WO2019088064A1 - 金属部材の作製方法 - Google Patents

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佐藤　彰洋
智道 尾崎
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株式会社Ihi
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    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present disclosure relates to a method of making a metal member.
  • metal members used as one component of various industrial devices and the like are required to have characteristics corresponding to use conditions.
  • the metal member can be manufactured by a general manufacturing method so that the property is exhibited.
  • it may be produced by general precision casting so that the metal structure becomes a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure.
  • the metal member which are required to have different characteristics depending on each part.
  • the creep property is particularly required for the first part and the fatigue property is particularly required for the second part, etc. Is equivalent to this.
  • the metal structure of the first portion be a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure, while the metal structure of the second portion be an equiaxed structure.
  • unidirectional solidification or single crystallization is promoted up to the second portion, and thus the desired. It is difficult to produce a metal member having characteristics.
  • Patent Document 1 discloses a three-dimensional additive manufacturing apparatus and method for producing a three-dimensional object using a powder material that can be solidified by irradiation of a high energy beam. By using such a three-dimensional shaping apparatus instead of general precision casting, it is also conceivable to produce a metal member having a different tissue for each part.
  • this indication aims at providing the manufacturing method of the metallic member which can change metal structure for every part according to the required characteristic.
  • a first aspect of the present disclosure is a method for producing a metal member including a first portion and a second portion, and a first shaping step of shaping the first portion by three-dimensional metal lamination molding of a powder bed system; After forming the outer peripheral portion of the second portion by three-dimensional metal lamination molding of powder bed method, the metal powder remaining inside the second portion is sintered by hot isostatic pressing to form the second portion. And a second shaping step of shaping.
  • a second aspect of the present disclosure is a method of manufacturing a metal member including a first portion and a second portion, wherein the first portion and the second portion are formed by powder bed three-dimensional metallographic lamination molding. And a processing step of sintering the metal powder remaining inside the second portion by hot isostatic pressing after the three-dimensional shaping step of shaping the outer peripheral portion and the three-dimensional shaping step.
  • FIG. 2 illustrates a turbine blade that may be made with a method of making according to an embodiment of the present disclosure. It is a figure showing composition of a three-dimensional metal lamination forming device. It is a figure which shows modeling of the lowermost layer in a three-dimensional metal lamination molding process. It is a figure which shows shaping
  • FIG. 1 is a perspective view showing a turbine blade 10 as an example of a metal member to be manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment.
  • the turbine blade 10 is a component of a turbine component used for an aircraft jet engine, an industrial gas turbine, and the like, and a plurality of the turbine blades 10 are installed on the outer periphery of a turbine rotor (not shown).
  • the turbine blade 10 includes, for example, a wing portion 12 as a first portion and a dovetail portion 14 as a second portion.
  • the dovetail portion is also referred to as the wing root portion.
  • the wing portion 12 is a portion for inducing a gas under high pressure or high temperature.
  • the dovetail portion 14 is a portion fitted to a groove formed in advance in the turbine rotor in order to fix the turbine blade 10 to the turbine rotor.
  • the material of the turbine blade 10 is, for example, a Ni-based superalloy.
  • the Z axis is taken in the extending direction of the turbine blade 10
  • the X axis and the Y axis perpendicular to the X axis are taken in a horizontal plane perpendicular to the Z axis.
  • the material properties constituting the metal member depend on the metal structure (crystal structure).
  • a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure has relatively few crystal grains in the direction of stress generation. Therefore, the metal member whose metal structure is a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure is excellent in creep characteristics.
  • an equiaxed structure is a fine structure composed of fine crystal grains. Therefore, the metal member whose metal structure is an equiaxed structure is excellent in tensile strength and fatigue strength.
  • the blade portion 12 is required to have particularly a creep characteristic. Therefore, it is desirable that the material constituting the wing portion 12 have a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure. On the other hand, fatigue characteristics are particularly required of the dovetail portion 14. Thus, it is desirable that the material that makes up the dovetail portion 14 have equiaxed texture. So, in this embodiment, the turbine blade 10 from which metal structure differs for every part is produced according to the characteristic requested using the following production methods.
  • the entire blade portion 12 and the outer peripheral portion of the dovetail portion 14 of the turbine blade 10 are shaped by three-dimensional metal lamination molding.
  • three-dimensional metal lamination molding is abbreviated as three-dimensional molding.
  • FIG. 2 is a schematic sectional drawing which shows an example of a structure of the three-dimensional shaping apparatus 1 used for the manufacturing method which concerns on this embodiment.
  • the three-dimensional shaping apparatus 1 irradiates the powder material P with an electron beam E to melt and solidify the powder material P, and forms a three-dimensional object by laminating the solidified powder material P, so-called powder It is an apparatus adopting a bed system.
  • the powder material P in the present embodiment is a metal powder material. Powder material P is comprised by many powder bodies.
  • granules having a larger particle size than the powder may be used as the powder material P, as long as it can be melted and solidified by irradiation with the electron beam E.
  • the powder material P may be further pre-heated by further irradiating the powder material P with the electron beam E before the formation process for each formation process of melting and solidifying the powder material P.
  • Preheating is also referred to as preheating, and is a process of heating the powder material P at a temperature below the melting point of the powder material P.
  • the powder material P is heated and temporarily sintered, the accumulation of negative charge on the powder material P due to the irradiation of the electron beam E is suppressed, and the powder material P is scattered when the electron beam E is irradiated. It is possible to suppress the smoke phenomenon that soars.
  • the three-dimensional modeling apparatus 1 includes a beam emitting unit 2, a modeling unit 3, and a control unit 4.
  • the beam emitting unit 2 is a unit that emits the electron beam E to the powder material P of the shaping unit 3 and melts the powder material P.
  • the electron beam E is a charged particle beam formed by linear movement of electrons which are charged particles.
  • the beam emitting unit 2 includes an electron gun unit 21, an aberration coil 22, a focus coil 23, a deflection coil 24, and a column 25.
  • the electron gun unit 21 emits an electron beam E toward the shaping unit 3.
  • the electron gun unit 21 is electrically connected to the control unit 4 and operates in response to a control signal from the control unit 4.
