特許 6981957 余肉量設定方法、余肉量設定装置、及び造形物の製造方法、並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981957

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】余肉量設定方法、余肉量設定装置、及び造形物の製造方法、並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/04 20060101AFI20211206BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20211206BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20211206BHJP

   B29C 64/106 20170101ALI20211206BHJP

   B29C 64/386 20170101ALI20211206BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/04 A

   B33Y50/00

   B33Y10/00

   B29C64/106

   B29C64/386

   B23K26/34

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-237049(P2018-237049)

(22)【出願日】2018年12月19日

(65)【公開番号】特開2020-97193(P2020-97193A)

(43)【公開日】2020年6月25日

【審査請求日】2020年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 伸志

(72)【発明者】

【氏名】山田 岳史

(72)【発明者】

【氏名】黄 碩

(72)【発明者】

【氏名】飛田 正俊

(72)【発明者】

【氏名】藤井 達也

【審査官】 岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１５１８３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０１９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１６１９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４０５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７００９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５３００２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／０４

Ｂ３３Ｙ ５０／００

Ｂ３３Ｙ １０／００

Ｂ２９Ｃ ６４／１０６

Ｂ２９Ｃ ６４／３８６

Ｂ２３Ｋ ２６／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する方法であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測工程と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正工程と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測工程と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正工程と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定工程と、
を備える余肉量設定方法。

【請求項2】

前記機械加工は、荒加工と仕上加工とを含み、
前記解放ひずみ予測工程は、前記荒加工による解放ひずみによって生じる第１弾性変形量と、前記仕上加工による解放ひずみによって生じる第２弾性変形量とをそれぞれ予測し、
前記弾性変形補正工程は、前記熱変形補正プロファイルを、前記第１弾性変形量に応じて変形させた第１弾性変形補正プロファイルと、前記第１弾性変形補正プロファイルを前記第２弾性変形量に応じて変形させた第２弾性変形補正プロファイルとを求める
請求項１に記載の余肉量設定方法。

【請求項3】

前記余肉量設定工程において、前記余肉量が前記基準範囲に収まらない場合に、前記積層体の外縁形状を、前記溶着ビードの本数、ビード長さの少なくとも一方を変更して調整する請求項１又は２に記載の余肉量設定方法。

【請求項4】

前記余肉量設定工程において、前記溶着ビードの積層方向の前記余肉量を、前記溶着ビードの１層当たりの厚さ以下に設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の余肉量設定方法。

【請求項5】

前記積層体の外縁形状を示す積層体プロファイルと、前記熱変形補正プロファイル、前記弾性変形補正プロファイルの少なくとも一方と、を表示部に重ねて表示させる工程と、
前記積層体の造形領域の変更指示を受け付ける入力工程と、
入力された前記変更指示に応じて前記積層体の外縁形状を変更し、変更された前記積層体の前記積層体プロファイルを前記表示部に表示させる工程と、
を更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の余肉量設定方法。

【請求項6】

前記造形物は、前記溶着ビードの積層方向に向かってオーバーハング形状となる部分を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の余肉量設定方法。

【請求項7】

前記積層体の前記造形物の前記オーバーハング形状となる部分のみ前記積層体の外縁形状を調整する請求項６に記載の余肉量設定方法。

【請求項8】

前記溶着ビードは、アークを熱源として前記溶加材を溶融させて形成する請求項１〜７のいずれか一項に記載の余肉量設定方法。

【請求項9】

溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する余肉量設定装置であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測部と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正部と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測部と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める解放ひずみ補正部と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定部と、
を備える余肉量設定装置。

【請求項10】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の余肉量設定方法により設計された前記積層体を、前記溶着ビードにより積層造形し、前記機械加工を施して、前記目標形状の造形物に形成する造形物の製造方法。

【請求項11】

溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設計する余肉量設定方法の手順を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測手順と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正手順と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測手順と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正手順と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定手順と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、余肉量設定方法、余肉量設定装置、及び造形物の製造方法、並びにプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年になって、生産手段として３Ｄプリンタを用いた造形のニーズが高まっており、金属材料を用いた造形の実用化に向けて研究開発が進められている。金属材料を造形する３Ｄプリンタは、レーザ、電子ビーム、アーク等の熱源を用い、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させることで積層造形物を作製する。

【0003】

熱源としてアークを用いる場合には、アークにより溶加材を溶融及び凝固させてビードを形成し、このビードを複数層に積層することで積層造形物を作製する。この場合のビードの積層手順では、積層造形物の形状を表す３次元モデルデータを用い、その形状に応じた適宜な積層計画がなされる。

【0004】

また、造形物を加工する技術として、素材初期応力と加工応力によって、加工後の素材の変形量を解析的に求め、算出した変形量が制限値を超えないように、加工条件（切り込み、送り、切削速度）を変更する技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、素材が内部応力を有している場合でも、切削による素材の形状に、内部応力の解放による素材の変形を加味して、切削後の製造物の形状を正確に予測する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１７００９１号公報

