JP7034082B2

JP7034082B2 - 付加製造による金属部品の製作

Info

Publication number: JP7034082B2
Application number: JP2018545597A
Authority: JP
Inventors: マイケルトーマススタウォビー，
Original assignee: エイチ．シー．スタークインコーポレイテッド
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: US20230121858A1; TW202019596A; US20170252846A1; EP3423219B1; EP3423219A4; TWI685391B; US11554397B2; US10926311B2; CN108778573B; TW201736028A; US20190015883A1; US10099267B2; US11458519B2; US20210213504A1; US20200376528A1; US20170252787A1; CN108778573A; WO2017151737A1; TWI741476B; EP3423219A1

Description

（関連出願）
本願は、米国仮特許出願第６２／３０２，８４７号（２０１６年３月３日出願）の利益を主張し、上記出願の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
種々の実施形態において、本発明は、付加製造技法を介した金属部品の形成に関する。

付加製造または３次元（３Ｄ）印刷は、高速製造および高速プロトタイプ化のために広く利用されている技法である。一般に、付加製造は、３次元オブジェクトを形成するためのコンピュータ制御による材料の層毎の堆積を伴う。今日の大部分の付加製造技法は、ポリマーまたはプラスチック材料を未加工材料として利用しており、したがって、材料は、低温で容易に取り扱われ、溶融させられる。付加製造は、一度に少量のみの材料の溶融を伴うので、プロセスは、金属から成る大型の複雑な構造の製作のためにも同様に有用な技法である潜在性を有する。残念ながら、金属材料の付加製造は、その課題から免れられない。付加製造を介して、金属前駆体材料を用いて３次元部品を製作するとき、前駆体材料の溶融は、火花発生、膨れ、および飛散（すなわち、前駆体材料自体の小片の放出）をもたらし得る。加えて、３次元部品が、従来の前駆体材料を利用して正常に製作される場合でも、部品は、過剰な多孔率、亀裂、材料飛散、ならびに不十分な密度および機械加工性を呈し得る。

前述に照らして、金属部品の付加製造のための改良された前駆体材料の必要がある。

本発明の種々の実施形態によると、付加製造プロセスのための原料としての使用のためのワイヤが、その中のガス状および／または揮発性不純物の量が低減もしくは最小化されるように製作される。本明細書で利用されるように、用語「揮発性元素」は、公称上の大部分のワイヤ材料の融点より低い沸点を有する要素を指す。例えば、酸素（Ｏ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、およびアンチモン（Ｓｂ）等の元素の濃度は、２０ｐｐｍの濃度より小さい、１０ｐｐｍの濃度より小さい、５ｐｐｍの濃度より小さい、３ｐｐｍの濃度より小さい、２ｐｐｍの濃度より小さい、またはさらに１ｐｐｍの濃度より小さい（本明細書の全ての濃度は、別様に示されない限り、重量比である）ように保たれ得、それらの元素の１つ以上のものもしくはさらに全てが、本発明の種々の実施形態では、揮発性元素であり得る。前駆体ワイヤ自体は、１つ以上の耐熱金属、例えば、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、および／またはモリブデン（Ｍｏ）を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤは、付加製造プロセスにおいて利用され、３次元部品、例えば、耐熱るつぼを形成し得る。

本発明の種々の実施形態では、前駆体ワイヤは、少なくとも部分的に、真空または実質的不活性雰囲気中におけるアーク溶融を介して、製作される。アーク溶融プロセスは、有利には、ワイヤ内の揮発性不純物の濃度を最小化または低減させ、それによって、ワイヤを利用した正常な付加製造プロセスを可能にする。結果として生じるワイヤは、付加製造プロセスにおいて利用され、少なくとも部分的に、前駆体材料を備えている３次元部品を形成する。例示的実施形態では、ワイヤは、移動可能なプラットフォームに向かって供給され、ワイヤの先端は、例えば、電子ビームまたはレーザによって溶融させられる。プラットフォーム（および／またはワイヤ）は、溶融ワイヤが最終部品の実質的２次元スライスのパターンをトレースするように移動する。このように、最終部品は、ワイヤの溶融および高速固化を介して、層毎方式で製作される。そのような付加製造プロセスでは、ワイヤは、３次元部品の形成の間、（存在するとしても）最小限の火花発生、膨れ、および／または飛散を伴って、正常に溶融させられる。加えて、完成部品は、従来の粉末冶金学原料材料、特に、耐熱金属に関するものの使用に伴い得る、多孔率または亀裂を伴わずに、高密度（例えば、理論的密度の９６％より大きい、９７％より大きい、９８％より大きい、またはさらに９９％より大きい）を呈する。

本発明の実施形態による、ワイヤは、種々の異なるワイヤ供給溶接用途（例えば、ＭＩＧ溶接、溶接修理）においても利用され得、電気アークが、ワイヤとワークピースとの間に衝突させられ、ワイヤの一部をワークピースと融合させる。

ある側面では、本発明の実施形態は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る３次元部品を製作する方法を特徴とする。ステップ（ａ）では、粉末は、圧縮され、供給電極を形成する。粉末は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。ステップ（ｂ）において、供給電極は、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させられ、それによって、ビレットを形成する。ステップ（ｃ）において、ビレットは、ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するワイヤに機械的に変形させられる。ステップ（ｄ）では、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｅ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、溶融ビードを形成するためにエネルギー源を用いて溶融させられ、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｆ）では、ステップ（ｄ）および（ｅ）は、１回以上繰り返され、３次元部品（または少なくともその一部）を生産する。３次元部品は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、モリブデンの理論的密度の９８％より大きい、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、またはモリブデンの理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の１００％以下、モリブデンの理論的密度の９９．９％以下、またはモリブデンの理論的密度の９９．８％以下であり得る。ステップ（ｃ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、および／またはピルガー圧延することを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ステップ（ａ）は、圧縮された粉末を９００℃より高い、９５０℃より高い、１，０００℃より高い、１，１００℃より高い、または１，２００℃より高い温度で焼結することを含み得る。ステップ（ａ）は、圧縮された粉末を２，５００℃未満の温度で焼結することを含み得る。ステップ（ｅ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ステップ（ａ）に先立って、粉末は、プラズマ高密度化および／またはプラズマ噴霧化を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって提供され得る。ステップ（ａ）に先立って、粉末は、（ｉ）金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、（ｉｉ）金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、（ｉｉｉ）金属水素化物粒子を脱水素化することとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって提供され得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