  • the aberration coil 22 is disposed around the electron beam E emitted from the electron gun unit 21 and corrects the aberration of the electron beam E.
  • the aberration coil 22 is electrically connected to the control unit 4 and operates in response to a control signal from the control unit 4.
  • the installation of the aberration coil 22 may be omitted depending on the type of the three-dimensional modeling apparatus 1, the installation of the aberration coil 22 may be omitted.
  • the focus coil 23 is disposed around the electron beam E emitted from the electron gun unit 21 and converges the electron beam E to adjust the focus state at the irradiation position of the electron beam E.
  • the focus coil 23 is electrically connected to the control unit 4 and operates in response to a control signal from the control unit 4.
  • the deflection coil 24 is disposed around the electron beam E emitted from the electron gun unit 21 and adjusts the irradiation position of the electron beam E according to the control signal.
  • the deflection coil 24 electromagnetically performs beam deflection, so that the scanning speed at the time of irradiation of the electron beam E can be increased compared to when mechanical beam deflection is performed.
  • the deflection coil 24 is electrically connected to the control unit 4 and operates in response to a control signal from the control unit 4.
  • the column 25 is a cylindrical case, for example.
  • the column 25 accommodates the electron gun unit 21, the aberration coil 22, the focus coil 23 and the deflection coil 24.
  • the forming unit 3 is a unit that forms a metal member into a desired shape.
  • the modeling unit 3 includes a chamber 30, a stage 31, an elevator 32, a modeling tank 33, a recoater 34, and a hopper 35.
  • the chamber 30 is, for example, a box-like housing.
  • the chamber 30 accommodates the stage 31, the elevator 32, the recoater 34 and the hopper 35.
  • the chamber 30 is connected to the column 25 of the beam emitting unit 2.
  • the internal space of the chamber 30 communicates with the internal space of the column 25 in which the electron gun unit 21 is disposed. Also, the internal space of the chamber 30 is maintained in a vacuum or substantially vacuum state.
  • the stage 31 supports the metal member to be shaped.
  • the stage 31 is located on an extension of the emission direction of the electron beam E, and is, for example, a disk-shaped member whose main plane is a horizontal plane.
  • the stage 31 is disposed in the modeling tank 33 and is movable in the Z direction.
  • a bottom plate 36 is provided on the surface of the stage 31.
  • the powder material P is directly supplied on the bottom plate 36.
  • the elevator 32 is a mechanism for moving the stage 31 up and down.
  • the elevator 32 is electrically connected to the control unit 4 and operates in response to a control signal from the control unit 4. For example, the elevator 32 moves the stage 31 upward at the initial stage of shaping of the metal member, and lowers the stage 31 each time the powder material P is melted and solidified on the stage 31 and stacked.
  • the elevator 32 may be any mechanism as long as it can move the stage 31 up and down.
  • the modeling tank 33 is a cylindrical container having an inner wall that matches the outer shape of the stage 31.
  • the shape of the modeling tank 33 is a cylindrical shape having an inner wall whose cross-sectional shape is concentric with the axis along the moving direction of the stage 31. It is. Thereby, the leakage of the powder material P supplied to the modeling tank 33 to the lower side of the stage 31 is suppressed.
  • a sealing material may be provided on the outer edge portion of the stage 31.
  • the shape of the formation tank 33 is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular cylindrical shape having a rectangular cross section.
  • the recoater 34 is a powder coating mechanism that supplies the powder material P above the stage 31 and levels the surface of the powder material P.
  • the recoater 34 is, for example, a rod-like or plate-like member.
  • the recoater 34 supplies the powder material P to the irradiation area of the electron beam E by moving in the horizontal direction, as shown by the arrow in FIG. 2, and smoothes the surface of the powder material P.
  • the recoater 34 is controlled to move by an actuator (not shown) or the like.
  • a mechanism for leveling the powder material P a mechanism other than the recoater 34 may be used.
  • the hopper 35 is a container for containing the powder material P before application.
  • the hopper 35 has a discharge port 35a for discharging the powder material P at the lower part.
  • the powder material P discharged from the discharge port 35 a flows directly onto the stage 31 or is supplied onto the stage 31 by the recoater 34.
  • a mechanism for supplying the powder material P in layers on the stage 31 a mechanism other than the recoater 34 and the hopper 35 may be used.
  • the control unit 4 is a unit that controls the operation and the like of the entire three-dimensional modeling apparatus 1.
  • the control unit 4 includes, for example, a computer having a CPU, a ROM or a RAM.
  • the control unit 4 performs, for example, elevation control of the stage 31, operation control of the recoater 34, emission control of the electron beam E, operation control of the deflection coil 24, and the like.
  • the control unit 4 performs modeling using, for example, three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data of a metal member to be modeled.
  • Three-dimensional CAD data is shape data of a metal member, which is input to the control unit 4 in advance.
  • the control unit 4 generates two-dimensional slice data based on the three-dimensional CAD data.
  • the slice data is, for example, data of a horizontal cross section of the metal member to be shaped, and is a collection of many data corresponding to each position in the stacking direction.
  • the control unit 4 determines an area to which the powder material P is irradiated with the electron beam E based on the slice data, and outputs a control signal to the deflection coil 24 according to the area.
  • the control unit 4 outputs a control signal to the deflection coil 24 of the beam emitting unit 2 to scan the irradiation region on the stage 31 with the electron beam E for irradiation.
  • FIGS. 3A to 3C are schematic cross-sectional views showing the flow of the three-dimensional shaping process of shaping the intermediate product 16 of the turbine blade 10 by the three-dimensional shaping apparatus 1 in time series.
  • the powder material P on the bottom plate 36 is irradiated with the electron beam E to repeat shaping of a portion of the intermediate product 16 to model the intermediate product 16 in a laminated manner.
  • FIGS. 3A to 3C and FIG. 4 below the shape of the intermediate product 16 that roughly matches the shape of the turbine blade 10 is drawn in a simplified manner.
  • the intermediate product 16 is shaped from the portion corresponding to the dovetail portion 14 of the turbine blade 10 toward the portion corresponding to the blade portion 12 of the turbine blade 10. That is, as shown in FIG. 1, if the Z axis is taken in the extending direction of the turbine blade 10, the stacking direction in the three-dimensional shaping process is the Z direction.