【特許文献2】特開２００８−４０５８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、積層造形では材料を溶融・凝固させて造形するため、熱収縮により造形物内部に残留応力が発生する。残留応力が生じた状態で、造形物の余肉部を切削除去した場合、残留応力の解放により変形が発生し、目標形状に対して誤差が発生する。そこで、目標形状に対する誤差を抑制するためには、余肉量を多く設定した上で、荒加工及び仕上げ加工を実施することとなる。しかし、解放ひずみを考慮して余肉量を増加させると、製造コスト及び製造時間が増大する。さらに、仕上げ加工における切削代を、荒加工で多く残す必要があるため、仕上げ加工の加工時間が長くなる。

【0007】

特許文献１，２に記載の技術では、加工後の素材の変形量を解析的に求め、算出した変形量が制限値を超えないように、加工条件（切り込み、送り、切削速度）を変更している。これにより、内部応力の解放による素材の変形を加味して、切削後の製造物の形状を予測することが可能になる。しかし、これらの技術は、いずれも加工後の変形量に応じて積層造形の計画（パスや造形順等）自体を変更するものではない。このため、積層造形物の製造において、余肉量を調整して製造コスト及び製造時間を抑えることは困難である。

【0008】

そこで本発明は、造形及び機械加工の精度を高め、製造コスト及び製造時間を抑えることが可能な余肉量設定方法、余肉量設定装置、及び造形物の製造方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

先の課題を解決するため、造形の変形予測及び切削解放ひずみ予測を行い、それぞれの変形量を造形形状に反映させる。具体的には、造形による変形量を造形形状に反映させることで、造形後の熱変形と機械加工後の解放ひずみとを考慮した精度の高い造形及び機械加工が可能となる。

【0010】

本発明は下記の構成からなる。
（１） 溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する方法であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測工程と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正工程と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測工程と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正工程と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定工程と、
を備える余肉量設定方法。
（２） 溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する余肉量設定装置であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測部と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正部と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測部と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める解放ひずみ補正部と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定部と、
を備える余肉量設定装置。
（３） （１）の余肉量設定方法により設計された前記積層体を、前記溶着ビードにより積層造形し、前記機械加工を施して、前記目標形状の造形物に形成する造形物の製造方法。
（４） 溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設計する余肉量設定方法の手順を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測手順と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正手順と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測手順と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正手順と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定手順と、
を実行させるプログラム。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、造形及び機械加工の精度を高め、製造コスト及び製造時間を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の余肉量設定装置を示すブロック図である。

【図2】溶接装置の概略構成図である。

【図3】溶接装置によって製造される積層造形物の斜視図である。

【図4】積層造形物における積層体及び造形物を示す積層造形物の断面図である。

【図5】溶接装置によって造形する積層体及び造形物を示す説明図である。

【図6】造形物の造形計画を作成するまでの手順を示すフローチャートである。

【図7】積層体及び造形物の熱収縮の様子を示す説明図である。

【図8】造形物の熱収縮補正について説明する説明図である。

【図9】造形物の解放ひずみの様子を示す説明図である。

【図10】造形物の解放ひずみ補正について説明する説明図である。

【図11】余肉設定方法による余肉量の補正内容を重ねて示す説明図である。

【図12】人手による修正を行う場合の造形物の造形計画を作成するまでの手順を示すフローチャートである。

【図13】造形物の他の例を示す図であって、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ造形物の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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は本発明の余肉量設定装置を示すブロック図である。
本構成の余肉量設定装置１００は、造形計画部１１と、解析部１３と、余肉量設定部１５と、表示部１７と、入力部１９とを備える。余肉量設定装置１００は、溶接装置を用いて溶着ビードを重ねて積層造形する手順を決定する。

【0014】

造形計画部１１は、詳細については後述するが、溶着ビードを重ねて積層造形した積層体を機械加工して作製される造形物の目標形状の外縁を表す目標プロファイルＰｍと、機械加工前の積層体の外形を表す積層体プロファイルＰｓとを作成する。

【0015】

解析部１３は、熱収縮予測部２１と、熱収縮補正部２３と、解放ひずみ予測部２５と、解放ひずみ補正部２７とを備える。

【0016】

熱収縮予測部２１は、溶着ビードを重ねて積層造形した積層体の造形後の熱収縮量を予測する。

【0017】

熱収縮補正部２３は、造形物の目標形状の外縁を表す目標プロファイルＰｍを、熱収縮予測部２１によって予測された熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルＰｍｎを求める。

【0018】

解放ひずみ予測部２５は、積層体に対して機械加工を行った後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する。

【0019】

解放ひずみ補正部２７は、熱収縮補正部２３によって求められた熱変形補正プロファイルＰｍｎを、解放ひずみによる変形方向の逆方向に、解放ひずみ予測部２５で予測された弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルＰｍｄを求める。

