WO2020085295A1 - 積層造形物の製造方法及び積層造形物 - Google Patents

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伸志 佐藤
山田　岳史
藤井　達也
正俊 飛田
碩 黄
瑛介 黒澤
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a layered product and a layered product.
  • a 3D printer using a metal material uses a heat source such as a laser or an arc to melt metal powder or a metal wire and stack the molten metal to form a modeled object.
  • Patent Document 3 there is known a technique of manufacturing a modeled object having an internal space or a modeled object having an overhang shape by supporting the modeled object with a support material when the modeled object is molded (for example, Patent Document 3). reference).
  • the support material in the case of molding a modeled object while supporting it with a support material, the support material must be removed after modeling the modeled object, and the removal work requires time and effort.
  • the internal space of the modeled object is a closed space or a narrow space, the tool for taking out the support material does not reach the support material, and it becomes difficult to remove the support material.
  • the support material can be removed by using powder or resin having fluidity as the support material as long as it is an open space.
  • the support material having fluidity is not easy to handle, the removing work also requires time and effort.
  • the present invention has been made in view of the above matters, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a layered model and a layered model that can easily manufacture a modeled object having an internal space. .
  • the present invention has the following configuration. (1) Lamination in which welding beads obtained by melting and solidifying a filler material are laminated, and a laminate having an opening along the forming direction of the welding bead and an internal space surrounded by the welding bead is formed is laminated. Modeling process, A closing step of forming a closing wall portion for connecting and closing the edge portion of the opening portion by the welding bead; Including, In the additive manufacturing step, the opening is formed with a width dimension larger than the bead width of the weld bead, A method for manufacturing a layered molded article, wherein in the closing step, the closing wall portion having a width dimension larger than the bead width is formed by the welding bead to close the opening portion.
  • the opening has a width dimension larger than the bead width of the welding bead
  • the closed wall portion is formed from the weld bead and has a width dimension larger than a bead width of the weld bead.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product showing the structure of the layered product. It is a schematic plan view of a layered product showing the structure of a layered product.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of a layered product for explaining the layered manufacturing step in the method for manufacturing a layered product.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of a layered product for explaining the layered manufacturing step in the method for manufacturing a layered product.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to a forming direction of a layered product showing a layered product having another structure.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product for explaining the method for manufacturing the layered product according to the modification.
  • FIG. 1 is a schematic schematic configuration diagram of a manufacturing system to which the method for manufacturing a layered product of the present invention is applied.
  • the manufacturing system 100 having this configuration includes an additive manufacturing apparatus 11 and a controller 15 that integrally controls the additive manufacturing apparatus 11.
  • the additive manufacturing apparatus 11 has a welding robot 19 having a torch 17 on its tip axis, and a filler material supply unit 21 for supplying a filler material (welding wire) M to the torch 17.
  • the torch 17 holds the filler material M in a state of protruding from the tip.
  • the controller 15 has a CAD / CAM unit 31, a trajectory calculation unit 33, a storage unit 35, and a control unit 37 to which these are connected.
  • the welding robot 19 is an articulated robot, and the torch 17 provided on the tip shaft is supported so that the filler metal M can be continuously supplied.
  • the position and orientation of the torch 17 can be arbitrarily set three-dimensionally within the range of the degree of freedom of the robot arm.
  • the torch 17 has a shield nozzle (not shown), and the shield gas is supplied from the shield nozzle.
  • the arc welding method used in this configuration may be either a consumable electrode type such as covered arc welding or carbon dioxide gas arc welding, or a non-consumable electrode type such as TIG welding or plasma arc welding. It is appropriately selected according to.
  • a contact tip is arranged inside the shield nozzle, and the filler material M to which a melting current is supplied is held by the contact tip.
  • the torch 17 holds the filler material M and generates an arc from the tip of the filler material M in a shield gas atmosphere.
  • the filler material M is fed from the filler material supply unit 21 to the torch 17 by a feeding mechanism (not shown) attached to a robot arm or the like. Then, when the filler material M continuously fed is melted and solidified while moving the torch 17, a linear weld bead 25 which is a melt-solidified body of the filler material M is formed.
  • the heat source for melting the filler material M is not limited to the arc described above.
  • a heat source using another method such as a heating method using both an arc and a laser, a heating method using plasma, a heating method using an electron beam or a laser may be adopted.
  • the amount of heating can be controlled more finely, the state of the weld bead can be maintained more appropriately, and it can contribute to further improvement of the quality of the laminated structure.
  • the CAD / CAM unit 31 creates shape data of the layered product W to be manufactured, and then divides the shape into a plurality of layers to generate layer shape data representing the shape of each layer.
  • the trajectory calculation unit 33 obtains the movement trajectory of the torch 17 based on the generated layer shape data.
  • the storage unit 35 stores the generated layer shape data, the movement trajectory of the torch 17, and the like.
