TW201823480A

TW201823480A - 積層造形物之製造方法及積層造形物

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Publication number: TW201823480A
Application number: TW106133583A
Authority: TW
Inventors: 坪田龍介; 岡陽平; 岡本啟; 中本貴之; 菅原貴広; 四宮徳章; 武村守; 內田壮平
Original assignee: 日商達誼恆股份有限公司; 地方獨立行政法人大阪產業技術研究所
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-07-01
Also published as: JP6803021B2; JP2018070914A; WO2018079002A1

Abstract

本發明提供一種積層造形物之製造方法，其包括：第1步驟，其準備銅合金粉末；第2步驟，其利用銅合金粉末製造積層造形物；及第3步驟，其利用300℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理。銅合金粉末含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻、及其餘部分之銅。積層造形物藉由如下步驟製造：依序重複形成包含銅合金粉末之粉末層、及藉由於粉末層使特定位置之銅合金粉末固化而形成造形層，且對造形層進行積層。

Description

積層造形物之製造方法及積層造形物

本發明係關於一種積層造形物之製造方法及積層造形物。

日本專利特開2011-21218號公報揭示一種以金屬粉末為對象之雷射積層造形裝置(亦稱為「3D印表機」)。

作為金屬製品之加工技術，以金屬粉末為對象之積層造形法備受矚目。根據積層造形法，能夠實現藉由切削加工無法實現之複雜形狀之創製。迄今為止報告有基於鐵合金粉末、鋁合金粉末、鈦合金粉末等之積層造形物之製造例。即，報告有包含鐵合金、鋁合金或鈦合金等之積層造形物。然而，無包含銅合金之積層造形物之報告。本發明之目的在於提供一種包含銅合金之積層造形物。〔1〕積層造形物之製造方法包括以下之第1步驟、第2步驟及第3步驟。第1步驟；準備銅合金粉末。第2步驟；利用銅合金粉末製造積層造形物。第3步驟；利用300℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理。銅合金粉末含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻、及其餘部分之銅。積層造形物藉由如下步驟製造：依序重複(i)形成包含銅合金粉末之粉末層、及(ii)藉由於粉末層使特定位置之銅合金粉末固化而形成造形層，且對造形層進行積層。〔2〕於第3步驟中，亦可利用400℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理。〔3〕於第3步驟中，亦可利用700℃以下之溫度對積層造形物進行熱處理。〔4〕於第3步驟中，亦可利用600℃以下之溫度對積層造形物進行熱處理。〔5〕積層造形物係包含銅合金之積層造形物。積層造形物含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻、及其餘部分之銅。積層造形物相對於銅合金之理論密度具有97%以上且100%以下之相對密度，且具有50%IACS以上之導電率。〔6〕積層造形物亦可具有70%IACS以上之導電率。本發明之上述及其他目的、特徵、態樣及優點根據聯繫隨附圖式而理解之本發明相關之如下詳細說明可明確。

