JP2023516707A - 予備成形クラック欠陥、内蔵式クラック欠陥の製造方法および予備成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
欠陥領域を設定することと、
前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
レーザー溶融堆積プロセスに基づき、欠陥製造粉末を用いて、欠陥製造プロセスパラメータに従って前記欠陥領域を層ごとに印刷することと、を含み、
ここで、前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%である。
ここで、P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなる。
前記予備成形体の三次元モデルを取得することと、
前記三次元モデルを、前記三次元モデルにおける少なくとも1つの欠陥領域および成形領域に区画することと、
前記クラックの体積が前記欠陥領域の体積を占める割合の大きさを予め設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて、球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
前記予備成形体を層ごとに印刷し、ここでは、前記欠陥領域に対応する層を、欠陥製造粉末を用いて、欠陥製造プロセスパラメータに従って印刷することとを含み、
ここで、前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%である。
前記レーザーパワーPと走査速度vとの比を調整することで前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を制御することを含み、
ここで、P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなる。
マージン追加処理、
スライシング処理および
経路計画処理を含む。
印刷が完了した前記予備成形体に対する熱処理を行うことと、
印刷が完了した前記予備成形体を印刷基板から分割することと、
印刷が完了した前記予備成形体に対する表面処理を行うことと、をさらに含む。
前記部品本体および前記部品修復領域の三次元モデルをそれぞれ取得することと、
前記部品本体を取得することと、
前記部品修復領域の三次元モデルを、部品を修復した後に前記部品修復体の内部に位置する少なくとも1つの欠陥領域、および、成形領域に区画することと、
前記クラックの体積が前記欠陥領域の体積を占める割合の大きさを予め設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
前記部品本体の欠陥において前記部品修復領域を層ごとに印刷し、ここでは、前記欠陥領域に対応する層を、欠陥製造粉末を用いて、欠陥製造プロセスパラメータに従って印刷することと、を含み、
ここで、前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%である。
前記レーザーパワーPと走査速度vとの比を調整することで前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を制御することを含み、
ここで、P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなる。
完全な部品において溝を開設することで前記部品本体を取得することをさらに含む。
前記部品修復領域の三次元モデルの前記欠陥領域および前記成形領域に対してモデル処理を行うことをさらに含み、前記モデル処理は、
マージン追加処理、
スライシング処理および
経路計画処理を含む。
印刷が完了した前記部品修復体に対する熱処理を行うことと、
印刷が完了した前記部品修復体に対する表面処理を行うことと、をさらに含む。
以下の実施例およびその図面によって本発明の具体的な特徴および性能をさらに説明する。
実施形態1は、内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法および当該製造方法による、内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体が記載されている。理解すべきことは、内蔵式クラック欠陥は、クラック欠陥が予め製造した部品の内部に発生することである。
三次元モデルにおいて区画した欠陥領域10および成形領域11に対するモデル処理を行うステップS103をさらに含み、ここで、モデル処理は、マージン追加処理、スライシング処理および経路計画処理を含むことができる。具体的には、マージン追加処理とは、欠陥領域10および成形領域11の外周輪郭にそれぞれ印刷マージンを追加することによって、印刷過程において、欠陥領域10および成形領域11の境界を相互に冶金的溶着させることであり、当該冶金的溶着の接続方式は、2つの領域の境界の溶融池が相互に重ね継ぎするような冶金的溶着であってもよく、2つの領域の上下層が溶融して積層するような冶金溶着であってもよい。スライシング処理とは、走査によって得られた三次元モデルをスライスで複数の層に分割し、後続に層ごとに印刷するために基礎を提供する。経路計画処理とは、スライシング処理の後に形成した複数の単層において、レーザーの走査経路を計画することである。ここで、各単層における欠陥領域10および成形領域11に対して、異なる粉末送給器およびレーザー発生器を用いてもよく、印刷方式は各単層における欠陥領域10および成形領域11を順番に印刷してもよく、同期して印刷してもよい。
Hastelloy X合金粉末を成形領域11の製造粉末として選択する。
実施形態2には内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法が開示されている。
部品修復領域100bの三次元モデルにおいて区画した欠陥領域10aおよび成形領域11aに対するモデル処理を行うステップS205をさらに含み、ここで、モデル処理は、マージン追加処理、スライシング処理および経路計画処理を含むことができる。具体的には、マージン追加処理とは、欠陥領域10aおよび成形領域11aの外周輪郭にそれぞれ印刷マージンを追加することによって、印刷過程に、欠陥領域10aおよび成形領域11aの境界を相互に冶金的溶着させることであり、当該冶金的溶着の接続方式は、2つの領域の境界の溶融池が相互に重ね継ぎするような冶金的溶着であってもよく、2つの領域の上下層が溶融して積層するような冶金溶着であってもよい。スライシング処理とは、走査によって得られた三次元モデルをスライスで複数の層に分割し、後続に層ごとに印刷するために基礎を提供することを指す。経路計画処理とは、スライシング処理の後に形成した複数の単層において、レーザーの走査経路を計画することである。ここで、各単層における欠陥領域10aおよび成形領域11aに対して、異なる粉末送給器およびレーザー発生器を用いてもよく、印刷方式は各単層における欠陥領域10aおよび成形領域11aを順番に印刷してもよく、同期に印刷してもよい。
GH3536合金粉末を修復領域の製造粉末として選択する。
その後、GH3536鍛造品において、鍛造品100aの表面からクラック欠陥領域10aの上部表面の深さは17mmであることを指定し、図5に示すように、予め製造した欠陥領域10aにおけるクラック欠陥の割合は約1.45%~1.55%である。
Claims (13)
- 予備成形クラック欠陥の製造方法であって、
欠陥領域を設定することと、
前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
