特開 2023-66788 金属積層造形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066788

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】金属積層造形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 10/64 20210101AFI20230509BHJP

   B22F 10/38 20210101ALI20230509BHJP

   B22F 10/62 20210101ALI20230509BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20230509BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

B22F10/64

B22F10/38

B22F10/62

C23C26/00 B

B33Y40/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021177586

(22)【出願日】2021-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】長藤 圭介

(72)【発明者】

【氏名】土屋 舜太郎

(72)【発明者】

【氏名】小沢 智大

(72)【発明者】

【氏名】高坂 博宣

(72)【発明者】

【氏名】北岡 岳史

【テーマコード（参考）】

4K018

4K044

【Ｆターム（参考）】

4K018AA15

4K018AA24

4K018AA30

4K018BA13

4K018BA16

4K018BA20

4K018CA44

4K018CA50

4K018EA60

4K018FA08

4K018FA23

4K018KA01

4K018KA07

4K018KA18

4K018KA70

4K044AA02

4K044AB10

4K044BA06

4K044BA08

4K044BB01

4K044BC05

4K044CA15

(57)【要約】

【課題】内部空間の内壁面を平滑化する金属積層造形品の製造方法の提供。
【解決手段】内部空間１０ａを有する金属積層造形品１０の製造方法は、メッキ工程ＳＴ１１と、加熱工程ＳＴ１２とを備える。メッキ工程ＳＴ１１において、金属積層造形品１０の内部空間１０ａの内壁面１０ｂにメッキ加工を行い、メッキ皮膜１を内壁面１０ｂ上に形成する。加熱工程ＳＴ１２において、金属積層造形品１０を加熱して、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間を有する金属積層造形品の製造方法であって、
前記金属積層造形品の前記内部空間の内壁面にメッキ加工を行い、メッキ皮膜を前記内壁面上に形成するメッキ工程と、
前記金属積層造形品を加熱して、溶融体を前記内壁面上に生成する加熱工程と、を備える、
金属積層造形品の製造方法。

【請求項2】

前記加熱工程において、前記金属積層造形品を加熱して、前記メッキ皮膜を溶融することによって、前記溶融体を前記内壁面上に生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属積層造形品の製造方法。

【請求項3】

前記メッキ皮膜の融点は、前記金属積層造形品の融点と比較して低い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属積層造形品の製造方法。

【請求項4】

前記メッキ工程を実施した後において、半田ペーストを前記メッキ皮膜上に供給する半田ペースト供給工程をさらに備え、
前記加熱工程において、前記金属積層造形品を加熱して、前記半田ペーストを溶融することによって、前記溶融体を前記内壁面上に生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属積層造形品の製造方法。

【請求項5】

前記メッキ皮膜は、銀メッキ皮膜である、
ことを特徴とする請求項４に記載の金属積層造形品の製造方法。

【請求項6】

前記金属積層造形品の前記内部空間の前記内壁面において、面荒れ領域が有る場合、
前記加熱工程において、前記面荒れ領域が前記内部空間の下側に位置するように前記金属積層造形品の姿勢を保ったまま前記金属積層造形品を加熱する、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の金属積層造形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属積層造形品の製造方法に関し、特に、内部空間を有する金属積層造形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示の金属積層造形品の製造方法は、３次元積層造形方法を用いて、複数の配管を有する棒状構造物を備えた金属積層造形品を製造する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－０７０４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願発明者等は、以下の課題を発見した。
３次元積層造形方法を用いて、内部空間を有する金属積層造形品を造形すると、内部空間の上側の内壁面において、表面が荒れた面荒れ領域が発生する場合がある。このような場合、面荒れ領域に応力が集中して、破損が発生し易くなることがあった。

【0005】

本発明は、上述した課題を鑑み、内部空間の内壁面を平滑化する金属積層造形品の製造方法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】

【0006】

本発明の一態様に係る金属積層造形品の製造方法は、
内部空間を有する金属積層造形品の製造方法であって、
前記金属積層造形品の前記内部空間の内壁面にメッキ加工を行い、メッキ皮膜を前記内壁面上に形成するメッキ工程と、
前記金属積層造形品を加熱して、溶融体を前記内壁面上に生成する加熱工程と、を備える。

【0007】

このような構成によれば、溶融体を内壁面上に生成することによって、内壁面の面荒れ領域の底に浸透させる。これによって、面荒れ領域の表面を平滑化して、応力の集中を抑制し、破損の発生を抑制する。

【0008】

また、前記加熱工程において、前記金属積層造形品を加熱して、前記メッキ皮膜を溶融することによって、前記溶融体を前記内壁面上に生成することを特徴としてもよい。

【0009】

このような構成によれば、メッキ皮膜由来の溶融体を内壁面上に生成することによって、内壁面の面荒れ領域の底に浸透させることができる。平滑な膜を面荒れ領域の表面に形成して、面荒れ領域の表面の平滑化を図ることができる。