以下說明本發明之一實施形態(以下記為「本實施形態」)。但以下之說明並不限定申請專利範圍。首先說明發現本實施形態之經過。於需要機械強度及較高之導電率之機械零件中多用銅。作為包含銅之機械零件，例如可列舉焊接槍、配電設備之零件等。首先，研究人員研究了藉由純銅粉末製造積層造形物。然而，藉由純銅粉末無法獲得所需之積層造形物。具體而言，藉由純銅粉末製造之積層造形物具有大量之空隙，相對於緻密之熔製材密度大幅度降低。密度之降低意指機械強度(例如拉伸強度等)之降低。進而相對於緻密之熔製材導電率亦大幅度降低。為了改善密度及導電率，研究人員對各種製造條件進行了研究。然而，無論於任一製造條件下，加工物性均不穩定，難以實現密度及導電率之改善。因此研究人員對銅合金粉末進行了研究。其結果發現藉由使用特定組成之銅合金粉末，可製造具有實用密度及導電率之積層造形物；進而藉由利用特定溫度以上對積層造形物進行熱處理可顯著地提高積層造形物之機械強度及導電率。以下詳細地說明本實施形態。＜積層造形物之製造方法＞圖1係表示本實施形態之積層造形物之製造方法之概略之流程圖。本實施形態之製造方法包括第1步驟(S100)、第2步驟(S200)及第3步驟(S300)。以下依序說明各步驟。《第1步驟(S100)》於第1步驟(S100)中，準備銅合金粉末。本實施形態之銅合金粉末相當於二維印表機之碳粉或油墨。於本實施形態中，只要可準備下述特定組成之銅合金粉末，則其製造方法無特別限定。銅合金粉末例如可藉由氣體霧化法或水霧化法而製造。例如，首先製備銅合金之熔液。將熔液放入餵槽中。自餵槽滴加熔液。使滴加中之熔液與高壓氣體或高壓水接觸。藉此，熔液急冷、凝固，從而形成銅合金粉末。此外，亦可藉由電漿霧化法、離心力霧化法等製造銅合金粉末。於本實施形態中，使用特定組成之銅合金粉末。即銅合金粉末係含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻(Cr)、及其餘部分之銅(Cu)之銅合金之粉末。其餘部分中除Cu以外，亦可含有雜質元素。雜質元素例如亦可為於銅合金粉末之製造時刻意地添加之元素(記為以下「添加元素」)。即，其餘部分亦可包含Cu及添加元素。作為添加元素，例如可列舉鎳(Ni)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銀(Ag)、鈹(Be)、鋯(Zr)、鋁(Al)、矽(Si)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鎂(Mg)、碲(Te)等。雜質元素例如亦可為於銅合金粉末之製造時不可避免地混入之元素(以下記為「不可避免雜質元素」)。即，其餘部分亦可包含Cu及不可避免雜質元素。作為不可避免雜質元素，例如可列舉氧(O)、磷(P)、鐵(Fe)等。其餘部分亦可包含Cu、添加元素及不可避免雜質元素。銅合金粉末例如亦可合計含有未達0.30質量%之添加元素及不可避免雜質元素。例如銅合金粉末之氧含量可藉由依據「JIS H 1067：銅中之氧定量方法」之方法而測定。銅合金粉末之Cr含量藉由依據「JIS H 1071：銅及銅合金中之鉻定量方法」之ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合電漿)發光分析法而測定。Cr含量至少測定3次。採用至少3次之平均值作為Cr含量。Cr含量可為0.15質量%以上，或亦可為0.20質量%以上，或亦可為0.22質量%以上，或亦可為0.51質量%以上。Cr含量亦可為0.94質量%以下。銅合金粉末之Cu含量可藉由依據「JIS H 1051：銅及銅合金中之銅定量方法」之方法而測定。Cu含量至少測定3次。採用至少3次之平均值作為Cu含量。Cu含量例如亦可為高於98.9質量%且99.9質量%以下。銅合金粉末例如亦可以具有1～200 μm之平均粒徑之方式準備。「平均粒徑」表示於藉由雷射繞射散射法而測定之體積基準之粒度分佈中自微粒側累積50%之粒徑。以下平均粒徑亦可記為「d50」。