工程と、
前記薄層を形成する工程と前記造形物層を形成する工程とをこの順に複数回繰り返し、前記造形物層を積層する工程とを含むものである。
[1] The method for forming a three-dimensional object according to the present invention is, for example, a method for manufacturing a three-dimensional object 10 in which layers of the object are laminated using a metal powder layered modeling apparatus as shown in FIG. The modeled object 10 is connected to the base 20 and includes a thin rod support portion 30 having a shape with a predetermined value of thermal resistance, a shell-shaped main body portion 50, and the main body portion 50 and the thin rod support portion 30. a tapered portion 40 that structurally connects;
The metal powder additive manufacturing apparatus forms a thin layer of powder material containing metal particles;
a step of selectively irradiating the thin layer with a laser beam to form a modeled object layer in which metal particles contained in the powder material are sintered or melt-bonded;
The method includes a step of repeating the step of forming the thin layer and the step of forming the modeled object layer in this order a plurality of times to stack the modeled object layer.

[2]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、前記造形物層を積層する工程は、細棒支持部30を造形する工程と、細棒支持部30と連結したテーパ形状部40を造形する工程と、テーパ形状部40と連結した本体部50を造形する工程とを有するとよい。
[3]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、テーパ形状部40は、細棒支持部30側から本体部50側に拡大する形状を有すると共に、前記拡大する角度は全角で60度以上120度以下であるとよい。
[2] In the method for forming a three-dimensional object according to the present invention, preferably, the step of laminating the object layers includes forming a thin rod support portion 30, and forming a tapered portion 40 connected to the thin rod support portion 30. and a step of shaping the body portion 50 connected to the tapered portion 40 .
[3] In the method for forming a three-dimensional object according to the present invention, preferably, the tapered portion 40 has a shape that expands from the thin rod support portion 30 side to the main body portion 50 side, and the expansion angle is 60 in full angle. degree or more and 120 degrees or less.

[4]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、細棒支持部30の熱抵抗が所定値となる形状は、本体部50を造形する工程において、前記金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射による前記造形物層を形成する工程での前記造形物層の昇温が、前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間を充足するように定められるとよい。
[5]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間は、前記造形物層の前記粉末材料の結晶粒子形状が所定の結晶粒径を保持するように定められるとよい。前記粉末材料の結晶粒子形状は、例えば、ASTM結晶粒度としての2-5の範囲に相当する、60以上180μm以下であるとよい。
[6]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、本体部50は、タービン静翼、又はタービン動翼であるとよい。
[4] In the method for forming a three-dimensional object of the present invention, preferably, the shape in which the thermal resistance of the thin rod support portion 30 is a predetermined value is obtained in the step of forming the main body portion 50 by the metal powder layered modeling apparatus. It is preferable that the temperature rise of the model layer in the step of forming the model layer by light irradiation is determined so as to satisfy the heat treatment temperature and the heat treatment time of the model layer.
[5] In the method for forming a three-dimensional object of the present invention, preferably, the heat treatment temperature and the heat treatment time of the object layer are such that the crystal grain shape of the powder material of the object layer maintains a predetermined crystal grain size. should be defined as The crystal grain shape of the powder material may be, for example, 60 or more and 180 μm or less, which corresponds to an ASTM grain size range of 2-5.
[6] In the method for forming a three-dimensional object according to the present invention, the main body 50 is preferably a turbine stationary blade or a turbine rotor blade.

[7]本発明の立体造形物の造形方法において、好ましくは、さらに、本体部50からテーパ形状部40を除去する工程、又はテーパ形状部40から細棒支持部30を除去する工程を有するとよい。 [7] Preferably, the three-dimensional object modeling method of the present invention further includes a step of removing the tapered portion 40 from the body portion 50 or a step of removing the thin rod support portion 30 from the tapered portion 40. good.

本発明の立体造形物の造形方法においては、本体部に対して、テーパ形状部と細棒支持部とを構造的に連結することで、基台への熱伝導を抑制することができ、立体造形物の造形プロセス中の造形サンプルを高温に保持することができる。そこで、造形サンプルの金属組織や力学特性を制御することができる。
テーパ形状部と細棒支持部の形状は、造形サンプルの断面積(基材に平行となる断面の面積)が小さくなる部分となっており、粉末床溶融結合法による本体部の造形の際に、テーパ形状部と細棒支持部を経由して基台への熱伝導を抑制し、本体部を高温に保つことができる。テーパ形状部と細棒支持部の断面積をどの程度減少させるかによって、本体部の保持温度が変わり、本体部の金属組織や力学特性も制御できる。
In the method for forming a three-dimensional object of the present invention, by structurally connecting the tapered portion and the thin rod support portion to the body portion, heat conduction to the base can be suppressed. The build sample can be kept at a high temperature during the build process of the build. Therefore, the metallographic structure and mechanical properties of the shaped sample can be controlled.
The shape of the tapered part and thin rod support part is the part where the cross-sectional area of the modeled sample (the area of the cross section parallel to the base material) becomes smaller, and when the body part is modeled by the powder bed fusion method , the heat transfer to the base through the tapered portion and thin rod support portion can be suppressed, and the main body portion can be kept at a high temperature. Depending on how much the cross-sectional areas of the tapered portion and thin rod supporting portion are reduced, the holding temperature of the main body changes, and the metal structure and mechanical properties of the main body can also be controlled.

