JP7413778B2 - セパレータの造形方法、セパレータ、造形プログラム及び三次元積層造形装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る造形方法において造形対象となるセパレータ100を示す平面図である。図2は、図1のII-IIに対応した、セパレータ100をYs-Zs平面に沿って切断した断面図である。セパレータ100は、全体として平板状である。以下の各図では、セパレータ100の形状又は姿勢に関する方向を示すものとして、Xs軸、Ys軸、Zs軸の各軸を規定する。セパレータ100の平板面は、Xs-Ys平面に対して平行な面である。Xs-Ys平面に対して垂直となるZs方向は、セパレータ100の厚み方向に相当する。
本実施形態では、セパレータ100は、三次元金属積層造形により造形される。以下、三次元金属積層造形を「三次元造形」と略記する。
次に、三次元造形装置1を用いた造形工程について説明する。以下、三次元造形装置1を用いてセパレータ100を造形する工程を、単に「三次元造形工程」という。
上記の実施形態では、造形対象として、第1流路領域110又は第2流路領域120の平面形状が正方形であり、全体の平面形状がおおよそ楕円であるセパレータ100を例示した。しかし、本開示の造形方法において造形対象とするセパレータの形状は、セパレータ100のような形状のものに限られない。
4 制御部
4a RAM
100 セパレータ
102 第1平板面
110 第1流路領域
110a 第1流路溝
112 外周端
113 外周部
140 中空部
141 第1貫通穴
142 第2貫通穴
200 セパレータ
210 第1流路領域
210a 第1流路溝
212 外周端
213 外周部
C1 第1角部
C2 第2角部
L1a 第1基準線
L1b 第2基準線
L2 基準線
L3 基準線
P1 第1点部
P2 第2点部
R1 基準領域
R2 基準領域
R3 基準領域
RU1 第1単位領域
RU2 第2単位領域
Claims (9)
- 燃料電池に用いられる平板状のセパレータを、当該セパレータの平板面に沿った方向を造形方向として三次元金属積層造形により造形する方法であって、
前記平板面に、ガスを流通させる流路溝を有する流路領域を形成し、
前記流路領域と前記セパレータの外周端とに挟まれる外周部に中空部を形成し、
前記中空部は、当該中空部を含むように前記外周部の一部位に第1単位領域が設定され、前記流路領域の一部位に前記平板面に対して垂直な方向視で前記第1単位領域と同一の外形となる第2単位領域が設定されたときに、前記第1単位領域の内部の体積が前記第2単位領域の内部の体積と同一になるように規定される、セパレータの造形方法。 - 前記平板面に沿いつつ前記造形方向に対して直交する方向での前記流路領域の2箇所の最外端が規定され、
前記造形方向に対して直交する前記方向と前記平板面とに沿って、前記流路領域の前記最外端から前記外周部を通じて前記外周端に向かって延伸する基準線を規定し、
前記中空部は、少なくとも、前記外周部のうち前記基準線よりも前記造形方向の進行側にある基準領域に形成され、
前記中空部の容積は、前記基準領域の体積の50%以上、80%以下である、請求項1に記載のセパレータの造形方法。 - 前記外周部に、前記流路領域と連通する内部流路を形成し、
前記基準領域の体積は、前記内部流路の容積を除く、請求項2に記載のセパレータの造形方法。 - 前記流路領域の前記最外端が前記造形方向に延伸する端辺である場合、
前記基準線の始端となる前記最外端は、前記造形方向の進行側に対して最も反対側にある端部が選択される、請求項2又は3に記載のセパレータの造形方法。 - 前記中空部は、前記外周部のうち、前記基準領域に加えて、前記造形方向において前記基準領域の反対側にある残存領域にも形成され、
前記残存領域にある前記中空部の容積は、前記基準領域にある前記中空部の容積よりも少ない、請求項2~4のいずれか1項に記載のセパレータの造形方法。 - 前記外周部に、一端が前記中空部に連通し、他端が外部に向けて開放される貫通穴を形成する、請求項1~5のいずれか1項に記載のセパレータの造形方法。
- 燃料電池に用いられる平板状かつ金属製のセパレータであって、
平板面に形成され、ガスを流通させる流路溝を有する流路領域と、
前記流路領域と前記セパレータの外周端とに挟まれる外周部に形成される中空部と、
前記中空部に一端が連通し、他端が外部に向けて開放される貫通穴と、
を備え、
前記外周部の一部位には、前記中空部を含むように第1単位領域が設定され、
前記流路領域の一部位には、前記平板面に対して垂直な方向視で前記第1単位領域と同一の外形となる第2単位領域が設定され、
前記第1単位領域の内部の体積は、前記第2単位領域の内部の体積と同一になるように規定される、セパレータ。 - 燃料電池に用いられる平板状かつ金属製のセパレータを造形する三次元積層造形装置に備えられた制御部に、
前記セパレータの平板面に沿った方向を造形方向として規定する処理と、
前記平板面に、ガスを流通させる流路溝を有する流路領域を形成させ、かつ、前記流路領域と前記セパレータの外周端とに挟まれる外周部に中空部を形成させる処理と、
を実行させ、
前記中空部は、当該中空部を含むように前記外周部の一部位に第1単位領域が設定され、前記流路領域の一部位に前記平板面に対して垂直な方向視で前記第1単位領域と同一の外形となる第2単位領域が設定されたときに、前記第1単位領域の内部の体積が前記第2単位領域の内部の体積と同一になるように規定される、造形プログラム。 - 燃料電池に用いられる平板状のセパレータを造形する三次元積層造形装置であって、
請求項8に記載の造形プログラムを格納する記録媒体と、
前記記録媒体に格納されている前記造形プログラムを実行する制御部と、
を備える、三次元積層造形装置。
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