JPH1182377A - 羽根車の製造方法 - Google Patents
羽根車の製造方法Info
- Publication number
- JPH1182377A JPH1182377A JP25283597A JP25283597A JPH1182377A JP H1182377 A JPH1182377 A JP H1182377A JP 25283597 A JP25283597 A JP 25283597A JP 25283597 A JP25283597 A JP 25283597A JP H1182377 A JPH1182377 A JP H1182377A
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- JP
- Japan
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- impeller
- layer
- manufacturing
- base material
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- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な形状であっても迅速に製造でき、高応
力部となる羽根車表層に充分な剛性を有する羽根車の製
造方法を提供する。 【解決手段】 迅速模型製造方法により、予め設計され
た形状の非金属製の基材１０を形成する工程と、基材１
０の表面に表面金属層１１を被覆する工程とを有する。
力部となる羽根車表層に充分な剛性を有する羽根車の製
造方法を提供する。 【解決手段】 迅速模型製造方法により、予め設計され
た形状の非金属製の基材１０を形成する工程と、基材１
０の表面に表面金属層１１を被覆する工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、表面に
薄い金属層を有するプラスチック製羽根車のような二層
成型品の製造方法に関する。
薄い金属層を有するプラスチック製羽根車のような二層
成型品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特定の形状の羽根車を有するポ
ンプを試作して試験を行なう場合には、設計形状を基に
工作機械による加工手順をプログラムし、これによって
工作機械を制御して、バルクの金属素材を切り出し加工
して試作品を製造していた。
ンプを試作して試験を行なう場合には、設計形状を基に
工作機械による加工手順をプログラムし、これによって
工作機械を制御して、バルクの金属素材を切り出し加工
して試作品を製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような金属素材の試作品の製造工程においては、加工手
順のプログラミング及び実際の加工にそれぞれかなりの
手間と時間を要するため、迅速な試験結果を得ることが
難しいという問題があった。また、非金属品は迅速模型
製造方法により迅速に製作できるが、剛性が小さいため
に回転中の歪みが大きく、所定の翼形状の維持が難しい
ので剛性の向上が必要であった。
ような金属素材の試作品の製造工程においては、加工手
順のプログラミング及び実際の加工にそれぞれかなりの
手間と時間を要するため、迅速な試験結果を得ることが
難しいという問題があった。また、非金属品は迅速模型
製造方法により迅速に製作できるが、剛性が小さいため
に回転中の歪みが大きく、所定の翼形状の維持が難しい
ので剛性の向上が必要であった。
【０００４】この発明は、上記に鑑み、複雑な形状であ
っても迅速に製造でき、高応力部となる羽根車表層に充
分な剛性を有する羽根車の製造方法を提供することを目
的とする。
っても迅速に製造でき、高応力部となる羽根車表層に充
分な剛性を有する羽根車の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、迅速模型製造方法により、予め設計された形状の非
金属製の基材を形成する工程と、前記基材の表面に表面
金属層を被覆する工程とを有することを特徴とする羽根
車の製造方法である。これにより、所定の設計形状を有
し、かつ応力が掛かる表面近傍層の強度を充分高めた羽
根車が、比較的簡単な工程で迅速に、かつ低コストで製
造される。迅速模型製造方法としては、選択レーザー焼
結方法、液滴噴射法、溶融堆積法、光造型法、薄板積層
法、固体下地硬化法等がある。
は、迅速模型製造方法により、予め設計された形状の非
金属製の基材を形成する工程と、前記基材の表面に表面
金属層を被覆する工程とを有することを特徴とする羽根