  • the powder supplying process is a process of supplying the powder material P onto the bottom plate 36 and leveling the surface of the supplied powder material P.
  • the control unit 4 outputs a control signal to the elevator 32 to adjust the vertical position of the stage 31, and outputs a control signal to an actuator or mechanism (not shown) to operate the recoater 34.
  • the recoater 34 moves in the horizontal direction, the powder material P is supplied onto the stage 31, and the surface of the powder material P is leveled.
  • the three-dimensional modeling apparatus 1 may perform a preheating process before the following modeling process.
  • the control unit 4 outputs a control signal to the beam emitting unit 2, causes the electron gun unit 21 to emit the electron beam E, and causes the electron beam E to scan as appropriate.
  • the powder material P on the bottom plate 36 is irradiated and heated so that the electron beam E becomes uniform.
  • the shaping process is a process of actually shaping the intermediate product 16.
  • the control unit 4 generates two-dimensional slice data based on three-dimensional CAD data of the intermediate product 16 to be formed. Then, the control unit 4 determines a region to be irradiated with the electron beam E to the powder material P based on the slice data, and causes the beam emitting unit 2 to emit the electron beam E according to the region.
  • a part of layers constituting the intermediate product 16 is shaped. For example, in the first layer L1, as shown in FIG. 3A, the bottom portion included in the dovetail portion 14 of the intermediate product 16 is formed.
  • the intermediate product 16 is gradually formed in layers by repeating the series of processes from the powder supply process to the formation process as described above for the three-dimensional formation apparatus 1 also for each layer on the first layer L1. Go. Finally, as shown in FIG. 3C, the intermediate product 16 is shaped into the desired shape.
  • the portion corresponding to the dovetail portion 14 in the intermediate product 16 as shown in FIG. 3B, only the outer peripheral portion is densely shaped.
  • FIGS. 3B and 3C illustrate that the portion corresponding to the dovetail portion 14 is formed by four layers from the first layer L1 to the fourth layer L4, the number of layers is not limited.
  • the inside of the portion corresponding to the dovetail portion 14 remains in the powder state.
  • the powder material remaining in the inner region 16a of the portion corresponding to the dovetail portion 14 is denoted as P R.
  • the inner region 16a is a sealed region having six sides surrounded by an outer peripheral portion or the like formed by the formation processing.
  • the powder material P R is housed in a sealed region.
  • temporary sintering refers to a state in which the powder materials P are diffused and joined at the minimum point by the diffusion phenomenon.
  • the entire portion of the intermediate product 16 corresponding to the wing portion 12 is precisely shaped as shown in FIG. 3C.
  • the part corresponded to the wing part 12 is modeled by nine layers from the 5th layer L5 to the 13th layer L13 which is the uppermost layer.
  • the intermediate product 16 shaped by the three-dimensional shaping process is subjected to a hot isostatic pressing (HIP) treatment.
  • HIP hot isostatic pressing
  • FIG. 4 shows the configuration of a hot isostatic pressing device (HIP device 40) used in the manufacturing method according to the present embodiment, and an intermediate product 16 (turbine blade 10) accommodated in the HIP device 40.
  • the HIP device 40 is a device that performs HIP processing on an object housed inside.
  • the HIP device 40 includes a pressure vessel 41, a support 42, and a heater 43.
  • the pressure vessel 41 has an internal space S1 capable of accommodating the intermediate product 16 which is the object to be treated.
  • the internal space S1 is sealable.
  • the pressure vessel 41 is connected to a gas supply device (not shown).
  • the pressure vessel 41 can adjust the internal space S1 to a predetermined pressure with an inert gas atmosphere by the inert gas such as argon gas supplied from the gas supply device.
  • the support 42 supports the accommodated intermediate product 16 in the internal space S1.
  • the heater 43 heats the internal space S1 to a predetermined temperature.
  • the intermediate product 16 taken out of the three-dimensional modeling apparatus 1 after completion of the three-dimensional modeling process shown in FIG. 3C is placed on the support table 42 as shown in FIG. Be done.
  • the HIP device 40 starts HIP processing under a predetermined temperature and pressure. Because the powder material P R is a metal powder material, for example, in the range of 1000 ⁇ 1300 ° C temperature, It is also desirable to set the pressure to more than 100 MPa.
  • the portion corresponding to the wing portion 12 of the intermediate product 16 has already been densified by the three-dimensional shaping process. Therefore, this site is further densified by HIP treatment.
  • the metallographic structure of the portion corresponding to the wing portion 12 has a unidirectionally solidified structure or a single crystal structure or a structure equivalent thereto.
  • a portion corresponding to the dovetail portion 14 of the intermediate product 16 although the outer peripheral portion is densified by already 3D modeling process, the internal region 16a is a HIP treatment beginning, the powder material P R is the remaining It remains as it is.
  • HIP process is performed from this state, the sintering of the powder material P R is performed in the inner region 16a.
  • the powder material P R degenerates into high density bonds 18.
  • the metallographic structure of the portion corresponding to the dovetail portion 14 has equiaxial tissue or tissue equivalent thereto.
  • the entire intermediate product 16 is densified and densified, and finally, the turbine blade 10 is manufactured.
  • the powder material P R therein HIP process is performed on the site of the remain left, there is a case where the outer peripheral portion of the site shrinks. Therefore, in the three-dimensional modeling process, it is desirable that the control unit 4 generate slice data and the like in consideration of the amount of shrinkage of such a portion in advance.
  • a method of manufacturing a metal member including a first portion and a second portion includes a first shaping step and a second shaping step.
  • the first shaping step is a step of shaping the first portion by three-dimensional metal lamination molding of a powder bed method.
  • the second shaping step after the outer peripheral portion of the second portion is shaped by three-dimensional metal lamination molding of the powder bed method, the metal powder remaining inside the second portion is subjected to hot isostatic pressing. This is a step of sintering to form the second portion.
  • the metal structure is made to be different for each portion according to the characteristics required for the first portion and the second portion.
  • the crystal structure of a certain portion can be not only unidirectional solidification or single crystals or crystal structures equivalent thereto, but also equiaxed crystals or crystal structures equivalent thereto. The range of applicable characteristics is broadened.
