JP7287732B1 - 三次元成形方法 - Google Patents

三次元成形方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7287732B1
JP7287732B1 JP2022170284A JP2022170284A JP7287732B1 JP 7287732 B1 JP7287732 B1 JP 7287732B1 JP 2022170284 A JP2022170284 A JP 2022170284A JP 2022170284 A JP2022170284 A JP 2022170284A JP 7287732 B1 JP7287732 B1 JP 7287732B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manufactured
shaped
molding method
test piece
dimensional molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022170284A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024062454A (ja
Inventor
誠 市村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matsuura Machinery Corp
Original Assignee
Matsuura Machinery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsuura Machinery Corp filed Critical Matsuura Machinery Corp
Priority to JP2022170284A priority Critical patent/JP7287732B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7287732B1 publication Critical patent/JP7287732B1/ja
Priority to US18/375,013 priority patent/US11964438B1/en
Priority to EP23202566.8A priority patent/EP4378666A1/en
Priority to KR1020230137746A priority patent/KR20240058003A/ko
Priority to CN202311340135.8A priority patent/CN117921024A/zh
Priority to CA3217582A priority patent/CA3217582A1/en
Publication of JP2024062454A publication Critical patent/JP2024062454A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/40—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards
    • B22F10/47—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards characterised by structural features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/40—Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/66—Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

【課題】製造対象部品、サポート材、テストピースを対象とする三次元成形において、テストピースにつき、製造対象部品を支えるか、又は製造対象部品を支えるサポート材と接合することによって、効率的な成形及び効率的な粉末の利用を可能とする三次元成形方法及び当該方法に基づく三次元成形物を提供すること。【解決手段】スキージの走行による粉末の散布、レーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結によって成形する製造対象部品１の一部領域に対し、サポート材２、テストピース３の双方を、個別に接合するか、又はテストピース３を複数個のサポート材２に個別に接合するか、又は造形対象部品１の一部領域に対し、テストピース３を接合することによってサポート材２及びテストピース３を、同一工程によって成形することによって、前記課題を達成している三次元成形方法。【選択図】図１

Description

本発明は、製造対象部品、及び当該製造対象部品を下方から支えているサポート材、テストピース、同一工程にて成形することによる三次元成形方法を対象としている。
従来技術においては、製造対象部品は、ベースプレート上にて当該製造対象部品と同一素材であって、通常、焼結強度が製造対象部品の場合よりも弱い状態にあるサポート材によって支えられているが、製造対象部品と同一素材であって、しかも製造対象部品の場合と同一の焼結状態を採用し、かつ製造対象部品の単位体積当たりの塑性変形強度及び製造対象部品の密度を測定するために使用されるテストピース（試験片）によって支えられている訳ではない。
しかも、従来技術による製造対象部品、テストピース及びサポート材は、スキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による焼結による各工程を採用している三次元成形において同一工程にて前記成形に及んでいるにも拘らず、テストピースについては、製造対象部品及びサポート材から独立分離した状態にて成形されている。
因みに、３Ｄプリンタ造形物用現像液組成物を発明の対象としている特許文献１の図１に示す実施形態においては、製造対象部品とテストピースとを兼用しているレンチはサポート材上に載置されているが、前記レンチはサポート材を完全に離脱した状況にある。
術前計画骨モデルの作製方法を発明の対象としている特許文献２においては、三次元成形を前提とした上で、図８に示す骨モデルによる製造対象部品は、サポート材に接合した状態にて成形されているが、図９に示すテストピースは、製造対象部品及びサポート材から互いに分離した状態にて成形されている。
しかしながら、このような分離した状態の場合には、製造対象部品及びサポート材とテストピースとは、個別の形状の下に三次元成形が行われ、ひいては、効率的な成形、及び三次元成形に必要な粉末の効率的な使用を実現することができない。