本発明の粉末床溶融結合法の場合、造形プロセス中に金属粉末材料を高温に保持できるため、冷却速度・凝固速度を遅くすることで結晶粒の形成を制御できる。そこで、造形プロセス中の高温保持によって、従来の造形プロセス後の熱処理による金属組織の粗大化、相変態・析出などを代替でき、造形プロセス後の熱処理を行わなくても済み、製造プロセスが簡単になる。 In the powder bed fusion method of the present invention, since the metal powder material can be kept at a high temperature during the shaping process, the formation of crystal grains can be controlled by slowing down the cooling rate and solidification rate. Therefore, by maintaining a high temperature during the molding process, it is possible to replace the coarsening of the metal structure, phase transformation, precipitation, etc. due to the conventional heat treatment after the molding process, eliminating the need for heat treatment after the molding process and simplifying the manufacturing process. Become.

本発明の一実施例を示す造形物の正面図である。1 is a front view of a molded article showing an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の粉末床溶融結合法に用いる金属粉3Dプリンタの一実施例を示す、全体の機能ブロック図である。1 is an overall functional block diagram showing an embodiment of a metal powder 3D printer used in the powder bed fusion method of the present invention; FIG. 本発明の一実施例を示す立体造形物の造形方法のフローチャートである。It is a flow chart of the molding method of the three-dimensional molded article showing one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す立体造形物の造形方法のフローチャートである。It is a flow chart of the molding method of the three-dimensional molded article showing one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す、走査型電子顕微鏡(SEM)による造形物の切断面の微細組織を示す写真図で、基台20を示している。The base 20 is shown in a photographic view showing the microstructure of the cut surface of the modeled product by a scanning electron microscope (SEM), which shows one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す、走査型電子顕微鏡(SEM)による造形物の切断面の微細組織を示す写真図で、テーパ部40を示している。The tapered portion 40 is shown in the photographic view showing the microstructure of the cut surface of the modeled product taken by a scanning electron microscope (SEM), showing one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す、走査型電子顕微鏡(SEM)による造形物の切断面の微細組織を示す写真図で、本体部50を示している。A main body part 50 is shown in a photographic view showing a microstructure of a cut surface of a modeled product by a scanning electron microscope (SEM), which shows one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す、後方散乱電子回折(EBSD)による造形物の切断面の結晶粒を示す写真図で、基台20を示している。The base 20 is shown in the photographic view showing the crystal grains of the cut surface of the shaped article by backscattered electron diffraction (EBSD), which shows one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示す、後方散乱電子回折(EBSD)による造形物の切断面の結晶粒を示す写真図で、テーパ部40を示している。A photographic view showing crystal grains of a cut surface of a modeled object by backscattered electron diffraction (EBSD), showing an embodiment of the present invention, showing a tapered portion 40 . 本発明の一実施例を示す、後方散乱電子回折(EBSD)による造形物の切断面の結晶粒を示す写真図で、本体部50を示している。The main body part 50 is shown in a photographic view showing the crystal grains of the cut surface of the shaped article by backscattered electron diffraction (EBSD), which shows one embodiment of the present invention. EBSD画像より得られた結晶粒の幅と長さを,造形物高さに対して図示したものである。The width and length of the crystal grain obtained from the EBSD image are illustrated with respect to the height of the model. EBSD画像より得られた結晶粒の幅と長さを,造形物高さに対して図示したものである。The width and length of the crystal grain obtained from the EBSD image are illustrated with respect to the height of the model. 本発明の一実施例を示す、硬さ試験の結果を示す図で、造形物の高さ方向の分布を示している。It is a figure which shows the result of the hardness test which shows one Example of this invention, and shows distribution of the height direction of the modeled object. 本発明の一実施例を示す、赤外線カメラによる造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の部位毎に示してある。FIG. 2 is an explanatory diagram of the temperature distribution of a modeled object measured by an infrared camera, showing an embodiment of the present invention, showing each part of the modeled object. 本発明の一実施例を示す、赤外線カメラによる造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の高さ方向の分布を示している。FIG. 2 is an explanatory diagram of the temperature distribution of a modeled object measured by an infrared camera, showing the distribution in the height direction of the modeled object, according to an embodiment of the present invention. 有限要素法による熱解析を用いた、造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の高さ方向の分布を示している。FIG. 4 is an explanatory diagram of the measured temperature distribution of a modeled object using thermal analysis by the finite element method, showing the distribution in the height direction of the modeled object. 有限要素法による熱解析を用いた、造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の部位毎に示してある。FIG. 10 is an explanatory diagram of the measured temperature distribution of a modeled object using thermal analysis by the finite element method, and is shown for each part of the modeled object.

以下、図面を用いて本発明を説明する。
図1は、本発明の一実施例を示す造形物の正面図である。本発明の立体造形物の造形方法は、金属粉末積層造形装置を用いて造形物層を積層した立体造形物10を製造する方法である。立体造形物10は、基台20、細棒支持部30、テーパ形状部40、本体部50を備えるもので、本体部50が最終的な製造目的物となる。そこで、最終的な製造目的物である本体部50を得るためには、本体部50からテーパ形状部40を除去する工程、又はテーパ形状部40から細棒支持部30を除去する工程を有するとよい。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a molded article showing one embodiment of the present invention. A method for forming a three-dimensional object according to the present invention is a method for manufacturing a three-dimensional object 10 in which object layers are laminated using a metal powder layered modeling apparatus. The three-dimensional object 10 includes a base 20, a thin rod support portion 30, a tapered portion 40, and a body portion 50, and the body portion 50 is the final manufacturing object. Therefore, in order to obtain the body portion 50 which is the final product to be manufactured, a step of removing the tapered portion 40 from the body portion 50 or a step of removing the thin rod support portion 30 from the tapered portion 40 is required. good.