d50例如可藉由氣體霧化時之氣體壓力、分級等而調整。d50亦可根據積層造形物之積層間距而調整。d50例如可為5～50 μm，或亦可為50～100 μm，或亦可為100～200 μm。粒子形狀無特別限定。粒子可為大致球狀，或亦可為不規則形狀。《第2步驟(S200)》於第2步驟(S200)中，利用銅合金粉末製造積層造形物。此處說明粉末床熔融結合法。其中亦可使用除粉末床熔融結合法以外之附加製造法。例如亦可使用定向性能量沈積法等。於造形中亦可實施切削加工。此處說明藉由雷射使銅合金粉末固化之態樣。其中雷射僅為一例，只要可使銅合金粉末固化，則固化手段不限定於雷射。例如亦可使用電子束、電漿等。 (資料處理(S201)) 首先藉由3D-CAD等製成三維形狀資料。三維形狀資料例如亦可轉換為STL資料。圖2係STL資料之一例。於STL資料中，例如可實施利用有限元素法進行之元素分割(所謂「網目化」)。根據STL資料製成切片資料。圖3係切片資料之一例。STL資料分割為n層。即STL資料分割為第1造形層p1、第2造形層p2、・・・、第n造形層pn。各層之厚度(切片厚度d)例如為10～150 μm即可。 (粉末層之形成(S202)) 形成包含銅合金粉末之粉末層。圖4係圖解積層造形物之製造過程之第1概略圖。雷射積層造形裝置100具備活塞101、台102、及雷射輸出部103。台102由活塞101支持。活塞101以可升降台102之方式構成。於台102上對積層造形物進行造形。粉末層之形成(S202)及下述造形層之形成(S203)例如亦可於惰性氣體氛圍中實施。用於抑制積層造形物之氧化。惰性氣體例如亦可為氬氣(Ar)、氮氣(N₂ )、氦氣(He)等。亦可使用還原性氣體氛圍代替惰性氣體氛圍。還原性氣體例如為氫氣(H₂ )等。進而亦可使用減壓氛圍代替惰性氣體氛圍。基於切片資料，活塞101使台102僅降下1層份。於台102上鋪滿1層份之銅合金粉末。藉此，形成包含銅合金粉末之第1粉末層1。例如亦可藉由壓實刮刀(未圖示)等使第1粉末層1之表面平滑化。第1粉末層1亦可實質上僅由銅合金粉末形成。第1粉末層1除銅合金粉末外亦可包含雷射吸收材(例如樹脂粉末等)。 (造形層之形成(S203)) 繼而形成造形層。造形層構成積層造形物之一部分。圖5係圖解積層造形物之製造過程之第2概略圖。雷射輸出部103基於切片資料向第1粉末層1之特定位置照射雷射光。亦可於雷射光之照射之前預先對第1粉末層1進行加熱。受到雷射光之照射之銅合金粉末經過熔融及燒結而固化。藉此形成第1造形層p1。即，藉由於粉末層中使特定位置之銅合金粉末固化而形成造形層。雷射輸出部103可為通用之雷射裝置。雷射光之光源例如可為光纖雷射、YAG(Yttrium Aluminum Garnet，釔鋁石榴石)雷射、CO₂ 雷射、半導體雷射、綠光雷射等。雷射光之輸出例如可為20～1000 W，或亦可為200～500W。雷射光之掃描速度例如可於50～2000 mm/s之範圍內進行調整。雷射光之能量密度可於10～2000 J/mm³ 之範圍內進行調整。能量密度藉由下述式(I)： E＝P÷(v×s×d)・・・(I) 算出。式(I)中，「E」表示雷射光之能量密度[單位：J/mm³ ]。「P」表示雷射之輸出[單位：W]。「v」表示掃描速度[單位：mm/s]。「s」表示掃描寬度[單位：mm]。「d」表示切片厚度[單位：mm]。圖6係圖解積層造形物之製造過程之第3概略圖。形成第1造形層p1後，活塞101使台102僅降下1層份。藉由與上述相同之順序形成第2粉末層2，繼而形成第2造形層p2。其後，藉由依序重複粉末層之形成(202)及造形層之形成(203)並對造形層進行積層而製造積層造形物。圖7係圖解積層造形物之製造過程之第4概略圖。最終藉由對第n造形層pn進行積層而完成積層造形物10。於本實施形態中，因使用特定組成之銅合金粉末，故而積層造形物10可具有較高之相對密度。《第3步驟(S300)》於第3步驟(S300)中，利用300℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理。