【0020】

余肉量設定部１５は、解析部１３の解放ひずみ補正部２７によって求められた弾性変形補正プロファイルＰｍｄから積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、積層体の外縁形状を調整する。

【0021】

表示部１７は、造形計画部１１で作成された造形計画を表示する。また、この表示部１７では、積層体の外縁形状を示す積層体プロファイルＰｓと、熱変形補正プロファイルＰｍｎ、弾性変形補正プロファイルＰｍｄの少なくとも一方を重ねて表示する。

【0022】

入力部１９では、作製しようとする積層造形物の形状を表す３次元モデルデータ（ＣＡＤデータ等）や、各種の指示情報が入力される。また、入力部１９は、積層体の造形領域の変更指示が入力可能となっている。入力部１９から変更指示が入力されると、入力された変更指示に応じて積層体の外縁形状が変更され、変更された積層体の積層体プロファイルＰｓが表示部１７に表示される。

【0023】

ところで、積層造形物の溶接変形及び残留応力は、一般に、有限要素法（Finite Element Method：ＦＥＭ）を用いた熱弾塑性解析法又は弾性解析等を利用したコンピュータシミュレーションによって解析される。

【0024】

熱弾塑性解析法では、多数の微小時間ステップごとに各種の非線形要素まで考慮して現象を計算するので、高精度な解析をすることができる。一方、弾性解析では、線形要素のみを考慮して解析をするため、短時間で解析をすることができる。

【0025】

ビードを積層する積層造形によって造形物を造形すると、造形物の全箇所が金属の溶融・凝固プロセスを経ることになる。金属が溶融・凝固すると、造形物に固有ひずみ（塑性ひずみ、熱ひずみ）が発生する。この固有ひずみに起因した残留応力が造形物の内部に発生する。

【0026】

解析部１３は、このような積層造形による形状変化を解析的に求める。解析部１３は、例えば、部分モデル熱弾塑性解析部と、全体モデル弾性解析部とを備えた構成であってもよい。

【0027】

部分モデル熱弾塑性解析部は、入力された解析条件（積層造形条件，材料物性条件）に基づいて、造形物の部分的なモデルを用いて熱弾塑性解析をして固有ひずみ（塑性ひずみ、熱ひずみ）を算出する（熱収縮予測部２１，熱収縮補正部２３に相当）。

【0028】

全体モデル弾性解析部は、算出した固有ひずみに基づいて造形物の全体モデルについて弾性解析をして残留応力等を導出する（解放ひずみ予測部２５，解放ひずみ補正部２７に相当）。

【0029】

解析に使用される条件としては、熱源の出力、熱源の種類、ビームプロファイル、走査速度、走査シーケンス、ラインオフセット又は予熱温度等をパラメータとする積層造形条件と、材料のヤング率、耐力、線膨張係数、加工硬化指数等の機械的物性値と、熱伝導率又は比熱等の熱物性値等の材料物性条件とがある。

【0030】

このような解析処理は、プログラムに沿ってコンピュータで実行される。つまり、解析部１３は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、を具備するコンピュータとして構成することができる。この場合、図１に示す各部の機能は、記憶装置に記憶された所定のプログラムをプロセッサが実行することによって実現することができる。

【0031】

次に、上記の余肉量設定装置１００による造形計画に基づいて積層体を積層造形する溶接装置の一例を説明する。
図２は溶接装置の概略構成図である。
溶接装置２００としては、例えば、図２に示すアーク溶接装置等が利用できる。

【0032】

溶接装置２００は、電源装置３５と、先端軸にトーチ３７が設けられたトーチ移動機構としての溶接ロボット３９と、トーチ３７に溶加材（溶接ワイヤ）Ｆｍを供給する溶加材供給部４１と、溶接ロボット３９の駆動を制御する制御部４３と、を有する。制御部４３は、インターフェースを介して余肉量設定装置１００とデータ通信される。

【0033】

溶接ロボット３９は、例えば６軸の自由度を有する多関節ロボットであり、ロボットアームの先端軸に取り付けたトーチ３７には、溶加材Ｆｍが連続供給可能に支持される。トーチ３７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。

【0034】

トーチ３７は、溶加材Ｆｍを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Ｆｍの先端からアークを発生する。トーチ３７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ようになっている。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Ｆｍがコンタクトチップに保持される。

【0035】

溶加材Ｆｍは、あらゆる市販の溶接ワイヤを用いることができる。例えば、軟鋼，高張力鋼及び低温用鋼用のマグ溶接及びミグ溶接ソリッドワイヤ（ＪＩＳ Ｚ ３３１２）、軟鋼，高張力鋼及び低温用鋼用アーク溶接フラックス入りワイヤ（ＪＩＳ Ｚ ３３１３）等で規定されるワイヤを用いることができる。

【0036】

溶加材Ｆｍ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４１からトーチ３７に送給される。そして、制御部４３からの指令により、溶接ロボット３９はトーチ３７を移動しつつ、連続送給される溶加材Ｆｍを溶融及び凝固させる。これにより、溶加材Ｆｍの溶融凝固体であるビードが形成される。