  • the second portion is thick like the dovetail portion 14 of the turbine blade 10 as exemplified above.
  • the shaping time may be long and the cost may be high.
  • only an outer peripheral part is modeled by three-dimensional metal lamination molding in a 2nd site
  • a metal member contains a 1st site
  • each process is divided and caught in the formation process for every site
  • Such a manufacturing method can be applied to, for example, the case where it is not necessary to perform HIP processing on the first portion to achieve high density.
  • part which concerns on this embodiment models a 1st site
  • this production method includes a processing step of sintering the metal powder remaining inside the second portion by hot isostatic pressing after the three-dimensional shaping step.
  • the same effect as the above-mentioned manufacturing method including the 1st modeling process and the 2nd modeling process is produced.
  • each process is divided into a modeling process for each portion of the metal member.
  • the processing process by hot isostatic pressing is performed Do. Therefore, according to the present embodiment, the metal member can be produced efficiently, which is particularly effective for shortening the shaping time.
  • the crystal structure of the first portion is directional solidification or single crystal.
  • the crystal structure of the second portion is an equiaxed crystal.
  • the material forming the first portion can be made to have a directionally solidified structure or a single crystal structure, so, for example, the first portion has creep characteristics. It is particularly preferred if required.
  • the material constituting the second portion can be one having an equiaxed crystal, it is particularly suitable, for example, when the second portion needs to have fatigue properties.
  • the metal member is the turbine blade 10.
  • the first portion is the wing portion 12 of the turbine blade 10.
  • the second portion is the dovetail portion 14 (blade root portion) of the turbine blade 10.
  • the blade portion 12 of the turbine blade 10 is particularly required to have creep characteristics.
  • the dovetail portion 14 of the turbine blade 10 is particularly required to have fatigue characteristics.
  • the turbine blade 10 can be manufactured to meet the required characteristics while achieving the above respective effects.
  • the three-dimensional modeling apparatus 1 is described as a three-dimensional metallographic laminating modeling apparatus that models by using an electron beam in a powder bed system.
  • the three-dimensional modeling apparatus that can be used in the present disclosure is not limited to this, and may be a three-dimensional metal lamination modeling apparatus that models using a laser in a powder bed system.
  • a three-dimensional shaping apparatus using a laser for example, there is one employing selective laser melting (SLM) or selective laser sintering (SLS).
  • SLM selective laser melting
  • SLS selective laser sintering
  • the interior of the chamber for modeling does not have to be in a vacuum state, and may be, for example, an inert gas atmosphere such as an argon gas atmosphere.
  • Powder material P can be solidified by sintering powder material P It may be solidified.
  • the turbine blade 10 was illustrated as a metal member which is the preparation object by a preparation method.