藉此，可期待積層造形物之機械強度(例如拉伸強度、維氏硬度等)、以及積層造形物之導電率飛躍性地提高。於本實施形態中，可使用一般之熱處理爐。熱處理溫度藉由熱處理爐附帶之溫度感測器測定。例如，若熱處理爐之設定溫度為300℃，則視作利用300℃對積層造形物進行熱處理。積層造形物例如可於1分鐘以上且10小時以下進行熱處理，或亦可於10分鐘以上且5小時以下進行熱處理，或亦可於30分鐘以上且3小時以下進行熱處理，或亦可於1小時以上且2小時以下進行熱處理。熱處理之氛圍例如可為大氣、氮氣、氬氣、氫氣、真空等。於第3步驟中，可利用400℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理，或亦可利用450℃以上之溫度進行熱處理。藉此可期待機械強度及導電率之進一步提高。於第3步驟中，可利用700℃以下之溫度對積層造形物進行熱處理，或亦可利用600℃以下之溫度進行熱處理，或亦可利用550℃以下之溫度進行熱處理。藉此，例如可期待機械強度與導電率之平衡提高。積層造形物亦可利用超過700℃之溫度進行熱處理。但是，利用超過700℃之溫度亦存在機械強度及導電率之提高效果變小之可能性。＜積層造形物＞本實施形態之積層造形物典型而言係藉由上述製造方法而製造。本實施形態之積層造形物可具有藉由切削加工無法實現之複雜形狀。進而本實施形態之積層造形物可機械強度及導電率兩者均優異。作為本實施形態之積層造形物之一例可為電漿槍。 (組成) 積層造形物包含銅合金。積層造形物含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之Cr、及其餘部分之Cu。與上述銅合金粉末相同，其餘部分亦可包含添加元素及不可避免雜質元素之至少一者。積層造形物之Cr含量藉由與銅合金粉末之Cr含量之測定方法同樣之測定方法而測定。Cr含量可為0.15質量%以上，或亦可為0.20質量%以上，或亦可為0.22質量%以上，或亦可為0.51質量%以上。Cr含量亦可為0.94質量%以下。積層造形物之Cu含量可藉由與銅合金粉末之Cu含量之測定方法同樣之測定方法而測定。Cu含量例如亦可為高於98.9質量%且99.9質量%以下。 (相對密度) 積層造形物相對於銅合金之理論密度具有97%以上且100%以下之相對密度。「相對密度」藉由積層造形物之實測密度除以理論密度而算出。理論密度表示具有與積層造形物相同之組成之熔製材之密度。實測密度藉由依據「JIS Z 2501：燒結金屬材料-密度、含油率及開放氣孔率試驗方法」之方法而測定。液體使用水。相對密度至少測定3次。採用至少3次之平均值作為相對密度。相對密度較高之積層造形物適於需要較高氣密性之零件。又，相對密度越高，亦越可期待機械強度。相對密度可為97.6%以上，或亦可為98%以上，或亦可為99%以上，或亦可為99.2%以上，或亦可為99.4%以上。 (機械強度) 積層造形物可具有優異之機械強度。例如，積層造形物可具有250 MPa以上之拉伸強度。即本實施形態之積層造形物可具有與無氧銅(UNS(Unified Numberring System，統一編號系統)編號C10200)同等以上之拉伸強度。「拉伸強度」藉由以下順序測定。測定中使用「JIS B 7721：拉伸試驗機、壓縮試驗機-力測量系統之校正方法及驗證方法」所規定之等級1級以上之拉伸試驗裝置。圖8係拉伸試驗所使用之試片之俯視圖。準備圖8所示之啞鈴狀試片20。將啞鈴狀試片20安裝於拉伸試驗裝置之夾具。於夾具使用適於啞鈴狀試片20之形狀之物。啞鈴狀試片20以向其軸方向施加拉伸應力之方式安裝。利用2 mm/min之速度拉拽啞鈴狀試片20。連續拉拽直至啞鈴狀試片20斷裂。測定直至啞鈴狀試片20斷裂所呈現之最大拉伸應力。藉由最大拉伸應力除以平行部21之截面面積，而算出拉伸強度。平行部21之截面面積為9.616 mm² (＝π×3.5 mm×3.5 mm÷4)。拉伸強度至少測定3次。採用至少3次之平均值作為拉伸強度。再者啞鈴狀試片20之各部之尺寸如下所示。