【0037】

具体的には、制御部４３がプログラムを実行すると、溶接ロボット３９や電源装置３５等がプログラムされた所定の手順に従って駆動される。溶接ロボット３９は、制御部４３からの指令により、プログラムされた軌道軌跡に沿ってトーチ３７を移動させるとともに、溶加材Ｆｍを所定のタイミングでアークにより溶融させて、所望の位置にビードを形成する。

【0038】

溶加材Ｆｍ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。アークを用いる場合は、シールド性を確保しつつ、素材、構造によらずに簡単にビードを形成できる。電子ビームやレーザにより加熱する場合は、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、積層造形物の更なる品質向上に寄与できる。

【0039】

次に、溶接装置２００を用いて造形する造形物の一例について説明する。
図３溶接装置によって製造される積層造形物の斜視図である。図４は積層造形物における積層体及び造形物を示す積層造形物の断面図である。図５は溶接装置によって造形する積層体及び造形物を示す説明図である。

【0040】

図３及び図４に示すように、一例として示す積層造形物５１は、円柱状の軸体５３と、軸体５３の外周に径方向外側へ突出する複数条（図示例では６条）の螺旋状のブレード５５とを備える。複数のブレード５５は、軸体５３の軸方向中間部で、周方向に沿って等間隔に設けられたスクリュー形状となっている。

【0041】

図５に示すブレード５５からなる造形物６１は、軸体５３となるベース６２に複数層の溶着ビード６３を積層して積層体６５を造形し、この積層体６５に対して機械加工で切削することで形成される。この造形物６１は、溶着ビード６３の積層方向に向かって側方へ偏ったオーバーハング形状となる部分を有している。

【0042】

積層体６５に対して行う機械加工としては、最初に行われる荒削り用の工具（又は機械）で切削する荒加工と、荒加工後に仕上げ用の工具（又は機械）で切削する仕上げ加工とがある。仕上げ加工は、荒加工に対して遅い切削速度で行われるため、単位切り込み量当たりの加工時間が長い。

【0043】

次に、余肉量設定装置１００による余肉設定の手順について説明する。
図６は造形物の造形計画を作成するまでの手順を示すフローチャートである。図７は積層体及び造形物の熱収縮の様子を示す説明図である。図８は造形物の熱収縮補正について説明する説明図である。図９は造形物の解放ひずみの様子を示す説明図である。図１０は造形物の解放ひずみ補正について説明する説明図である。図１１は本発明の余肉設定方法による余肉量の補正について説明する説明図である。

【0044】

まず、図１に示す入力部１９から造形物６１の形状を表す３次元モデルデータであるＣＡＤデータを入力する（Ｓ１１）。ＣＡＤデータには、造形物６１の外縁の座標等、種々の寸法情報の他、必要に応じて参照される材料の種類や最終仕上げ等の情報も含まれる。

【0045】

入力部１９から入力されたＣＡＤデータに基づいて、造形計画部１１が、造形計画を作成する（Ｓ１２）。具体的には、溶着ビード６３を重ねて積層造形する積層体６５の外形を表す積層体プロファイルＰｓ及び積層体６５を機械加工して作製される造形物６１の目標形状の外縁を表す目標プロファイルＰｍを作成する。さらに、造形計画部１１は、作成した積層体プロファイルＰｓ及び目標プロファイルＰｍに基づいて、機械加工を施す前の造形体の周囲に設ける余肉量を算出する（Ｓ１３）。

【0046】

図７に示すように、溶着ビード６３からなる積層体６５は、造形後に冷却されることで熱収縮する。つまり、積層体６５の外形を表す積層体プロファイルＰｓが収縮し、これに伴い、目標プロファイルＰｍも収縮する。そこで、解析部１３の熱収縮予測部２１は、溶着ビード６３を積層造形する積層体６５における積層体プロファイルＰｓの造形後の熱変形を予測し（Ｓ１４）、さらに、この熱変形による目標プロファイルＰｍの熱収縮量である変位δＡを算出する（Ｓ１５）。

【0047】

そして、解析部１３の熱収縮補正部２３が、図８に示すように、目標プロファイルＰｍを熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルＰｍｎを求める。次に、余肉量設定部１５が、造形計画部１１で算出した余肉量と、熱収縮予測部２１で予測された熱収縮量である変位δＡとを比較する。そして、この余肉量が変位δＡより大きく、かつ許容量αを加算した許容変位δＡ＋α以下であるか否か（δＡ＜余肉量≦δＡ＋α）を判定する（Ｓ１６）。ここで、許容量αは、余肉量に上限を持たせて過剰な余肉の機械加工を最小限に抑えるために予め設定した値である。

【0048】

造形計画部１１で算出した余肉量が、変位δＡより大きく、かつ許容変位δＡ＋α以下の条件から外れている場合は、この条件を満たす余肉量に補正する。そして、造形計画部１１は、熱変形補正プロファイルＰｍｎに補正した余肉量を付加した積層体プロファイルＰｓを改めて作成する。補正前の余肉量が、変位δＡより大きく、かつ許容変位δＡ＋α以下の条件を満たしている場合は、その余肉量を含む積層体プロファイルＰｓを維持させる。