基台20は、細棒支持部30の一端が結合した部位で、細棒支持部30とテーパ形状部40で連結された状態の立体造形物10の取扱いを容易にするために設けられる。この実施例では、基台20の形状は円板型をしており、外径Φ2が14mm、厚さ(H0-H1)が5mmとなっているが、この形状に限定されるものではない。 The base 20 is a portion where one end of the thin rod support portion 30 is coupled, and is provided to facilitate handling of the three-dimensional object 10 in a state where the thin rod support portion 30 and the tapered portion 40 are connected. In this embodiment, the shape of the base 20 is disk-shaped, with an outer diameter Φ2 of 14 mm and a thickness (H0-H1) of 5 mm, but it is not limited to this shape.

細棒支持部30は、基台20と一端が接続される棒状の部材で、熱抵抗が所定値となる形状を有するもので、例えば外径Φ1が2.5mm、長さ(H1-H2)が10mmとなっている。細棒支持部30の熱抵抗が所定値となる形状は、本体部50を造形する工程において、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射による前記造形物層を形成する工程での前記造形物層の昇温が、前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間を充足するように定められるとよい。造形物層の熱処理温度と熱処理時間は、前記造形物層の前記粉末材料の結晶粒子形状が所定の結晶粒径を保持するように定められるとよい。 The thin rod support portion 30 is a rod-shaped member whose one end is connected to the base 20, and has a shape with a predetermined value of thermal resistance. is 10 mm. The shape in which the heat resistance of the thin rod support portion 30 is a predetermined value is the shape of the object layer in the step of forming the object layer by laser light irradiation by a metal powder layered modeling apparatus in the step of forming the body portion 50. It is preferable that the temperature rise is determined so as to satisfy the heat treatment temperature and heat treatment time of the model layer. It is preferable that the heat treatment temperature and heat treatment time of the model layer are determined so that the crystal grain shape of the powder material of the model layer maintains a predetermined crystal grain size.

テーパ形状部40は、本体部50と細棒支持部30とを構造的に連結するもので、例えば高さH2の位置では細棒支持部30と同じ断面形状となっており、高さH3の位置では本体部50と同じ断面形状となっている。テーパ形状部40の長さ(H2-H3)が5mmとなっている。テーパ形状部40の傘形状は、細棒支持部30側から本体部50側に拡大する形状を有すると共に、拡大する角度は全角で60度以上120度以下であるとよく、ここでは大略98度となっている。 The tapered portion 40 structurally connects the main body portion 50 and the thin rod support portion 30. For example, at a height H2, the tapered portion 40 has the same cross-sectional shape as the thin rod support portion 30, and at a height H3. It has the same cross-sectional shape as the body portion 50 at the position. The length (H2-H3) of the tapered portion 40 is 5 mm. The umbrella shape of the tapered portion 40 has a shape that expands from the thin rod support portion 30 side to the main body portion 50 side, and the expansion angle is preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less in full angle, and here is about 98 degrees. It has become.

本体部50は、この実施例では断面円形の丸棒形状であり、外径Φ2が14mm、長さ(H4-H3)が30mmとなっているが、この形状に限定されるものではなく、例えばタービン静翼やタービン動翼のような凹曲面を有する殻形状であってもよい。 In this embodiment, the body portion 50 has a round bar shape with a circular cross section, and has an outer diameter Φ2 of 14 mm and a length (H4-H3) of 30 mm. It may have a shell shape with a concave curved surface such as a turbine stationary blade or a turbine rotor blade.

このような形状を有する造形物は、例えば、ドイツ連邦共和国、リューベック(Lubeck)市に所在するSLMソリューション社製のSLM280という金属粉末積層造形装置を用いて製造される。金属粉末積層造形装置は、例えば前述の特許文献2等で公知である。 A modeled object having such a shape is manufactured, for example, using a metal powder additive manufacturing apparatus called SLM280 manufactured by SLM Solution Co., Ltd. located in Lubeck, Federal Republic of Germany. A metal powder additive manufacturing apparatus is known, for example, from the above-mentioned Patent Document 2 and the like.

[レーザ金属粉末積層造形装置の概要]
図2は、本発明の粉末床溶融結合法に用いる金属粉3Dプリンタの一実施例を示す、全体機能ブロック図である。図2を参照して、積層造形装置100は、例えば、レーザ積層造形装置である。積層造形装置100は、レーザ装置110と、ガルバノミラー120と、制御装置130と、チャンバ200とを備える。
[Overview of Laser Metal Powder Additive Manufacturing Equipment]
FIG. 2 is an overall functional block diagram showing an embodiment of a metal powder 3D printer used in the powder bed fusion method of the present invention. With reference to FIG. 2, the lamination-molding apparatus 100 is a laser lamination-molding apparatus, for example. The layered manufacturing apparatus 100 includes a laser device 110 , a galvanomirror 120 , a control device 130 and a chamber 200 .

レーザ装置110は、レーザ光を出射する。レーザ装置110はたとえば、ファイバーレーザやCOレーザ等である。レーザ装置110には、レンズ系(図示せず)を設けてもよい。レンズ系は、レーザ装置110からレーザ光を受け、レーザ光を収束してレーザ112を形成する。ガルバノミラー120は、レーザ112の照射操作を行う。つまり、ガルバノミラー120により、レーザ112が照射される位置が調整される。 The laser device 110 emits laser light. Laser device 110 is, for example, a fiber laser, a CO 2 laser, or the like. Laser device 110 may be provided with a lens system (not shown). The lens system receives laser light from laser device 110 and focuses the laser light to form laser 112 . The galvanomirror 120 performs irradiation operation of the laser 112 . That is, the galvanomirror 120 adjusts the position where the laser 112 is irradiated.