別の側面では、本発明の実施形態は、ワイヤを利用して、３次元部品を製作する方法を特徴とする。部品は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。ワイヤは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するビレットをワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって生産される。ステップ（ａ）では、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｂ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、エネルギー源を用いて、溶融させられ、溶融ビードを形成し、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）および（ｂ）は、１回以上繰り返され、３次元部品の少なくとも一部を生産する。３次元部品は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、モリブデンの理論的密度の９８％より大きい、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、またはモリブデンの理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の１００％以下、モリブデンの理論的密度の９９．９％以下、またはモリブデンの理論的密度の９９．８％以下であり得る。ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、および／またはピルガー圧延することを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、圧縮された粉末を９００℃より高い、９５０℃より高い、１，０００℃より高い、１，１００℃より高い、または１，２００℃より高い温度で焼結することを含み得る。ワイヤを生産するプロセスは、圧縮された粉末を２，５００℃未満の温度で焼結することを含み得る。ステップ（ｂ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、プラズマ高密度化および／またはプラズマ噴霧化を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって、粉末を提供することを含み得る。ワイヤを生産するプロセスは、（ｉ）金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、（ｉｉ）金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、（ｉｉｉ）金属水素化物粒子を脱水素化することとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって、粉末を提供することを含み得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

さらに別の側面では、本発明の実施形態は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る３次元部品を製作する方法を特徴とする。ステップ（ａ）では、アーク溶融させられるモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るワイヤが、提供される。ステップ（ｂ）において、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｃ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、エネルギー源を用いて、溶融させられ、溶融ビードを形成し、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｄ）では、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、１回以上繰り返され、３次元部品の少なくとも一部を生産する。３次元部品は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、モリブデンの理論的密度の９８％より大きい、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、またはモリブデンの理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の１００％以下、モリブデンの理論的密度の９９．９％以下、またはモリブデンの理論的密度の９９．８％以下であり得る。ステップ（ｃ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するビレットをワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

別の側面では、本発明の実施形態は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る原料材料を使用して付加製造によって製造された３次元部品を特徴とする。部品は、複数の層を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。各層は、固化されたモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。部品は、連続層間の間隙が実質的にない、および／または層のうちの１つ以上のもの内の間隙が実質的にない。部品は、亀裂が実質的にない。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、モリブデンの理論的密度の９８％より大きい、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、またはモリブデンの理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、モリブデンの理論的密度の１００％以下、モリブデンの理論的密度の９９．９％以下、またはモリブデンの理論的密度の９９．８％以下であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムの部品内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムの部品内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムのそれぞれの部品内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムのそれぞれの部品内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。部品内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。原料材料は、ワイヤを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。原料材料は、アーク溶融させられるワイヤ（すなわち、少なくとも部分的にアーク溶融によって製作される、ワイヤ）を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。原料材料は、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、モリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットをビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって製作されるワイヤを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。

ある側面では、本発明の実施形態は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る３次元部品を製作する方法を特徴とする。ステップ（ａ）では、粉末が、圧縮され、供給電極を形成する。粉末は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。ステップ（ｂ）において、供給電極は、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させられ、それによって、ビレットを形成する。ステップ（ｃ）において、ビレットは、ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するワイヤに機械的に変形させられる。ステップ（ｄ）では、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｅ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、エネルギー源を用いて、溶融させられ、溶融ビードを形成し、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｆ）では、ステップ（ｄ）および（ｅ）は、１回以上繰り返され、３次元部品（または少なくともその一部）を生産する。３次元部品は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。金属材料は、１つ以上の耐熱金属を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、および／またはモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、および／またはタングステンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の９７％より大きい、金属材料の理論的密度の９８％より大きい、金属材料の理論的密度の９９％より大きい、または金属材料の理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の１００％以下、金属材料の理論的密度の９９．９％以下、または金属材料の理論的密度の９９．８％以下であり得る。ステップ（ｃ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、および／またはピルガー圧延することを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ステップ（ａ）は、圧縮された粉末を９００℃より高い、９５０℃より高い、１，０００℃より高い、１，１００℃より高い、または１，２００℃より高い温度で焼結することを含み得る。ステップ（ａ）は、圧縮された粉末を３，５００℃未満、３，０００℃未満、または２，５００℃未満の温度で焼結することを含み得る。ステップ（ｅ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ステップ（ａ）に先立って、粉末は、プラズマ高密度化および／またはプラズマ噴霧化を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって提供され得る。ステップ（ａ）に先立って、粉末は、（ｉ）金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、（ｉｉ）金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、（ｉｉｉ）金属水素化物粒子を脱水素化することとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって提供され得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

別の側面では、本発明の実施形態は、ワイヤを利用して、３次元部品を製作する方法を特徴とする。部品は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。ワイヤは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するビレットをワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって生産される。ステップ（ａ）では、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｂ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、エネルギー源を用いて、溶融させられ、溶融ビードを形成し、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）および（ｂ）は、１回以上繰り返され、３次元部品の少なくとも一部を生産する。３次元部品は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。金属材料は、１つ以上の耐熱金属を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、および／またはモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、および／またはタングステンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の９７％より大きい、金属材料の理論的密度の９８％より大きい、金属材料の理論的密度の９９％より大きい、または金属材料の理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の１００％以下、金属材料の理論的密度の９９．９％以下、または金属材料の理論的密度の９９．８％以下であり得る。ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、および／またはピルガー圧延することを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、圧縮された粉末を９００℃より高い、９５０℃より高い、１，０００℃より高い、１，１００℃より高い、または１，２００℃より高い温度で焼結することを含み得る。ワイヤを生産するプロセスは、圧縮された粉末を３，５００℃未満、３，０００℃未満、または２，５００℃未満の温度で焼結することを含み得る。ステップ（ｂ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、プラズマ高密度化および／またはプラズマ噴霧化を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって、粉末を提供することを含み得る。ワイヤを生産するプロセスは、（ｉ）金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、（ｉｉ）金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、（ｉｉｉ）金属水素化物粒子を脱水素化することとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって、粉末を提供することを含み得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