【0049】

図８に示すように、熱変形補正プロファイルＰｍｎに補正することで、この熱変形補正プロファイルＰｍｎの一部が作成当初の積層体プロファイルＰｓの最上部から突出されて余肉が確保できなくなることがある。また、熱変形補正プロファイルＰｍｎに補正することで、例えば、積層体プロファイルＰｓの第１層の溶着ビード６３の部分に長さが不足して余肉が確保できなくなることがある。そのような場合、造形計画部１１は、最上部に１層分の溶着ビード６３を追加し、さらに、第１層部分の溶着ビード６３を延長した積層体プロファイルＰｓを改めて作成する（図８中のハッチング部分６３ａ，６３ｂ参照）。積層体プロファイルＰｓを修正する場合、溶着ビード６３の積層方向の余肉量を溶着ビード６３の１層当たりの厚さ以下に設定する。

【0050】

また、図９に示すように、溶着ビード６３からなる積層体６５は、機械加工による荒加工を行うことで、残留応力が解放されて変形する。これにより、熱収縮補正部２３で補正された熱変形補正プロファイルＰｍｎは、解放ひずみによって変形することになる（図９中ハッチングなしのＰｍ参照）。

【0051】

そこで、解析部１３の解放ひずみ予測部２５は、荒加工後の変形を予測し（Ｓ１７）、この変形による熱変形補正プロファイルＰｍｎの弾性変形量（第１弾性変形量）である変位δｃＲを算出する（Ｓ１８）。そして、解析部１３の解放ひずみ補正部２７は、図１０に示すように、熱変形補正プロファイルＰｍｎを、解放ひずみによる変形方向の逆方向に弾性変形量に応じて変形させた第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１を求める。次に、余肉量設定部１５が、造形計画部１１で算出した余肉量と、解放ひずみ予測部２５で予測された弾性変形量である変位δｃＲを含む変位δＡ＋δｃＲとを比較する。

【0052】

そして、余肉量が変位δＡ＋δｃＲより大きく、かつ予め設定した許容量βを加算した許容変位δＡ＋δｃＲ＋β以下であるか否か（δＡ＋δｃＲ＜余肉量≦δＡ＋δｃＲ＋β）を判定する（Ｓ１９）。ここで、許容量βは、余肉量に上限を持たせて過剰な余肉の機械加工を最小限に抑えるために予め設定した値である。

【0053】

造形計画部１１で算出した余肉量が、変位δＡ＋δｃＲより大きく、かつ許容変位δＡ＋δｃＲ＋β以下の条件から外れている場合は、この条件を満たす余肉量に補正する。造形計画部１１は、第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１に補正した余肉量を付加した積層体プロファイルＰｓを改めて作成する。補正前の余肉量が、変位δＡ＋δｃＲより大きく、かつ許容変位δＡ＋δｃＲ＋β以下の条件を満たしている場合は、その余肉量を含む積層体プロファイルＰｓを維持させる。

【0054】

さらに、荒加工後に仕上げ加工を行う場合にも、残留応力が解放されて僅かに変形する。つまり、第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１は、仕上げ加工での解放ひずみによって変形されることとなる。そこで、解析部１３の解放ひずみ予測部２５は、仕上げ加工後の変形を予測し（Ｓ２０）、この変形による第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１の弾性変形量（第２弾性変形量）である変位δｃＦを算出する（Ｓ２１）。

【0055】

解析部１３の解放ひずみ補正部２７は、前述と同様に、第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１を、解放ひずみによる変形方向の逆方向に弾性変形量に応じて変形させた第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２を求める。次に、余肉量設定部１５が、造形計画部１１で算出した余肉量と、解放ひずみ予測部２５で予測された弾性変形量である変位δｃＦを含む変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦとを比較する。そして、余肉量が変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦより大きく、かつ予め設定した許容量γを加算した許容変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦ＋γ以下であるか否か（δＡ＋δｃＲ＋δｃＦ＜余肉量≦δＡ＋δｃＲ＋δｃＦ＋γ）を判定する（Ｓ２２）。ここで、許容量γは、余肉量に上限を持たせて過剰な余肉の機械加工を最小限に抑えるために予め設定した値である。

【0056】

造形計画部１１で算出した余肉量が、変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦより大きく、かつ許容変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦ＋γ以下の条件から外れている場合は、この条件を満たす余肉量に補正する。そして、造形計画部１１は、第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２に補正した余肉量を付加した積層体プロファイルＰｓを改めて作成する。補正前の余肉量が、変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦより大きく、かつ許容変位δＡ＋δｃＲ＋δｃＦ＋γ以下の条件を満たしている場合は、その余肉量を含む積層体プロファイルＰｓを維持させる。