このように、特許文献１及び同２を含む従来技術においては、テストピースについては、製造対象部品及びサポート材と独立分離した状態にて三次元成形が行われており、その結果、効率的な成形及び効率的な粉末の利用が不可能な状況にある。
特開２０１４－８３７４４号公報 特開２０１５－８２０４３号公報
本発明は、製造対象部品、サポート材、テストピースを対象とする三次元成形において、テストピースにつき、製造対象部品を支えるか、又は製造対象部品を支えるサポート材と一体成形することによって、効率的な成形及び効率的な粉末の利用を可能とする三次元成形方法を提供することを目的としている。
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、以下の基本構成（１）、（２）、（３）からなる。
（１）ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるサポート材とテストピースとを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、サポート材、テストピースの双方を個別に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
（２）ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるサポート材とテストピースとを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、複数個のサポート材を個別に接合し、かつテストピースを当該サポート材に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
（３）ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるテストピースを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、テストピースを１個又は複数個の単位にて接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
基本構成（１）においては、テストピースは、サポート材と共に、製造対象部品の一部領域に接合しており、基本構成（２）においては、製造対象部品の一部領域に接合しているサポート材に接合することによって、一体成形されており、従来技術のように、製造対象部品及びサポート材と独立分離した状態にて成形されている訳ではない。
その結果、テストピースは、製造対象部品又はサポート材と相互に接合することによって、テストピースと製造対象部品及びサポート材との平均距離を短縮し、スピーディーかつ効率的な成形を実現することができる。
しかも、前記のような平均距離の短縮によって、三次元成形の材料である粉末材料を節約し、かつ当該粉末材料を効率的に使用することができる。
基本構成（３）においては、サポート材自体を採用せずに、テストピースがサポート材と同様の支持機能を発揮していることを前提とした上で、基本構成（１）と同様に、製造対象部品の一部領域に対し、テストピースが接合した状態にて成形が行われている。
このような構成によって、基本構成（３）は、基本構成（１）、（２）と同様の効率的な成形及び粉末材料の効率的な使用を実現するだけでなく、サポート材とテストピースとを個別に設計する必要がない点において、基本構成（１）、（２）に比し、設計が極めてシンプルである。
しかも、基本構成（３）の場合には、前記のようにテストピースのみによって製造対象部品の支持を実現していることによって、前記効率的な成形及び粉末材料の前記効率的な使用を一層助長することができる。
因みに、テストピースの焼結強度は、製造対象部品と同一であって、通常サポート材よりも大きいことを必要としており、基本構成（１）、（２）のサポート材＋テストピースによる支持の場合よりも少ない材料にて、製造対象部品を支持することができる。
基本構成（１）、（２）、（３）においては、製造対象部品の一部領域に対するサポート材、テストピースとの接合による支持構成を採用しているが、その根拠は、全部領域に対する接合による支持の場合には、効率的な成形及び効率的な粉末材料の使用が不可能と化すことにある。
基本構成（１）の構成を示す側面図である。 基本構成（２）の構成を示す側面図である。 基本構成（３）の構成を示す側面図である。 基本構成（１）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状のサポート材及びテストピースによって支持している実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。尚、製造対象部品を示す点線は、前記透視状態を表わしており、この点は、図４（ｂ）、図５、図６（ａ）、（ｂ）（ｃ）、（ｄ）の場合も同様である。 基本構成（１）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状のサポート材によって支持している実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 基本構成（２）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状のサポート材によって支持しており、かつテストピースをサポート材と交差状態にて接合することによって架設している実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 基本構成（３）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状のテストピースを水平方向に配列した状態にて支えている実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 基本構成（３）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を水平方向とする板状又は柱状による複数個のテストピースが下方から支えている実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 基本構成（３）において、製造対象部品の一部領域を、長手方向を水平方向及び当該水平方向と交差する斜方向とする複数個の湾曲した板状又は柱状によるテストピースが下方から支えている実施形態を示す直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 基本構成（３）において、製造対象部品を１個のテストピースによって下方から支えている実施形態による直交する二方向の側面図及び製造対象部品を透視した状態の上面図である。 実施例の構成を示す断面図である。