チャンバ200は、層形成室210と、造形テーブル230と、粉末供給室220と、リコータ250とを備える。レーザ112の照射操作の際に、金属粉末粒子140が酸化されるのを防止するため、チャンバ200内は不活性ガス(アルゴン、窒素等)を充填された状態を維持するか、或いは真空状態に維持される。 The chamber 200 includes a layer forming chamber 210 , a modeling table 230 , a powder supply chamber 220 and a recoater 250 . In order to prevent the metal powder particles 140 from being oxidized during the irradiation operation of the laser 112, the inside of the chamber 200 is kept filled with an inert gas (argon, nitrogen, etc.) or is kept in a vacuum state. maintained.

層形成室210は、上端に開口を有する筐体状である。造形テーブル230は、層形成室210に収納され、上下方向に昇降可能に支持される。造形テーブル230は、図示しないモータにより昇降する。 The layer forming chamber 210 has a housing shape with an opening at the upper end. The modeling table 230 is accommodated in the layer forming chamber 210 and supported so as to be vertically movable. The modeling table 230 is moved up and down by a motor (not shown).

粉末供給室220は、層形成室210の隣に配置される。粉末供給室220は筐体状であり、上下方向に昇降可能なピストン240を内部に備える。ピストン240上には、金属粉末粒子140が積層されている。金属粉末粒子140は、造形物の原料となる。ピストン240が上昇することにより、層形成室210の上部開口から金属粉末粒子140の層が排出される。金属粉末粒子140は、例えば、耐熱性の高いニッケル其超合金、コバルト其超合金、鉄其超合金の金属粉末で、商品名として、例えばハステロイがある。なお、金属粉末粒子140に代えて、Al等に代表されるセラミックスを金属粉末粒子140と共に用いてもよく、またセラミックス粒子のような無機粉末粒子を単体で用いてもよい。 The powder supply chamber 220 is arranged next to the layer formation chamber 210 . The powder supply chamber 220 has a housing-like shape, and includes a vertically movable piston 240 therein. Metal powder particles 140 are layered on the piston 240 . The metal powder particles 140 serve as raw materials for a modeled object. A layer of the metal powder particles 140 is discharged from the upper opening of the layer forming chamber 210 by raising the piston 240 . The metal powder particles 140 are, for example, metal powders of nickel superalloy, cobalt superalloy, or iron superalloy having high heat resistance, and there is Hastelloy as a trade name, for example. Instead of the metal powder particles 140, ceramics such as Al 2 O 3 may be used together with the metal powder particles 140, or inorganic powder particles such as ceramic particles may be used alone.

リコータ250は、粉末供給室220の上部開口の近傍に配置される。リコータ250は、図示しないモータにより特定方向(水平方向)に移動し、粉末供給室220及び層形成室210の間を往復する。図2では、リコータ250は、X方向に往復移動する。
リコータ250は、X方向に移動することにより、粉末供給室220から排出された金属粉末粒子140の層を水平方向に移動させて層形成室210に供給する。層形成室210の造形テーブル230上に堆積された金属粉末粒子140により、造形テーブル230上に金属粉末粒子140からなる金属粉末層260が形成される。リコータ250がX方向に移動することにより、金属粉末粒子140が水平方向に移動し、金属粉末層260の表面を平坦に整える。
The recoater 250 is arranged near the upper opening of the powder supply chamber 220 . The recoater 250 is moved in a specific direction (horizontal direction) by a motor (not shown) and reciprocates between the powder supply chamber 220 and the layer forming chamber 210 . In FIG. 2, the recoater 250 reciprocates in the X direction.
By moving in the X direction, the recoater 250 horizontally moves the layer of the metal powder particles 140 discharged from the powder supply chamber 220 and supplies it to the layer forming chamber 210 . A metal powder layer 260 made of the metal powder particles 140 is formed on the modeling table 230 by the metal powder particles 140 deposited on the modeling table 230 in the layer forming chamber 210 . By moving the recoater 250 in the X direction, the metal powder particles 140 move in the horizontal direction, and the surface of the metal powder layer 260 is flattened.

制御装置130は、図示しない中央演算処理装置(CPU)と、メモリと、ハードディスクドライブ(以下、HDDという)とを備える。HDDには、周知のCAD(Computer Aided Design)アプリケーションとCAM(Computer Aided Manufacturing)アプリケーションとが格納される。制御装置130は、CADアプリケーションを利用して、製造したい造形物の3次元形状データを作成する。 The control device 130 includes a central processing unit (CPU) (not shown), a memory, and a hard disk drive (hereinafter referred to as HDD). The HDD stores well-known CAD (Computer Aided Design) applications and CAM (Computer Aided Manufacturing) applications. The control device 130 uses a CAD application to create three-dimensional shape data of a modeled object to be manufactured.