【0057】

このようにして、第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２を求めた後、余肉量設定部１５は、最終造形計画として、この第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２に余肉を付加した積層体プロファイルＰｓを作成する。

【0058】

図１１は積層体の各プロファイルを重ねて示す説明図である。余肉量設定装置１００は、目標プロファイルＰｍに対して、熱収縮による変位δＡを反映させた熱変形補正プロファイルＰｍｎを作成し、この熱変形補正プロファイルＰｍｎを、機械加工による変位δｃＲ及び変位δｃＦを反映させた第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２を作成する。そして、第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２に余肉量を付加した領域を含む積層体プロファイルＰｓを作成する。

【0059】

以上、説明したように、上記の制御によれば、目標形状の外縁を表す目標プロファイルＰｍを、予測した熱収縮量に応じて膨張させ、さらに、予測した機械加工による解放ひずみの弾性変形量に応じて変形させることで、余肉量を適切に設定できる。これにより、造形後の熱変形と機械加工後の解放ひずみとを考慮した精度の高い造形及び機械加工ができ、また、機械加工にかかる時間を抑えて加工効率を高めることができる。

【0060】

これにより、アークを熱源として溶加材Ｆｍを溶融させて溶着ビード６３を積層して造形物６１を造形する際に、溶着ビード６３の熱による影響を考慮して造形物６１を高い精度で造形できる。

【0061】

しかも、荒加工における解放ひずみと仕上げ加工における解放ひずみを考慮して余肉量を設定することで、より細かい余肉調整が可能となり、より高い精度の造形が可能となる。

【0062】

また、余肉量に応じて溶着ビード６３の本数やビード長さを調整することで、設定した余肉量を確実に確保できる。

【0063】

また、溶着ビード６３の積層方向の余肉量を溶着ビード６３の１層当たりの厚さ以下に設定することで、積層する溶着ビード６３の無駄となる部分が極力抑えられ、効率よく造形物を造形できる。

【0064】

特に、機械加工による解放ひずみの影響が顕著に生じるオーバーハング形状となる部分を有する造形物６１を造形する際に、解放ひずみを考慮して余肉量を適切に設定できる。したがって、オーバーハング形状となる部分を有する造形物６１を高い精度で造形できる。

【0065】

以上は、自動的に造形計画を作成する方式であるが、人為的な調整を加えることもできる。

【0066】

次に、人為的に造形計画を調整する方式について説明する。
図１２は人手による修正を行う場合の造形物の造形計画を作成するまでの手順を示すフローチャートである。

【0067】

入力部１９から造形物６１の形状を表す３次元モデルデータであるＣＡＤデータを入力すると（Ｓ３１）、このＣＡＤデータに基づいて、造形計画部１１が造形計画を作成する（Ｓ３２）。

【0068】

解析部１３の熱収縮予測部２１が、作成された造形計画における積層体６５の造形形状の熱変形を予測する（Ｓ３３）。そして、造形計画部１１で作成された積層体６５の造形形状である積層体プロファイルＰｓと、目標プロファイルＰｍに予測した熱収縮を反映させた熱変形補正プロファイルＰｍｎとが表示部１７に重ねて表示される（Ｓ３４）。

【0069】

作業者は、表示部１７に表示された造形形状に基づいて、余肉量を修正する必要があるか否かを判断する（Ｓ３５）。余肉量の修正が必要と判断した場合は、入力部１９を操作して、積層体プロファイルＰｓを修正するように変更指示を行う（Ｓ３６）。造形計画部１１では、入力された変更指示に応じて積層体６５の外縁形状を変更し、変更された積層体６５の積層体プロファイルＰｓを表示部１７に表示させる。

【0070】

次に、解析部１３の解放ひずみ予測部２５が、積層体６５に荒加工を行うことによる解放ひずみを予測する（Ｓ３７）。そして、積層体プロファイルＰｓと、熱変形補正プロファイルＰｍｎに予測した弾性変形を反映させた第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１とが表示部１７に重ねて表示される（Ｓ３８）。

【0071】

作業者は、表示部１７に表示された造形形状に基づいて、余肉量を修正する必要があるか否かを判断する（Ｓ３９）。その結果、余肉量の修正が必要と判断した場合は、入力部１９を操作して、積層体プロファイルＰｓを修正するように変更指示を行う（Ｓ３６）。造形計画部１１では、入力された変更指示に応じて積層体６５の外縁形状を変更し、変更された積層体６５の積層体プロファイルＰｓを表示部１７に表示させる。

【0072】

次に、解析部１３の解放ひずみ予測部２５が、荒加工後に仕上げ加工を行うことによる解放ひずみを予測する（Ｓ４０）。そして、積層体プロファイルＰｓと、第１弾性変形補正プロファイルＰｍｄ１に予測した弾性変形を反映させた第２弾性変形補正プロファイルＰｍｄ２とが表示部１７に重ねて表示される（Ｓ４１）。