基本構成（１）は、図１に示すように、ベースプレート４の上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品１及び製造対象部品１を支えるサポート材２とテストピース３とを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品１の一部領域に対し、サポート材２、テストピース３の双方を個別に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法である。
基本構成（２）は、図２に示すように、ベースプレート４の上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品１及び製造対象部品１を支えるサポート材２とテストピース３とを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品１の一部領域に対し、複数個のサポート材２を個別に接合し、かつテストピース３を当該サポート材２に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法である。
基本構成（１）及び同（２）の技術上のメリットについては、発明の効果の項において、既に説明した通りである。
基本構成（１）及び同（２）においては、サポート材２、テストピース３の形状については、特に限定される訳ではない。
但し、図４（ａ）に示すような板状、図４（ｂ）及び図５に示すような柱状、図１に示すような立方体、球、楕円球が典型例として好適に採用されている。
基本構成（１）においては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による１個又は複数個のサポート材２、並びに長手方向を上下方向とする板状又は柱状による１個又は複数個のテストピース３がそれぞれ水平方向に配列された状態にて下方から支えており、かつサポート材２、及びテストピース３を水平方向に配列している単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実施形態の場合には、上下方向のサポート材２、及び上下方向のテストピース３によって、様々な組み合わせによる製造対象部品１における支持構造を実現することができる。
尚、前記実施形態における上下方向とは、直線状の鉛直方向に限定される訳ではなく、図４（ａ）のサポート材２に示すように、一部が斜方向又は湾曲形状である場合、全てが斜方向又は湾曲形状をも採用することができる。
基本構成（２）においては、図５に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による複数個のサポート材２が水平方向に配列された状態にて上下方向から支えており、かつ上下方向の長手方向を形成する単位の数が１個又は複数個であると共に、複数個のサポート材２の全部又は一部に対し、１個又は複数個のテストピース３を交差状態にて接合することによって架設していることを特徴とする実施形態を採用することができる。
前記実施形態は、製造対象部品１の一部領域に対し、サポート材２を個別に接合し、かつテストピース３を当該サポート材２に接合した状態にて成形している場合に該当するが、前記実施形態においては、サポート材２に対し交差状態に架設されているテストピース３をサポート材２から切断を介して除去することによって、容易にテストピース３の使用を実現することができる。
前記図４（ａ）、（ｂ）、図５に示す各実施形態においては、水平方向に配列されている板状又は柱状による単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴としているが、図４（ａ）は、１個の場合を示し、図４（ｂ）は、平行である２個の場合を示し、図５は、隣り合う水平方向の配列方向が相互に平行である３個の場合を示す。
１個の場合には、構成がシンプルであって、効率的な成形及び効率的な粉末材料の使用を実現することができる。
複数個の場合には、製造対象部品１を安定した状態にて載置することができる。
基本構成（３）は、図３に示すように、ベースプレート４の上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品１及び製造対象部品１を支えるテストピース３を、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品１の一部領域に対し、テストピース３を１個又は複数個の単位にて接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法である。
基本構成（３）の技術上のメリットについては、基本構成（１）、（２）の効果との対比に即して、発明の効果の項において既に説明した通りである。
基本構成（３）においては、テストピース３の形状については、特に限定される訳ではない。
但し、図６（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すような板状、図６（ｃ）に示すような柱状、図３に示すような立方体、球、楕円球が典型例として好適に採用されている。
基本構成（３）においては、図６（ａ）に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による複数個のテストピース３が水平方向に配列された状態にて個別に下方から支えており、かつテストピース３を水平方向に配列している単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
前記実施形態は、テストピース３が長手方向又は上下方向である点において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実施形態と共通している。
しかしながら、製造対象部品１を支える素材が専らテストピース３であって、サポート材２を除外していることから、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実施形態に比し、シンプルな設計を実現することができる。
しかも、製造対象部品１と同一の焼結の程度が行われているテストピース３の場合には、サポート材２よりも焼結の程度が大きいことから、前記実施形態におけるテストピース３の数については、図４（ａ）の実施形態におけるサポート材２＋テストピース３の数よりも小さい状態とすることができ、その結果、上記実施形態に比し、効率的な成形及び粉末材料の効率的な使用を助長することができる。