  • the present disclosure is applicable to the fabrication of any metal component that requires different properties from site to site. For example, it is applicable also to manufacture of the shaft and impeller of a turbocharger turbine.

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Abstract

第１部位（１２）と第２部位（１４）とを含む金属部材の作製方法であって、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第１部位（１２）を造形する第１造形工程と、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第２部位（１４）の外周部を造形した後、第２部位（１４）の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させて第２部位（１４）を造形する第２造形工程とを含む。又は、金属部材の作製方法は、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により、第１部位（１２）と、第２部位（１４）の外周部とを造形する三次元造形工程と、三次元造形工程の後に、第２部位（１４）の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させる処理工程とを含む。

Description

金属部材の作製方法
　本開示は、金属部材の作製方法に関する。
　従来、各種産業用装置等の一部品として用いられる金属部材には、使用条件に対応した特性が求められる。ここで、金属部材全体として１つの特性が求められているならば、その特性が発現するように、一般的な作製方法により金属部材を作製することができる。例えば、特にクリープ特性が求められている金属部材を作製する場合には、金属組織が一方向性凝固組織又は単結晶組織となるように、一般的な精密鋳造により作製すればよい。
　これに対して、各部位によってそれぞれ異なる特性が求められている金属部材がある。例えば、金属部材が第１部位と第２部位との２つの部位を含む場合を想定すると、第１部位には特にクリープ特性が要求され、第２部位には特に疲労特性が要求される場合などがこれに相当する。この場合、第１部位の金属組織が一方向性凝固組織又は単結晶組織となり、一方、第２部位の金属組織が等軸組織となることが望ましい。しかし、このような２つの異なる特性が求められている金属部材を一般的な精密鋳造で作製しようとすると、第２部位まで一方向性凝固化又は単結晶化が進められてしまうため、所望の特性を有する金属部材を作製することが難しい。
　ここで、近年、金属部材を作製するための一方法として、各種の三次元造形方法が採用されている。特表２００９－５４４５０１号（特許文献１）は、高エネルギービームの照射により凝固され得る粉末材料を用いて三次元物体を生成する三次元積層造形装置及び方法を開示している。一般的な精密鋳造に代えて、このような三次元造形装置を用いることで、部位ごとに異なる組織となる金属部材を作製することも考えられる。
特表２００９－５４４５０１号
　しかし、特許文献１に開示されている三次元積層造形では、造形方向に大きな温度勾配が生じるため、形成された金属組織には、一方向（造形方向）に伸びた結晶が成長しやすい。したがって、たとえ部位ごとに異なる組織となる金属部材を作製できたとしても、特に等軸結晶となる部位を形成することが困難である。すなわち、特許文献１に開示されている三次元積層造形では、部位ごとに所望の特性を有する金属部材を作製することができるとは言い切れない。
　そこで、本開示は、要求される特性に合わせて部位ごとに金属組織を異ならせることが可能な金属部材の作製方法を提供することを目的とする。
　本開示の第１の態様は、第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法であって、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第１部位を造形する第１造形工程と、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第２部位の外周部を造形した後、第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させて第２部位を造形する第２造形工程と、を含む。
　また、本開示の第２の態様は、第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法であって、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により、第１部位と、第２部位の外周部とを造形する三次元造形工程と、三次元造形工程の後に、第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させる処理工程と、を含む。
　本開示によれば、要求される特性に合わせて部位ごとに金属組織を異ならせることが可能な金属部材の作製方法を提供することができる。
本開示の一実施形態に係る作製方法で作製され得るタービン翼を示す図である。 三次元金属積層造形装置の構成を示す図である。 三次元金属積層造形工程における最下層の造形を示す図である。 三次元金属積層造形工程におけるダブテール部の造形を示す図である。 三次元金属積層造形工程における翼部の造形を示す図である。 タービン翼を収容した熱間等方圧加圧装置の構成を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ここで、実施形態に示す寸法、材料、その他、具体的な数値等は例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。また、実質的に同一の機能及び構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本開示に直接関係のない要素については、図示を省略する。
　図１は、本実施形態に係る作製方法の作製対象となる金属部材の一例としてのタービン翼１０を示す斜視図である。タービン翼１０は、航空機用ジェットエンジンや産業用ガスタービンなどに用いられるタービン部品の一構成要素であり、不図示のタービンロータの外周に複数設置される。タービン翼１０は、例えば、第１部位としての翼部１２と、第２部位としてのダブテール部１４とを含む。なお、ダブテール部は、翼根元部ともいう。翼部１２は、高圧又は高温下のガスを誘導する部位である。ダブテール部１４は、タービン翼１０をタービンロータに固定するために、予めタービンロータに形成されている溝部に嵌合する部位である。タービン翼１０の材質は、例えばＮｉ基超合金である。なお、以下の各図では、タービン翼１０の延伸方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な水平面内において、Ｘ軸、及び、Ｘ軸に垂直なＹ軸を取るものとして説明する。
　一般に、金属部材を構成する材料特性は、金属組織（結晶構造）に依存する。例えば、一方向性凝固組織又は単結晶組織は、応力発生方向に対して結晶粒が比較的少ない。そのため、金属組織が一方向性凝固組織又は単結晶組織である金属部材は、クリープ特性に優れる。一方、例えば、等軸組織は、微細な結晶粒からなる微細組織である。そのため、金属組織が等軸組織である金属部材は、引張強度や疲労強度に優れる。