  • the control unit 37 drives the welding robot 19 by executing a drive program based on the layer shape data stored in the storage unit 35 and the movement trajectory of the torch 17. That is, the welding robot 19 moves the torch 17 while melting the filler material M by the arc based on the movement locus of the torch 17 generated by the trajectory calculation unit 33 according to the command from the controller 15.
  • the manufacturing system 100 configured as described above melts and melts the filler material M while moving the torch 17 by the driving of the welding robot 19 along the movement trajectory of the torch 17 generated from the set layer shape data.
  • the filler material M is supplied onto the base 20.
  • a layered product W in which a plurality of linear welding beads 25 are layered on the upper surface of the base 20 is modeled.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing the structure of the layered product in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product.
  • FIG. 2B is a schematic plan view of the layered product showing the structure of the layered product.
  • the layered model W is modeled by stacking the welding beads 25 on the base 20.
  • the layered product W has a base 20, a side wall W1, a connecting wall W2, and a closing wall W3.
  • the pair of side wall portions W1 are erected on the base 20 so as to face each other.
  • the pair of connecting wall portions W2 extends laterally close to each other from the upper ends of the respective side wall portions W1.
  • An opening O is formed at an edge of the pair of connecting wall portions W2 in the extending direction which is the stacking direction.
  • the opening O is closed by a closing wall W3 formed between the edges of the pair of connecting walls W2.
  • the layered product W has an internal space S surrounded by the base 20, the pair of side wall portions W1, the pair of connecting wall portions W2, and the closing wall portion W3.
  • the opening O is an end of the pair of side walls W1 in the extending direction and an edge of the connecting wall W2 extending from the other end of the extending direction. , May be formed between.
  • FIG. 3 and 4 are schematic cross-sectional views in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product for explaining the layered manufacturing step in the method for manufacturing the layered product.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product for explaining the closing step in the method of manufacturing the layered product.
  • FIG. 6A to FIG. 6C are schematic cross-sectional views in the direction orthogonal to the forming direction of the layered product for explaining the procedure of the closing step in the method for manufacturing the layered product.
  • FIG. 7A to FIG. 7C and FIG. 8 are schematic plan views of the layered product for explaining the procedure of the closing step in the method for manufacturing the layered product.
  • the torch 17 forms the weld beads 25 on the base 20 along the bead formation direction A (see FIG. 2B) and stacks the side beads W1 facing each other.
  • the height along the stacking direction is called the bead height
  • the width along the direction orthogonal to the stacking direction is called the bead width.
  • the welding beads 25 are laminated laterally from the upper end of the side wall portion W1.
  • the connecting wall portion W2 having the opening portion O along the forming direction A of the welding bead 25 is formed on the upper portion of the side wall portion W1.
  • a laminate having the opening O and having the internal space S surrounded by the weld bead 25 is formed.
  • the opening O has a width dimension HA in a direction orthogonal to the forming direction A thereof larger than the bead width HB of the welding bead 25.
  • the closing wall W3 is formed in the opening O formed in the connecting wall W2, and the opening O is closed by the closing wall WS3.
  • the torch 17 is weaved in the width direction of the opening O (the direction of arrow B in FIG. 5) to form the welding bead 25, and the closing wall W3 is formed. To do.
  • one edge Oa on the one end O1 side of the opening O is set as a starting end.
  • the torch 17 is arranged at this starting end, and the torch 17 starts forming the weld bead 25 from this starting end.
  • the torch 17 is moved toward the other edge Ob of the opening O, and the welding bead 25 is formed toward the other edge Ob.
  • FIGS. 6C and 7C when the torch 17 is moved to the other edge Ob of the opening O and the welding bead 25 reaches the other edge Ob of the opening O, as shown in FIG.
  • the torch 17 is displaced to the other end O2 side of the opening O and moved toward one edge Oa of the opening O.
  • the weld bead 25 is formed so as to overlap in the forming direction A of the opening O.
  • the formation of the weld bead 25 by the weaving of the torch 17 is repeated until the other end O2 of the opening O.
  • the closing wall portion W3 including the weld bead 25 formed by weaving the torch 17 is shaped into the opening portion O, and the opening portion O is closed by the closing wall portion W3.
  • the sidewall W1 is erected on the base 20, and the additive manufacturing having the internal space S in which the upper portions of the sidewall W1 are closed by the connecting wall W2 and the blocking wall W3.
  • the object W is formed.
  • the base 20 As described above, according to the method for manufacturing a layered product of the present invention, the base 20, the side walls W1 that are formed on the base 20 and face each other, and the connecting wall that connects the upper ends of these side walls W1. It is possible to manufacture the layered product W having the internal space S surrounded by the portion W2 and the closing wall portion W3 that closes the opening O of the connecting wall portion W2. As a result, compared with the case where the internal space is formed using the support material, the layered product W having the internal space S can be easily manufactured without performing the labor-intensive work of removing the support material.