制御装置130はさらに、CAMアプリケーションを利用して、3次元データに基づいて、加工条件データを作成する。積層造形法では、レーザ112により形成される複数の造形物部が積層されて造形物が形成される。加工条件データは、各造形物部が形成されるときの加工条件を含む。つまり、加工条件データは、各造形物部ごとに作成される。制御装置130は、加工条件データに基づいてレーザ装置110、レンズ系及びガルバノミラー120を制御して、レーザ112の出力、走査速度、走査間隔及び照射位置を調整する。 The control device 130 also uses a CAM application to create processing condition data based on the three-dimensional data. In the layered manufacturing method, a plurality of modeled object parts formed by the laser 112 are layered to form a modeled object. The processing condition data includes processing conditions for forming each modeled object portion. In other words, the processing condition data is created for each molded object portion. The control device 130 controls the laser device 110, the lens system and the galvanomirror 120 based on the processing condition data to adjust the output of the laser 112, scanning speed, scanning interval and irradiation position.

[製造プロセスの詳細]
図3及び図4は、本発明の一実施例を示す立体造形物の造形方法のフローチャートである。金属粉末積層造形装置では、上記造形物を図3及び図4に示すようなフローチャートに従い、次の工程で製造する。
金属粉末積層造形装置の事前準備工程として、真空ポンプを用いて、チャンバ200を真空に引く。チャンバ200内が真空になった後、チャンバ20内に不活性ガス(アルゴン、窒素等)を供給する。なお、層形成室210の造形テーブル230は予熱されていてもよい。
[Details of manufacturing process]
3 and 4 are flow charts of a method for forming a three-dimensional object according to one embodiment of the present invention. In the metal powder additive manufacturing apparatus, the above-mentioned modeled object is manufactured in the following steps according to the flow charts shown in FIGS.
As a preparatory step for the metal powder additive manufacturing apparatus, a vacuum pump is used to evacuate the chamber 200 . After the inside of the chamber 200 is evacuated, an inert gas (argon, nitrogen, etc.) is supplied inside the chamber 20 . Note that the modeling table 230 in the layer forming chamber 210 may be preheated.

次に、金属粒子を含む粉末材料の薄層である金属粉末層260を形成する(S100)。次に、前記薄層にレーザ光を選択的に照射して、前記粉末材料に含まれる金属粒子が焼結または溶融結合してなる造形物層を形成する(S110)。前記薄層を形成する工程と前記造形物層を形成する工程とをこの順に複数回繰り返し、前記造形物層を積層する(S120)。 Next, a metal powder layer 260, which is a thin layer of powder material containing metal particles, is formed (S100). Next, the thin layer is selectively irradiated with a laser beam to form a model layer in which metal particles contained in the powder material are sintered or melt-bonded (S110). The step of forming the thin layer and the step of forming the modeled object layer are repeated in this order multiple times to stack the modeled object layer (S120).

造形物層を積層する工程(S120)では、まず、最初に基台20を造形する(S122)。次に、細棒支持部30を造形する(S124)。続いて、細棒支持部30と連結したテーパ形状部40を造形する(S126)。次に、テーパ形状部40と連結した本体部50を造形する(S128)。本体部を造形する工程では、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射による前記造形物層を形成する工程での前記造形物層の昇温が、前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間を充足するように定められ、その結果、本体部50に位置する造形物層の粉末材料の結晶粒子形状が所定の結晶粒径を保持する(S129)。
そして、本体部50からテーパ形状部40を除去するか、又はテーパ形状部40から細棒支持部30を除去して(S130)、目的とする本体部50の形状をえる(S132)。
このようにして、目的とする立体造形物の形状をえる(S140)。
In the step of stacking the modeled object layers (S120), first, the base 20 is modeled (S122). Next, thin rod support portions 30 are shaped (S124). Subsequently, the tapered portion 40 connected to the thin rod support portion 30 is formed (S126). Next, the body portion 50 connected to the tapered portion 40 is shaped (S128). In the step of forming the body portion, the temperature rise of the modeled object layer in the step of forming the modeled object layer by laser beam irradiation by the metal powder additive manufacturing apparatus satisfies the heat treatment temperature and heat treatment time of the modeled object layer. As a result, the crystal grain shape of the powder material of the modeled article layer positioned in the body portion 50 maintains a predetermined crystal grain size (S129).
Then, the tapered portion 40 is removed from the main body portion 50, or the thin rod support portion 30 is removed from the tapered portion 40 (S130) to obtain the intended shape of the main body portion 50 (S132).
In this way, the desired three-dimensional object shape is obtained (S140).

今回の実施例では、金属粉末の原料粉末として、Hastelloy X合金を用いている。この金属粉末の場合、メーカのHayes Internationalのドキュメントでは、硬度と結晶粒サイズとして、1177℃で溶体化処理した材料の硬度と結晶粒度が挙げられている。定型的なASTM結晶粒度としての2-5は、結晶粒径の平均値が60-180μmに相当している。

Figure 2023031963000002
In this example, Hastelloy X alloy is used as the raw material powder of the metal powder. For this metal powder, the manufacturer's Hayes International documentation lists the hardness and grain size of the material solution heat treated at 1177°C. A typical ASTM grain size of 2-5 corresponds to an average grain size of 60-180 μm.
Figure 2023031963000002

図5は、本発明の一実施例を示す、走査型電子顕微鏡(SEM)による造形物の切断面の微細組織を示す写真図で、(A)は基台20、(B)はテーパ部40、(C)は本体部50を示している。
また、図6は、本発明の一実施例を示す、後方散乱電子回折(EBSD)による造形物の切断面の結晶粒を示す写真図で、(A)は基台20、(B)はテーパ部40、(C)は本体部50を示している。
FIG. 5 is a photographic diagram showing the microstructure of the cut surface of the modeled product observed by a scanning electron microscope (SEM), showing one embodiment of the present invention. , (C) shows the body portion 50 .
6A and 6B are photographic diagrams showing crystal grains of a cut surface of a modeled product obtained by backscattered electron diffraction (EBSD), showing an embodiment of the present invention. Part 40 , (C) shows the body part 50 .

