JP2680925B2 - レーザー利用による金属粉体の成形方法 - Google Patents
レーザー利用による金属粉体の成形方法Info
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- JP2680925B2 JP2680925B2 JP2278654A JP27865490A JP2680925B2 JP 2680925 B2 JP2680925 B2 JP 2680925B2 JP 2278654 A JP2278654 A JP 2278654A JP 27865490 A JP27865490 A JP 27865490A JP 2680925 B2 JP2680925 B2 JP 2680925B2
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- Japan
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- metal powder
- axis table
- laser
- laser beam
- molded
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Description
本発明はレーザーを利用した金属粉体の成形方法に関
するものである。
するものである。
金属粉体を成形する場合、金属粉体を焼結して成形す
る方法が色々と提案されてきている。従来における金属
粉体を利用して成形する方法は、電気エネルギー或いは
ガスエネルギーにより金属粉体に熱を加え、更にこれに
圧力を加えて金属粉体を焼結することにより成形する方
法が多かった。
る方法が色々と提案されてきている。従来における金属
粉体を利用して成形する方法は、電気エネルギー或いは
ガスエネルギーにより金属粉体に熱を加え、更にこれに
圧力を加えて金属粉体を焼結することにより成形する方
法が多かった。
以上のように電気エネルギー、ガスエネルギーによる
熱を用いて金属粉体を溶かして成形する場合にはその装
置の製作に費用がかかり、また、装置を製作する時間も
多く必要とし、成形された製品の精度も十分でないとい
う課題があった。本発明は簡易な装置で、短時間に製作
することができると共に正確な精度で成形した製品を得
ることができる成形方法を提供することを目的としたも
のである。
熱を用いて金属粉体を溶かして成形する場合にはその装
置の製作に費用がかかり、また、装置を製作する時間も
多く必要とし、成形された製品の精度も十分でないとい
う課題があった。本発明は簡易な装置で、短時間に製作
することができると共に正確な精度で成形した製品を得
ることができる成形方法を提供することを目的としたも
のである。
次に本発明が上記目的を達成するための手段について
説明する。 本発明は、流動性が与えられ、Ｚ軸テーブルの上下移
動により上下移動をし、更にＸ−Ｙ軸テーブルの平面移
動により平面移動をする金属粉体に、レーザーを照射し
て所定の形状に成形するものである。
説明する。 本発明は、流動性が与えられ、Ｚ軸テーブルの上下移
動により上下移動をし、更にＸ−Ｙ軸テーブルの平面移
動により平面移動をする金属粉体に、レーザーを照射し
て所定の形状に成形するものである。
上記に説明したような本発明の成形方法にあっては、
装置が簡易で製作も容易となり、且つレーザーを利用し
て成形するものであるから、レーザーを照射して成形す
る金属粉体の位置は、テーブルの動作の正確さに依存
し、その動作の正確さが製品の精度の高さに影響する
が、これらテーブルの動作はコンピューターにより制御
するので、成形した製品は、極めて精度が高いものとな
る。
装置が簡易で製作も容易となり、且つレーザーを利用し
て成形するものであるから、レーザーを照射して成形す
る金属粉体の位置は、テーブルの動作の正確さに依存
し、その動作の正確さが製品の精度の高さに影響する
が、これらテーブルの動作はコンピューターにより制御
するので、成形した製品は、極めて精度が高いものとな
る。
次に図面に基づいて、本発明の一実施例について説明
する。 金属粉体１を容器５に収納し、金属粉体１の内部には
上下移動可能なＺ軸テーブル２を位置させ、前記容器５
は平面移動可能なＸ−Ｙ軸テーブル３の上に載置されて
いる。 容器５に収納した金属粉体１に後述するような方法
で、流動性を与え、Ｚ軸テーブル２による上下移動とＸ
−Ｙ軸テーブル３による平面移動により、成形する金属
粉体１を、レーザー発生装置６より発生するレーザービ