  • the welding bead 25 formed in the opening O does not reach the lower end of the opening O and the opening O There is a possibility that the blockage becomes insufficient and the shape of the inner surface deteriorates, and the joint strength between the edge portions Oa and Ob of the opening O decreases.
  • the width dimension HA of the opening O is widened and the weld bead 25 is simply formed in the forming direction A, the molten metal of the weld bead 25 may penetrate and melt down.
  • the opening O is formed with a width dimension HA larger than the bead width HB of the welding bead 25 and larger than the bead width HB of the welding bead 25.
  • the width W of the closing wall W3 is formed by the weld bead 25 to close the opening O.
  • the opening O can be filled and closed in the thickness direction with the closing wall W3, and furthermore, it is possible to prevent the molten metal in the opening O from penetrating and melting. That is, the opening O can be satisfactorily closed by the closing wall W3 formed of the weld bead 25, and the high-strength layered product W having the internal space S can be manufactured.
  • the torch 17 is weaved to form the wide blocking wall W3 made of the weld bead 25, the opening O having the width dimension HA wider than the bead width HB of the weld bead 25 is satisfactorily closed, and the internal space is closed. It is possible to manufacture a high-strength layered product W having S.
  • the opening O that forms the closing wall W3 and closes is formed at the center position in the width direction of the connecting wall W2.
  • An opening O may be formed between the upper end and the edge of the connecting wall W2 laminated from the upper end of the other side wall W1, and the opening O may be closed by the closing wall W3.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view in a direction orthogonal to the forming direction of the layered product for explaining the method for manufacturing the layered product according to the modification.
  • the connecting wall portion W2 is formed by the welding bead 25 and the narrow welding bead 25A having a different bead width with respect to the welding bead 25.
  • the edge portions Oa and Ob of the opening O in the connecting wall portion W2 are formed by laminating narrow welding beads 25A having a bead width smaller than the bead width of the welding beads 25 forming the other portions.
  • the thickness (bead height) of the narrow welding bead 25A is also made smaller by making the bead width smaller than that of the welding bead 25 for forming other parts.
  • the torch 17 is weaved into the opening O formed in the connecting wall W2 to form the welding bead 25 to form the closing wall W3 and close the opening O.
  • the width dimension HA of the opening O to be closed by the closing wall portion W3 is formed by forming the plurality of welding beads 25 and the narrow welding beads 25A having different bead widths to form the connecting wall portion W2. Can be easily adjusted to a width dimension suitable for closing by the closing wall W3.
  • the width dimension HA of the opening O closed by the closing wall W3 can be finely adjusted. Therefore, the width dimension HA of the opening O can be made more suitable by closing the closing wall portion W3.
  • the layered product W in which both ends of the internal space S are open is formed.
  • the welding beads 25 are layered on both end portions of the sidewall W1 so that both ends of the layered product W are formed.
  • the closing wall portion it is possible to easily form the layered product W in which the internal space S is a closed space.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make changes and applications based on the mutual combination of the configurations of the embodiments, the description of the specification, and the well-known technology. This is also the scope of the present invention and is included in the scope of protection required.
  • Modeling process A closing step of forming a closing wall portion for connecting and closing the edge portion of the opening portion by the welding bead; Including, In the additive manufacturing step, the opening is formed with a width dimension larger than the bead width of the weld bead, A method for manufacturing a layered molded article, wherein in the closing step, the closing wall portion having a width dimension larger than the bead width is formed by the welding bead to close the opening portion.
  • a layered product having an internal space is produced by forming a blocking wall portion with the welding bead to close the opening of the laminate formed by stacking the welding beads. To do.
  • the opening is formed with a width dimension larger than the bead width of the welding bead
  • the closing wall portion with a width dimension larger than the bead width of the welding bead is formed with the welding bead to close the opening. The part can be closed by filling the part in the thickness direction with the closing wall part.
  • the torch forming the weld bead is weaved to form the closing wall portion.
  • the torch is weaved to form the closed wall portion, which satisfactorily closes the opening having a width larger than that of the weld bead, and has a high-strength layered product having an internal space. The thing can be manufactured.
  • the edge formed part of the opening in the connection wall part is formed by laminating a narrow welding bead having a bead width smaller than the welding bead forming another part.
  • Manufacturing method According to this method of manufacturing a laminate-molded article, the width of the opening to be closed by the closing wall is finely adjusted by stacking the narrow welding beads having a small width on the edge of the opening to form the shape. Therefore, the width dimension of the opening can be made more suitable by closing the closing wall portion.
  • a laminated body which is formed by laminating welding beads obtained by melting and solidifying a filler material, and has an internal space surrounded by the welding beads and having an opening along a forming direction of the welding beads.
