JP6896814B2 - 金属配管、金属配管構造及び金属配管の製造方法 - Google Patents
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Description
各実施形態にて開示する金属配管は一例にすぎない。各実施形態にて開示する金属配管の構成および製造方法は、その他の種々の金属配管にも適用し得る。また、各実施形態においては、金属配管との用語を金属材料により形作られた配管との意味で用いる。配管は、部材、物品、造形物、3次元造形物、製品などと言い換えることもできる。
図1は、第1実施形態に係る金属配管構造S1の概略的な構成を示す平面図である。
ここで、第1金属配管1の実施例について説明する。
本実施例においては、以下の化学組成(質量%)を有するニッケル基合金の金属粉末Mを用いて図3に示した方法により第1金属配管1を造形した。
クロム(Cr) 17.71%
ニオブ(Nb)+タンタル(Ta) 5.27%
モリブデン(Mo) 2.96%
チタン(Ti) 0.96%
アルミニウム(Al) 0.48%
コバルト(Co) 0.44%
マンガン(Mn) 0.05%
銅(Cu) 0.02%
炭素(C) 0.026%
ケイ素(Si) 0.05%
ホウ素(B) 0.0026%
鉄(Fe) 極少量
第1部分11、第2部分12、および第3部分13の造形におけるレーザ光Lの出力(W)と第1走査方向SD1への走査速度(mm/s)は以下の通りである。
(1)第1部分11 100W,900mm/s
(2)第2部分12および第3部分13 285W,960mm/s
なお、サポート材SMの造形にも上記(1)の条件を用いた。さらに、造形後の第1金属配管1に対して750℃の熱処理を24時間にわたり施した。
ニッケル(Ni) 50.00−55.00%
クロム(Cr) 17.00−21.00%
ニオブ(Nb)+タンタル(Ta) 4.75−5.50%
モリブデン(Mo) 2.80−3.30%
チタン(Ti) 0.65−1.15%
アルミニウム(Al) 0.20−0.80%
コバルト(Co) 1.00%以下
マンガン(Mn) 0.35%以下
銅(Cu) 0.30%以下
炭素(C) 0.08%以下
ケイ素(Si) 0.35%以下
ホウ素(B) 0.006%以下
鉄(Fe) 極少量
さらに、熱処理の温度は750℃に限らず、730℃以上かつ850℃以下の範囲の他の温度で行ってもよい。また、熱処理の時間も24時間に限られず、例えば18時間以上かつ30時間以下の範囲の他の時間にわたって熱処理を行ってもよい。このような化学組成や熱処理を採用した場合であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、第2金属配管2も本実施例と同様の材料および方法で造形することができる。
第2実施形態について説明する。図4は、第2実施形態に係る金属配管構造S2の概略的な構成を示す平面図である。金属配管構造S2は、第1金属配管1と、第1伸縮管100aと、第2伸縮管100bを備えている。第1金属配管1の両端に第1伸縮管100aと第2伸縮管100bがそれぞれ位置している。第1金属配管1と第1伸縮管100a、および、第1金属配管1と第2伸縮管100bは、それぞれ例えば溶接によって一体的に連結されている。
第3実施形態について説明する。図5は、第3実施形態に係る第3金属配管3の管軸に沿う概略的な断面図である。第3金属配管3は、管軸AXに沿う1つの開口と、管軸AYに沿う2つの開口とを有している。図5の例においては、管軸AX,AYが直交している。ただし、管軸AX,AYは、他の角度で交わってもよい。
第4実施形態について説明する。図6は、第4実施形態に係る第4金属配管4の管軸に沿う概略的な断面図である。第4金属配管4は、第1部分41と、第2部分42と、第3部分43を有している。第1部分41、第2部分42、および第3部分43は、管軸AXに対して直線状に並んでいる。第1部分41は、管軸AXに沿う断面において壁部が曲率を有する部分を有している。第1部分41は、第2部分42と第3部分43の間に位置している。また、図6の例においては、第2部分42の外径が第3部分43の外径よりも小さい。
Claims (10)
- 一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有する金属である、第1部分と第2部分とを含む複数の部分を有し、