ーム４がレンズ７によって集光される位置に移動させて
レーザービーム４を照射し、金属粉体１を溶融させ所定
の形状に成形する。 この場合、金属粉体１に流動性を与える方法として
は、前記金属粉体１を収納している容器５に振動を与え
るとか、金属粉体１にN2ガス等を吹き込むとかすること
によって金属粉体１に流動性を与えることができる。 第１図に示すような茶碗状の製品を成形する場合につ
いて説明する。 この茶碗状の製品は先ず底の部分を成形し、ついで筒
の部分を成形する。レーザービーム４は、レンズ７によ
って、容器５に収納されている金属粉体１の上面Ｌに集
光されるように設定されている。 先ず、底の部分を成形するには、Ｚ軸テーブル２を上
昇させることにより、Ｚ軸テーブル２の表面に存在する
金属粉体１の層を上面Ｌに近い位置まで上昇させてレー
ザービーム４の照射を開始し、レーザービーム４の照射
しながらＸ−Ｙ軸テーブル３を底の部分の形状に沿って
平面移動させると、レーザービーム４が照射される金属
粉体１も平面移動して底の部分の形状の第１の層が成形
される。 ついで、Ｚ軸テーブル２を下降させると、流動してい
る金属粉体１が上記により成形された第１の層の表面に
存在する金属粉体１の層が上面Ｌに近い位置まで上昇し
た時点でレーザービーム４を照射しながらＸ−Ｙ軸テー
ブル３を平面移動させると、第１の層の表面に第２の層
が成形される。この成形処理を繰り返すことにより所定
の厚みの底の部分の形状が成形される。 次に、底の部分の上に筒の部分を成形する場合も、以
上説明した成形処理を繰り返すことにより所定の形状で
厚みを有する筒の部分が成形される。すなわち、Ｘ−Ｙ
軸テーブル３を平面移動することにより筒の部分の形状
を成形することができ、また、Ｚ軸テーブル２を上下動
することにより、金属粉体１をレーザービーム４が集光
する位置に移動させることができ、更に、金属粉体１が
極めて流動され易い状態に置かれている為に、成形され
た層の上に、次に成形する金属粉体１の層を形成するこ
とができる。 これらＺ軸テーブル２およびＸ−Ｙ軸テーブル３の動
き、およびレーザービーム４の集光点の位置決めなど
は、コンピューターによって制御されている。 尚、Ｚ軸テーブル２を上下移動させる機構としては、
例えば、ピストン機構、空調機構等を用いることができ
るが、特に、ピニオンとラックによる機構、螺子機構等
が好ましい機構である。 Ｚ軸テーブル２はＸ−Ｙ軸テーブル３の中央部に上下
動自在に取り付けられており、また、Ｘ−Ｙ軸テーブル
３は平面上を平面移動が出来る構成である。したがっ
て、Ｚ軸テーブル２もＸ−Ｙ軸テーブル３の動きと共に
同様の動きもするものである。即ち、Ｚ軸テーブル２は
上下移動と平面移動が出来る構成となっている。 レーザーによって瞬間的に溶解して成形する場合、溶
かす厚みに制限があるから、一回の照射で所望する厚み
のものができれば、一回の照射ですむが、たりなけれ
ば、何回かの照射が必要となる。図面のような場面で説
明すると、この様な場合は底部から成形し、次に筒部を
成形するものであるが、この底部を成形するにあたり、
Ｚ軸テーブル２を上昇させて、Ｚ軸テーブル２の上の金
属粉体１の厚みを一回の照射で溶解し得る厚みになるま
で上昇させ、成形すべき製品の位置を定め、その位置に
レーザーのレーザービーム４を位置させ、それを原点と
して底部の形状全体がレーザービーム４に溶解されるよ
うにＸ−Ｙ軸テーブル３を平面移動させる。前記したよ
うに一度の照射で所望の厚みが出来れば、次の筒部の成
形に移れるが、厚みが足りなければ、Ｚ軸テーブル２を
下降させて、形成させた層が他の場所の金属粉体１より
も低くなると金属粉体１は極めて流動性を高くしている
ので、先に成形した層の上に流れ込み、前記層上に金属
粉体１が載置される。その状態になった時、前記と同様
の工程を行い、層上の金属粉体１を溶解して先の層の上
に積層する。これでもまだ足りない場合は更に積層を重
ねるものである。 この様にして底部が成形されると、次に筒部の成形に
なるわけであるが、この工程も前記と同様に一定の厚み
しか溶解できないので、何回か照射を行い、筒部を次第
に高く仕上げるものである。 この場合は、底部の周縁部に筒部を成形するわけであ
るから、筒部の内部は溶解されていない金属粉体１で充
填された状態となっている。
する。 金属粉体１を容器５に収納し、金属粉体１の内部には
上下移動可能なＺ軸テーブル２を位置させ、前記容器５
は平面移動可能なＸ−Ｙ軸テーブル３の上に載置されて
いる。 容器５に収納した金属粉体１に後述するような方法
で、流動性を与え、Ｚ軸テーブル２による上下移動とＸ
