JP6997064B2 - 積層造形物の製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 第一トーチ及び第二トーチを備えた積層造形装置を用いる積層造形物の製造方法であって、
第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含み、
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する、
積層造形物の製造方法。
図1は本発明の積層造形物の製造方法が適用される製造システムの模式的な概略構成図である。
図2は積層造形物の構造を示す断面図である。
図3A~図3Cは、積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。
図3Aに示すように、第一溶加材供給部21Aから第一トーチ17Aへ第一溶加材MAを供給し、第一トーチ17Aによってベース20上に第一溶着ビード25Aを形成する。そして、図3Bに示すように、第一トーチ17Aによって形成される第一溶着ビード25Aを積層させ、第一溶着ビード25Aの積層体W1を造形する。このように、第一溶着ビード25Aを積層させて積層体W1を造形すると、この積層体W1には、第一溶着ビード25Aの熱が蓄積される。
図3Cに示すように、第二溶加材供給部21Bから第二トーチ17Bへ硬化肉盛り用の第二溶加材MBを供給し、積層体W1に対して、第二溶加材MBを溶融及び凝固させた第二溶着ビード25Bを積層させる。この第二溶着ビード25Bの積層は、積層体W1の表面温度が、第一溶着ビード25Aの積層による蓄熱によって予め定めた設定温度に達した状態で行う。この設定温度は、積層体W1の表面に形成した第二溶着ビード25Bからなる硬化層HLが、積層体W1との線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによって割れが発生することのない温度であり、例えば、150℃~400℃等に設定される。また、この設定温度は、溶接施工の管理指針などで常用されている炭素当量(%)×350℃といった予熱温度の推定式を用いて設定される。
(変形例1)
図4は変形例1における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。
図5A及び図5Bは変形例2における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。
図6は変形例3における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。
(1) 第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含む
積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させて硬化層を積層体の表面に形成する。つまり、第一溶着ビードを積層させることで蓄熱させてから硬化層を形成するための第二溶着ビードを形成する。したがって、第一溶着ビードを積層してなる積層体と第二溶着ビードからなる硬化層との線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を、設備費や作業工数を抑えつつ抑制することができる。したがって、コストを抑えつつ容易に硬化層を形成して表面強度を向上させた積層造形物を製造することができる。
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する
(1)に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、第一トーチで第一溶着ビードを積層させて積層体を造形し、第二トーチで第二溶着ビードを積層体の表面に積層させて硬化層を形成することで、表面に硬化層が形成された積層体を容易に製造することができる。
(2)に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、第二トーチを第一トーチに追従させ、第一溶着ビードが設定温度以上である状態で第二溶着ビードを重ねる。したがって、造形する積層造形物の大きさが小さい場合や、溶着ビードの積層数が少ない場合などの蓄熱量が少ない場合であっても、線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を抑えつつ、積層体の表面に硬化層を形成することができる。
(2)または(3)に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、第一トーチで形成する第一溶着ビードに第二トーチで形成する第二溶着ビードが溶融した希釈層を形成する。これにより、この希釈層に第二トーチで硬化層を形成することで、積層体に硬化層を直接形成することによる硬化層の硬度低下を抑制できる。
(4)に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、多層の硬化層を形成することで、表面側の硬化層の硬度をより確実に確保できる。
(2)~(5)のいずれか一つに記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、硬化層を形成するための第二トーチを積層造形工程において第一溶着ビードの形成に用いることで、積層造形物の製造効率を高めることができる。
前記積層体の表面に設けられ、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードからなる、前記積層体よりも硬い硬化層と、
を有し、
前記硬化層を構成する前記第二溶着ビードは、前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体の表面に積層された
積層造形物。
この積層造形物によれば、第一溶着ビードを積層させた積層体の表面に第二溶着ビードからなる硬化層が形成された耐摩耗性に優れた積層造形物を提供できる。
17A 第一トーチ
17B 第二トーチ
25A 第一溶着ビード
25B 第二溶着ビード
DL 希釈層
HL 硬化層
MA 第一溶加材
MB 第二溶加材
W1 積層体
W 積層造形物
Claims (5)
- 第一トーチ及び第二トーチを備えた積層造形装置を用いる積層造形物の製造方法であって、
第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含み、
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する、
積層造形物の製造方法。 - 前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記設定温度以上の前記第一溶着ビードに前記第二溶着ビードを積層させる
請求項1に記載の積層造形物の製造方法。 - 前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記第一トーチで形成する前記第一溶着ビードに前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードが溶融した希釈層を形成する
請求項1または請求項2に記載の積層造形物の製造方法。 - 前記硬化層形成工程は、前記希釈層の形成後に、前記第一トーチに供給する溶加材を前記第一溶加材から前記第二溶加材に切り替えた前記第一トーチで前記第二溶着ビードを形成する工程を更に含み、
当該工程により、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させて前記溶加材を前記第二溶加材に切り替えた前記第一トーチで形成する前記第二溶着ビードに、前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードを重ねて形成して前記硬化層を形成する、
請求項3に記載の積層造形物の製造方法。 - 前記積層造形工程において、前記第二トーチに前記第一溶加材を供給して前記第二トーチで前記第一溶着ビードを形成する工程を更に含み、
当該工程により前記第一溶加材が供給される前記第二トーチで形成する前記第一溶着ビードと、前記第一トーチにより形成する前記第一溶着ビードとから、前記積層体を造形する
請求項1~4のいずれか一項に記載の積層造形物の製造方法。
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JP2018200280A JP6997064B2 (ja) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 積層造形物の製造方法 |
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JP2020066028A JP2020066028A (ja) | 2020-04-30 |
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JP2018200280A Active JP6997064B2 (ja) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 積層造形物の製造方法 |
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5326249A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-10 | Kobe Steel Ltd | Process for hardening surface of 13 percentage mnnsteel |
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2018
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