基本構成（３）においては、図６（ｂ）に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を水平方向とする板状又は柱状による両側表面に凹凸形状による空隙を形成している複数個のテストピース３が下方から支えており、かつテストピース３が長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
前記実施形態の場合には、テストピース３の長手方向の形状を製造対象部品１の水平方向とする長手方向に沿った状態とすることができ、図６（ａ）に示す実施形態とは別の技術的趣旨にてシンプルな設計を実現することができる。
しかも、水平方向に沿ったテストピース３の相互間に凹凸形状による空隙が形成されていることから、三次元成形における粉末材料の節約に資することができる。
基本構成（３）においては、図６（ｃ）に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を水平方向及び当該水平方向と交差する斜方向とすることによって湾曲している板状又は柱状による複数個のテストピース３が下方から支えており、かつテストピース３が長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
前記実施形態においても、テストピース３の水平方向に沿った形状につき、製造対象部品１に沿った状態とすることができ、図６（ｂ）の実施形態と同様にシンプルな構成を実現することができる。
しかも、湾曲状のテストピース３の場合には、必然的に上下方向に空隙が形成されており、図６（ｂ）に示す実施形態の場合と同様に、前記粉末材料の節約に資することができる。
基本構成（３）においては、図６（ｄ）に示すように、製造対象部品１の一部領域を、長手方向を水平方向とする板状又は柱状による１個のテストピース３が下方から支えており、かつテストピース３が長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
前記実施形態の場合には、テストピース３の上下方向が１個であることから、図６（ｂ）、（ｃ）の実施形態にまして、更にシンプルな設計を実現することができる。
尚、前記実施形態のうち、図６（ｂ）に示す実施形態の場合と同様に表面に空隙を形成し、その結果、製造対象部品１及びベースプレート４との間にて空隙を形成する構成を採用することは、当然可能である。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す実施形態の場合には、水平方向に配列している板状又は柱状による単位の数（図６（ａ）の場合）、又は長手方向を形成する柱状又は円柱状による単位の数（図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の場合）が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを要件としているが、１個の場合には、シンプルな構成を実現することができ、複数個の場合には、当然製造対象部品１に対する安定した支持を実現することができる。
尚、図６（ｄ）は、１個の場合を示し、図６（ａ）、（ｂ）は、平行状態による２個の場合を示し、図６（ｃ）は、非平行の状態による２個の場合を示す。
基本構成（１）、（２）、（３）の三次元成形方法においては、粉末の焼結の次に、更なる工程を採用することができる。
具体的には、焼結工程の次に、回転工具による焼結表面に対する除去加工による成形工程を採用していることを特徴とする実施形態は、少なからず採用されている。
尚、前記除去加工については、製造対象部品１、サポート材２、テストピース３の全てを対象とする場合と、サポート材２を除外し、製造対象部品１、テストピース３を対象とする場合との双方が採用されている。
このような実施形態においては、正確な形状による成形を実現することができる。
以下、実施例について説明する。
実施例は、基本構成(１）、（２）、（３）において、図７に示すように、テストピース３において、テストピース３の領域表面に凹凸形状を形成していることを特徴としている。
このような表面における凹凸形状の設定によって、実施例においては、テストピース３の原材料である粉末材料を節約し、かつ効率的に使用することができる。
但し、テストピース３は、単位体積当たりの塑性変形強度に関する試験片として使用する場合には、凹凸形状は塑性変形の測定に支障が生じない程度の深さであることを必要とする。
これに対し、テストピース３が密度に関する試験片に使用される場合には、凹凸形状の深さは然して限定される訳ではない。
図７の凹凸形状は、テストピース３の周囲を囲むライン形状及びそれぞれ独立している点在形状の双方の何れも採用することができる。
基本構成（１）、（２）、（３）に立脚している本発明においては、製造対象部品、サポート材、テストピースを効率的に成形することができ、かつ三次元成形に必要な粉末材料を効率的に使用し得る点において画期的であり、三次元成形において多大な利用可能性を期待することができる。
１ 製造対象部品
２ サポート材
３ テストピース
４ ベースプレート

Claims (13)

  1. ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるサポート材とテストピースとを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、サポート材、テストピースの双方を個別に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
  2. ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるサポート材とテストピースとを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、複数個のサポート材を個別に接合し、かつテストピースを当該サポート材に接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
  3. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による複数個のサポート材が水平方向に配列された状態にて上下方向から支えており、かつ上下方向の長手方向を形成する単位の数が１個又は複数個であると共に、複数個のサポート材の全部又は一部に対し、１個又は複数個のテストピースを交差状態にて接合することによって架設していることを特徴とする請求項２記載の三次元成形方法。
  4. サポート材、テストピースがそれぞれ板状、柱状、立方体、球、楕円球の何れかであることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元成形方法。