  • a closing wall for closing the opening The opening has a width dimension larger than the bead width of the welding bead,
  • the closed wall portion is formed from the weld bead and has a width dimension larger than a bead width of the weld bead.

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Abstract

溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層させ、溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体を造形する積層造形工程と、溶着ビードによって開口部の縁部を連結して閉塞させる閉塞壁部を形成する閉塞工程と、を含み、積層造形工程において、開口部を、溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法で形成し、閉塞工程において、ビード幅よりも大きな幅寸法の閉塞壁部を溶着ビードで形成して開口部を閉塞する。

Description

積層造形物の製造方法及び積層造形物
　本発明は、積層造形物の製造方法及び積層造形物に関する。
　近年、生産手段としての３Ｄプリンタのニーズが高まっており、特に金属材料への適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料を用いた３Ｄプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。
　このような造形物を溶接で造形する技術として、溶接方向に対してトーチを左右に揺動させて溶接するウィービング溶接を行うことが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
　また、造形物を造形する際に、サポート材によって造形物を支持することで、内部空間を有する造形物やオーバーハング形状を有する造形物を製造する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
日本国特開平９－１０９３８号公報 日本国特開２００４－１７０８８号公報 日本国特開２０１７－１９３７７６号公報
　しかしながら、サポート材で支持しながら造形物を造形する場合、造形物の造形後にサポート材を除去しなければならず、その除去作業に手間を要する。しかも、造形物の内部空間が閉空間であったり狭隘な空間であったりすると、サポート材を取り出す工具がサポート材に届かず、サポート材の除去が困難となる。なお、造形物の内部空間が狭隘な空間であっても、開空間であれば、流動性を有する粉末や樹脂をサポート材として用いることでサポート材の除去が可能である。しかし、流動性を有するサポート材は取り扱い性がよくないため、やはり除去作業に手間を要する。
　本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部空間を有する造形物を容易に製造することが可能な積層造形物の製造方法及び積層造形物を提供することにある。
　本発明は下記構成からなる。
（１）　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層させ、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体を造形する積層造形工程と、
　前記溶着ビードによって前記開口部の縁部を連結して閉塞させる閉塞壁部を形成する閉塞工程と、
　を含み、
　前記積層造形工程において、前記開口部を、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法で形成し、
　前記閉塞工程において、前記ビード幅よりも大きな幅寸法の前記閉塞壁部を前記溶着ビードで形成して前記開口部を閉塞する
　積層造形物の製造方法。
（２）　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層してなり、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体と、
　前記開口部を閉塞する閉塞壁部と
　を備え、
　前記開口部は、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有し、
　前記閉塞壁部は、前記溶着ビードから形成されて前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有する
　積層造形物。
　本発明によれば、内部空間を有する造形物を容易に製造することができる。
積層造形物の製造に用いる製造装置の構成図である。 積層造形物の構造を示す積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の構造を示す積層造形物の概略平面図である。 積層造形物の製造方法における積層造形工程を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における積層造形工程を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の概略平面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の概略平面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の概略平面図である。 積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の概略平面図である。 閉塞工程の参考例を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 閉塞工程の参考例を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 他の構造の積層造形物を示す積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。 変形例に係る積層造形物の製造方法を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は本発明の積層造形物の製造方法が適用される製造システムの模式的な概略構成図である。