図7は、EBSD画像より得られた結晶粒の幅と長さを、造形物高さに対して図示したものである。なお、結晶粒の計測は、「JIS G 0551:2020 鋼-結晶粒度の顕微鏡試験方法」と同様に、1本の直線と結晶粒界との交点の数を数え、その線長を交点数で除することで求めた。造形方向(高さ方向)に細長く結晶粒が成長していたため、画像横方向(造形方向に垂直)と画像縦方向(造形方向に平行)に線を引き、それぞれを結晶粒の幅と長さとした。
図7より、基台20の結晶粒は、幅25μm以下、長さ50μm以下である。テーパ部では、造形高さが15mmから20mmにかけて結晶粒の幅が27.5μmから33.2μm、長さが55.7μmから84.5μmへと大きくなっている。一方、本体部50μmに位置する造形物の結晶粒は、幅30μm以上50μm以下、長さ60μm以上155μm以下である。即ち、基台20と比較して、本体部50やテーパ形状部40では組織が粗大化している。
FIG. 7 shows the grain width and length obtained from the EBSD image against the height of the model. In addition, in the measurement of grains, the number of intersections between one straight line and grain boundaries is counted in the same manner as in "JIS G 0551: 2020 Steel-Microscopic test method for grain size", and the line length is calculated by the number of intersections. obtained by subtracting Since the crystal grains grew long and thin in the molding direction (height direction), lines were drawn in the horizontal direction of the image (perpendicular to the molding direction) and the vertical direction of the image (parallel to the molding direction). bottom.
From FIG. 7, the crystal grains of the base 20 have a width of 25 μm or less and a length of 50 μm or less. In the tapered portion, the grain width increases from 27.5 μm to 33.2 μm and the length increases from 55.7 μm to 84.5 μm as the modeling height increases from 15 mm to 20 mm. On the other hand, the crystal grains of the model positioned at the main body portion of 50 μm have a width of 30 μm or more and 50 μm or less and a length of 60 μm or more and 155 μm or less. That is, compared with the base 20, the body portion 50 and the tapered portion 40 have a coarser structure.

図8は、本発明の一実施例を示す、硬さ試験の結果を示す図で、造形物の高さ方向の分布を示している。本体部50に相当する高さ(H4-H3)の範囲を示す高さ20-50mmでは、ビッカース硬さHvは190-220を示している。これに対して、テーパ形状部40に相当する高さ(H2-H3)の範囲を示す高さ15-20mmでは、ビッカース硬さHvは210-250を示している。また、細棒支持部30に相当する高さ(H1-H2)の範囲を示す高さ5-15mmでは、ビッカース硬さHvは265-275を示している。基台20に相当する高さ(H0-H1)の範囲を示す高さ0-5mmでは、ビッカース硬さHvは265-275を示している。即ち、本体部50はテーパ形状部40や細棒支持部30と比較して、材料が軟化している。 FIG. 8 is a diagram showing the results of a hardness test, showing an example of the present invention, showing the distribution of the molded object in the height direction. At a height of 20-50 mm, which indicates the range of height (H4-H3) corresponding to the body portion 50, the Vickers hardness Hv is 190-220. On the other hand, the Vickers hardness Hv is 210-250 at a height of 15-20 mm, which indicates the range of height (H2-H3) corresponding to the tapered portion 40. FIG. Moreover, at a height of 5-15 mm, which indicates the range of height (H1-H2) corresponding to the thin rod supporting portion 30, the Vickers hardness Hv is 265-275. At a height of 0-5 mm, which indicates the range of height (H0-H1) corresponding to the base 20, the Vickers hardness Hv is 265-275. That is, the material of the body portion 50 is softened compared to the tapered portion 40 and the thin rod support portion 30 .

図9は、本発明の一実施例を示す、赤外線カメラによる造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の部位毎に示してある。赤外線カメラは、Telops社製のFAST M350である。計測温度分布の測定は、フレームレートが4Hz、露出時間は100μsで行った。図は、各層のレーザ照射直後の計測温度分布を示している。
なお、金属粉末積層造形装置による本実施例の積層数は1668層であり、高さは50mm、第一層からの加工に要した経過時間は5時間32分57秒であった。造形高さと積層数は、図1のH1で4.98mm、第167層であり、H2で15.00mm、第500層、H3で19.98mm、第667層であった。また、造形時間はH1までで33分13秒、H2までで1時間39分50秒、H3までで2時間13分1秒であった。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the temperature distribution of a modeled object measured by an infrared camera, showing an embodiment of the present invention, showing each part of the modeled object. The infrared camera is a Telops FAST M350. The measured temperature distribution was measured at a frame rate of 4 Hz and an exposure time of 100 μs. The figure shows the measured temperature distribution of each layer immediately after laser irradiation.
In this example, the number of layers laminated by the metal powder additive manufacturing apparatus was 1668, the height was 50 mm, and the elapsed time required for processing from the first layer was 5 hours, 32 minutes and 57 seconds. The build height and the number of layers were 4.98 mm and 167th layer for H1 in FIG. The molding time was 33 minutes and 13 seconds until H1, 1 hour, 39 minutes and 50 seconds until H2, and 2 hours, 13 minutes and 1 second until H3.