【0073】

作業者は、表示部１７に表示された造形形状に基づいて、余肉量を修正する必要があるか否かを判断する（Ｓ４２）。その結果、余肉量の修正が必要と判断した場合は、入力部１９を操作して、積層体プロファイルＰｓを修正するように変更指示を行う（Ｓ３６）。造形計画部１１では、入力された変更指示に応じて積層体６５の外縁形状を変更し、変更された積層体６５の積層体プロファイルＰｓを表示部１７に表示させる。

【0074】

熱収縮、荒加工による解放ひずみ及び仕上げ加工による解放ひずみが反映された積層体６４の造形形状である積層体プロファイルＰｓを最終造形計画として決定する（Ｓ４３）。

【0075】

以上のように、作業者が表示部１７の表示を確認しながら必要に応じて入力部１９から手入力して変更指示を行うことで、熱収縮、荒加工による解放ひずみ及び仕上げ加工による解放ひずみが反映された最終造形計画を、作業者の経験に基づいて変更できる。そのため、造形計画を一層効率よく作成できる。さらに、表示部１７に表示される変更された積層体６５の積層体プロファイルＰｓの表示から、変更状態を容易に確認することができる。

【0076】

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。

【0077】

本発明は、ブレード５５のようにオーバーハング形状を有する造形物の製造に用いて好適であるが、造形物としては、ブレード５５に限らない。

【0078】

例えば、本発明は、図１３（Ａ）に示すように、一方の側面が上方へ向かって次第に他方の側面から離間する方向へ傾斜するオーバーハング形状を有する造形物６１や、図１３（Ｂ）に示すように、上方へ向かって両側面が同一方向へ傾斜する造形物６１等の、弾性復帰する変形が生じやすい造形物の造形計画に用いて好適である。また、図１３（Ｃ）に示すように、上部に両側方へ突出する延出部分を有する断面視Ｔ字状の造形物６１では、延出部分が上方に反る。このため、このような造形物６１にも本発明を好適に用いることができる。

【0079】

なお、上記の例では、オーバーハング形状となる部分を含む造形物６１の全体の造形領域を本発明の余肉設定方法によって調整したが、オーバーハング形状となる部分のみの造形領域の余肉調整を行ってもよい。この場合、オーバーハング形状となる部分のみの造形領域の余肉を調整するので、余肉の調整に要する時間を短縮させることができる。

【0080】

また、上記の例では余肉設定装置１００が、溶接装置２００とは別に設けられたコンピュータに備わり、コンピュータが、設定された余肉量の造形計画に基づいて、溶接装置２００を駆動するプログラムを生成する態様となっている。余肉設定装置１００は、このような態様に限らず、図２に示す溶接装置２００の制御部４３に備わる態様であってもよい。

【0081】

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て形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する方法であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測工程と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正工程と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測工程と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正工程と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定工程と、
を備える余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、予測した熱収縮量に応じて膨張させ、さらに、予測した機械加工による解放ひずみの弾性変形量に応じて変形させることで、余肉量を適切に設定できる。これにより、造形後の熱変形と機械加工後の解放ひずみとを考慮した精度の高い造形及び機械加工ができ、また、機械加工にかかる時間を抑えて加工効率を高められる。

【0082】

（２） 前記機械加工は、荒加工と仕上加工とを含み、
前記解放ひずみ予測工程は、前記荒加工による解放ひずみによって生じる第１弾性変形量と、前記仕上加工による解放ひずみによって生じる第２弾性変形量とをそれぞれ予測し、
前記弾性変形補正工程は、前記熱変形補正プロファイルを、前記第１弾性変形量に応じて変形させた第１弾性変形補正プロファイルと、前記第１弾性変形補正プロファイルを前記第２弾性変形量に応じて変形させた第２弾性変形補正プロファイルとを求める（１）に記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、荒加工における解放ひずみと仕上げ加工における解放ひずみを考慮して余肉量を設定することで、より細かい余肉調整が可能となり、より高い精度の造形が可能となる。

【0083】

（３） 前記余肉量設定工程において、前記余肉量が前記基準範囲に収まらない場合に、前記積層体の外縁形状を、前記溶着ビードの本数、ビード長さの少なくとも一方を変更して調整する（１）又は（２）に記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、余肉量に応じて溶着ビードの本数やビード長さを調整することで、設定した余肉量を確実に確保できる。

【0084】

（４） 前記余肉量設定工程において、前記溶着ビードの積層方向の前記余肉量を、前記溶着ビードの１層当たりの厚さ以下に設定する（１）〜（３）のいずれか一つに記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、溶着ビードの積層方向の余肉量を溶着ビードの１層当たりの厚さ以下に設定することで、積層する溶着ビードの無駄となる部分が極力抑えられ、効率よく造形物を造形できる。