さらに別の側面では、本発明の実施形態は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る３次元部品を製作する方法を特徴とする。ステップ（ａ）では、アーク溶融させられる金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るワイヤが、提供される。ステップ（ｂ）において、ワイヤの先端は、プラットフォームに対して平行移動させられる（すなわち、ワイヤの全部または一部が平行移動させられるか、プラットフォームが平行移動させられるか、または両方である）。ステップ（ｃ）において、ワイヤの先端が平行移動させられている間、ワイヤの先端は、エネルギー源を用いて、溶融させられ、溶融ビードを形成し、ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する。ステップ（ｄ）では、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、１回以上繰り返され、３次元部品の少なくとも一部を生産する。３次元部品は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。金属材料は、１つ以上の耐熱金属を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、および／またはモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、および／またはタングステンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムのワイヤ内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２５ｐｐｍ未満、重量比２２ｐｐｍ未満、重量比２０ｐｐｍ未満、重量比１９ｐｐｍ未満、重量比１８ｐｐｍ未満、重量比１５ｐｐｍ未満、または重量比１０ｐｐｍ未満であり得る。ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の９７％より大きい、金属材料の理論的密度の９８％より大きい、金属材料の理論的密度の９９％より大きい、または金属材料の理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の１００％以下、金属材料の理論的密度の９９．９％以下、または金属材料の理論的密度の９９．８％以下であり得る。ステップ（ｃ）において、エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ワイヤを生産するプロセスは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットの直径（または他の寸法、例えば、幅）より小さい直径（または他の寸法、例えば、幅）を有するビレットをワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。本発明の実施形態は、前述の方法のいずれかに従って製作される３次元オブジェクトまたは部品を含む。

別の側面では、本発明の実施形態は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る原料材料を使用して付加製造によって製造された３次元部品を特徴とする。部品は、複数の層を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。各層は、固化された金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る。部品は、連続層間の間隙が実質的にない、および／または層のうちの１つ以上のもの内の間隙が実質的にない。部品は、亀裂が実質的にない。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の９７％より大きい、金属材料の理論的密度の９８％より大きい、金属材料の理論的密度の９９％より大きい、または金属材料の理論的密度の９９．５％より大きくあり得る。３次元部品の少なくとも一部の密度は、金属材料の理論的密度の１００％以下、金属材料の理論的密度の９９．９％以下、または金属材料の理論的密度の９９．８％以下であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムの部品内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、および／またはカリウムの部品内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。

本発明の実施形態は、種々の組み合わせのいずれかにおいて、以下のうちの１つ以上のものを含み得る。金属材料は、１つ以上の耐熱金属を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、および／またはモリブデンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、および／またはタングステンを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムのそれぞれの部品内の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムのそれぞれの部品内の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、または重量比０．５ｐｐｍ以上であり得る。部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍ未満、重量比４ｐｐｍ未満、重量比３ｐｐｍ未満、重量比２ｐｐｍ未満、または重量比１ｐｐｍ未満であり得る。部品内の酸素の濃度は、重量比０．００１ｐｐｍ以上、重量比０．００５ｐｐｍ以上、重量比０．０１ｐｐｍ以上、重量比０．０５ｐｐｍ以上、重量比０．１ｐｐｍ以上、重量比０．５ｐｐｍ以上、重量比１ｐｐｍ以上、または重量比２ｐｐｍ以上であり得る。原料材料は、ワイヤを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。原料材料は、アーク溶融させられるワイヤ（すなわち、少なくとも部分的にアーク溶融によって製作される、ワイヤ）を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。原料材料は、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、粉末は、金属材料を含み、それから本質的に成り、またはそれから成ることと、（ｉｉ）供給電極を、真空または１つ以上の不活性ガスを含み、それから本質的に成り、またはそれから成る処理雰囲気中でアーク溶融させることであって、それによって、ビレットを形成する、ことと、（ｉｉｉ）ビレットをビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含み、それから本質的に成り、またはそれから成るプロセスによって製作されるワイヤを含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る。