  5. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による１個又は複数個のサポート材、並びに長手方向を上下方向とする板状又は柱状による１個又は複数個のテストピースがそれぞれ水平方向に配列された状態にて下方から支えており、かつサポート材、及びテストピースを水平方向に配列している単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする請求項４記載の三次元成形方法。
  6. ベースプレートの上側におけるスキージの走行による粉末の散布及びレーザビーム又は電子ビームの照射による粉末の焼結による成形に立脚し、かつ製造対象部品及び製造対象部品を支えるテストピースを、同一工程内にて前記成形に至る三次元成形方法であって、製造対象部品の一部領域に対し、テストピースを１個又は複数個の単位にて接合した状態にて成形していることを特徴とする三次元成形方法。
  7. テストピースが板状、柱状、立方体、球、楕円球の何れかであることを特徴とする請求項６記載の三次元成形方法。
  8. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を上下方向とする板状又は柱状による複数個のテストピースが水平方向に配列された状態にて個別に下方から支えており、かつテストピースを水平方向に配列している単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする請求項７記載の三次元成形方法。
  9. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を水平方向とする板状又は柱状による両側表面に凹凸形状による空隙を形成している複数個のテストピースが下方から支えており、かつテストピースが長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする請求項７記載の三次元成形方法。
  10. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を水平方向及び当該水平方向と交差する斜方向とすることによって湾曲している板状又は柱状による複数個のテストピースが下方から支えており、かつテストピースが長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする請求項７記載の三次元成形方法。
  11. 製造対象部品の一部領域を、長手方向を水平方向とする板状又は柱状による１個のテストピースが下方から支えており、かつテストピースが長手方向を形成する単位の数が１個、又は平行若しくは非平行の状態による複数個であることを特徴とする請求項７記載の三次元成形方法。
  12. 焼結工程の次に、回転工具による焼結表面に対する除去加工による成形工程を採用していることを特徴とする請求項１、２、６の何れか一項に記載の三次元成形方法。
  13. テストピースの領域表面に、凹凸形状を形成していることを特徴とする請求項１，２，６の何れか一項に記載の三次元成形方法。
JP2022170284A 2022-10-25 2022-10-25 三次元成形方法 Active JP7287732B1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022170284A JP7287732B1 (ja) 2022-10-25 2022-10-25 三次元成形方法
US18/375,013 US11964438B1 (en) 2022-10-25 2023-09-29 Three-dimensional molding method
EP23202566.8A EP4378666A1 (en) 2022-10-25 2023-10-10 Three-dimensional molding method
KR1020230137746A KR20240058003A (ko) 2022-10-25 2023-10-16 3차원 성형 방법
CN202311340135.8A CN117921024A (zh) 2022-10-25 2023-10-17 三维成形方法
CA3217582A CA3217582A1 (en) 2022-10-25 2023-10-24 Three-dimensional molding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022170284A JP7287732B1 (ja) 2022-10-25 2022-10-25 三次元成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7287732B1 true JP7287732B1 (ja) 2023-06-06
JP2024062454A JP2024062454A (ja) 2024-05-10

Family

ID=86610991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022170284A Active JP7287732B1 (ja) 2022-10-25 2022-10-25 三次元成形方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11964438B1 (ja)
EP (1) EP4378666A1 (ja)
JP (1) JP7287732B1 (ja)
KR (1) KR20240058003A (ja)
CN (1) CN117921024A (ja)
CA (1) CA3217582A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019111803A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 日本特殊陶業株式会社 造形物の製造方法
JP2019217517A (ja) 2018-06-18 2019-12-26 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法、及び積層造形物の検査方法

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1008128A3 (nl) * 1994-03-10 1996-01-23 Materialise Nv Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie.
