JP7343464B2 - 積層造形物の製造方法、積層造形物の製造システム、及び積層造形物の製造プログラム - Google Patents
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Description
図1は本発明の積層造形物の製造に用いる製造システムの構成図である。
本構成の積層造形物の製造システム100は、積層造形装置11と、積層造形装置11を統括制御するコントローラ13と、電源装置15と、を備える。
図3は、積層造形物Wの一例を示す積層造形物Wの概略断面図である。
図3に示すように、この積層造形物Wは、ベースプレート51上に溶着ビードB1を積層させて造形された枠部53を有している。さらに、この積層造形物Wは、枠部53の内部に溶着ビードB2から造形された内部造形部55を有している。この内部造形部55は、溶着ビードB2からなる溶着ビード層BLを積層させて構成されている。
積層造形装置11のトーチ17を溶接ロボット19の駆動により移動させながら溶加材Mを溶融させる。そして、溶融した溶加材Mからなる溶着ビードB1をベースプレート51上に供給して積層させ、ベースプレート51上に積層させた溶着ビードB1からなる平面視略矩形状の枠部53を造形する。
・尖度の大きな変化:くぼみができる。
・歪度や尖度の変化が区間同士で小さい場合は繰り返し形状なので無視することができる。
・側面部の溶着ビードだけ溶着量を減らす(垂れる量を制限する)。
・溶着ビードを凹部に追加で積層する。
・凸部を切削する(特に手段は限定されないが、機械加工による切削が一例である)。
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成する工程と、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する工程と、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する工程と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する工程と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す工程と、
を備える積層造形物の製造方法。
これにより、歪度または尖度といった形状指標を区間ごとに比較することで、形状プロファイルからいびつな領域を特定することができる。また、いびつな場所に対して平滑化処理を実施することにより、形状プロファイルを取得した面全体に対して平滑化処理を施すより工数やコストを削減することができる。
これにより、造形中においても簡易に凹凸を修正することができる。
これにより、追加する溶着ビードの垂れを抑制しつつ、局所的な凹凸を改善することができる。
これにより、過剰な数の凹凸形状について平滑化処理を行い、時間及びコストが増加することを抑制することができる。
これにより、表面の起伏が大きいいびつ形状を抽出して平滑化処理を施すことができる。
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成するトーチと、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する形状センサと、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する形状指標演算部と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する判定部と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す平滑化処理指示部と、
を備える積層造形物の製造システム。
これにより、歪度または尖度といった形状指標を区間ごとに比較することで、形状プロファイルからいびつな領域を特定することができる。また、いびつな場所に対して平滑化処理を実施することにより、形状プロファイルを取得した面全体に対して平滑化処理を施すより工数やコストを削減することができる。
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成する工程と、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する工程と、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する工程と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する工程と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す工程と、
をコンピュータに実行させる積層造形物の製造プログラム。
これにより、歪度または尖度といった形状指標を区間ごとに比較することで、形状プロファイルからいびつな領域を特定することができる。また、いびつな場所に対して平滑化処理を実施することにより、形状プロファイルを取得した面全体に対して平滑化処理を施すより工数やコストを削減することができる。
13 コントローラ
15 電源装置
17 トーチ
23 形状センサ
32 平滑化処理指示部
35 記憶部
37 形状指標演算部
39 判定部
41 制御部
53 枠部
55 内部造形部
100 積層造形物の製造システム
B,B1,B2 溶着ビード
BL 溶着ビード層
M 溶加材
W 積層造形物
Claims (7)
- 溶加材を溶融させつつ繰り返し積層して積層造形物を製造する積層造形物の製造方法であって、
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成する工程と、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する工程と、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する工程と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する工程と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す工程と、
を備える積層造形物の製造方法。 - 前記平滑化処理は前記溶着ビードの追加または前記溶着ビードの切削のいずれかである、請求項1に記載の積層造形物の製造方法。
- 前記溶着ビードの追加において、他の溶着ビードよりも溶着量または入熱量を低減させる、請求項2に記載の積層造形物の製造方法。
- 前記平滑化処理は、前記歪度および前記尖度がいずれも予め決定した閾値を超える区間のみにおいて行う、請求項1から3のいずれか1項に記載の積層造形物の製造方法。
- 前記形状指標としてさらに前記区間ごとに表面粗さRzを計算し、前記平滑化処理は、前記表面粗さRzが予め決定した第二閾値を超える区間のみにおいて行う、請求項1から4のいずれか1項に記載の積層造形物の製造方法。
- 溶加材を溶融させつつ繰り返し積層して積層造形物を製造する積層造形物の製造システムであって、
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成するトーチと、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する形状センサと、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する形状指標演算部と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する判定部と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す平滑化処理指示部と、
を備える積層造形物の製造システム。 - 溶加材を溶融させつつ繰り返し積層して積層造形物を製造する積層造形物の製造プログラムであって、
前記溶加材を溶融させた溶着ビードを繰り返し積層して積層造形物を形成する工程と、
前記積層造形物のうち積層方向に前記溶着ビードが連なった面の凹凸形状を計測して形状プロファイルを取得する工程と、
前記形状プロファイルから形状指標として所定高さの区間ごとに歪度または尖度の少なくともいずれかを計算する工程と、
前記形状指標を隣接する区間同士で比較し、比較した区間の形状指標の差異が予め決定した閾値を超えるか否かを判定する工程と、
前記閾値を超える区間に対して凹凸形状の平滑化処理を施す指示を出す工程と、
をコンピュータに実行させる積層造形物の製造プログラム。
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JP2020184403A JP7343464B2 (ja) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | 積層造形物の製造方法、積層造形物の製造システム、及び積層造形物の製造プログラム |
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JP2022074401A JP2022074401A (ja) | 2022-05-18 |
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Citations (3)
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JP2000500604A (ja) | 1995-11-07 | 2000-01-18 | ザ オハイオ ステート ユニバーシティ | 低摩擦非ガウス表面および最適低摩擦表面パラメータの決定方法 |
JP2019084553A (ja) | 2017-11-06 | 2019-06-06 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 金属積層造形方法 |
JP2020168642A (ja) | 2019-04-02 | 2020-10-15 | 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 |
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- 2020-11-04 JP JP2020184403A patent/JP7343464B2/ja active Active
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