　本構成の製造システム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１５と、を備える。
　積層造形装置１１は、先端軸にトーチ１７を有する溶接ロボット１９と、トーチ１７に溶加材（溶接ワイヤ）Ｍを供給する溶加材供給部２１とを有する。トーチ１７は、溶加材Ｍを先端から突出した状態に保持する。
　コントローラ１５は、ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１と、軌道演算部３３と、記憶部３５と、これらが接続される制御部３７と、を有する。
　溶接ロボット１９は、多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ１７は、溶加材Ｍが連続供給可能に支持される。トーチ１７の位置や姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。
　トーチ１７は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。本構成で用いられるアーク溶接法としては、被覆アーク溶接や炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、ＴＩＧ溶接やプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、作製する積層造形物Ｗに応じて適宜選定される。
　例えば、消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、溶融電流が給電される溶加材Ｍがコンタクトチップに保持される。トーチ１７は、溶加材Ｍを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Ｍの先端からアークを発生する。溶加材Ｍは、ロボットアーム等に取り付けた不図示の繰り出し機構により、溶加材供給部２１からトーチ１７に送給される。そして、トーチ１７を移動しつつ、連続送給される溶加材Ｍを溶融及び凝固させると、溶加材Ｍの溶融凝固体である線状の溶着ビード２５が形成される。
　なお、溶加材Ｍを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビームやレーザを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビームやレーザにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、溶着ビードの状態をより適正に維持して、積層構造物の更なる品質向上に寄与できる。
　ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１は、作製しようとする積層造形物Ｗの形状データを作成した後、複数の層に分割して各層の形状を表す層形状データを生成する。軌道演算部３３は、生成された層形状データに基づいてトーチ１７の移動軌跡を求める。記憶部３５は、生成された層形状データやトーチ１７の移動軌跡等のデータを記憶する。
　制御部３７は、記憶部３５に記憶された層形状データやトーチ１７の移動軌跡に基づく駆動プログラムを実行して、溶接ロボット１９を駆動する。つまり、溶接ロボット１９は、コントローラ１５からの指令により、軌道演算部３３で生成したトーチ１７の移動軌跡に基づき、溶加材Ｍをアークで溶融させながらトーチ１７を移動する。
　上記構成の製造システム１００は、設定された層形状データから生成されるトーチ１７の移動軌跡に沿って、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、溶融した溶加材Ｍをベース２０上に供給する。これにより、ベース２０の上面に複数の線状の溶着ビード２５を積層させた積層造形物Ｗが造形される。
　次に、本例で製造する積層造形物Ｗについて説明する。
　図２Ａは積層造形物の構造を示す積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。図２Ｂは積層造形物の構造を示す積層造形物の概略平面図である。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、積層造形物Ｗは、ベース２０上に溶着ビード２５を積層することで造形される。
　積層造形物Ｗは、ベース２０と、側壁部Ｗ１と、連結壁部Ｗ２と、閉塞壁部Ｗ３とを有している。１対の側壁部Ｗ１は、互いに対向するようにベース２０上に立設されている。１対の連結壁部Ｗ２は、それぞれの側壁部Ｗ１の上端から互いに近接する側方へ延在されている。１対の連結壁部Ｗ２の積層方向である延在方向の縁部には、開口部Ｏが形成されている。この開口部Ｏは、１対の連結壁部Ｗ２の縁部同士の間に形成された閉塞壁部Ｗ３によって閉塞されている。これにより、積層造形物Ｗは、ベース２０と、１対の側壁部Ｗ１と、１対の連結壁部Ｗ２と、閉塞壁部Ｗ３と、で囲われた内部空間Ｓを有している。なお、開口部Ｏは、１対の側壁部Ｗ１のうちいずれか一方の延在方向の端部と、いずれか他方の延在方向の端部から延設された連結壁部Ｗ２の縁部と、の間に形成されていてもよい。
　次に、本構成の製造システム１００により積層造形物Ｗを造形する手順について詳述する。
　図３及び図４は積層造形物の製造方法における積層造形工程を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。図５は積層造形物の製造方法における閉塞工程を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。図６Ａ～図６Ｃは積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。図７Ａ～図７Ｃ及び図８は積層造形物の製造方法における閉塞工程の手順を説明する積層造形物の概略平面図である。