−Ｙ軸テーブル３による平面移動により、成形する金属
粉体１を、レーザー発生装置６より発生するレーザービ
ーム４がレンズ７によって集光される位置に移動させて
レーザービーム４を照射し、金属粉体１を溶融させ所定
の形状に成形する。 この場合、金属粉体１に流動性を与える方法として
は、前記金属粉体１を収納している容器５に振動を与え
るとか、金属粉体１にN2ガス等を吹き込むとかすること
によって金属粉体１に流動性を与えることができる。 第１図に示すような茶碗状の製品を成形する場合につ
いて説明する。 この茶碗状の製品は先ず底の部分を成形し、ついで筒
の部分を成形する。レーザービーム４は、レンズ７によ
って、容器５に収納されている金属粉体１の上面Ｌに集
光されるように設定されている。 先ず、底の部分を成形するには、Ｚ軸テーブル２を上
昇させることにより、Ｚ軸テーブル２の表面に存在する
金属粉体１の層を上面Ｌに近い位置まで上昇させてレー
ザービーム４の照射を開始し、レーザービーム４の照射
しながらＸ−Ｙ軸テーブル３を底の部分の形状に沿って
平面移動させると、レーザービーム４が照射される金属
粉体１も平面移動して底の部分の形状の第１の層が成形
される。 ついで、Ｚ軸テーブル２を下降させると、流動してい
る金属粉体１が上記により成形された第１の層の表面に
存在する金属粉体１の層が上面Ｌに近い位置まで上昇し
た時点でレーザービーム４を照射しながらＸ−Ｙ軸テー
ブル３を平面移動させると、第１の層の表面に第２の層
が成形される。この成形処理を繰り返すことにより所定
の厚みの底の部分の形状が成形される。 次に、底の部分の上に筒の部分を成形する場合も、以
上説明した成形処理を繰り返すことにより所定の形状で
厚みを有する筒の部分が成形される。すなわち、Ｘ−Ｙ
軸テーブル３を平面移動することにより筒の部分の形状
を成形することができ、また、Ｚ軸テーブル２を上下動
することにより、金属粉体１をレーザービーム４が集光
する位置に移動させることができ、更に、金属粉体１が
極めて流動され易い状態に置かれている為に、成形され
た層の上に、次に成形する金属粉体１の層を形成するこ
とができる。 これらＺ軸テーブル２およびＸ−Ｙ軸テーブル３の動
き、およびレーザービーム４の集光点の位置決めなど
は、コンピューターによって制御されている。 尚、Ｚ軸テーブル２を上下移動させる機構としては、
例えば、ピストン機構、空調機構等を用いることができ
るが、特に、ピニオンとラックによる機構、螺子機構等
が好ましい機構である。 Ｚ軸テーブル２はＸ−Ｙ軸テーブル３の中央部に上下
動自在に取り付けられており、また、Ｘ−Ｙ軸テーブル
３は平面上を平面移動が出来る構成である。したがっ
て、Ｚ軸テーブル２もＸ−Ｙ軸テーブル３の動きと共に
同様の動きもするものである。即ち、Ｚ軸テーブル２は
上下移動と平面移動が出来る構成となっている。 レーザーによって瞬間的に溶解して成形する場合、溶
かす厚みに制限があるから、一回の照射で所望する厚み
のものができれば、一回の照射ですむが、たりなけれ
ば、何回かの照射が必要となる。図面のような場面で説
明すると、この様な場合は底部から成形し、次に筒部を
成形するものであるが、この底部を成形するにあたり、
Ｚ軸テーブル２を上昇させて、Ｚ軸テーブル２の上の金
属粉体１の厚みを一回の照射で溶解し得る厚みになるま
で上昇させ、成形すべき製品の位置を定め、その位置に
レーザーのレーザービーム４を位置させ、それを原点と
して底部の形状全体がレーザービーム４に溶解されるよ
うにＸ−Ｙ軸テーブル３を平面移動させる。前記したよ
うに一度の照射で所望の厚みが出来れば、次の筒部の成
形に移れるが、厚みが足りなければ、Ｚ軸テーブル２を
下降させて、形成させた層が他の場所の金属粉体１より
も低くなると金属粉体１は極めて流動性を高くしている
ので、先に成形した層の上に流れ込み、前記層上に金属
粉体１が載置される。その状態になった時、前記と同様
の工程を行い、層上の金属粉体１を溶解して先の層の上
に積層する。これでもまだ足りない場合は更に積層を重
ねるものである。 この様にして底部が成形されると、次に筒部の成形に
なるわけであるが、この工程も前記と同様に一定の厚み
しか溶解できないので、何回か照射を行い、筒部を次第
に高く仕上げるものである。 この場合は、底部の周縁部に筒部を成形するわけであ
るから、筒部の内部は溶解されていない金属粉体１で充
填された状態となっている。
本発明は以上で説明したように、装置が簡易で、その
製作も容易となり、且つレーザーを利用するものである
から、加工部分の位置決めが極めて正確となり、高い精