啞鈴狀試片20之全長(L0)：36 mm 平行部21之長度(L1)：18±0.5 mm 平行部21之直徑(D1)：3.5±0.05 mm 肩部23之半徑(R)：10 mm 夾持部22之長度(L2)：4.0 mm 夾持部22之直徑(D2)：6.0 mm 拉伸強度可藉由第3步驟之熱處理溫度而調整。拉伸強度例如可為300 MPa以上，或亦可為350 MPa以上，或亦可為400 MPa以上，或亦可為450 MPa以上，或亦可為500 MPa以上，或亦可為550 MPa以上，或亦可為600 MPa以上。拉伸強度例如可為700 MPa以下，或亦可為650 MPa以下。積層造形物可具有70 HV以上之維氏硬度。「維氏硬度」藉由依據「JIS Z 2244：維氏硬度試驗-試驗方法」之方法而測定。維氏硬度亦可藉由第3步驟之熱處理溫度而調整。維氏硬度例如可為80 HV以上，或亦可為90 HV以上，或亦可為100 HV以上，或亦可為120 HV以上，或亦可為140 HV以上，或亦可為160 HV以上，或亦可為190 HV以上。維氏硬度例如可為250 HV以下，或亦可為200 HV以下。 (導電率) 積層造形物具有50%IACS以上之導電率。即本實施形態之積層造形物可具有超過黃銅(UNS編號C26000)之導電率之導電率。「導電率」藉由市售之渦流式電導計測定。將退火標準軟銅(International Annealed Copper Standard，IACS)之導電率作為基準對導電率進行評價。即積層造形物之導電率以相對於IACS之導電率之百分率之形式表示。例如，積層造形物之導電率為50%IACS意指積層造形物之導電率為IACS之導電率之一半。導電率至少測定3次。採用至少3次之平均值作為導電率。導電率可藉由第3步驟之熱處理溫度而調整。積層造形物可具有70%IACS以上之導電率，或亦可具有80%IACS以上之導電率，或亦可具有90%IACS以上之導電率。積層造形物例如亦可具有100%IACS以下之導電率。 [實施例] 以下對實施例進行說明。但以下之例並不限定申請專利範圍。根據圖1所示之流程圖製造積層造形物。首先，準備含有下述表1所示之化學成分之銅合金粉末A1～A5(S100)。該等銅合金粉末藉由特定霧化法製造。作為比較亦準備純銅粉末X及銅合金粉末Y。純銅粉末X係以市售純銅為原料之粉末。銅合金粉末Y係以市售銅合金(製品名「AMPCO940」)為原料之粉末。以下有時將該等粉末總稱為「金屬粉末」。 [表1] 準備以下規格之雷射積層造形裝置。雷射：光纖雷射、最大輸出400 W 點徑：0.05～0.20 mm 掃描速度：～7000 mm/s 積層間距：0.02～0.08 mm 造形尺寸：250 mm×250 mm×280 mm 1.純銅粉末X 製成三維形狀資料(S201)。依序重複(i)形成包含金屬粉末之粉末層(S202)、及(ii)藉由於粉末層使特定位置之金屬粉末固化而形成造形層(S203)，並對造形層進行積層。如此藉由純銅粉末X製造No.X-1～X-40之積層造形物(S200)。積層造形物係直徑14 mm×高度15 mm之圓柱(只要無特別說明，則以下積層造形物亦相同)。積層造形物之製造條件示於下述表2及3。根據上述方法測定積層造形物之相對密度及導電率。結果示於下述表2及3。 [表2] [表3] 如上述表2及3所示，於藉由純銅粉末X製造之積層造形物中，即便製造條件固定，加工物性亦不穩定，範圍較大不均一。於表2及3之「相對密度」之欄中「不可測定」表示因積層造形物包含較多之空隙，故而無法測定可靠性較高之密度。考慮為純銅具有100%IACS之導電率即可。藉由純銅粉末X製造之積層造形物與純銅相比導電率大幅度降低。可認為藉由純銅粉末X難以製造實用機械零件。 2.銅合金粉末Y(市售銅合金之粉末) 藉由下述表4所示之製造條件，以與上述相同之方式製造No.Y-1～Y-7之積層造形物。於氮氣氛圍中利用下述表4之「熱處理溫度」之欄所示之溫度對積層造形物進行3小時熱處理(S300)。「熱處理溫度」之欄中記為「無」之積層造形物不進行熱處理。