図10は、本発明の一実施例を示す、赤外線カメラによる造形物最表面の計測温度分布の説明図で、造形物の高さ方向の分布を示している。縦軸は温度分布であり、横軸は造形時間である。フレームレートが4Hzであり、温度測定値は20フレーム(5秒)毎の移動平均を示している。
基台20は、時間が0-1993秒の範囲で、計測温度分布が50-300℃の範囲にあった。細棒支持部30は、時間が1994-5990秒の範囲で、計測温度分布が50-200℃の範囲にあった。テーパ形状部40は、時間が5991-7981秒の範囲で、計測温度分布が100-1100℃の範囲まで、細棒支持部30に近い側で低く、本体部50に近づくにつれて温度が上昇した。これに対して、本体部50は、時間が7982-19977秒の範囲で、テーパ形状部40に近い部位では、計測温度分布が1000-1100℃と高くなり、本体部50の天端に近い部位では、計測温度分布が800-900℃と若干低下した。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the temperature distribution measured on the outermost surface of the modeled object by an infrared camera, showing an embodiment of the present invention, showing the distribution in the height direction of the modeled object. The vertical axis is temperature distribution, and the horizontal axis is modeling time. The frame rate is 4 Hz, and the temperature measurements represent a moving average every 20 frames (5 seconds).
The base 20 had a time range of 0-1993 seconds and a measured temperature distribution of 50-300°C. The thin rod support portion 30 had a time range of 1994-5990 seconds and a measured temperature distribution in the range of 50-200°C. In the tapered portion 40, the measured temperature distribution ranged from 100 to 1100° C. for a time period of 5991-7981 seconds, and the temperature was lower on the side closer to the thin rod support portion 30 and increased as it approached the main body portion 50. On the other hand, in the body part 50, the measured temperature distribution is as high as 1000-1100° C. , the measured temperature distribution decreased slightly to 800-900°C.

図11は、有限要素法による熱解析を用いた、造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の高さ方向の分布を示している。
基台20に相当する部位では、温度分布が50-400℃であった。細棒支持部30に相当する部位では、温度分布が100-400℃であった。テーパ形状部40に相当する部位では、温度分布が150-1300℃であった。これらの部位では、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射によるエネルギも、基台20側に拡散して、加工部位の温度が上昇しない。
本体部50のテーパ形状部40に近い部位では、表面温度分布が1150-1250℃であった。これらの部位では、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射によるエネルギが、細棒支持部30での熱抵抗の高さによって基台20側に拡散することが防止されて、加工部位である本体部50の加工温度が1150-1250℃に維持される。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the measured temperature distribution of the molded object using thermal analysis by the finite element method, showing the distribution in the height direction of the molded object.
At the portion corresponding to the base 20, the temperature distribution was 50-400.degree. The temperature distribution was 100-400° C. at the portion corresponding to the thin rod supporting portion 30 . At the portion corresponding to the tapered portion 40, the temperature distribution was 150-1300.degree. At these parts, the energy generated by the laser beam irradiation from the metal powder additive manufacturing apparatus also diffuses to the base 20 side, and the temperature of the processed parts does not rise.
The surface temperature distribution was 1150-1250.degree. At these parts, the energy generated by the laser beam irradiation by the metal powder additive manufacturing apparatus is prevented from diffusing toward the base 20 side due to the high thermal resistance of the thin rod support part 30, and the main body part, which is the processed part, is prevented. 50 processing temperature is maintained at 1150-1250°C.

図12は、有限要素法による熱解析を用いた、造形物の計測温度分布の説明図で、造形物の部位毎に示してある。
有限要素法は、Dassault Systems社製のソフトウェアABAQUS 2019を使用した。金属粉末積層造形装置による一層当たりの熱解析を有限要素法にて行った。有限要素法による表面温度計算によると、基台20に相当する層では、温度分布が50-250℃であった。細棒支持部30に相当する層では、温度分布が50-850℃の範囲まで、細棒支持部30に近い側で低く、本体部50に近づくにつれて温度が上昇した。本体部50のテーパ形状部40に近い部位では、温度分布が800-950℃であった。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the measured temperature distribution of the molded object using thermal analysis by the finite element method, showing each part of the molded object.
The finite element method used software ABAQUS 2019 manufactured by Dassault Systems. A thermal analysis per layer was performed using the finite element method using a metal powder additive manufacturing system. According to the surface temperature calculation by the finite element method, the temperature distribution in the layer corresponding to the base 20 was 50-250.degree. In the layer corresponding to the thin rod supporting portion 30, the temperature distribution ranged from 50 to 850.degree. The temperature distribution was 800-950° C. at a portion of the body portion 50 near the tapered portion 40 .

なお、上記実施形態においては、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射によるエネルギを本体部50の加工部位に滞留させて、基台側への熱拡散を細棒支持部30での高い熱抵抗によって防止する場合を示したが、本発明はこの実施例に限定されるものでなく、当業者にとって自明な範囲で、各種の態様の実施例がありえる。 In the above-described embodiment, the energy generated by the laser beam irradiation by the metal powder additive manufacturing apparatus is retained in the processed portion of the main body 50, and the heat diffusion to the base side is caused by the high thermal resistance of the thin rod support portion 30. Although the case of prevention is shown, the present invention is not limited to this embodiment, and various embodiments are possible within the scope obvious to those skilled in the art.