DE4436695C1 (de) * 1994-10-13 1995-12-21 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
JP4551087B2 (ja) * 2001-10-03 2010-09-22 スリーディー システムズ インコーポレーテッド 相変化支持材料組成物
US6841589B2 (en) * 2001-10-03 2005-01-11 3D Systems, Inc. Ultra-violet light curable hot melt composition
DE10219983B4 (de) * 2002-05-03 2004-03-18 Bego Medical Ag Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern
US9116428B1 (en) * 2009-06-01 2015-08-25 Hrl Laboratories, Llc Micro-truss based energy absorption apparatus
DE102007033434A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-22 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Bauteile
GB0715621D0 (en) * 2007-08-10 2007-09-19 Rolls Royce Plc Support architecture
US20090261067A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Robert Alan Dietrich Methods and apparatus for prototyping three dimensional objects from a plurality of layers
DE102009055661A1 (de) * 2009-11-25 2011-05-26 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US9109979B2 (en) * 2009-12-03 2015-08-18 The Boeing Company Z-axis test coupon structure and method for additive manufacturing process
GB201006154D0 (en) * 2010-04-14 2010-05-26 Materials Solutions A method of forming an article using a powder layer manufacturing process
FR2962061B1 (fr) * 2010-07-01 2013-02-22 Snecma Procede de fabrication d'une piece metallique par fusion selective d'une poudre
US8221858B2 (en) * 2010-07-22 2012-07-17 Stratasys, Inc. Three-dimensional parts having porous protective structures
DE102010041461B4 (de) * 2010-09-27 2016-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Prüfverfahren für ein additives Fertigungsverfahren
BE1020619A3 (nl) * 2011-02-04 2014-02-04 Layerwise N V Werkwijze voor het laagsgewijs vervaardigen van dunwandige structuren.
JP5772668B2 (ja) * 2012-03-08 2015-09-02 カシオ計算機株式会社 ３次元造形方法及び造形物複合体並びに３次元造形装置
FR2991613B1 (fr) * 2012-06-06 2016-11-11 Snecma Procede de fabrication de piece par fusion selective ou frittage selectif de lits de poudre(s) au moyen d'un faisceau de haute energie
JP5980088B2 (ja) 2012-10-23 2016-08-31 花王株式会社 ３ｄプリンタ造形物用現像液組成物、３ｄプリンタ造形物の現像方法、及び３ｄプリンタ造形物の製造方法
FR3002167B1 (fr) * 2013-02-15 2016-12-23 Michelin & Cie Piece obtenue par fusion selective d'une poudre comprenant un element principal et des elements secondaires rigides
GB201310762D0 (en) * 2013-06-17 2013-07-31 Rolls Royce Plc An additive layer manufacturing method
US10191476B2 (en) * 2013-06-26 2019-01-29 Renishaw Plc Method and apparatus for generating geometric data for use in additive manufacturing
JP6270353B2 (ja) * 2013-06-28 2018-01-31 シーメット株式会社 三次元造形体およびサポート形成方法
GB201316670D0 (en) * 2013-09-19 2013-11-06 3T Rpd Ltd manufacturing method
JP2015082043A (ja) 2013-10-23 2015-04-27 国立大学法人 新潟大学 術前計画骨モデルの作製方法
US20160243620A1 (en) * 2013-12-13 2016-08-25 United Technologies Corporation Additive manufacturing shroud support structure
US9844917B2 (en) * 2014-06-13 2017-12-19 Siemens Product Lifestyle Management Inc. Support structures for additive manufacturing of solid models
CN107635751B (zh) * 2015-04-03 2020-07-28 物化股份有限公司 使用增材制造技术来制造物体的方法
DE102015207306A1 (de) * 2015-04-22 2016-10-27 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
CN106273438B (zh) * 2015-05-11 2019-11-05 三纬国际立体列印科技股份有限公司 立体打印成型结构
DE102015217469A1 (de) * 2015-09-11 2017-03-16 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
JP2017077707A (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 ローランドディー．ジー．株式会社 ３次元造形データ生成装置およびこれを備えた３次元造形システム
US10486362B2 (en) * 2016-02-11 2019-11-26 General Electric Company Method and connecting supports for additive manufacturing