根據上述方法測定積層造形物之相對密度及導電率。結果示於下述表4。 [表4] 如上述表4所示，藉由銅合金粉末Y(市售銅合金之粉末)製造之積層造形物之導電率與市售銅合金之導電率(45.5%IACS左右)相比大幅度降低。 3.銅合金粉末A1(Cr含量：0.22質量%) 藉由下述表5所示之製造條件，以與上述相同之方式製造No.A1-1～A1-14之積層造形物。於氮氣氛圍中利用下述表5之「熱處理溫度」之欄所示之溫度對積層造形物進行3小時熱處理。根據上述方法測定相對密度、導電率及拉伸強度。拉伸強度於另行製造之啞鈴狀試片20(參照圖8)中測定(以下相同)。結果示於下述表5。 [表5] 如上述表5所示，於藉由銅合金粉末A1製造之積層造形物中抑制了加工物性之不均一。可認為該等積層造形物具有可用作機械零件之機械強度及導電率。 4.銅合金粉末A2(Cr含量：0.51質量%) 藉由下述表6所示之製造條件，以與上述相同之方式製造No.A2-1～A2-12之積層造形物。於氮氣氛圍中利用下述表6之「熱處理溫度」之欄所示之溫度對積層造形物進行3小時熱處理。根據上述方法測定相對密度、導電率及拉伸強度。結果示於下述表6。 [表6] 如上述表6所示，於藉由銅合金粉末A2製造之積層造形物中抑制了加工物性之不均一。可認為該等積層造形物具有可用作機械零件之機械強度及導電率。 5.銅合金粉末A3(Cr含量：0.94質量%) 藉由下述表7所示之製造條件，以與上述相同之方式製造No.A3-1～A3-7之積層造形物。於氮氣氛圍中利用下述表7之「熱處理溫度」之欄所示之溫度對積層造形物進行3小時熱處理。根據上述方法測定相對密度、導電率及拉伸強度。結果示於下述表7。 [表7] 如上述表7所示，於藉由銅合金粉末A3製造之積層造形物中抑制了加工物性之不均一。可認為該等積層造形物具有可用作機械零件之機械強度及導電率。 6.熱處理溫度之研究藉由下述表8及9所示之製造條件製造積層造形物。藉由上述方法測定積層造形物之相對密度。進而於氮氣氛圍中利用下述表8及9之「熱處理溫度」之欄所示之溫度對積層造形物進行1小時熱處理。熱處理後，測定積層造形物之拉伸強度、維氏硬度及導電率。維氏硬度藉由上述方法而測定。結果示於下述表8及9。 [表8] [表9] 如上述表8及9所示，包含銅合金且Cr含量為0.10質量%以上且1.00質量%以下之積層造形物具有穩定且97%以上且100%以下之相對密度。可確認如下傾向：藉由進而利用300℃以上之溫度對積層造形物進行熱處理，機械強度及導電率大幅度提高。以下藉由圖9～11對結果進行說明。於圖9～11中，例如凡例之「0.2Cr」表示Cr含量為0.22質量%。方便起見於凡例中四捨五入小數點第2位。未進行熱處理之積層造形物視作已利用25℃進行熱處理，並製成曲線圖。圖9係表示第3步驟之熱處理溫度與導電率之關係之曲線圖。於熱處理溫度為300℃以上之範圍中，積層造形物之導電率顯著地提高。於熱處理溫度為700℃之情形時亦可確認導電率之提高效果。因此，熱處理溫度之上限亦可為700℃。其中，預想於熱處理溫度超過700℃之範圍中亦可獲得導電率之提高效果。圖10係表示第3步驟之熱處理溫度與拉伸強度之關係之曲線圖。如圖10所示，於熱處理溫度為300℃以上之範圍中，積層造形物之拉伸強度顯著地提高。熱處理溫度自400℃變更為450℃時之拉伸強度之提高幅度尤其顯著。拉伸強度於500℃附近為峰值，其後平穩地減少。圖11係表示第3步驟之熱處理溫度與維氏硬度之關係之曲線圖。維氏硬度亦顯示與拉伸強度同樣之傾向。根據圖9～11，就機械強度與導電率之平衡之觀點而言，可認為熱處理溫度可為300℃以上且700℃以下，或亦可為400℃以上且600℃以下，或亦可為450℃以上且550℃以下，或亦可為450℃以上且500℃以下。以上對本實施形態進行了說明，但應認為本次所揭示之實施形態於所有方面而言均為例示而非限制性者。藉由申請專利範圍確定之技術範圍包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。