【0010】

また、前記メッキ皮膜の融点は、前記金属積層造形品の融点と比較して低いことを特徴としてもよい。

【0011】

このような構成によれば、加熱工程において、金属積層造形品の温度を、金属積層造形品の融点よりも低い温度に設定することができる。そのため、金属積層造形品への熱影響を抑制することができる。

【0012】

また、前記メッキ工程を実施した後において、半田ペーストを前記メッキ皮膜上に供給する半田ペースト供給工程をさらに備え、
前記加熱工程において、前記金属積層造形品を加熱して、前記半田ペーストを溶融することによって、前記溶融体を前記内壁面上に生成することを特徴としてもよい。

【0013】

このような構成によれば、半田ペースト由来の溶融体を内壁面上に生成することによって、内壁面の面荒れ領域の底に浸透させることができる。平滑な膜を面荒れ領域の表面に形成して、面荒れ領域の表面の平滑化を図ることができる。また、多くの場合、半田ペーストの融点は、メッキ皮膜、及び金属積層造形品の融点よりも低い。そのため、加熱工程における金属積層造形品の温度を抑制し、金属積層造形品への熱影響を抑制することができる。

【0014】

前記メッキ皮膜は、銀メッキ皮膜であることを特徴としてもよい。

【0015】

このような構成によれば、銀メッキ皮膜と、半田ペースト由来の膜とが強固に接合するため、安定した半田ペースト由来の膜を面荒れ領域の表面に生成することができる。

【0016】

前記金属積層造形品の前記内部空間の前記内壁面において、面荒れ領域が有る場合、
前記加熱工程において、前記面荒れ領域が前記内部空間の下側に位置するように前記金属積層造形品の姿勢を保ったまま前記金属積層造形品を加熱することを特徴としてもよい。

【0017】

このような構成によれば、加熱工程において、溶融体が、内部空間の下側に位置する面荒れ領域に集中する。これによって、平滑な膜の厚みを増大して、面荒れ領域の表面の平滑化を図ることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明は、内部空間の内壁面を平滑化する金属積層造形品の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法を示すフローチャートである。

【図2】実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。

【図3】実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。

【図4】実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法の加熱工程ＳＴ１２の一例における経過時間に対する温度を示すグラフである。

【図5】実施の形態２に係る金属積層造形品の製造方法を示すフローチャートである。

【図6】実施の形態２に係る金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。

【図7】実施の形態２に係る金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。

【図8】メッキ皮膜を生成した後の金属積層造形品の内部空間を示す写真である。

【図9】一つの実施例に係る金属積層造形品の内部空間を示す写真である。

【図10】実施例に係る金属積層造形品の内部空間について観察した部位を示す模式図である。

【図11】実施例に係る金属積層造形品の内部空間について観察した部位の断面を示す模式断面図である。

【図12】メッキ皮膜を生成した後の金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ（電子線プローブマイクロアナライザー）分析の結果の一例である。

【図13】メッキ皮膜を生成した後の金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ分析の結果の一例の拡大図である。

【図14】一つの実施例に係る金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ分析の結果の一例である。

【図15】一つの実施例に係る金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ分析の結果の一例の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

【0021】

（実施の形態１）
図１～図４を参照して実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法を示すフローチャートである。図２及び図３は、図１に示す金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。図４は、図１に示す加熱工程ＳＴ１２の一例における経過時間に対する温度を示すグラフである。なお、当然のことながら、図２及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

【0022】

図１及び図２に示すように、金属積層造形品１０の内部空間１０ａの内壁面１０ｂにメッキ加工を行い、内部空間１０ａの内壁面１０ｂ上にメッキ皮膜１を形成する（メッキ工程ＳＴ１１）。

【0023】

金属積層造形品１０は、金属積層造形（ＡＭ：Additive Manufacturing）方法を用いて製造された造形品である。金属積層造形方法では、金属粉末を溶融して凝固させたものを、積層する。金属粉末として、多種多様な金属材料からなる粉末を利用することができる。当該金属材料は、金属積層造形方法を適用可能なものであればよく、例えば、マルエージング鋼、ダイス鋼、アルミニウム合金である。ダイス鋼には、ＪＩＳ規格に定められたＳＫＤ６１相当材を含む。金属積層造形品１０は、内部空間１０ａを有する。内部空間１０ａは、三次元空間において仮想曲線上に延びた形状を有してもよく、例えば、回路、通路、管等である。当該仮想曲線は、屈曲部を複数備えてもよい。内部空間１０ａは、冷却媒体やオイルが通過してもよい。金属積層造形品１０は、多種多様な製品に適用可能であるが、例えば、冷却回路又はオイル通路を含むダイカスト用金型や各種エンジン部品に好適である。三次元空間において仮想曲線上に延びた内部空間１０ａを有する構造物を、金属積層造形を用いて製造した場合、メルトダウンが生じて、面荒れ領域１０ｃが内部空間１０ａ上部に発生することがある。