　ここで、タービン翼１０の各部位について見ると、翼部１２には、特にクリープ特性が要求される。したがって、翼部１２を構成する材料は、一方向性凝固組織又は単結晶組織を有するものであることが望ましい。一方、ダブテール部１４には、特に疲労特性が要求される。したがって、ダブテール部１４を構成する材料は、等軸組織を有するものであることが望ましい。そこで、本実施形態では、以下のような作製方法を用いて、要求される特性に合わせて、部位ごとに金属組織が異なるタービン翼１０を作製する。
　本実施形態に係るタービン翼１０の作製方法では、まず、タービン翼１０のうち、翼部１２の全体と、ダブテール部１４の外周部とが、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。
　図２は、本実施形態に係る作製方法に用いられる三次元造形装置１の構成の一例を示す概略断面図である。三次元造形装置１は、粉末材料Ｐに電子ビームＥを照射して粉末材料Ｐを溶融し凝固させ、凝固した粉末材料Ｐを積層させていくことで、三次元の物体を造形する、いわゆるパウダーベッド方式を採用した装置である。本実施形態における粉末材料Ｐは、金属粉末材料である。粉末材料Ｐは、多数の粉末体により構成される。また、粉末材料Ｐとして、電子ビームＥの照射により溶融及び凝固できるものであれば、粉末より粒径の大きい粒体を用いてもよい。
　なお、粉末材料Ｐを溶融し凝固させる各層の造形処理ごとに、その造形処理の前に、さらに粉末材料Ｐに電子ビームＥを照射して、粉末材料Ｐの予備加熱を行ってもよい。予備加熱は、予熱とも称され、粉末材料Ｐの融点未満の温度で粉末材料Ｐを加熱する処理である。この予備加熱により、粉末材料Ｐが加熱されて仮焼結され、電子ビームＥの照射による粉末材料Ｐへの負電荷の蓄積が抑制されて、電子ビームＥの照射時に粉末材料Ｐが飛散して舞い上がるスモーク現象を抑制することができる。
　三次元造形装置１は、ビーム出射部２と、造形部３と、制御部４とを備える。
　ビーム出射部２は、造形部３の粉末材料Ｐに対し電子ビームＥを出射し、粉末材料Ｐを溶融させるユニットである。電子ビームＥは、荷電粒子である電子の直線的な運動により形成される荷電粒子ビームである。ビーム出射部２は、電子銃部２１と、収差コイル２２と、フォーカスコイル２３と、偏向コイル２４と、コラム２５とを備える。
　電子銃部２１は、造形部３に向けて電子ビームＥを出射する。電子銃部２１は、制御部４と電気的に接続され、制御部４からの制御信号を受けて作動する。
　収差コイル２２は、電子銃部２１から出射される電子ビームＥの周囲に設置され、電子ビームＥの収差を補正する。収差コイル２２は、制御部４と電気的に接続され、制御部４からの制御信号を受けて作動する。なお、三次元造形装置１の種類によっては、収差コイル２２の設置を省略する場合もある。
　フォーカスコイル２３は、電子銃部２１から出射される電子ビームＥの周囲に設置され、電子ビームＥを収束させて、電子ビームＥの照射位置におけるフォーカス状態を調整する。フォーカスコイル２３は、制御部４と電気的に接続され、制御部４からの制御信号を受けて作動する。
　偏向コイル２４は、電子銃部２１から出射される電子ビームＥの周囲に設置され、制御信号に応じて電子ビームＥの照射位置を調整する。偏向コイル２４は、電磁的にビーム偏向を行うため、機械的にビーム偏向を行う場合に比べて、電子ビームＥの照射時における走査速度を高速にすることができる。また、偏向コイル２４は、制御部４と電気的に接続され、制御部４からの制御信号を受けて作動する。
　コラム２５は、例えば筒状の筐体である。コラム２５は、電子銃部２１、収差コイル２２、フォーカスコイル２３及び偏向コイル２４を収容する。
　造形部３は、所望の形状に金属部材を造形するユニットである。造形部３は、チャンバ３０と、ステージ３１と、昇降機３２と、造形タンク３３と、リコータ３４と、ホッパ３５とを備える。
　チャンバ３０は、例えば箱状の筐体である。チャンバ３０は、ステージ３１、昇降機３２、リコータ３４及びホッパ３５を収容する。チャンバ３０は、ビーム出射部２のコラム２５と連結している。チャンバ３０の内部空間は、電子銃部２１が配置されるコラム２５の内部空間と連通している。また、チャンバ３０の内部空間は、真空又はほぼ真空な状態に維持されている。
　ステージ３１は、造形される金属部材を支持する。ステージ３１は、電子ビームＥの出射方向の延長線上に位置し、例えば、主平面を水平面とする円板状の部材である。また、ステージ３１は、造形タンク３３内に配置され、Ｚ方向に移動可能である。なお、ステージ３１の表面上には、底板３６が設置されている。粉末材料Ｐは、底板３６上に直接的に供給される。
　昇降機３２は、ステージ３１を昇降させる機構である。昇降機３２は、制御部４と電気的に接続され、制御部４からの制御信号を受けて作動する。例えば、昇降機３２は、金属部材の造形の初期においてステージ３１を上部へ移動させておき、ステージ３１上で粉末材料Ｐが溶融凝固されて積層されるごとにステージ３１を降下させる。なお、昇降機３２は、ステージ３１を昇降できる機構であれば、いずれの機構のものを用いてもよい。
　造形タンク３３は、ステージ３１の外形に合わせた内壁を有する筒状容器である。本実施形態の例では、ステージ３１の形状は円板状であるので、造形タンク３３の形状は、ステージ３１の移動方向に沿った軸に対して断面形状が同心円状となる内壁を有する円筒状である。これにより、造形タンク３３に供給される粉末材料Ｐのステージ３１の下方へ漏れ落ちが抑制される。なお、粉末材料Ｐの漏れ落ちをより抑制するために、ステージ３１の外縁部にシール材を設けてもよい。また、造形タンク３３の形状は、円筒状に限定されず、断面矩形の角筒状であってもよい。
　リコータ３４は、ステージ３１の上方に粉末材料Ｐを供給し、粉末材料Ｐの表面を均す粉末塗布機構である。リコータ３４は、例えば棒状又は板状の部材である。リコータ３４は、図２中の矢印で示すように、水平方向に移動することにより電子ビームＥの照射領域に粉末材料Ｐを供給し、粉末材料Ｐの表面を均す。また、リコータ３４は、不図示のアクチュエータ等により移動制御される。なお、粉末材料Ｐを均す機構として、リコータ３４以外の機構を用いてもよい。
　ホッパ３５は、塗布前の粉末材料Ｐを収容する容器である。ホッパ３５は、下部に、粉末材料Ｐを排出する排出口３５ａを有する。排出口３５ａから排出された粉末材料Ｐは、ステージ３１上へ直接流入するか、又は、リコータ３４によりステージ３１上へ供給される。なお、ステージ３１上に粉末材料Ｐを層状に供給する機構としては、リコータ３４及びホッパ３５以外の機構を用いてもよい。
　制御部４は、三次元造形装置１の装置全体の動作等を制御するユニットである。制御部４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ又はＲＡＭを有するコンピュータを含む。制御部４は、例えば、ステージ３１の昇降制御、リコータ３４の作動制御、電子ビームＥの出射制御、偏向コイル２４の作動制御などを行う。
　制御部４は、例えば、造形すべき金属部材の三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データを用いて造形を行わせる。三次元ＣＡＤデータは、予め制御部４に入力される、金属部材の形状データである。制御部４は、三次元ＣＡＤデータをもとに、二次元のスライスデータを生成する。スライスデータは、例えば、造形すべき金属部材の水平断面のデータであり、積層方向の各位置に応じた多数のデータの集合体である。制御部４は、スライスデータに基づいて、電子ビームＥを粉末材料Ｐに対し照射する領域を決定し、その領域に応じて偏向コイル２４に制御信号を出力する。これにより、金属材料の形状に応じた領域に対し、電子ビームＥが照射される。なお、粉末材料Ｐの予備加熱を行う場合も、制御部４は、ビーム出射部２の偏向コイル２４に制御信号を出力し、ステージ３１上の加熱領域に対し、電子ビームＥを走査して照射させる。
　次に、三次元造形装置１を用いた三次元造形工程について説明する。