車の製造方法である。これにより、所定の設計形状を有
し、かつ応力が掛かる表面近傍層の強度を充分高めた羽
根車が、比較的簡単な工程で迅速に、かつ低コストで製
造される。迅速模型製造方法としては、選択レーザー焼
結方法、液滴噴射法、溶融堆積法、光造型法、薄板積層
法、固体下地硬化法等がある。
【０００６】請求項２に記載の発明は、前記基材が、表
面層に熱可塑性樹脂層を有するガラス粒子を素材として
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の羽根
車の製造方法である。
面層に熱可塑性樹脂層を有するガラス粒子を素材として
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の羽根
車の製造方法である。
【０００７】請求項３に記載の発明は、前記金属層被覆
工程が無電解メッキを行なう工程を有することを特徴と
する請求項１に記載の羽根車の製造方法である。無電解
メッキによれば、比較的簡単な工程で金属表面層が形成
される。例えば、Ｎｉ−Ｐメッキ液によりＮｉ−Ｐ層を
形成する。
工程が無電解メッキを行なう工程を有することを特徴と
する請求項１に記載の羽根車の製造方法である。無電解
メッキによれば、比較的簡単な工程で金属表面層が形成
される。例えば、Ｎｉ−Ｐメッキ液によりＮｉ−Ｐ層を
形成する。
【０００８】請求項４に記載の発明は、前記金属層の厚
さが２０μｍ〜２０００μｍであることを特徴とする請
求項１に記載の羽根車の製造方法である。この範囲か
ら、母材の厚さと付加荷重に応じて選択するとよい。こ
のような厚さであれば、精密な形状に大きな誤差を与え
ることがなく、かつ、羽根車に充分な表層剛性を付与す
ることができる。
さが２０μｍ〜２０００μｍであることを特徴とする請
求項１に記載の羽根車の製造方法である。この範囲か
ら、母材の厚さと付加荷重に応じて選択するとよい。こ
のような厚さであれば、精密な形状に大きな誤差を与え
ることがなく、かつ、羽根車に充分な表層剛性を付与す
ることができる。
【０００９】請求項５に記載の発明は、迅速模型製造方
法により、予め設計された形状の非金属製の基材を形成
する工程と、前記基材の表面に表面金属層を被覆する工
程とを有することを特徴とする二層成型品の製造方法で
ある。
法により、予め設計された形状の非金属製の基材を形成
する工程と、前記基材の表面に表面金属層を被覆する工
程とを有することを特徴とする二層成型品の製造方法で
ある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例の羽根
車を製造する方法を、図面を参照して説明する。先ず、
対象である羽根車の形状を予め三次元ＣＡＤ装置上にお
いて定義しておく。次に図２（ａ）に示すように、ガラ
ス粒子１をコアとなし、この周囲に、例えば１００〜１
５０℃で互いに融着するナイロンなどの熱可塑性樹脂か
らなる被覆層２を被覆した原料粒子３を用意する。ガラ
ス粒子の平均粒径は３０〜４０μｍ程度、被覆層２の厚
さは１〜１０μｍ程度が好適である。
車を製造する方法を、図面を参照して説明する。先ず、
対象である羽根車の形状を予め三次元ＣＡＤ装置上にお
いて定義しておく。次に図２（ａ）に示すように、ガラ
ス粒子１をコアとなし、この周囲に、例えば１００〜１
５０℃で互いに融着するナイロンなどの熱可塑性樹脂か
らなる被覆層２を被覆した原料粒子３を用意する。ガラ
ス粒子の平均粒径は３０〜４０μｍ程度、被覆層２の厚
さは１〜１０μｍ程度が好適である。
【００１１】このように用意した原料を、図１（ａ）に
示すように、光造形装置（選択レーザー焼結装置）４の
チャンバ５内に所定の厚さ、例えば０．１ｍｍの厚さで
均一に充填して、原料粒子層６を形成する。この光造型
装置４は、チャンバ５の上方に配置したレーザ照射装置
７と、図示していない制御装置を備えており、制御装置
の記憶部には、上記の羽根車の形状の等ピッチ断面にお
ける断層の形状データが例えば数値データとして記憶さ
れている。
示すように、光造形装置（選択レーザー焼結装置）４の
チャンバ５内に所定の厚さ、例えば０．１ｍｍの厚さで
均一に充填して、原料粒子層６を形成する。この光造型
装置４は、チャンバ５の上方に配置したレーザ照射装置
７と、図示していない制御装置を備えており、制御装置
の記憶部には、上記の羽根車の形状の等ピッチ断面にお
ける断層の形状データが例えば数値データとして記憶さ
れている。
【００１２】制御装置は、上記原料粒子層６の厚さと対
応する厚さに輪切りした形状を算出し、この形状を平面
視したパターンに沿ってレーザ光スキャンを行なうよう
に、レーザ照射装置７に対して制御信号を送る。レーザ