【0024】

メッキ加工として、例えば、無電解メッキを利用することができる。無電解メッキは、例えば、無電解ニッケルメッキ、無電解金メッキ、無電解銀メッキ、無電解銅ニッケルメッキ、無電解パラジウムメッキ等である。具体的には、メッキ液ＧＬ１を金属積層造形品１０の内部空間１０ａに供給して、メッキ液ＧＬ１と内壁面１０ｂとを接触させる。メッキ液ＧＬ１は、金属イオンを含む。当該金属イオンは、メッキ皮膜１を構成する金属と同じ種類の金属原子がイオン化したものである。無電解メッキは、自己触媒型無電解メッキであってもよい。メッキ液ＧＬ１が含む金属イオンは還元されて、メッキ皮膜１が内壁面１０ｂに析出する。メッキ液ＧＬ１には、適宜、還元剤を添加するとよい。この還元剤の添加によって、厚メッキ、すなわち、メッキ皮膜１の膜厚を増大することができる。メッキ皮膜１は、内部空間１０ａの内壁面１０ｂを覆い、面荒れ領域１０ｃも覆う。

【0025】

続いて、図１及び図３に示すように、金属積層造形品１０を真空炉１００において加熱して、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成する（加熱工程ＳＴ１２）。具体的には、面荒れ領域１０ｃが内部空間１０ａの下側（ここでは、ｚ軸マイナス方向）に位置するように、金属積層造形品１０を真空炉１００内に配置する。図４に示す温度履歴曲線Ｈ１に従うように、金属積層造形品１０を加熱保持し、冷却する。より具体的には、まず、真空炉１００を用いて金属積層造形品１０を加熱して、金属積層造形品１０の温度が常温Ｔ_０から所定の温度Ｔ_１に到達するまで昇温させる。また、金属積層造形品１０の温度が所定の温度Ｔ_１のまま、所定の時間ｔ_２－ｔ_１が経過するまで、金属積層造形品１０を加熱保持する。所定の時間ｔ_２－ｔ_１が経過した後、金属積層造形品１０を冷却し、金属積層造形品１０の温度が所定の温度Ｔ_１から常温Ｔ_０に到達するまで降温させる。

【0026】

所定の温度Ｔ_２、及び所定の時間ｔ_２－ｔ_１は、メッキ皮膜１を溶解して溶融体を生成可能なように、設定されるとよい。具体的には、所定の温度Ｔ_２は、メッキ皮膜１の融点よりも高いとよい。より具体的には、メッキ皮膜１がニッケルからなる場合、所定の温度Ｔ_２が９００℃以上であるとよい。メッキ皮膜１が金からなるである場合、所定の温度Ｔ_２が１０６４℃以上であるとよい。メッキ皮膜１が銀からなるである場合、所定の温度Ｔ_２が９６１℃以上であるとよい。メッキ皮膜１が銅からなるである場合、所定の温度Ｔ_２が１０８４℃以上であるとよい。メッキ皮膜１がパラジウムからなるである場合、所定の温度Ｔ_２が１５５２℃以上であるとよい。メッキ皮膜１の融点は、金属積層造形品１０の融点よりも低いとよい。所定の時間ｔ_２－ｔ_１は、メッキ皮膜１の体積に応じて決定してもよい。メッキ皮膜１を溶融することによって、溶融体を生成する。溶融体が凝固して、膜２が形成される。

【0027】

なお、加熱工程ＳＴ１２を実施することによって、金属積層造形品１０は熱影響を受ける場合がある。このような場合であっても、金属積層造形品１０は、金属積層造形品として必要な特性、例えば、機械的強度等を維持する。所定の温度Ｔ_２、及び所定の時間ｔ_２－ｔ_１は、メッキ皮膜１を溶解して、溶融体を生成可能なように、設定されるからである。また、金属積層造形品１０は、メッキ皮膜１と比較して格段に大きな体積を有するからである。

【0028】

また、加熱工程ＳＴ１２を実施した後、必要に応じて、金属積層造形品１０の熱処理を行ってもよい。このような熱処理によって、金属積層造形品１０の材質を適宜調整し、加熱工程ＳＴ１２の実施による金属積層造形品１０への熱影響を抑制することができる。このような熱処理は、例えば、焼き入れ処理や時効処理である。