（積層造形工程）
　まず、図３に示すように、トーチ１７によってベース２０上にビード形成方向Ａ（図２Ｂ参照）に沿って溶着ビード２５を形成して積層させ、互いに対向する側壁部Ｗ１を造形する。ここで、１本の溶着ビード２５のビード形成方向Ａに直交する断面において、積層方向に沿った高さをビード高さ、積層方向に直交する方向に沿った幅をビード幅と称する。
　次に、図４に示すように、側壁部Ｗ１の上端から側方へ溶着ビード２５を積層させる。そして、側壁部Ｗ１の上部に、溶着ビード２５の形成方向Ａに沿う開口部Ｏを有する連結壁部Ｗ２を造形する。これにより、開口部Ｏを有し、溶着ビード２５に囲まれる内部空間Ｓが形成された積層体を造形する。このとき、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、開口部Ｏは、その形成方向Ａと直交する方向の幅寸法ＨＡを、溶着ビード２５のビード幅ＨＢよりも大きくする。
（閉塞工程）
　次に、連結壁部Ｗ２に形成した開口部Ｏに閉塞壁部Ｗ３を形成し、この閉塞壁部ＷＳ３によって開口部Ｏを閉塞する。この開口部Ｏの閉塞工程では、図５に示すように、トーチ１７を開口部Ｏの幅方向（図５中矢印Ｂ方向）へウィービングさせて溶着ビード２５を形成し、閉塞壁部Ｗ３を造形する。
　具体的には、まず、図６Ａ及び図７Ａに示すように、開口部Ｏの一端Ｏ１側における一方の縁部Ｏａを開始端とする。そして、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、この開始端にトーチ１７を配置させ、この開始端からトーチ１７によって溶着ビード２５の形成を開始する。その後、トーチ１７を開口部Ｏの他方の縁部Ｏｂへ向かって移動させ、溶着ビード２５を他方の縁部Ｏｂへ向かって形成する。図６Ｃ及び図７Ｃに示すように、トーチ１７を開口部Ｏの他方の縁部Ｏｂに移動させ、溶着ビード２５を開口部Ｏの他方の縁部Ｏｂに到達させたら、図８に示すように、トーチ１７を開口部Ｏの他端Ｏ２側へ変位させ、開口部Ｏの一方の縁部Ｏａへ向かって移動させる。これにより、溶着ビード２５を開口部Ｏの形成方向Ａに重なるように形成する。その後、トーチ１７のウィービングによる溶着ビード２５の形成を開口部Ｏの他端Ｏ２まで繰り返す。これにより、トーチ１７をウィービングすることで形成した溶着ビード２５からなる閉塞壁部Ｗ３を開口部Ｏに造形し、この閉塞壁部Ｗ３によって開口部Ｏを閉塞させる。
　上記の積層造形工程及び閉塞工程によって、ベース２０上に側壁部Ｗ１が立設され、これらの側壁部Ｗ１の上部が連結壁部Ｗ２及び閉塞壁部Ｗ３で閉ざされた内部空間Ｓを有する積層造形物Ｗが造形される。
　以上、説明したように、本発明の積層造形物の製造方法によれば、ベース２０と、ベース２０上に造形した互いに対向する側壁部Ｗ１と、これらの側壁部Ｗ１の上端を連結する連結壁部Ｗ２と、連結壁部Ｗ２の開口部Ｏを閉塞する閉塞壁部Ｗ３とで囲われた内部空間Ｓを有する積層造形物Ｗを製造することができる。これにより、サポート材を用いて内部空間を形成する場合と比較し、手間を要するサポート材の除去作業を行うことなく、内部空間Ｓを有する積層造形物Ｗを容易に製造することができる。
　ここで、図９に示すように、開口部Ｏが溶着ビード２５のビード幅ＨＢより狭いと、この開口部Ｏに形成した溶着ビード２５が開口部Ｏの下端まで到達せず、開口部Ｏの閉塞が不十分となって内面形状が悪化して開口部Ｏの縁部Ｏａ，Ｏｂ同士の接合強度が低下するおそれがある。また、図１０に示すように、開口部Ｏの幅寸法ＨＡを広げて、単に形成方向Ａへ溶着ビード２５を形成した場合、溶着ビード２５の溶融金属が突き抜けて溶け落ちてしまうおそれがある。
　これに対して、本発明の積層造形物の製造方法によれば、開口部Ｏを、溶着ビード２５のビード幅ＨＢよりも大きな幅寸法ＨＡで形成し、溶着ビード２５のビード幅ＨＢよりも大きな幅寸法の閉塞壁部Ｗ３を溶着ビード２５で形成して開口部Ｏを閉塞する。これにより、開口部Ｏを閉塞壁部Ｗ３で厚さ方向に埋めて閉塞することができ、しかも、開口部Ｏにおける溶融金属が突き抜けて溶け落ちてしまうような不具合を抑制できる。つまり、開口部Ｏを溶着ビード２５からなる閉塞壁部Ｗ３で良好に閉塞し、内部空間Ｓを有する高強度な積層造形物Ｗを製造することができる。
　特に、トーチ１７をウィービングさせることで溶着ビード２５からなる幅広の閉塞壁部Ｗ３を形成するので、溶着ビード２５のビード幅ＨＢよりも広い幅寸法ＨＡの開口部Ｏを良好に閉塞し、内部空間Ｓを有する高強度な積層造形物Ｗを製造することができる。
　なお、上記の構成例では、閉塞壁部Ｗ３を形成して閉塞する開口部Ｏを連結壁部Ｗ２の幅方向の中央位置に形成したが、図１１に示すように、一方の側壁部Ｗ１の上端と、他方の側壁部Ｗ１の上端から積層させた連結壁部Ｗ２の縁部との間に開口部Ｏを形成し、この開口部Ｏを閉塞壁部Ｗ３で閉塞してもよい。
　次に、変形例について説明する。
　図１２は変形例に係る積層造形物の製造方法を説明する積層造形物の形成方向に直交する方向の概略断面図である。
　図１２に示すように、変形例では、連結壁部Ｗ２を、溶着ビード２５と、この溶着ビード２５に対して異なるビード幅の幅狭溶着ビード２５Ａとで造形する。具体的には、連結壁部Ｗ２における開口部Ｏの縁部Ｏａ，Ｏｂを、他の部分を造形する溶着ビード２５のビード幅よりも小さいビード幅の幅狭溶着ビード２５Ａを積層することで造形する。なお、この幅狭溶着ビード２５Ａは、他の部分を造形する溶着ビード２５よりもビード幅を小さくすることで、厚み（ビード高さ）も小さくされる。
　そして、この連結壁部Ｗ２に形成した開口部Ｏに、トーチ１７をウィービングさせて溶着ビード２５を形成して閉塞壁部Ｗ３を造形し、開口部Ｏを閉塞させる。
　この変形例によれば、異なるビード幅の複数の溶着ビード２５、幅狭溶着ビード２５Ａを形成して連結壁部Ｗ２を造形することで、閉塞壁部Ｗ３で閉塞させる開口部Ｏの幅寸法ＨＡを閉塞壁部Ｗ３による閉塞に適した幅寸法に容易に調整することができる。特に、開口部Ｏの縁部Ｏａ，Ｏｂを、ビード幅の小さい幅狭溶着ビード２５Ａを積層して造形すれば、閉塞壁部Ｗ３で閉塞させる開口部Ｏの幅寸法ＨＡを微調整することができ、開口部Ｏの幅寸法ＨＡを閉塞壁部Ｗ３による閉塞により適した幅寸法にできる。