照射装置７は、例えば、炭酸ガスレーザ発生装置等のレ
ーザ光源７ａからレーザ光をミラー７ｂを介して原料粒
子層６に照射する。レーザ照射を受けた箇所の原料粒子
層６の被覆層２は昇温して可塑性樹脂が部分的に溶融
し、融着部８を形成し、羽根車薄片９が形成される。
応する厚さに輪切りした形状を算出し、この形状を平面
視したパターンに沿ってレーザ光スキャンを行なうよう
に、レーザ照射装置７に対して制御信号を送る。レーザ
照射装置７は、例えば、炭酸ガスレーザ発生装置等のレ
ーザ光源７ａからレーザ光をミラー７ｂを介して原料粒
子層６に照射する。レーザ照射を受けた箇所の原料粒子
層６の被覆層２は昇温して可塑性樹脂が部分的に溶融
し、融着部８を形成し、羽根車薄片９が形成される。
【００１３】次に、この羽根車薄片９の上に原料を供給
して同じ厚さの原料粒子層６を形成し、これに上記羽根
車薄片９に続く部分の形状になるようにレーザ照射を行
う。必要に応じてレーザ照射装置７と原料層の距離を調
整してレーザ光の焦点を調整する。この工程を順次繰り
返すことにより、同図（ｂ）に示すような薄片が一体に
積層された複合樹脂製の羽根車（基材）１０が作成され
る。
して同じ厚さの原料粒子層６を形成し、これに上記羽根
車薄片９に続く部分の形状になるようにレーザ照射を行
う。必要に応じてレーザ照射装置７と原料層の距離を調
整してレーザ光の焦点を調整する。この工程を順次繰り
返すことにより、同図（ｂ）に示すような薄片が一体に
積層された複合樹脂製の羽根車（基材）１０が作成され
る。
【００１４】次に、この羽根車に無電解メッキを行っ
て、図２（ｃ）に示すように、複合樹脂製羽根車１０の
表面に厚さ０．１３ｍｍの金属皮膜１１を形成する。無
電解メッキの条件の一例を、表１に示す。
て、図２（ｃ）に示すように、複合樹脂製羽根車１０の
表面に厚さ０．１３ｍｍの金属皮膜１１を形成する。無
電解メッキの条件の一例を、表１に示す。
【表１】
【００１５】このようにして製造した羽根車を用いたポ
ンプを作製し、ポンプの通常の性能試験を行った。比較
例として、全く同様の形状のアルミニウム製羽根車を精
密鋳造によって製造し、これを用いてポンプを作製し
た。結果を図３に示すが、両者の性能上の差異は見られ
なかった。
ンプを作製し、ポンプの通常の性能試験を行った。比較
例として、全く同様の形状のアルミニウム製羽根車を精
密鋳造によって製造し、これを用いてポンプを作製し
た。結果を図３に示すが、両者の性能上の差異は見られ
なかった。
【００１６】次に、機械的性質を試験するために、図１
に示す光造型法により、ＪＩＳ Ｋ７１１３の１号形試
験片を作製し、これに、先の方法と同様に無電解メッキ
を行い、引張試験を行った。比較例として、メッキを施
さない光造型法により製造されたままの樹脂製試験片を
用いた。結果を表２に示すように、メッキをしたことに
より、約３倍の剛性向上が生じており、Ｎｉ−Ｐ層での
弾性係数はほぼ８５Ｇｐａとなり、アルミニウムの７０
Ｇｐａを上回っていることが分かる。
に示す光造型法により、ＪＩＳ Ｋ７１１３の１号形試
験片を作製し、これに、先の方法と同様に無電解メッキ
を行い、引張試験を行った。比較例として、メッキを施
さない光造型法により製造されたままの樹脂製試験片を
用いた。結果を表２に示すように、メッキをしたことに
より、約３倍の剛性向上が生じており、Ｎｉ−Ｐ層での
弾性係数はほぼ８５Ｇｐａとなり、アルミニウムの７０
Ｇｐａを上回っていることが分かる。
【００１７】
【表２】
【００１８】なお、上記の実施の形態においては、この
発明を試作品の製造に適用したが、所望の特性が得られ
る限り、これを実際の製品として用いても良い。また、
上記においては、この発明をポンプの羽根車に用いた
が、精密な形状が必要とされる任意の製品の作製に用い
ても良いことは言うまでもない。
発明を試作品の製造に適用したが、所望の特性が得られ
る限り、これを実際の製品として用いても良い。また、
上記においては、この発明をポンプの羽根車に用いた
が、精密な形状が必要とされる任意の製品の作製に用い
ても良いことは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複雑な設計形状であっても迅速に製造でき、かつ応
力が掛かる表面層を補強した充分な機械的強度を有する
羽根車が製造される。
ば、複雑な設計形状であっても迅速に製造でき、かつ応
力が掛かる表面層を補強した充分な機械的強度を有する
羽根車が製造される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の工程である基材の成形工程を
説明する図である。
説明する図である。