度の製品を提供することができる
製作も容易となり、且つレーザーを利用するものである
から、加工部分の位置決めが極めて正確となり、高い精
度の製品を提供することができる
第１図は本発明の一実施例の一工程を示す説明図。 １……金属粉体 ２……Ｚ軸テーブル ３……Ｘ−Ｙ軸テーブル ４……レーザービーム ５……容器
Claims (1)
- 【請求項１】容器に収納した金属粉体に流動性を付与
し、前記金属粉体は、この粉体内を上下動するＺ軸テー
ブルにより上下移動させ、前記容器を平面動させるＸ−
Ｙ軸テーブルにより平面移動させてレーザービームの集
光点に位置させ、この位置させた金属粉体にレーザービ
ームを照射して所定の形状に成形するレーザー利用によ
る金属粉体の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278654A JP2680925B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | レーザー利用による金属粉体の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278654A JP2680925B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | レーザー利用による金属粉体の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04157076A JPH04157076A (ja) | 1992-05-29 |
| JP2680925B2 true JP2680925B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17600299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278654A Expired - Lifetime JP2680925B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | レーザー利用による金属粉体の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680925B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29513026U1 (de) * | 1995-08-16 | 1995-10-05 | Eos Electro Optical Syst | Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung eines Objektes mittels Lasersintern |
| DE19939616C5 (de) * | 1999-08-20 | 2008-05-21 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung zur generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes |
| JP5961594B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-08-02 | 東京瓦斯株式会社 | 平板式熱交換器及び平板式熱交換器の製造方法 |
| JP5961593B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-08-02 | 東京瓦斯株式会社 | 金属部材及びその製造方法 |
| JP2015174141A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 川崎重工業株式会社 | 溶接トーチおよび全姿勢溶接装置 |
| CN107073819B (zh) * | 2014-10-01 | 2020-09-25 | 松下知识产权经营株式会社 | 三维形状造型物的制造方法 |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2278654A patent/JP2680925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04157076A (ja) | 1992-05-29 |
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