【0085】

（５） 前記積層体の外縁形状を示す積層体プロファイルと、前記熱変形補正プロファイル、前記弾性変形補正プロファイルの少なくとも一方と、を表示部に重ねて表示させる工程と、
前記積層体の造形領域の変更指示を受け付ける入力工程と、
入力された前記変更指示に応じて前記積層体の外縁形状を変更し、変更された前記積層体の前記積層体プロファイルを前記表示部に表示させる工程と、
を更に備える（１）〜（４）のいずれか一つに記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、表示部に表示された積層体プロファイルに重ねて表示された熱変形補正プロファイル及び弾性変形補正プロファイルの少なくとも一方を確認し、積層体の造形領域の変更指示を入力することができる。これにより、熱収縮、機械加工による解放ひずみが反映された造形計画を効率よく作成できる。さらに、表示部に表示される変更された積層体の積層体プロファイルの表示から、変更状態を容易に確認できる。

【0086】

（６） 前記造形物は、前記溶着ビードの積層方向に向かってオーバーハング形状となる部分を有する（１）〜（５）のいずれか一つに記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、機械加工による解放ひずみの影響が顕著に生じるオーバーハング形状となる部分を有する造形物を造形する際に、解放ひずみを考慮して余肉量を適切に設定できる。したがって、オーバーハング形状となる部分を有する造形物を高い精度で造形できる。

【0087】

（７） 前記積層体の前記造形物の前記オーバーハング形状となる部分のみ前記積層体の外縁形状を調整する（６）に記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、機械加工による解放ひずみの影響が顕著に生じるオーバーハング形状となる部分を造形する際に、解放ひずみを考慮して余肉量を適切に設定できる。したがって、オーバーハング形状となる部分を高い精度で造形できる。また、オーバーハング形状となる部分のみの造形領域の余肉を調整するので、余肉の調整に要する時間を短縮できる。

【0088】

（８） 前記溶着ビードは、アークを熱源として前記溶加材を溶融させて形成する（１）〜（７）のいずれか一つに記載の余肉量設定方法。
この余肉量設定方法によれば、アークを熱源として溶加材を溶融させて溶着ビードを積層して造形物を造形する際に、溶着ビードの熱による影響を考慮して造形物を高い精度で造形することができる。

【0089】

（９） 溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設定する余肉量設定装置であって、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測部と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正部と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測部と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める解放ひずみ補正部と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように、前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定部と、
を備える余肉量設定装置。
この余肉量設定装置によれば、造形後の熱変形と機械加工後の解放ひずみとを考慮した精度の高い造形及び機械加工ができ、また、機械加工にかかる時間を抑えて加工効率を高められる。

【0090】

（１０） （１）〜（８）のいずれか一つに記載の余肉量設定方法により設計された前記積層体を、前記溶着ビードにより積層造形し、前記機械加工を施して、前記目標形状の造形物に形成する造形物の製造方法。
この造形物の製造方法によれば、余肉量を適切に設定した積層体を溶着ビードで造形し、その積層体を機械加工して目標形状とした造形物を、効率よく高精度に製造できる。

【0091】

（１１） 溶加材を溶融及び凝固させて形成される溶着ビードにより積層体を積層造形し、前記積層体を機械加工して目標形状の造形物を形成する際の、前記積層体の余肉量を設計する余肉量設定方法の手順を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記積層体の造形後の熱収縮量を予測する熱収縮予測手順と、
前記造形物の前記目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、前記熱収縮量に応じて膨張させた熱変形補正プロファイルを求める熱収縮補正手順と、
前記積層体の機械加工後の解放ひずみによる弾性変形量を予測する解放ひずみ予測手順と、
前記熱変形補正プロファイルを、前記解放ひずみによる変形方向の逆方向に前記弾性変形量に応じて変形させた弾性変形補正プロファイルを求める弾性変形補正手順と、
前記弾性変形補正プロファイルから前記積層体の外縁までの余肉量が、予め定めた基準範囲に収まるように前記積層体の外縁形状を調整する余肉量設定手順と、
を実行させるプログラム。
このプログラムによれば、目標形状の外縁を表す目標プロファイルを、予測した熱収縮量に応じて膨張させ、さらに、予測した機械加工による解放ひずみの弾性変形量に応じて変形させることで、余肉量を適切に設定することができる。これにより、造形後の熱変形と機械加工後の解放ひずみとを考慮した精度の高い造形及び機械加工ができ、また、機械加工にかかる時間を抑えて加工効率を高められる。

【符号の説明】

【0092】

１５ 余肉量設定部
１７ 表示部
１９ 入力部
２１ 熱収縮予測部
２３ 熱収縮補正部
２５ 解放ひずみ予測部
２７ 解放ひずみ補正部
６１ 造形物
６３ 溶着ビード
６５ 積層体
１００ 余肉量設定装置
Ｆｍ 溶加材
Ｐｍ 目標プロファイル
Ｐｍｎ 熱変形補正プロファイル
Ｐｍｄ 弾性変形補正プロファイル
Ｐｍｄ１ 第１弾性変形補正プロファイル
Ｐｍｄ２ 第２弾性変形補正プロファイル
Ｐｓ 積層体プロファイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】