特開2016-222963IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

レーザ光または電子ビームを用いて粉末材料の焼結層を複数積層して一体化した粉末焼結部品を造形生産する造形管理システム

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】造形要求に適合した品質の粉末焼結部品を造形する造形管理システムを得ること。
【解決手段】本発明の造形管理システムは、ユーザ端末101と管理装置102と3DP造形装置111を備え、管理装置102は、3DP造形装置111の造形領域701を複数の区画705に分割して区画ごとに設定された冷却速度を反映した造形特性データと、ユーザ端末101から受信した造形要求の引張り強度および表面硬さの各情報とをマッチングさせて、造形領域の中から造形要求にマッチする区画を抽出し、抽出した区画に造形要求を割り当てることを特徴とする。
【選択図】図11

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、粉末材料に金属粉末を用いた場合、レーザ光、または電子ビームを熱源とする積層造形プロセスは、造形領域内に熱が蓄積され、冷却速度の違いにより完成した造形物の金属組織が異なり品質に差異が生じる。すなわち、造形領域内の熱は、領域の境界から外に放出され、周辺から徐々に冷えていくため、造形領域の中心付近では熱が冷めにくく、境界付近に比べて相対的にゆっくり冷えていく。 金属粉末の積層造形プロセスにより造形される造形物の金属組織および物性値は、溶融してからの凝固過程における冷却速度により異なる。例えば造形領域の中心付近では、境界付近に比べて相対的にゆっくり冷却されるので金属組織は大きく成長する。一方、境界付近では、中心付近に比べて冷却速度が速く、金属組織は小さくなり硬度が高く、強度の大きい粉末焼結積層部品が造形される。したがって、同じ造形プロセスであっても造形領域内における造形場所によって粉末焼結部品の品質が異なることになる。 図15は、同じ金属粉末の材料を用いても造形領域内の造形場所によって、異なる金属組織の粉末焼結積層部品が造形されることを説明するための図である。図15において、造形領域1501内の中心付近に配置された粉末焼結積層部品1502は、冷却速度が遅いので、その金属組織1504は大きく成長する。一方、造形領域1501内の境界付近に配置された粉末焼結積層部品1503は、冷却速度が速いので、その金属組織1505は小さくなり、硬度が高く、強度の大きい粉末焼結積層部品が造形される。このように、造形領域内における造形場所によって、品質の異なる粉末焼結積層部品が造形される。 本発明の目的は、造形要求に適合した品質の粉末焼結部品を造形する造形管理システムを提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明の造形管理システムは、ユーザ端末と管理装置と3DP造形装置を備える造形管理システムであって、前記ユーザ端末は、金属粉末の粉末材料、引張り強度、表面硬さ、必要造形領域および形状データの各情報を含む造形要求を前記管理装置に送信し、前記管理装置は、前記3DP造形装置の造形領域を複数の区画に分割して区画ごとに設定された冷却速度を反映した造形特性データと、前記ユーザ端末・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、造形要求に適合した品質の粉末焼結部品を造形することができる。なお、した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】造形管理システムの全体構成を説明する概念図。

【図2】造形管理システムにおける処理の流れを説明する図。

【図3】造形要求のデータ入力画面の一例を示す図。

【図4】造形管理データの構成を説明する図。

【図5】形状データの構成を説明する図。

【図6】造形区画管理データの構成を説明する図。

【図7】3DP造形装置の造形領域の構成を説明する図。

【図8】造形特性データの構成を説明する図。

【図9】造形特性データで用いる材料特性を知るための試験片の構成を説明する図。

【図10】材料特性を知るための試験片を全ての区画に配置した状態を示す概念図。

【図11】造形プロセスモジュールの動作を説明するフローチャート。

【図12】造形区画割当可能か否かの判断処理を説明するフローチャート。

【図13】3DP造形装置の構成を説明する図。

【図14】登録されている個々の形状データを一つの形状データにまとめる処理を説明する図。

【図15】異なる造形場所における金属組織の違いを説明する図。

選択図 図11出願人が指定した本件の代表的な図

101 ユーザ端末   102 管理装置   103 造形プロセスモジュール   105 造形管理データ   106 造形区画管理データ   107 造形特性データ   108 形状データ   111 3DP造形装置

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