JP2024075242A - Additive manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】エアー流路内にサポートを設けることなく防汚部材を造形可能な積層造形方法を提供する。【解決手段】本開示に係る積層造形方法は、レーザー溶接機用の保護ガラスの近傍にエアーを流すことによって前記保護ガラスの汚れを抑制する防汚部材10の積層造形方法であって、エアー出口32に複数のフィン40を有する防汚部材10を積層造形によって一体成型する。複数のフィン40がサポートとしても機能を有するため、エアー流路30内に別途サポートを設ける必要がない。【選択図】図2[Problem] To provide an additive manufacturing method capable of manufacturing an anti-soiling member without providing a support within an air flow path. [Solution] The additive manufacturing method according to the present disclosure is an additive manufacturing method for an anti-soiling member 10 that suppresses staining of a protective glass for a laser welding machine by flowing air near the protective glass, and the anti-soiling member 10 having a plurality of fins 40 at an air outlet 32 is integrally molded by additive manufacturing. Since the plurality of fins 40 also function as a support, there is no need to provide a separate support within the air flow path 30. [Selected Figure] Figure 2
Description
本開示は、積層造形方法に関する。 This disclosure relates to an additive manufacturing method.
レーザー溶接機には、ミラー及びレンズ等のレーザー光学系を構成する部材を保護する保護ガラスを備えていることがある。
例えば特許文献1には、保護ガラス近傍においてエアーを流すことによって保護ガラスの汚れを抑制する技術が開示されている。
A laser welding machine may be provided with a protective glass for protecting components that configure the laser optical system, such as mirrors and lenses.
For example, Patent Document 1 discloses a technique for preventing contamination of the protective glass by flowing air in the vicinity of the protective glass.
発明者らは、積層造形方法に関し、以下の課題を見出した。
近年、レーザー等を用いて粉末材料を焼結させる積層造形法によって、部品を造形することがある。積層造形法では、粉末材料層にレーザー等を照射し、粉末材料の一部を焼結する。そして、一部が焼結された粉末材料層の上に更に粉末材料層を形成し、レーザー等で粉末材料の一部を焼結する。このように、粉末材料を焼結して積層することを繰り返すことによって、積層造形体を造形する。
The inventors have found the following problems regarding additive manufacturing methods.
In recent years, parts are sometimes manufactured by additive manufacturing, in which a laser or the like is used to sinter a powder material. In additive manufacturing, a layer of powder material is irradiated with a laser or the like to sinter part of the powder material. Then, a further layer of powder material is formed on the partially sintered layer of powder material, and part of the powder material is sintered with a laser or the like. In this way, an additive manufacturing object is manufactured by repeatedly sintering and stacking the powder material.
積層造形法を用いることによって、複雑な形状の積層造形体を造形することができる。例えば、特許文献1に開示された防汚部材(保護ガラスの汚れを抑制するためにエアーを流す流路を形成する部材)を、積層造形法によって造形することがある。積層造形法によって複雑な形状の部材を造形する際には、造形くずれを抑制するために部材内にサポートを設けることがある。例えば、エアー流路を有する防汚部材を積層造形する際には、エアー流路内にサポートを設けることがある。エアー流路内に設けられたサポートは、積層造形後に除去される。しかしながら、エアー流路内が狭いため、エアー流路内に設けられたサポートを除去するために精密な作業を行う必要があった。 By using the additive manufacturing method, it is possible to manufacture an additively manufactured object with a complex shape. For example, the antifouling member disclosed in Patent Document 1 (a member that forms a flow path for air to prevent contamination of protective glass) may be manufactured by the additive manufacturing method. When manufacturing a member with a complex shape by the additive manufacturing method, supports may be provided within the member to prevent the model from collapsing. For example, when additively manufacturing an antifouling member having an air flow path, supports may be provided within the air flow path. The supports provided within the air flow path are removed after additive manufacturing. However, because the air flow path is narrow, precise work was required to remove the supports provided within the air flow path.
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、エアー流路内にサポートを設けることなく防汚部材を造形可能な積層造形方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of these problems, and aims to provide an additive manufacturing method that can manufacture antifouling members without providing supports in the air flow path.
上記目的を達成するための一態様は、
レーザー溶接機用の保護ガラスの近傍にエアーを流すことによって前記保護ガラスの汚れを抑制する防汚部材の積層造形方法であって、
エアー出口に複数のフィンを有する前記防汚部材を積層造形によって一体成型する。
One aspect of the present invention to achieve the above object is to
A method for additive manufacturing of an antifouling member, which suppresses contamination of a protective glass for a laser welding machine by flowing air in the vicinity of the protective glass, comprising:
The antifouling member having a plurality of fins at the air outlet is integrally molded by additive manufacturing.
本開示によれば、エアー流路内にサポートを設けることなく防汚部材を造形可能な積層造形方法を提供することができる。 The present disclosure provides an additive manufacturing method that can produce antifouling members without providing supports in the air flow path.
以下では、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted as necessary for clarity of explanation.