本発明の粉末床溶融結合法によれば、金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射によるエネルギを本体部50の加工部位に滞留させて、基台側への熱拡散を細棒支持部30での高い熱抵抗によって防止するので、本体部50を構成する造形物層の粉末材料の結晶粒子形状が大きな結晶粒径を保持するので、造形プロセス後の熱処理による金属組織の粗大化、相変態・析出などで力学特性の改善等の後加工が省略できる。 According to the powder bed fusion method of the present invention, the energy generated by the laser beam irradiation by the metal powder layered modeling apparatus is retained in the processed portion of the main body 50, and the heat diffusion toward the base side is caused by the thin rod supporting portion 30. This is prevented by high thermal resistance, so that the crystal grain shape of the powder material of the molding layer that constitutes the main body 50 maintains a large crystal grain size. For example, post-processing such as improvement of mechanical properties can be omitted.

10:立体造形物
20:基台
30:細棒支持部
40:テーパ形状部
50:本体部
100:積層造形装置
110:レーザ装置
112:レーザ
120:ガルバノミラー
130:制御装置
140:金属粉末粒子
200:チャンバ
210:層形成室
220:粉末供給室
230:造形テーブル
250:リコータ
260:金属粉末層
10: Three-dimensional object 20: Base 30: Thin rod support part 40: Tapered part 50: Body part 100: Layered modeling device 110: Laser device 112: Laser 120: Galvanomirror 130: Control device 140: Metal powder particles 200 : Chamber 210: Layer forming chamber 220: Powder supply chamber 230: Molding table 250: Recoater 260: Metal powder layer

Claims (7)

金属粉末積層造形装置を用いて造形物層を積層した立体造形物を製造する方法であって、前記立体造形物は、
基台と接続されると共に、熱抵抗が所定値となる形状を有する細棒支持部と、
殻形状の本体部と、
前記本体部と前記細棒支持部とを構造的に連結するテーパ形状部と、
を備え、
前記金属粉末積層造形装置は、
金属粒子を含む粉末材料の薄層を形成する工程と、
前記薄層にレーザ光を選択的に照射して、前記粉末材料に含まれる金属粒子が焼結または溶融結合してなる造形物層を形成する工程と、
前記薄層を形成する工程と前記造形物層を形成する工程とをこの順に複数回繰り返し、前記造形物層を積層する工程と、
を含む立体造形物の造形方法。
A method for manufacturing a three-dimensional object by laminating object layers using a metal powder additive manufacturing apparatus, the three-dimensional object comprising:
A thin rod support portion connected to the base and having a shape with a predetermined thermal resistance;
a shell-shaped main body;
a tapered portion that structurally connects the main body portion and the thin rod support portion;
with
The metal powder additive manufacturing apparatus is
forming a thin layer of powder material comprising metal particles;
a step of selectively irradiating the thin layer with a laser beam to form a modeled object layer in which metal particles contained in the powder material are sintered or melt-bonded;
a step of repeating the step of forming the thin layer and the step of forming the modeled object layer a plurality of times in this order to stack the modeled object layer;
A method of forming a three-dimensional object including
前記造形物層を積層する工程は、
前記細棒支持部を造形する工程と、
前記細棒支持部と連結した前記テーパ形状部を造形する工程と、
前記テーパ形状部と連結した本体部を造形する工程と、
を有する請求項1に記載の立体造形物の造形方法。
The step of laminating the modeled object layer includes:
a step of shaping the thin rod support;
A step of shaping the tapered portion connected to the thin rod support portion;
a step of shaping a body portion connected to the tapered portion;
The method for forming a three-dimensional object according to claim 1.
前記テーパ形状部は、前記細棒支持部側から前記本体部側に拡大する形状を有すると共に、前記拡大する角度は全角で60度以上120度以下である、
請求項1又は2に記載の立体造形物の造形方法。
The tapered portion has a shape expanding from the thin rod supporting portion side to the main body portion side, and the expanding angle is 60 degrees or more and 120 degrees or less in full angle.
The method for forming a three-dimensional object according to claim 1 or 2.
前記細棒支持部の熱抵抗が所定値となる形状は、
前記本体部を造形する工程において、前記金属粉末積層造形装置によるレーザ光照射による前記造形物層を形成する工程での前記造形物層の昇温が、前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間を充足するように定められる、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の立体造形物の造形方法。
The shape in which the thermal resistance of the thin rod support portion is a predetermined value is
In the step of forming the body portion, the temperature rise of the modeled object layer in the step of forming the modeled object layer by laser light irradiation by the metal powder additive manufacturing apparatus is determined by the heat treatment temperature and the heat treatment time of the modeled object layer. determined to satisfy
The method for forming a three-dimensional object according to any one of claims 1 to 3.
前記造形物層の熱処理温度と熱処理時間は、前記造形物層の前記粉末材料の結晶粒子形状が所定の結晶粒径を保持するように定められる、
請求項4に記載の立体造形物の造形方法。
The heat treatment temperature and heat treatment time of the model layer are determined so that the crystal grain shape of the powder material of the model layer maintains a predetermined crystal grain size.
The modeling method of the three-dimensional molded article according to claim 4.
前記本体部は、タービン静翼、又はタービン動翼である請求項1乃至5の何れか1項に記載の立体造形物の造形方法。 The method for forming a three-dimensional object according to any one of claims 1 to 5, wherein the main body is a turbine stationary blade or a turbine rotor blade. さらに、前記本体部から前記テーパ形状部を除去する工程、又は前記テーパ形状部から前記細棒支持部を除去する工程を有する、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の立体造形物の造形方法。
Further, a step of removing the tapered portion from the main body portion, or a step of removing the thin rod support portion from the tapered portion,
The method for forming a three-dimensional object according to any one of claims 1 to 6.
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