これらおよび他の目的は、本発明の本明細書に開示される利点および特徴とともに、以下の説明、付随の図面、および請求項の参照を通してより明白になるであろう。さらに、本明細書に説明される種々の実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、種々の組み合わせおよび順列で存在し得ることを理解されたい。本明細書で使用されるように、用語「約」および「実質的に」は、±１０％、いくつかの実施形態では、±５％を意味する。用語「～から本質的に成る」は、本明細書に別様に定義されない限り、機能に寄与する他の材料を除外することを意味する。なお、そのような他の材料は、集合的に、または個々に、微量で存在し得る。例えば、複数の金属から本質的に成る、構造は、概して、それらの金属のみと、化学分析を介して検出可能であり得るが、機能に寄与しない、非意図的不純物（金属または非金属であり得る）のみとを含むであろう。本明細書で使用されるように、「少なくとも１つの金属から本質的に成る」は、金属または２つもしくはそれを上回る金属の混合物を指すが、酸素、ケイ素、または窒素等の金属および非金属要素または化学種間の化合物ではない（例えば、金属窒化物、金属ケイ化物、または金属酸化物）。そのような非金属要素または化学種は、集合的に、もしくは個々に、例えば、不純物として、微量で存在し得る。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
モリブデンを備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、
（ｂ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
（ｃ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと、
（ｄ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｅ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｆ）ステップ（ｄ）および（ｅ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、モリブデンを備えている、方法。
（項目２）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、項目１に記載の方法。
（項目６）
ステップ（ｃ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
ステップ（ａ）は、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、項目１に記載の方法。
（項目８）
ステップ（ｅ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目１に記載の方法。
（項目９）
ステップ（ａ）に先立って、プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって前記粉末を提供することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１０）
項目１に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目１１）
ワイヤを利用して、モリブデンを備えている３次元部品を製作する方法であって、前記ワイヤは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、（ｉｉ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、（ｉｉｉ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含むプロセスによって生産され、前記方法は、
（ａ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｂ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、モリブデンを備えている、方法。
（項目１２）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記ワイヤを生産するプロセスは、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
ステップ（ｂ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって前記粉末を提供することを含む、項目１１に記載の方法。
（項目２０）
項目１１に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目２１）
モリブデンを備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）アーク溶融させられるモリブデンを備えているワイヤを提供することと、
（ｂ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｃ）前記ワイヤの先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｄ）ステップ（ｂ）および（ｃ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、モリブデンを備えている、方法。
（項目２２）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、項目２１に記載の方法。
（項目２６）
ステップ（ｃ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目２１に記載の方法。
（項目２７）
前記ワイヤは、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって生産される、項目２１に記載の方法。
（項目２８）
項目２１に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目２９）
モリブデンを備えている原料材料を使用する付加製造によって製造された３次元部品であって、前記部品は、（ｉ）各々が固化されたモリブデンを備えている複数の層を備え、（ｉｉ）連続した層間に間隙がなく、（ｉｉｉ）亀裂がなく、前記部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％以上であり、ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記部品内の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、部品。
（項目３０）
前記部品の密度は、前記モリブデンの理論的密度の９９％以上である、項目２９に記載の部品。
（項目３１）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、項目２９に記載の部品。
（項目３２）
前記部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目２９に記載の部品。
（項目３３）
前記原料材料は、ワイヤを備えている、項目２９に記載の部品。
（項目３４）
前記原料材料は、アーク溶融させられるワイヤを備えている、項目２９に記載の部品。
（項目３５）
前記原料材料は、ワイヤを備え、前記ワイヤは、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって製作される、項目２９に記載の部品。
（項目３６）
金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
（ｂ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
（ｃ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと、
（ｄ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｅ）前記ワイヤの先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｆ）ステップ（ｄ）および（ｅ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
（項目３７）
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目３６に記載の方法。
（項目４０）
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、項目３６に記載の方法。
（項目４１）
ステップ（ｃ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、項目３６に記載の方法。
（項目４２）
ステップ（ａ）は、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、項目３６に記載の方法。
（項目４３）
ステップ（ｅ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目３６に記載の方法。
（項目４４）
ステップ（ａ）に先立って、プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって前記粉末を提供することをさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目４５）
ステップ（ａ）に先立って、
金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、
前記金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、
前記金属水素化物粒子を脱水素化することと
を含むプロセスによって前記粉末を提供することをさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目４６）
項目３６に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目４７）
ワイヤを利用して、金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記ワイヤは、（ｉ）粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、（ｉｉ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、（ｉｉｉ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含むプロセスによって生産され、前記方法は、
（ａ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｂ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
（項目４８）
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目４７に記載の方法。
（項目５０）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目４７に記載の方法。
（項目５１）
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、項目４７に記載の方法。
（項目５２）
前記ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、項目４７に記載の方法。
（項目５３）
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、項目４７に記載の方法。
（項目５４）
ステップ（ｂ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目４７に記載の方法。
（項目５５）
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって前記粉末を提供することを含む、項目４７に記載の方法。
（項目５６）
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、
金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、
前記金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、
前記金属水素化物粒子を脱水素化することと
を含むプロセスによって前記粉末を提供することを含む、項目４７に記載の方法。
（項目５７）
項目４７に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目５８）
金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）アーク溶融させられる金属材料を備えているワイヤを提供することと、
（ｂ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｃ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｄ）ステップ（ｂ）および（ｃ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
（項目５９）
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、項目５８に記載の方法。
（項目６０）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目５８に記載の方法。
（項目６１）
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、項目５８に記載の方法。
（項目６２）
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、項目５８に記載の方法。
（項目６３）
ステップ（ｃ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、項目５８に記載の方法。
（項目６４）
前記ワイヤは、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって生産される、項目５８に記載の方法。
（項目６５）
項目５８に記載の方法に従って製作される３次元部品。
（項目６６）
ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている金属材料を備えている原料材料を使用する付加製造によって製造された３次元部品であって、前記部品は、（ｉ）各々が固化された金属材料を備えている複数の層を備え、（ｉｉ）連続した層間に間隙がなく、（ｉｉｉ）亀裂がなく、前記部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％以上であり、ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記部品内の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、部品。
（項目６７）
前記部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９９％以上である、項目６６に記載の部品。
（項目６８）
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、項目６６に記載の部品。
（項目６９）
前記部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、項目６６に記載の部品。
（項目７０）
前記原料材料は、ワイヤを備えている、項目６６に記載の部品。
（項目７１）
前記原料材料は、アーク溶融させられるワイヤを備えている、項目６６に記載の部品。
（項目７２）
前記原料材料は、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって製作されるワイヤを備えている、項目６６に記載の部品。

図面では、同様の参照文字は、概して、異なる図全体を通して同一部分を指す。さらに、図面は、必ずしも、正確な縮尺ではなく、代わりに、概して、本発明の原理を例証に応じて、強調が置かれる。以下の説明では、本発明の種々の実施形態が、以下の図面を参照して説明される。
図１は、本発明の種々の実施形態による、金属ビレットを形成するために利用されるアーク溶融装置の概略断面図である。図２は、本発明の種々の実施形態による、金属ロッドまたはビレットから製作されるワイヤの概略図である図３は、本発明の種々の実施形態による、３次元金属部品を製作するために利用される付加製造装置の概略図である。図４は、本発明の種々の実施形態による、付加製造プロセス中に製作されるワイヤの先端の画像である。図５は、図４のワイヤを利用して付加製造によって製作される３次元部品の画像である。図６は、機械加工後の図５の部品の画像である。図７は、付加製造プロセス中の従来のワイヤの先端の画像である。図８Ａおよび８Ｂは、図７のワイヤを利用して付加製造によって製作される３次元部品の画像である。