　図３Ａ～図３Ｃは、三次元造形装置１によりタービン翼１０の中間生成物１６を造形する三次元造形工程の流れを時系列で示す概略断面図である。三次元造形工程では、底板３６上の粉末材料Ｐに電子ビームＥを照射して中間生成物１６の一部の造形を繰り返し、中間生成物１６を積層状に造形する。なお、図３Ａ～図３Ｃ及び以下の図４では、タービン翼１０の形状におおよそ一致する中間生成物１６の形状を簡略化して描画している。
　ここで、三次元造形工程では、タービン翼１０のダブテール部１４に相当する部分からタービン翼１０の翼部１２に相当する部分に向かって中間生成物１６を造形する。すなわち、図１に示したようにタービン翼１０の延伸方向にＺ軸を取るならば、三次元造形工程における積層方向は、Ｚ方向となる。
　まず、図３Ａを参照して、最下層である第１層Ｌ１における中間生成物１６の造形について説明する。まず、三次元造形装置１は、粉末供給処理を行う。粉末供給処理は、底板３６上に粉末材料Ｐを供給し、そして、供給された粉末材料Ｐの表面を均す処理である。具体的には、制御部４は、昇降機３２に制御信号を出力してステージ３１の上下位置を調節し、不図示のアクチュエータ又は機構に制御信号を出力してリコータ３４を作動させる。これにより、リコータ３４が水平方向に移動し、ステージ３１上に粉末材料Ｐが供給され、粉末材料Ｐの表面が均される。
　次に、三次元造形装置１は、以下の造形処理の前に、予備加熱処理を行ってもよい。具体的には、制御部４は、ビーム出射部２に制御信号を出力し、電子銃部２１から電子ビームＥを出射させ、適宜、電子ビームＥを走査させる。これにより、底板３６上の粉末材料Ｐに電子ビームＥが均一となるように照射されて加熱される。
　次に、三次元造形装置１は、造形処理を行う。造形処理は、実際に中間生成物１６の造形を行う処理である。具体的には、制御部４は、造形すべき中間生成物１６の三次元ＣＡＤデータに基づいて二次元のスライスデータを生成する。そして、制御部４は、このスライスデータに基づいて、粉末材料Ｐに対し電子ビームＥを照射する領域を決定し、その領域に応じてビーム出射部２から電子ビームＥを照射させる。ここでの造形処理では、中間生成物１６を構成する一部の層が造形される。例えば、第１層Ｌ１においては、図３Ａに示すように、中間生成物１６のうちダブテール部１４に含まれる底部が形成される。
　引き続き、三次元造形装置１が、第１層Ｌ１上の各層についても上記のような粉末供給処理から造形処理までの一連の処理を繰り返すことにより、中間生成物１６が層状に徐々に形成されていく。最終的には、図３Ｃに示すように、中間生成物１６が所望の形状に造形される。
　ここで、本実施形態では、中間生成物１６のうちダブテール部１４に相当する部分については、図３Ｂに示すように、外周部のみが緻密に造形される。なお、図３Ｂ及び図３Ｃでは、ダブテール部１４に相当する部位が第１層Ｌ１から第４層Ｌ４までの４つの層で造形されるものを例示しているが、層の数は限定されない。このような造形により、ダブテール部１４に相当する部位の内部は、粉末状態のままとなる。なお、図３Ｂ及び図３Ｃでは、ダブテール部１４に相当する部位の内部領域１６ａに残存している粉末材料をＰＲと表記している。内部領域１６ａは、造形処理で造形された外周部等で六方を囲まれた密閉領域である。すなわち、粉末材料ＰＲは、密閉領域内に収容されている。なお、ここでいう「粉末状態」には、粉末材料Ｐ同士が接合されていない状態のほか、予備加熱された状態や、粉末材料Ｐがまだ溶融されておらず仮焼結されただけの状態を含む。また、仮焼結とは、粉末材料Ｐ同士が拡散現象によって最小点で拡散して接合した状態をいう。
　一方、中間生成物１６のうち翼部１２に相当する部分については、図３Ｃに示すように、全体が緻密に造形される。なお、図３Ｃでは、翼部１２に相当する部位が、第５層Ｌ５から、最上層である第１３層Ｌ１３までの９つの層で造形されるものと想定している。
　次に、本実施形態に係るタービン翼１０の作製方法では、三次元造形工程により造形された中間生成物１６に、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ：Hot Isostatic Pressing）処理を施す。
　図４は、本実施形態に係る作製方法に用いられる熱間等方圧加圧装置（ＨＩＰ装置４０）の構成と、ＨＩＰ装置４０内に収容された中間生成物１６（タービン翼１０）を示す概略図である。ＨＩＰ装置４０は、内部に収容されている被処理体に対してＨＩＰ処理を施す装置である。ＨＩＰ装置４０は、圧力容器４１と、支持台４２と、ヒータ４３とを備える。
　圧力容器４１は、被処理体である中間生成物１６を収容可能とする内部空間Ｓ１を有する。内部空間Ｓ１は、密閉可能である。圧力容器４１は、不図示のガス供給装置に接続されている。圧力容器４１は、このガス供給装置から供給されるアルゴンガス等の不活性ガスにより、内部空間Ｓ１を不活性ガス雰囲気として所定の圧力に調整することができる。支持台４２は、内部空間Ｓ１において、収容された中間生成物１６を支持する。ヒータ４３は、内部空間Ｓ１を所定の温度に加熱する。
　次に、ＨＩＰ装置４０を用いた処理工程について説明する。
　まず、図３Ｃに示す三次元造形工程が終了した三次元造形装置１から取り出された中間生成物１６が、図４に示すように、支持台４２上に載置され、圧力容器４１内に収容される。次に、ＨＩＰ装置４０は、所定の温度及び圧力下でＨＩＰ処理を開始する。粉末材料ＰＲは金属粉末材料であるから、例えば、温度を１０００～１３００°Ｃの範囲内、また、圧力を１００ＭＰａ以上に設定することが望ましい。
　ここで、中間生成物１６の翼部１２に相当する部位は、すでに三次元造形工程により緻密化されている。したがって、この部位は、ＨＩＰ処理が施されることにより、より高密度化される。これにより、翼部１２に相当する部位の金属組織は、一方向性凝固組織若しくは単結晶組織又はそれらと同等の組織を有するものとなる。
　一方、中間生成物１６のダブテール部１４に相当する部位は、外周部がすでに三次元造形工程により緻密化されているものの、内部領域１６ａは、ＨＩＰ処理開始時点で、粉末材料ＰＲが残存されたままである。この状態からＨＩＰ処理が施されることにより、内部領域１６ａ内では粉末材料ＰＲの焼結が行われる。結果として、粉末材料ＰＲは、高密度の結合部１８に変質する。これにより、ダブテール部１４に相当する部位の金属組織は、等軸組織又はそれと同等の組織を有するものとなる。
　このようなＨＩＰ処理工程が行われることにより、中間生成物１６全体の緻密化及び高密度化が図られ、最終的に、タービン翼１０が作製される。
　なお、ダブテール部１４に相当する部位のように、内部に粉末材料ＰＲが残存されたままの部位にＨＩＰ処理が施されると、その部位の外周部が縮む場合がある。そこで、三次元造形工程では、制御部４は、このような部位の縮み量を予め考慮した上で、スライスデータ等を生成することが望ましい。
　次に、本実施形態による効果について説明する。
　まず、本実施形態に係る、第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法は、第１造形工程と、第２造形工程とを含む。第１造形工程は、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第１部位を造形する工程である。一方、第２造形工程は、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により第２部位の外周部を造形した後、第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させて第２部位を造形する工程である。
　本実施形態に係る金属部材の作製方法によれば、１つの金属部材であっても、第１部位と第２部位とにそれぞれ要求される特性に合わせて、部位ごとに金属組織を異ならせることができる。特に、この作製方法によれば、ある部位の結晶構造を、一方向性凝固若しくは単結晶又はそれらと同等の結晶構造のみならず、等軸結晶又はそれと同等の結晶構造とすることもできるので、対応可能な特性の幅が広がる。