　なお、上記構成例では、内部空間Ｓの両端が開放した積層造形物Ｗを造形したが、積層造形工程において、側壁部Ｗ１の両端部分に溶着ビード２５を積層して積層造形物Ｗの両端を塞ぐ壁部を造形すれば、内部空間Ｓが閉空間とされた積層造形物Ｗを容易に造形することができる。
　このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層させ、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体を造形する積層造形工程と、
　前記溶着ビードによって前記開口部の縁部を連結して閉塞させる閉塞壁部を形成する閉塞工程と、
　を含み、
　前記積層造形工程において、前記開口部を、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法で形成し、
　前記閉塞工程において、前記ビード幅よりも大きな幅寸法の前記閉塞壁部を前記溶着ビードで形成して前記開口部を閉塞する
　積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、溶着ビードを積層させて造形した積層体の開口部に、溶着ビードによって閉塞壁部を形成して閉塞することで、内部空間を有する積層造形物を製造する。これにより、サポート材を用いて内部空間を形成する場合と比較し、手間を要するサポート材の除去作業を行うことなく、容易に製造することができる。
　しかも、開口部を、溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法で形成し、溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法の閉塞壁部を溶着ビードで形成して開口部を閉塞することで、開口部を閉塞壁部で厚さ方向に埋めて閉塞することができる。しかも、開口部における溶融金属が突き抜けて溶け落ちてしまうような不具合を抑制できる。これにより、開口部を溶着ビードからなる閉塞壁部で良好に閉塞し、内部空間を有する高強度な積層造形物を製造することができる。
（２）　前記閉塞工程において、前記溶着ビードを形成するトーチをウィービングさせて前記閉塞壁部を形成する
　（１）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、トーチをウィービングさせて閉塞壁部を形成することで、溶着ビードよりも広い幅寸法の開口部を良好に閉塞し、内部空間を有する高強度な積層造形物を製造することができる。
（３）　前記積層造形工程において、
　ベース上に前記溶着ビードを積層させて互いに対向する側壁部を造形し、
　前記側壁部の上端から側方へ前記溶着ビードを積層させて前記開口部を有する連結壁部を造形する
　（１）または（２）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、ベースと、ベース上に造形した互いに対向する側壁部と、これらの側壁部の上端を連結する連結壁部と、連結壁部の開口部を閉塞する閉塞壁部とで囲われた内部空間を有する高強度な積層造形物を容易に製造することができる。
（４）　異なる幅寸法の複数の前記溶着ビードを形成して前記連結壁部を造形する
　（３）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、異なる幅寸法の複数の溶着ビードを形成して連結壁部を造形することで、閉塞壁部で閉塞させる開口部の幅寸法を閉塞壁部による閉塞に適した幅寸法に容易に調整することができる。
（５）　前記連結壁部における前記開口部の縁部を、他の部分を造形する前記溶着ビードよりも小さいビード幅の幅狭溶着ビードを積層して造形する
　（４）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、開口部の縁部を幅寸法の小さい幅狭溶着ビードを積層して造形することで、閉塞壁部で閉塞させる開口部の幅寸法を微調整することができ、開口部の幅寸法を閉塞壁部による閉塞により適した幅寸法にできる。
（６）　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層してなり、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体と、
　前記開口部を閉塞する閉塞壁部と
　を備え、
　前記開口部は、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有し、
　前記閉塞壁部は、前記溶着ビードから形成されて前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有する
　積層造形物。
　この積層造形物によれば、溶着ビードを積層してなる積層体の開口部が溶着ビードからなる閉塞壁部によって閉塞されて内部空間が形成された積層造形物を提供できる。
　なお、本出願は、２０１８年１０月２４日出願の日本特許出願（特願２０１８－２００２７９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　２０　ベース
　２５　溶着ビード
　２５Ａ　幅狭溶着ビード
　Ａ　形成方向
　ＨＡ　幅寸法
　ＨＢ　ビード幅
　Ｍ　溶加材
　Ｏ　開口部
　Ｏａ，Ｏｂ　縁部
　Ｓ　内部空間
　Ｗ　積層造形物
　Ｗ１　側壁部
　Ｗ２　連結壁部
　Ｗ３　閉塞壁部

Claims (6)

  1. 　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層させ、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体を造形する積層造形工程と、
    　前記溶着ビードによって前記開口部の縁部を連結して閉塞させる閉塞壁部を形成する閉塞工程と、
    　を含み、
    　前記積層造形工程において、前記開口部を、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法で形成し、
    　前記閉塞工程において、前記ビード幅よりも大きな幅寸法の前記閉塞壁部を前記溶着ビードで形成して前記開口部を閉塞する
    　積層造形物の製造方法。