【図２】この発明の工程におけるミクロな性状の変化を
示す図である。
示す図である。
【図３】この発明の方法で製造された羽根車と従来の羽
根車とを用いたポンプの製造を比較して説明するグラフ
である。
根車とを用いたポンプの製造を比較して説明するグラフ
である。
１ ガラス粒子 ２ 熱可塑性樹脂層 １０ 複合樹脂製羽根車（基材） １１ 表面金属層
Claims (5)
- 【請求項１】 迅速模型製造方法により、予め設計され
た形状の非金属製の基材を形成する工程と、 前記基材の表面に表面金属層を被覆する工程とを有する
ことを特徴とする羽根車の製造方法。 - 【請求項２】 前記基材は、表面層に熱可塑性樹脂層を
有するガラス粒子を素材として形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の羽根車の製造方法。 - 【請求項３】 前記金属層被覆工程は、無電解メッキを
行なう工程を有することを特徴とする請求項１に記載の
羽根車の製造方法。 - 【請求項４】 前記金属層の厚さは、２０μｍ〜２００
０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の羽根車
の製造方法。 - 【請求項５】 迅速模型製造方法により、予め設計され
た形状の非金属製の基材を形成する工程と、 前記基材の表面に表面金属層を被覆する工程とを有する
ことを特徴とする二層成型品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25283597A JPH1182377A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 羽根車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25283597A JPH1182377A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 羽根車の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182377A true JPH1182377A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17242863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25283597A Pending JPH1182377A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 羽根車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182377A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004190099A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Incs Inc | 光造形品のめっき下地処理方法 |
| WO2016147310A1 (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の羽根車、コンプレッサ、過給機及び回転機械の羽根車の製造方法 |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP25283597A patent/JPH1182377A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004190099A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Incs Inc | 光造形品のめっき下地処理方法 |
| WO2016147310A1 (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の羽根車、コンプレッサ、過給機及び回転機械の羽根車の製造方法 |
| US11015250B2 (en) | 2015-03-17 | 2021-05-25 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Impeller for rotary machine, compressor, supercharger, and method for producing impeller for rotary machine |
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