　また、例えば、第２部位が、上記例示したようなタービン翼１０のダブテール部１４のように厚肉であるとする。このような場合、第２部位のすべてを３次元金属積層造形のみで造形すると、造形時間が長くなり、高コストとなるおそれがある。これに対して、本実施形態に係る作製方法によれば、第２部位において三次元金属積層造形により造形されるのは外周部のみである。したがって、第２部位のすべてを３次元金属積層造形のみで造形する場合に比べて、造形時間を短縮させ、低コストとすることができる。
　なお、金属部材が第１部位と第２部位とを含むとは、金属部材が２つの部位を含むことに限定するものではない。金属部材がそれぞれ異なる特性が要求される少なくとも２つ以上の部位を有するものであれば、３つ以上の部位のそれぞれに対して、第１造形工程又は第２造形工程のいずれかの工程を実施することで、本実施形態を適用することができる。
　また、本実施形態に係る作製方法では、各工程を金属部材の部位ごとの造形工程に分けて捉え、第１造形工程と第２造形工程とが実施される順序を問わない。したがって、例えば、第２造形工程により第２部位全体を造形した後に、第１造形工程を行って第２部位上に第１部位を造形することで、最終的に金属部材を作製すること（本実施形態の変形例Ａ）もあり得る。このような作製方法は、例えば、第１部位に対してはＨＩＰ処理を施して高密度化を図る必要がない場合などに適用できる。また、第１造形工程で用いられるパウダーベッド方式の三次元金属積層造形と、第２造形工程で用いられるパウダーベッド方式の三次元金属積層造形とにおいて、それぞれ異なる種類の方式を採用することも考えられる。例えば、第１造形工程では、図２を用いて例示した電子ビーム方式の三次元造形装置を用いるものとし、一方、第２造形工程では、以下で例示するが、これとは異なるレーザ方式の三次元造形装置を用いることもできる。
　また、本実施形態に係る、第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法は、パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により、第１部位と、第２部位の外周部とを造形する三次元造形工程を含む。また、この作製方法は、三次元造形工程の後に、第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させる処理工程を含む。
　本実施形態に係る金属部材の作製方法によれば、第１造形工程と第２造形工程とを含む上記の作製方法と同様の効果を奏する。
　ここで、上記説明した第１造形工程と第２造形工程とを含む作製方法では、各工程を金属部材の部位ごとの造形工程に分けて捉えていた。これ（上記の変形例Ａ）に対して、本実施形態に係る作製方法では、三次元金属積層造形による一連の三次元造形工程を行った後に、熱間等方圧加圧による処理工程を実施する。したがって、本実施形態によれば、効率的に金属部材を作製することができるので、特に造形時間の短縮化に有効となる。
　また、本実施形態に係る金属部材の作製方法では、第１部位の結晶構造は、方向性凝固又は単結晶である。また、第２部位の結晶構造は、等軸結晶である。
　本実施形態に係る金属部材の作製方法によれば、第１部位を構成する材料を、方向性凝固組織又は単結晶組織を有するものにすることができるので、例えば、第１部位にクリープ特性が要求される場合には、特に好適である。一方、第２部位を構成する材料を、等軸結晶を有するものにすることができるので、例えば、第２部位に疲労特性が要求される場合には、特に好適である。
　ここで、方向性凝固には、凝固方向が一定方向に揃っている一方向性凝固のみならず、凝固方向が厳密には複数の方向となっているものの、全体としては一定方向に揃っているとみなすことができるものも含む。
　また、本実施形態に係る金属部材の作製方法では、金属部材はタービン翼１０である。この場合、第１部位はタービン翼１０の翼部１２である。一方、第２部位はタービン翼１０のダブテール部１４（翼根元部）である。
　上述のとおり、タービン翼１０の翼部１２には、特にクリープ特性が要求される。タービン翼１０のダブテール部１４には、特に疲労特性が要求される。これに対して、本実施形態に係る金属部材の作製方法によれば、上記各効果を奏しつつ、要求される特性に合ったタービン翼１０を作製することができる。
　なお、上記実施形態では、三次元造形装置１が、パウダーベッド方式のうち電子ビームを用いて造形する三次元金属積層造形装置であるものとして説明した。しかし、本開示で用いることができる三次元造形装置は、これに限定されず、パウダーベッド方式のうちレーザを用いて造形する三次元金属積層造形装置であってもよい。レーザを用いる三次元造形装置としては、例えば、選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ：Selective laser melting）、レーザ焼結法（ＳＬＳ：Selective laser sintering）を採用するものがある。なお、レーザを用いる三次元造形装置では、造形を行うチャンバ内を真空状態としなくてもよく、例えばアルゴンガス雰囲気などの不活性ガス雰囲気にすればよい。また、レーザを用いる三次元造形装置では、予備加熱は行わなくてもよい。また、上記実施形態では、粉末材料Ｐを溶融し凝固させることで粉末材料Ｐを固化させる方法を説明したが、かかる方法には限定されず、粉末材料Ｐを焼結させることで粉末材料Ｐを固化させるものとしてもよい。
　また、上記実施形態では、作製方法による作成対象である金属部材として、タービン翼１０を例示した。しかし、本開示は、部位ごとに異なる特性が要求される、あらゆる金属部材の作製に適用可能である。例えば、過給器用タービンの軸及び翼車の作製にも適用可能である。
　このように、本開示は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本開示の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

Claims (4)

  1. 　第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法であって、
    　パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により前記第１部位を造形する第１造形工程と、
    　パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により前記第２部位の外周部を造形した後、前記第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させて前記第２部位を造形する第２造形工程と、
    を含む金属部材の作製方法。
  2. 　第１部位と第２部位とを含む金属部材の作製方法であって、
    　パウダーベッド方式の三次元金属積層造形により、前記第１部位と、前記第２部位の外周部とを造形する三次元造形工程と、
    　前記三次元造形工程の後に、前記第２部位の内部に残存している金属粉末を熱間等方圧加圧により焼結させる処理工程と、
    を含む金属部材の作製方法。
  3. 　前記第１部位の結晶構造は、方向性凝固又は単結晶であり、
    　前記第２部位の結晶構造は、等軸結晶である、
    請求項１又は２に記載の金属部材の作製方法。
  4. 　前記金属部材は、タービン翼であり、
    　前記第１部位は、前記タービン翼の翼部であり、
    　前記第２部位は、前記タービン翼の翼根元部である、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の金属部材の作製方法。
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