本発明の種々の実施形態によると、所望の金属前駆体材料のビレットが、前駆体材料（例えば、１つ以上の耐熱金属）を含み、それから本質的に成り、またはそれから成る粉末をロッドまたは他の３次元構造に圧縮することを介して、形成される。粉末自体は、最初に、粉末内の酸素および他の揮発性元素の量を最小化し、または実質的に低減させる１つ以上の技法を利用して形成され得る。このように、ワイヤ内のそのような揮発性種の量は、最小化され、または低減させられる。例えば、種々の粉末は、水素化／脱水素化（ｈｙｄｒｉｄｅ／ｄｅｈｙｄｒｉｄｅ）プロセス、プラズマ高密度化、および／またはプラズマ噴霧化を介して、形成および／または処理され得、粉末は、酸素等の低濃度の揮発性種を有し得る（例えば、３００ｐｐｍより低い、１００ｐｐｍより低い、５０ｐｐｍより低い、またはさらに３０ｐｐｍより低い、酸素含有量）。当技術分野において公知のように、水素化／脱水素化プロセスは、水素導入（それによって、水素化物相を形成する）を介した金属の脆化およびその後の機械的粉砕（例えば、ボールミル粉砕）と、脱水素化（例えば、真空内での加熱）とを伴う。種々の粉末または粉末前駆体は、１９９９年８月１９日に出願された米国特許第６，２６１，３３７号（第‘３３７号特許）（開示全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる）に詳述されるように、酸素のためのより高い親和性を有する１つ以上の材料（例えば、金属）（例えば、カルシウム、マグネシウム等）と組み合わせられ、高温で脱酸素化され、次いで、例えば、化学的溶解を介して、高酸素親和性材料から分離され得る。２０１７年１月２７日に出願された米国特許出願第１５／４１６，２５３号（開示全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるように、プラズマ高密度化プロセスでは、金属微粒子が、プラズマジェットまたはプラズマトーチの中に供給され、少なくとも部分的に、それによって、溶融させられ、冷却時、実質的に球状形態を有する傾向にある。さらに、プラズマ高密度化プロセスは、金属粉末内の揮発性元素の濃度を低減させ得る。

圧縮された粉末ロッドは、次いで、焼結され、アーク溶融プロセスのための供給電極を形成し得る。例えば、ロッドは、図１に図示されるように、約１，８００℃～約２，２００℃に及ぶ温度で焼結され得、供給電極１００は、典型的には、るつぼ１０５（例えば、銅を含み、それから本質的に成り、またはそれから成り得る）の上に設置され、るつぼ１０５は、るつぼ１０５内および／またはその周囲を循環する冷却剤（例えば、水または他の熱交換流体）の流動を介して冷却され得る。示されるように、冷却剤は、冷却入口１１０から流入し、冷却出口１１５を介して、るつぼ１０５から流出し得る。種々の実施形態では、前駆体材料の小装填（ｃｈａｒｇｅ）１２０が、るつぼ１０５の底部に位置付けられ、電流（例えば、数百またはさらに数千アンペアのＤＣ電流）が、装填１２０と供給電極１００との間に印加される。電力供給源１２５によって印加され得る電流は、アーク１３０を供給電極１００とるつぼ１０５内の装填１２０との間にもたらし、供給電極１００を溶融させ、るつぼ１０５の内部の形状（例えば、丸形および少なくとも部分的に円筒形）を有するビレットを形成する。真空または他の不活性雰囲気（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、または他の不活性ガス）が、るつぼ１０５内および／またはその周囲に存在し得、供給電極１００内の種々の揮発性不純物は、アーク溶融中、その周囲に逃散し得る。結果として生じるビレットは、ビレット材料を純化し、種々の揮発性不純物の濃度をさらに低減させるために、１回以上の追加の回数において、アーク溶融を受け得る。

アーク溶融プロセス後、結果として生じるビレットは、１つ以上の機械的変形プロセスによって、ワイヤに工作される。例えば、ビレットは、熱間加工（例えば、押し出し、圧延、鍛造、ピルガー圧延等）され、初期ビレットのものより小さい直径を有するロッドを形成し得る。ビレットおよび／またはロッドは、加圧、例えば、冷間等方加圧または熱間等方加圧によってさらに高密度にされ得る。ロッドは、次いで、例えば、引き抜き、かしめ、ピルガー圧延、押し出し等のうちの１つ以上のものによって、最終の所望の直径を有するワイヤに形成され得る。（種々の実施形態では、アーク溶融プロセスの即時生成物、すなわち、ビレットが、それらの間のロッドに形成されるのではなく、直接、ワイヤに形成され得る。）図２に描写される例示的実施形態では、ロッド２００は、ワイヤ２１０の直径が所望の寸法に低減させられるまで、１つ以上の引き抜きダイ２２０を通した引き抜きを介して、ワイヤ２１０に形成される。種々の実施形態では、引き抜きは、ロッド２００の直径（または他の横寸法）を低減させる１つ以上の他の機械的変形プロセス、例えば、ピルガー圧延、圧延、かしめ、押し出し等によって補完また置換され得る。ロッド２００および／またはワイヤ２１０は、直径低減（例えば、引き抜き）中、および／またはその後、焼鈍され得る。ビレット、ロッド、および／またはワイヤは、直径低減中、および／またはその後、熱処理され得る。例えば、ビレット、ロッド、および／またはワイヤは、９００℃より高い温度で焼結され得る。