前記複数の部分において、機械的性質および物理的性質の少なくとも1つが異なり、
前記第1部分と前記第2部分の金属表面の色合いが互いに異なり、
前記第1部分のロックウェル硬さは、前記第2部分のロックウェル硬さよりも小さく、
前記第1部分は管軸に沿う断面において内面および外面の少なくとも1つが曲率を有し、前記第2部分は前記断面において内面および外面が直線状である、
金属配管。 - 一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有する金属である、第1部分と第2部分とを含む複数の部分を有し、
前記複数の部分において、機械的性質および物理的性質の少なくとも1つが異なり、
前記第1部分と前記第2部分の金属表面の色合いが互いに異なり、
前記第1部分のロックウェル硬さは、前記第2部分のロックウェル硬さよりも小さく、
前記第1部分は管軸が曲線状であり、前記第2部分は管軸が直線状である、
金属配管。 - 前記第1部分の前記管軸の曲率半径は、前記第1部分の外径の2倍よりも小さい、
請求項2に記載の金属配管。 - 前記第2部分の前記管軸に沿う長さは、前記第1部分の外径よりも小さい、
請求項2または3に記載の金属配管。 - 前記管軸に沿う断面において、前記第1部分と前記第2部分の壁部が一定の厚みを有する、
請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載の金属配管。 - 第1伸縮管と、
管軸が曲線状の第1部分と、前記第1伸縮管と前記第1部分の間に位置し、管軸が直線状の第2部分とを含む第1金属配管と、
を備え、
前記第1部分および前記第2部分は、一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有する金属であり、
前記第1部分および前記第2部分において、機械的性質および物理的性質の少なくとも1つが異なり、
前記第1金属配管の前記第1部分と前記第2部分の金属表面の色合いが互いに異なり、
前記第1部分のロックウェル硬さは、前記第2部分のロックウェル硬さよりも小さい、
金属配管構造。 - 管軸が曲線状の第1部分と、当該第1部分に接続された第2部分とを含む第2金属配管をさらに備え、
前記第2金属配管の前記第1部分および前記第2部分は、一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有する金属であり、
前記第2金属配管の前記第1部分および前記第2部分において、機械的性質および物理的性質の少なくとも1つが異なり、
前記第2金属配管の前記第1部分と前記第2部分の金属表面の色合いが互いに異なり、
前記第2金属配管の前記第1部分と前記第2部分のロックウェル硬さが互いに異なり、
前記第1金属配管の前記第2部分と前記第2金属配管の前記第2部分の間に前記第1伸縮管が位置する、
請求項6に記載の金属配管構造。 - 第2伸縮管をさらに備え、
前記第1金属配管は、前記第2伸縮管と前記第1部分の間に位置する第3部分をさらに含み、
前記第1部分および前記第3部分は、一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有する金属であり、
前記第1部分および前記第3部分において、機械的性質および物理的性質のうち少なくとも1つが異なる、
請求項6に記載の金属配管構造。 - 作業領域に1層分の金属粉末を供給し、供給された金属粉末の所定領域をレーザ光で走査することにより金属粉末を溶融および結合させる動作を繰り返すことで金属配管を得る製造方法であって、
前記金属配管の造形に際して全体的に同じ前記金属粉末を用い、かつ前記レーザ光の強度および前記レーザ光の走査速度の少なくとも一方を変えることより、一体的に形成され、かつ同じ化学組成を有するとともに機械的性質および物理的性質の少なくとも1つが異なる、第1部分と、第2部分とを含む複数の部分を前記金属配管に形成し、
前記第1部分と前記第2部分の金属表面の色合いが互いに異なり、
前記第1部分と前記第2部分のロックウェル硬さが互いに異なる、
製造方法。 - 前記金属配管に熱処理を施すことを含む、
請求項9に記載の製造方法。
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