1‧‧‧第1粉末層

2‧‧‧第2粉末層

10‧‧‧積層造形物

20‧‧‧啞鈴狀試片

21‧‧‧平行部

22‧‧‧夾持部

23‧‧‧肩部

100‧‧‧雷射積層造形裝置

101‧‧‧活塞

102‧‧‧台

103‧‧‧雷射輸出部

d‧‧‧切片厚度

D1‧‧‧平行部21之直徑

D2‧‧‧夾持部22之直徑

L0‧‧‧啞鈴狀試片20之總長

L1‧‧‧平行部21之長度

L2‧‧‧夾持部22之長度

p1‧‧‧第1造形層

p2‧‧‧第2造形層

pn‧‧‧第n造形層

R‧‧‧肩部23之半徑

圖1係表示本發明之實施形態之積層造形物之製造方法之概略之流程圖。圖2係STL(Standard Template Library，標準模板庫)資料之一例。圖3係切片資料之一例。圖4係圖解積層造形物之製造過程之第1概略圖。圖5係圖解積層造形物之製造過程之第2概略圖。圖6係圖解積層造形物之製造過程之第3概略圖。圖7係圖解積層造形物之製造過程之第4概略圖。圖8係拉伸試驗所使用之試片之俯視圖。圖9係表示第3步驟之熱處理溫度與導電率之關係之曲線圖。圖10係表示第3步驟之熱處理溫度與拉伸強度之關係之曲線圖。圖11係表示第3步驟之熱處理溫度與維氏硬度之關係之曲線圖。

Claims

一種積層造形物之製造方法，其包括：第1步驟，其準備銅合金粉末；第2步驟，其利用上述銅合金粉末製造積層造形物(10)；及第3步驟，其利用300℃以上之溫度對上述積層造形物進行熱處理；且上述銅合金粉末含有： 0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻；及其餘部分之銅；且上述積層造形物藉由如下步驟製造：依序重複形成包含上述銅合金粉末之粉末層；及藉由於上述粉末層使特定位置之上述銅合金粉末固化而形成造形層；且對上述造形層進行積層。
如請求項1之積層造形物之製造方法，其中於上述第3步驟中，上述積層造形物係由400℃以上之溫度熱處理。
如請求項1或2之積層造形物之製造方法，其中於上述第3步驟中，上述積層造形物係由700℃以下之溫度熱處理。
如請求項1或2之積層造形物之製造方法，其中於上述第3步驟中，上述積層造形物係由600℃以下之溫度熱處理。
一種積層造形物，其係包含銅合金者，且含有0.10質量%以上且1.00質量%以下之鉻、及其餘部分之銅，相對於上述銅合金之理論密度具有97%以上且100%以下之相對密度，且具有50%IACS以上之導電率。
如請求項5之積層造形物，其具有70%IACS以上之導電率。