１つまたは複数の耐熱金属（例えば、モリブデン）を含み、それから本質的に成り、またはそれから成るワイヤ２１０が、本発明の実施形態に従って製作されると、ワイヤ２１０は、付加製造アセンブリ３００を用いて３次元部品を製作するために利用され得る。例えば、図３に示されるように、ワイヤ２１０は、ワイヤ供給装置３１０を使用して、高エネルギー源３２０（例えば、レーザまたは電子ビーム源３３０によって放出される電子ビームまたはレーザビーム）の経路の中に徐々に供給され得、高エネルギー源３２０は、ワイヤの先端２３０を溶融させ、小溶融プール（または「ビード」または「パドル」）３４０を形成する。アセンブリ３００全体は、真空チャンバ内に配置され、周囲環境からの汚染を防止または実質的に低減させ得る。

堆積物を支持する基板３５０（示されるように、プラットフォーム３６０上に配置され得る）とワイヤ／ガンアセンブリとの間の相対的移動は、層毎方式で製作される部品をもたらす。そのような相対的運動は、ワイヤの先端２３０における溶融プール３４０の連続形成から、３次元オブジェクトの層３７０の連続形成をもたらす。図３に示されるように、層３７０の全部または一部は、１つ以上の前に形成された層３８０の上に形成され得る。相対的移動（すなわち、プラットフォーム３６０、ワイヤ／ガンアセンブリ、または両方の移動）は、製作されるべき部品の電子的に記憶された表現に基づいて、コンピュータベースのコントローラ３８０によって制御され得る。例えば、溶融ワイヤによってトレースされる２次元層が、メモリ３９０内に記憶される最終部品の記憶された３次元表現から抽出され得る。

本発明の実施形態による、コンピュータベースの制御システム（または「コントローラ」）３８０は、処理ユニット（または「コンピュータプロセッサ」）３９２と、システムメモリ３９０と、システムメモリ３９０を含む種々のシステムコンポーネントを処理ユニット３９２に結合するシステムバス３９４とを含むコンピュータの形態における汎用コンピューティングデバイスを含み、またはそれから本質的に成り得る。コンピュータは、典型的には、システムメモリ３９０の一部を形成し、処理ユニット３９２によって読み取られ得る種々のコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。一例として、限定ではなく、コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体および／または通信媒体を含み得る。システムメモリ３９０は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の揮発性および／または不揮発性メモリの形態におけるコンピュータ記憶媒体を含み得る。起動中等、要素間で情報を伝達することに役立つ基本ルーチンを含む基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）は、典型的には、ＲＯＭ内に記憶される。ＲＡＭは、典型的には、処理ユニット３９２に即時にアクセス可能であって、および／またはそれによって現在動作させられているデータおよび／またはプログラムモジュールを含む。データまたはプログラムモジュールは、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータを含み得る。オペレーティングシステムは、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステム、Ｕｎｉｘ（登録商標）オペレーティングシステム、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステム、Ｘｅｎｉｘオペレーティングシステム、ＩＢＭＡＩＸオペレーティングシステム、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄＵＸオペレーティングシステム、ＮｏｖｅｌＮＥＴＷＡＲＥオペレーティングシステム、ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓＳＯＬＡＲＩＳオペレーティングシステム、ＯＳ／２オペレーティングシステム、ＢｅＯＳオペレーティングシステム、ＭＡＣＩＮＴＯＳＨオペレーティングシステム、ＡＰＡＣＨＥオペレーティングシステム、ＯＰＥＮＳＴＥＰオペレーティングシステム、または別のオペレーティングシステムのプラットフォーム等を含む種々のオペレーティングシステムである、またはそれを含み得る。

任意の好適なプログラミング言語が、過度の実験を伴わずに、本明細書に説明される機能を実装するために使用され得る。例証として、使用されるプログラミング言語は、例えば、アセンブリ言語、Ａｄａ、ＡＰＬ、Ｂａｓｉｃ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ^＊、ＣＯＢＯＬ、ｄＢａｓｅ、Ｆｏｒｔｈ、ＦＯＲＴＲＡＮ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｍｏｄｕｌａ－２、Ｐａｓｃａｌ、Ｐｒｏｌｏｇ、Ｐｙｔｈｏｎ、ＲＥＸＸ、および／またはＪａｖａ（登録商標）スクリプトを含み得る。さらに、単一タイプの命令またはプログラミング言語が、本発明のシステムおよび技法の動作と併せて利用される必要はない。むしろ、任意の数の異なるプログラミング言語が、必要または所望に応じて、利用され得る。

コンピューティング環境は、他の取り外し可能／非取り外し可能揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体も含み得る。例えば、ハードディスクドライブは、非取り外し可能不揮発性磁気媒体から読み取り、そこに書き込み得る。磁気ディスクドライブは、取り外し可能不揮発性磁気ディスクから読み取り、そこに書き込み得、光ディスクドライブは、ＣＤ－ＲＯＭまたは他の光学媒体等の取り外し可能不揮発性光ディスクから読み取り、そこに書き込み得る。例示的動作環境において使用され得る他の取り外し可能／非取り外し可能揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体として、限定ではないが、磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭ、および同等物が挙げられる。記憶媒体は、典型的には、取り外し可能または非取り外し可能メモリインターフェースを通して、システムバスに接続される。

コマンドおよび命令を実行する、処理ユニット３９２は、汎用コンピュータプロセッサであり得るが、特殊目的ハードウェア、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、周辺集積回路要素、ＣＳＩＣ（顧客具体的集積回路）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、論理回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブル論理デバイス、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＰＬＤ（プログラマブル論理デバイス）、ＰＬＡ（プログラマブル論理アレイ）、ＲＦＩＤプロセッサ、スマートチップ、または本発明の実施形態のプロセスのステップを実装可能な任意の他のデバイスまたは配列のデバイスを含む、様々な他の技術のいずれかを利用し得る。

有利には、本発明の実施形態による、ワイヤは、Ｏ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、およびＳｂ等の低減または最小限の量（存在したとしても）の揮発性元素を含み、したがって、ワイヤ２１０は、付加製造中、任意の火花発生の場合でも、殆ど溶融せず、多孔率、亀裂、または他の欠陥を印刷された部品の中に導入しない。付加製造プロセスが完了後、部品は、プラットフォームから除去され、最終機械加工および／または研磨を受け得る。