US10799951B2 (en) * 2016-02-11 2020-10-13 General Electric Company Method and conformal supports for additive manufacturing
US10556383B2 (en) * 2016-05-12 2020-02-11 General Electric Company Methods and rail supports for additive manufacturing
US20180001570A1 (en) * 2016-06-23 2018-01-04 Jack Cahn Authentication, Testing and Certification of Additive Manufactured Items and Cryogenically Processed Additive Manufactured Items
US10000011B1 (en) * 2016-12-02 2018-06-19 Markforged, Inc. Supports for sintering additively manufactured parts
EP3551365B1 (en) * 2016-12-06 2022-03-16 Markforged, Inc. Additive manufacturing method with heat-flexed material feeding
US10357829B2 (en) * 2017-03-02 2019-07-23 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing of three-dimensional objects
CA3053969A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Mosaic Manufacturing Ltd. Auxiliary material handling unit (amhu)
US10401267B2 (en) * 2017-04-18 2019-09-03 General Electric Company Additive manufacturing test feature including powder sampling capsule
US20180304541A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Carbon, Inc. 3d lattice supports for additive manufacturing
US10899088B2 (en) * 2017-11-17 2021-01-26 Matsuura Machinery Corporation Support and method of shaping workpiece and support
US10889054B2 (en) * 2017-11-27 2021-01-12 Hrl Laboratories, Llc Sacrificial pyrolysis method for additively manufactured ceramics
US11117329B2 (en) * 2018-06-26 2021-09-14 General Electric Company Additively manufactured build assemblies having reduced distortion and residual stress
DE202018105230U1 (de) * 2018-09-12 2019-12-16 Codronic Gmbh Einrichtung zur additiven Fertigung eines Bauteils mit einer Stützstruktur
AT521815A1 (de) * 2018-10-31 2020-05-15 Univ Wien Tech Verfahren und Mittel zur Prüfung der Verbindungsfestigkeit zwischen zwei Probenelementen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019111803A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 日本特殊陶業株式会社 造形物の製造方法
JP2019217517A (ja) 2018-06-18 2019-12-26 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法、及び積層造形物の検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4378666A1 (en) 2024-06-05
JP2024062454A (ja) 2024-05-10
CN117921024A (zh) 2024-04-26
KR20240058003A (ko) 2024-05-07
US20240227310A9 (en) 2024-07-11
CA3217582A1 (en) 2023-12-28
US20240131801A1 (en) 2024-04-25
US11964438B1 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6475766B2 (ja) 積層造形法のための方法及びその周囲の支持体
JP6496758B2 (ja) 積層造形法のための方法及びコンフォーマル支持体
JP6374479B2 (ja) レーザービームを使用する粉末の凝固と変形吸収部材の挿入による物体の製造方法
US9296129B2 (en) Additive manufacturing of tiled objects
RU2450908C2 (ru) Абразивное покрытие и способ его изготовления
US10232604B2 (en) Manufacturing method of metal member
EP2869787B1 (en) 3d porous moulded-multilayer product and production method thereof
JP6338305B1 (ja) 支持部材、造形モデル生成装置、制御装置、および造形物の造形方法
JP2017128770A (ja) 金属部材の製造方法
JP7287732B1 (ja) 三次元成形方法
CN104385435B (zh) 一种砂浆成型装置
JP2010063666A (ja) 針状体
US8752612B2 (en) Set of members for an evaporative pattern and an evaporative pattern
JP2015071257A (ja) 三次元形状造形物の製造方法
US12103227B2 (en) Powder removal floating structures
JP2020164890A (ja) 金属部品の積層造形方法
JPH03136834A (ja) 立体構造物及びその製造方法
JPS6026750A (ja) 三次元網状成形体とその製造方法
JP2014136304A (ja) 成形型及びその製造方法、並びに構造物及びその製造方法
KR101217283B1 (ko) 멀티-어레이 툴 및 그 제조방법
JP2022133716A (ja) 金属構造体および複合部材、ならびに複合部材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221129

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20221129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7287732

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150