レーザー溶融堆積プロセスに基づき、欠陥製造粉末を用いて、前記欠陥製造プロセスパラメータに従って、前記欠陥領域を層ごとに印刷することと、を含み、
前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%であり、
前記欠陥製造プロセスパラメータは、450W~550Wのレーザーパワー、600mm/min~1200mm/minの走査速度、4g/min~12g/minの粉末送給速度、1mm~1.2mmのスポット径、0.5mm~0.8mmの走査ピッチ、0.08mm~0.2mmの層厚さを含むことを特徴とする予備成形クラック欠陥の製造方法。 - 前記レーザーパワーPと走査速度vとの比を調整することで、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を制御することを含み、
P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなることを特徴とする請求項1に記載の予備成形クラック欠陥の製造方法。 - レーザー溶融堆積プロセスに用いられ、内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法であって、
前記予備成形体の三次元モデルを取得することと、
前記三次元モデルを、前記三次元モデルの内部における少なくとも1つの欠陥領域および成形領域に区画することと、
前記クラックの体積が前記欠陥領域の体積を占める割合の大きさを予め設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて、球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
前記予備成形体を層ごとに印刷し、ここでは、前記欠陥領域に対応する層を、欠陥製造粉末を用いて、欠陥製造プロセスパラメータに従って印刷することと、を含み、
前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%であり、
前記欠陥製造プロセスパラメータは、450W~550Wのレーザーパワー、600mm/min~1200mm/minの走査速度、4g/min~12g/minの粉末送給速度、1mm~1.2mmのスポット径、0.5mm~0.8mmの走査ピッチ、0.08mm~0.2mmの層厚さを含むことを特徴とする内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法。 - 前記三次元モデルを複数の欠陥領域および成形領域に区画し、各前記欠陥領域に対し、前記球状粉末の割合、前記中空粉末の割合および前記欠陥製造プロセスパラメータをそれぞれに設定することを特徴とする請求項3に記載の内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法。
- 前記レーザーパワーPと走査速度vとの比を調整することで、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を制御することを含み、
P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなることを特徴とする請求項3に記載の内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法。 - 前記三次元モデルの前記欠陥領域および前記成形領域に対してモデル処理を行うことをさらに含み、前記モデル処理は、
マージン追加処理、
スライシング処理および
経路計画処理を含むことを特徴とする請求項3に記載の内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法。 - 印刷が完了した前記予備成形体に対する熱処理を行うことと、
印刷が完了した前記予備成形体を印刷基板から分割することと、
印刷が完了した前記予備成形体に対する表面処理を行うことと、をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体の製造方法。 - 内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体であって、請求項3~7のいずれか一項に記載の製造方法により製造されることを特徴とする内蔵式クラック欠陥を有する予備成形体。
- レーザー溶融堆積プロセスに用いられる、内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法であって、前記部品修復体は、部品本体と、前記部品本体における欠陥または損傷を修復するための部品修復領域とを含み、内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法は、
前記部品本体および前記部品修復領域の三次元モデルをそれぞれに取得することと、
前記部品本体を取得することと、
前記部品修復領域の三次元モデルを、部品を修復した後に前記部品修復体の内部に位置する少なくとも1つの欠陥領域、および、成形領域に区画することと、
前記クラックの体積が前記欠陥領域の体積を占める割合の大きさを予め設定することと、
前記クラック欠陥の体積割合に基づいて、球状粉末の割合、中空粉末の割合および欠陥製造プロセスパラメータを調整することと、
前記部品本体の欠陥において前記部品修復領域を層ごとに印刷し、ここでは、前記欠陥領域に対応する層を、欠陥製造粉末を用いて、欠陥製造プロセスパラメータに従って印刷することと、を含み、
前記欠陥製造粉末の粒度は45μmから150μmの間にあり、その中の球状粉末の割合≧93%であり、中空粉末の割合<0.5%であり、
前記欠陥製造プロセスパラメータは、450W~550Wのレーザーパワー、600mm/min~1200mm/minの走査速度、4g/min~12g/minの粉末送給速度、1mm~1.2mmのスポット径、0.5mm~0.8mmの走査ピッチ、0.08mm~0.2mmの層厚さを含むことを特徴とする内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法。 - 前記レーザーパワーPと走査速度vとの比を調整することで、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合を制御することを含み、
P/vの値が小さいほど、前記欠陥領域におけるクラック欠陥の体積割合が大きくなることを特徴とする請求項9に記載の内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法。 - 前記部品本体における欠陥は冶金欠陥、加工欠陥または稼働欠陥であり、
完全な部品において溝を開設することで前記部品本体を取得することをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法。 - 前記部品修復領域の三次元モデルの前記欠陥領域および前記成形領域に対してモデル処理を行うことをさらに含み、前記モデル処理は、
マージン追加処理、
スライシング処理および
経路計画処理を含むことを特徴とする請求項9に記載の内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法。 - 印刷が完了した前記部品修復体に対する熱処理を行うことと、
印刷が完了した前記部品修復体に対する表面処理を行うことと、をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の内蔵式クラック欠陥を有する部品修復体の製造方法。
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