（実施例１）
外径０．０６２インチを有するＭｏワイヤ（ワイヤＡ）が、本発明の実施形態に従って製作された。具体的には、ワイヤＡは、（１）純度９９．９５％を有するＭｏ粉末をロッドに圧縮し、（２）ロッドを焼結し、供給電極を形成し、（３）供給電極を真空下の水冷銅るつぼ内でアーク溶融させ、ビレットを形成し、（４）その直径を低減させるためにビレットを熱間製作することによって生産された。比較のために、外径０．０６２インチを有する対照Ｍｏワイヤ（ワイヤＢ）が、従来の粉末冶金学技法を介して製作された。具体的には、ワイヤＢは、（１）純度９９．９５％を有するＭｏ粉末をビレットに圧縮し、（２）ビレットを水素雰囲気中で密度少なくとも９３％まで焼結し、（３）その直径を低減させるために、ビレットを熱間製作することによって生産された。両ワイヤ内の種々の不純物種に対する詳細な組成情報が、グロー放電質量分析（ＧＤＭＳ）を介して得られ、表１に提示される。

表１に示されるように、ワイヤＡは、ワイヤＢより有意に少ないいくつかの揮発性不純物を含んでいた。

（実施例２）
実施例１からのワイヤＡおよびＢが、３次元Ｍｏ部品を製作するために例示的付加製造プロセスにおいて利用された。各ワイヤは、１１０ｍＡで平均電力３５ｋＶの電力を有する電子ビーム（パルス）を介して、製作プロセス中、溶融するまで加熱された。電子ビームの中へのワイヤ供給速度は、約３０インチ／分であり、ワイヤと製作プラットフォームとの間の相対的進行速度は、１０インチ／分であった。堆積比率は、約０．９１ｋｇ／時であった。

ワイヤＡを使用した製作中、堆積は、平滑であって、火花発生、膨れ、および飛散が実質的になかった。図４は、付加製造プロセス中のワイヤＡの先端に形成された溶融ビード４００の画像である。図５は、ワイヤＡを利用して製造される結果として生じる部品５００の画像である。示されるように、部品５００は、目で見える亀裂または他の瑕疵がなく、製作プラットフォームは、目で見える飛散または他の残屑がない。図６に示されるように、部品５００は、亀裂または他の損傷を伴わないように、層毎製作プロセスから生じる任意の粗度を除去するために、機械加工および／または研磨され得る。

ワイヤＢを使用した製作中、堆積は、火花発生および膨れに悩まされた。図７は、付加製造プロセス中のワイヤＢの先端に形成される溶融ビード７００を描写する。示されるように、ワイヤＢは、例えば、ワイヤＢ内のより高い濃度の揮発性不純物に起因して、多数の細孔または含有物７１０を保有していた。加えて、ワイヤＢからの目で見える火花７２０が、溶融および製作プロセス中に生じた。図８Ａおよび８Ｂは、ワイヤＢを利用して製作される３次元部品８００の画像である。示されるように、部品８００は、目で見える亀裂をその壁に有し、製作プラットフォーム上および部品８００自体上にも、ワイヤ材料の目で見える飛散が存在した。部品８００の機械製作の試みは、不成功であり、部品８００は、部品５００とは全く対照的に、るつぼとしての使用のために満足の行くものではなかった。

完成部品５００、８００の密度が、測定され、結果は、以下の表２に提示される。

示されるように、ワイヤＡを使用して製作された部品５００は、ワイヤＢを使用して製作された部品８００よりはるかに高い密度を有していた。加えて、製作された部品５００、８００の組成分析が、ＧＤＭＳによって行われ、結果は、以下の表３に示される。

表３に示されるように、不純物元素の大部分の濃度が、おそらく、ワイヤの溶融および不純物の揮散に起因して、製作プロセス中に減少した。しかしながら、ワイヤＡを利用して製作された部品５００は、ワイヤＢを利用して製作された部品８００内のものよりはるかに低いこれらの不純物の濃度を有していた。加えて、ワイヤＢを利用して製作された部品８００内のこれらの不純物元素の量は、ワイヤＢ自体内の不純物レベルより低くなる傾向にあっても、ワイヤＢを利用して製作された部品８００は、容認不可能な形態および密度を有し、図８Ａおよび８Ｂに示され、前述のように、製作中、飛散および火花発生を伴った。

本明細書で採用される用語および表現は、説明の用語および表現として使用され、限定ではなく、そのような用語および表現の使用では、図示および説明される特徴またはその一部の任意の均等物を除外する意図はない。加えて、本発明のある実施形態が説明されたが、本明細書に開示される概念を組み込む他の実施形態も、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、使用され得ることが、当業者に明白となるであろう。故に、説明される実施形態は、あらゆる点において、例証的にすぎず、制限的ではないと見なされる。