  2. 　前記閉塞工程において、前記溶着ビードを形成するトーチをウィービングさせて前記閉塞壁部を形成する
    　請求項１に記載の積層造形物の製造方法。
  3. 　前記積層造形工程において、
    　ベース上に前記溶着ビードを積層させて互いに対向する側壁部を造形し、
    　前記側壁部の上端から側方へ前記溶着ビードを積層させて前記開口部を有する連結壁部を造形する
    　請求項１または請求項２に記載の積層造形物の製造方法。
  4. 　異なる幅寸法の複数の前記溶着ビードを形成して前記連結壁部を造形する
    　請求項３に記載の積層造形物の製造方法。
  5. 　前記連結壁部における前記開口部の縁部を、他の部分を造形する前記溶着ビードよりも小さいビード幅の幅狭溶着ビードを積層して造形する
    　請求項４に記載の積層造形物の製造方法。
  6. 　溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層してなり、前記溶着ビードの形成方向に沿う開口部を有して前記溶着ビードに囲まれる内部空間が形成された積層体と、
    　前記開口部を閉塞する閉塞壁部と
    　を備え、
    　前記開口部は、前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有し、
    　前記閉塞壁部は、前記溶着ビードから形成されて前記溶着ビードのビード幅よりも大きな幅寸法を有する
    　積層造形物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022254648A1 (ja) * 2021-06-03 2022-12-08 株式会社ニコン 造形装置及び造形方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0910938A (ja) 1995-06-30 1997-01-14 Kawasaki Steel Corp 固定鋼管の自動溶接方法
JP2003266174A (ja) * 2002-03-13 2003-09-24 Honda Motor Co Ltd 三次元形状物の製造方法
JP2004017088A (ja) 2002-06-17 2004-01-22 Hitachi Ltd 多層盛溶接方法及び多層盛自動溶接装置
JP2007275945A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Asahi Glass Co Ltd 三次元自由形状の造形物を製作する造形方法及びその装置
JP2017193776A (ja) 2016-04-13 2017-10-26 三菱重工業株式会社 積層造形用サポート部材、積層造形による立体物の製造方法及び製造装置、造形モデル生成装置、制御装置、並びに造形物の造形方法
JP2018200279A (ja) 2017-05-29 2018-12-20 アーキヤマデ株式会社 防水シート劣化診断方法、及び、シート劣化診断装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2597778B2 (ja) * 1991-01-03 1997-04-09 ストラタシイス，インコーポレイテッド 三次元対象物組み立てシステム及び組み立て方法
US10543549B2 (en) * 2013-07-16 2020-01-28 Illinois Tool Works Inc. Additive manufacturing system for joining and surface overlay
JP6389061B2 (ja) * 2014-05-22 2018-09-12 株式会社ミマキエンジニアリング 立体物造形装置および立体物造形方法、並びに立体物
US10077840B2 (en) * 2015-09-25 2018-09-18 Federal-Mogul Llc Static gasket and method of construction thereof
WO2017163431A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 ３次元積層造形装置、３次元積層造形装置の制御方法および３次元積層造形装置の制御プログラム
CN105904729B (zh) * 2016-04-22 2018-04-06 浙江大学 一种基于倾斜分层的无支撑三维打印方法
CN107825701B (zh) * 2017-09-12 2019-11-19 上海大学 基于五轴打印平台的无支撑3d打印方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0910938A (ja) 1995-06-30 1997-01-14 Kawasaki Steel Corp 固定鋼管の自動溶接方法
JP2003266174A (ja) * 2002-03-13 2003-09-24 Honda Motor Co Ltd 三次元形状物の製造方法
JP2004017088A (ja) 2002-06-17 2004-01-22 Hitachi Ltd 多層盛溶接方法及び多層盛自動溶接装置
JP2007275945A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Asahi Glass Co Ltd 三次元自由形状の造形物を製作する造形方法及びその装置
JP2017193776A (ja) 2016-04-13 2017-10-26 三菱重工業株式会社 積層造形用サポート部材、積層造形による立体物の製造方法及び製造装置、造形モデル生成装置、制御装置、並びに造形物の造形方法
JP2018200279A (ja) 2017-05-29 2018-12-20 アーキヤマデ株式会社 防水シート劣化診断方法、及び、シート劣化診断装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022254648A1 (ja) * 2021-06-03 2022-12-08 株式会社ニコン 造形装置及び造形方法

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