図1及び図2を参照して、実施の形態に係る積層造形方法によって造形される防汚部材(実施の形態に係る防汚部材)の構成を説明する。図1は、積層造形時における、実施の形態に係る防汚部材の模式図である。図2は、図1のII-II線に沿う断面模式図である。防汚部材10は、レーザー溶接機に使用される部材である。ワークにレーザーを照射すると、レーザー溶接機が備えるレーザー光学系(ミラー、レンズ等)にワークから飛散したスパッタが衝突する虞がある。そこで、レーザー光学系のワーク側に保護ガラスを配置し、レーザー光学系を保護する。防汚部材10は、レーザー溶接機の保護レンズにスパッタが付着することを防ぐ部材である。防汚部材10は、図示しない保護ガラスに取り付けられて使用される。例えば、防汚部材10は、図1に示すステージ80に接している側の端が保護ガラスに接するように取り付けられる。
The configuration of an antifouling member (antifouling member according to an embodiment) manufactured by the additive manufacturing method according to the embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a schematic diagram of an antifouling member according to an embodiment during additive manufacturing. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in Fig. 1. The
図1に示すように、防汚部材10は、円筒状の金属部材である。防汚部材10は、積層造形法によって造形される。具体的には、図1に示すステージ80上に図示しない粉末材料層を形成し、粉末材料層の一部にレーザー等を照射して焼結する。そして、一部が焼結された粉末材料層の上に更に粉末材料層を形成し、レーザー等で粉末材料の一部を焼結する。このように、粉末材料を焼結して積層することを繰り返すことによって、図1に示すような防汚部材10を造形する。
As shown in FIG. 1, the
防汚部材10は、図1に示すようにエアー導入口21,31を外側面に有する。図2に示すように、防汚部材10は、エアー流路20,30を側壁内に有する。エアー流路20,30は、それぞれ防汚部材10の側壁内を一周するように設けられた流路である。エアー流路20は、防汚部材10の内側面に設けられたエアー出口22に連通している。エアー出口22は、防汚部材10の保護ガラスに接しない側の端の近傍に防汚部材10の内側面を一周するように設けられている。エアー導入口21から導入されたエアーは、エアー流路20を通ってエアー出口22から吐き出される。エアー流路30は、防汚部材10の内側面に設けられたエアー出口32に連通している。エアー出口32は、防汚部材10の保護ガラスに接する側の端の近傍に防汚部材10の内側面を一周するように設けられている。エアー導入口31から導入されたエアーは、エアー流路30を通ってエアー出口32から吐き出される。防汚部材10は、保護ガラスに取り付けられた状態でエアーを導入されると、保護ガラスの近傍にエアーの流れを発生させる。エアーの流れにより、ワークから飛散するスパッタが保護ガラスに付着することを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、エアー出口32には、複数のフィン40が設けられている。複数のフィン40は、防汚部材10の端部を一周するようにエアー出口22に設けられる。複数のフィン40は、積層造形法によって防汚部材10を造形する際に一体成型される。具体的には、図1に示すように、複数のフィン40が設けられる側の端部が下となる向きで積層データを設計し、積層造形によって防汚部材10を造形する。すなわち、複数のフィン40を防汚部材10の内壁を支持するサポートとして機能させつつ、防汚部材10を積層造形する。つまり、防汚部材10の内壁を支持するサポートを積層造形時にエアー流路30内に複数のフィン40とは別途で設ける必要がない。そのため、積層造形後にエアー流路30内においてサポートを除去する作業を行う必要がない。
As shown in FIG. 2, the
積層くずれを抑制する観点から、複数のフィン40は隣り合うフィン40同士の間隙が2mm以下となるように配置されることが好ましい。また、エアー流路30のエアー流路20側の端等の積層造形時に天井となる箇所は、積層くずれを抑制する観点から、所定の角度を持った形状であることが好ましい。エアー流路30のエアー流路20側の端は、図2に示す例では、丸みを持った角である。エアー流路30のエアー流路20側の端は、例えば、粉末材料層に対して所定の角度を備える斜め天井等であってもよい。
From the viewpoint of suppressing stack collapse, it is preferable that the
次に、図3を参照して、複数のフィン40を設けることによるエアーの風速変化を説明する。図3は、風速の測定結果を示すグラフである。図3に示す「フィンあり」は、図1及び図2を参照して説明した実施の形態に係る防汚部材10に導入したエアーの風速を測定した結果である。「フィンなし」は、複数のフィン40が設けられていない防汚部材に導入したエアーの風速を測定した結果である。図3に示す四角印は、風速計をエアー出口32に接触させて所定の複数箇所において測定した数値を平均した値である。図3に示す四角印は、エアー出口32から所定の距離離間した位置に風速計を設置して測定した値である。
Next, referring to FIG. 3, the change in air speed due to the provision of
図3に示すように、「フィンあり」の場合、「フィンなし」の場合に比較して、風速が大きかった。すなわち、実施の形態に係る防汚部材10は、複数のフィン40が設けられていない防汚部材に比較して、より風速が大きいエアーの流れを保護ガラス近傍において発生されることができる。そのため、スパッタが保護ガラスに付着することをより強く抑制することができる。
As shown in FIG. 3, the wind speed was higher when "fins are provided" than when "fins are not provided." In other words, the
なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、2つのエアー流路が設けられた防汚部材について説明を行った。しかしながら防汚部材に設けられるエアー流路の数は特に限定されず、1つ設けられてもよいし、3つ以上設けられてもよい。 Note that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. For example, in the above-described embodiment, an antifouling member having two air flow paths is described. However, the number of air flow paths provided in the antifouling member is not particularly limited, and one or three or more air flow paths may be provided.
10 防汚部材
20,30 エアー流路
21,31 エアー導入口
22,32 エアー出口
40 フィン
80 ステージ
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
エアー出口に複数のフィンを有する前記防汚部材を積層造形によって一体成型する、
積層造形方法。 A method for additive manufacturing of an antifouling member, which suppresses contamination of a protective glass for a laser welding machine by flowing air in the vicinity of the protective glass, comprising:
The antifouling member having a plurality of fins at an air outlet is integrally molded by additive manufacturing.
Additive manufacturing methods.
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