Claims

モリブデンを備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって粉末を提供することと、
（ｂ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、
（ｃ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
（ｄ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと、
（ｅ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｆ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｇ）ステップ（ｅ）および（ｆ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、モリブデンを備えている、方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項１に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項１に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、請求項１に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｄ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｂ）は、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｆ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法に従って製作される３次元部品。
ワイヤを利用して、モリブデンを備えている３次元部品を製作する方法であって、前記ワイヤは、（ｉ）プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって粉末を提供することと、（ｉｉ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、（ｉｉｉ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、（ｉｖ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含むプロセスによって生産され、前記方法は、
（ａ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｂ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、モリブデンを備えている、方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項１０に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項１０に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％より大きい、請求項１０に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９９％より大きい、請求項１０に記載の方法。
前記ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項１０に記載の方法。
ステップ（ｂ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項１０に記載の方法。
請求項１０に記載の方法に従って製作される３次元部品。
モリブデンを備えている原料材料を使用する付加製造によって製造された３次元部品であって、前記部品は、（ｉ）各々が固化されたモリブデンを備えている複数の層を備え、（ｉｉ）連続した層間に間隙がなく、（ｉｉｉ）亀裂がなく、前記部品の密度は、モリブデンの理論的密度の９７％以上であり、ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の前記部品内の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さく、かつ、少なくとも重量比０．００１ｐｐｍである、部品。
前記部品の密度は、前記モリブデンの理論的密度の９９％以上である、請求項１９に記載の部品。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、請求項１９に記載の部品。
前記部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項１９に記載の部品。
前記原料材料は、ワイヤを備えている、請求項１９に記載の部品。
前記原料材料は、アーク溶融させられたワイヤを備えている、請求項１９に記載の部品。
前記原料材料は、ワイヤを備え、前記ワイヤは、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、モリブデンを備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって製作される、請求項１９に記載の部品。
金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって粉末を提供することと、
（ｂ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
（ｃ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
（ｄ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと、
（ｅ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｆ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｇ）ステップ（ｅ）および（ｆ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、請求項２６に記載の方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項２６に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項２６に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、請求項２６に記載の方法。
ステップ（ｄ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載の方法。
ステップ（ｂ）は、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項２６に記載の方法。
ステップ（ｆ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項２６に記載の方法。
金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記方法は、
（ａ）プロセスによって粉末を提供することであって、前記プロセスは、
金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、
前記金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、
前記金属水素化物粒子を脱水素化することと
を含む、ことと、
（ｂ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
（ｃ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
（ｄ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと、
（ｅ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｆ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｇ）ステップ（ｅ）および（ｆ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、請求項３４に記載の方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項３４に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項３４に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、請求項３４に記載の方法。
ステップ（ｄ）は、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項３４に記載の方法。
ステップ（ｂ）は、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項３４に記載の方法。
ステップ（ｆ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項３４に記載の方法。
請求項３４に記載の方法に従って製作される３次元部品。
請求項２６に記載の方法に従って製作される３次元部品。
ワイヤを利用して、金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記ワイヤは、（ｉ）プラズマ高密度化またはプラズマ噴霧化のうちの少なくとも１つを含むプロセスによって粉末を提供することと、（ｉｉ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、（ｉｉｉ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、（ｉｖ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含むプロセスによって生産され、前記方法は、
（ａ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｂ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、請求項４４に記載の方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項４４に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項４４に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、請求項４４に記載の方法。
前記ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項４４に記載の方法。
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項４４に記載の方法。
ステップ（ｂ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項４４に記載の方法。
ワイヤを利用して、金属材料を備えている３次元部品を製作する方法であって、前記ワイヤは、（ｉ）プロセスによって粉末を提供することであって、前記プロセスは、
金属を水素化し、金属水素化物を形成することと、
前記金属水素化物を複数の粒子に機械的に粉砕することと、
前記金属水素化物粒子を脱水素化することと
を含む、ことと、（ｉｉ）前記粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、（ｉｉｉ）前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、（ｉｖ）前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることとを含むプロセスによって生産され、前記方法は、
（ａ）前記ワイヤの先端をプラットフォームに対して平行移動させることと、
（ｂ）前記ワイヤの前記先端が平行移動させられている間、エネルギー源を用いて前記ワイヤの前記先端を溶融させ、溶融ビードを形成することであって、前記ビードは、冷たくなり、３次元部品の層の少なくとも一部を形成する、ことと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を１回以上繰り返し、前記３次元部品を生産することと
を含み、
前記３次元部品は、前記金属材料を備えている、方法。
前記金属材料は、ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている、請求項５２に記載の方法。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、またはカリウムのうちの少なくとも１つの前記ワイヤ内の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項５２に記載の方法。
前記ワイヤ内の酸素の濃度は、重量比２０ｐｐｍより小さい、請求項５２に記載の方法。
前記３次元部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％より大きい、請求項５２に記載の方法。
前記ビレットをワイヤに機械的に変形させることは、引き抜くこと、圧延すること、かしめること、押し出すこと、またはピルガー圧延することのうちの少なくとも１つを含む、請求項５２に記載の方法。
前記ワイヤを生産する前記プロセスは、前記圧縮された粉末を９００℃より高い温度で焼結することを含む、請求項５２に記載の方法。
ステップ（ｂ）において、前記エネルギー源は、電子ビームおよび／またはレーザビームを備えている、請求項５２に記載の方法。
請求項５２に記載の方法に従って製作される３次元部品。
請求項４４に記載の方法に従って製作される３次元部品。
ニオブ、タンタル、レニウム、タングステン、またはモリブデンのうちの少なくとも１つを備えている金属材料を備えている原料材料を使用する付加製造によって製造された３次元部品であって、前記部品は、（ｉ）各々が固化された金属材料を備えている複数の層を備え、（ｉｉ）連続した層間に間隙がなく、（ｉｉｉ）亀裂がなく、前記部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９７％以上であり、ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の前記部品内の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さく、かつ、少なくとも重量比０．００１ｐｐｍである、部品。
前記部品の密度は、前記金属材料の理論的密度の９９％以上である、請求項６２に記載の部品。
ナトリウム、カルシウム、アンチモン、マグネシウム、リン、およびカリウムの各々の濃度は、重量比１ｐｐｍより小さい、請求項６２に記載の部品。
前記部品内の酸素の濃度は、重量比５ｐｐｍより小さい、請求項６２に記載の部品。
前記原料材料は、ワイヤを備えている、請求項６２に記載の部品。
前記原料材料は、アーク溶融させられたワイヤを備えている、請求項６２に記載の部品。
前記原料材料は、
粉末を圧縮し、供給電極を形成することであって、前記粉末は、前記金属材料を備えている、ことと、
前記供給電極を真空または１つ以上の不活性ガスを備えている処理雰囲気中でアーク溶融させ、それによって、ビレットを形成することと、
前記ビレットを前記ビレットの直径より小さい直径を有するワイヤに機械的に変形させることと
を含むプロセスによって製作されるワイヤを備えている、請求項６２に記載の部品。