【0029】

以上より、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成することによって、内壁面１０ｂの面荒れ領域１０ｃの底に浸透させる。溶融体が凝固し、膜２が形成される。メッキ皮膜１の表面は内壁面１０ｂの表面に倣う形状を有する。一方、膜２の表面は、溶融体の表面張力によって、メッキ皮膜１の表面から平面に近い形状へ変化する。よって、膜２は、メッキ皮膜１と比較して、平滑である。膜２は、内壁面１０ｂを覆い、面荒れ領域１０ｃも覆う。これによって、面荒れ領域１０ｃの表面を平滑化して、応力の集中を抑制する。金属積層造形品１０の内部空間１０ａの内壁面１０ｂにおける破損の発生を抑制する。

【0030】

また、本実施の形態１に係る加熱工程ＳＴ１２において、金属積層造形品１０を加熱して、メッキ皮膜１を溶融することによって、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成する。このような構成によれば、メッキ皮膜１由来の溶融体を内壁面１０ｂに生成することによって、内壁面１０ｂの面荒れ領域１０ｃの底に浸透させることができる。平滑な膜２を面荒れ領域１０ｃの表面に形成して、内部空間１０ａの内壁面１０ｂの平滑化を図ることができる。

【0031】

また、本実施の形態１に係るメッキ皮膜１の融点は、金属積層造形品１０の融点と比較して低い場合がある。このような場合、加熱工程ＳＴ１２において金属積層造形品１０の温度を抑制して、金属積層造形品１０への熱影響を抑制することができる。

【0032】

（実施の形態２）
次に、図５～図７を参照して実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２に係る金属積層造形品の製造方法を示すフローチャートである。図６及び図７は、図５に示す金属積層造形品の製造方法の一部の工程を示す模式図である。

【0033】

図５及び図６に示すように、金属積層造形品１０の内部空間１０ａの内壁面１０ｂに無電解銀メッキを行い、内部空間１０ａの内壁面１０ｂ上に銀メッキ皮膜１ａを形成する（メッキ工程ＳＴ２１）。メッキ工程ＳＴ２１は、無電解銀メッキを行って銀メッキ皮膜１ａを形成するように限定されているところを除いて、図１及び図２に示すメッキ工程ＳＴ１１と同じ構成を備える。

【0034】

続いて、図５及び図７に示すように、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給する（半田ペースト供給工程ＳＴ２２）。

【0035】

研磨体３を用いて、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給することができる。具体的には、図７に示すように、半田ペースト２ａを研磨体３に塗布する。研磨体３を第１の挟持部２４と、第２の挟持部２５との間に挟む。紐４の一端は第２の挟持部２５に取り付けられている。紐４の一端及び他端の間には、第１の挟持部２４が配置される。紐４の他端を研磨体３から離隔するように引っ張ると、紐４の一端が第２の挟持部２５を研磨体３側に引っ張る。これによって、第２の挟持部２５を第１の挟持部２４側に接近させる。紐５は第１の挟持部２４に取り付けられている。紐５の一端及び他端の間には、第２の挟持部２５が配置される。紐５の他端を研磨体３から離隔するように引っ張ると、紐４の一端が第１の挟持部２４を研磨体３側に引っ張る。これによって、第１の挟持部２４を第２の挟持部２５側に接近させる。第１の挟持部２４及び第２の挟持部２５を相互に接近させることによって、研磨体３を挟持する。研磨体３、第１の挟持部２４、及び第２の挟持部２５は、それぞれ一気通貫する孔を有し、紐４及び紐５がそれらの孔を通過してもよい。この挟持された研磨体３を金属積層造形品１０の内部空間１０ａへ挿入することによって、半田ペースト２ａが銀メッキ皮膜１ａに付着する。以上より、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給する。

【0036】

続いて、図１及び図３に示すように、金属積層造形品１０を真空炉１００において加熱して、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成する（加熱工程ＳＴ２３）。具体的には、金属積層造形品１０を加熱して、半田ペースト２ａを溶融することによって、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成する。図３に示す加熱工程ＳＴ１２と異なり、金属積層造形品１０を加熱して、銀メッキ皮膜１ａを溶融しなくてもよい。

【0037】

具体的には、図４に示す温度履歴曲線Ｈ１に従うように、金属積層造形品１０を加熱保持し、冷却する。所定の温度Ｔ_２、及び所定の時間ｔ_２－ｔ_１は、半田ペースト２ａを溶解して、溶融体を生成可能なように、設定されるとよい。具体的には、所定の温度Ｔ_２は、半田ペースト２ａの融点よりも高く、銀メッキ皮膜１ａの融点よりも低いとよく、例えば、３００℃である。所定の時間ｔ_２－ｔ_１は、半田ペースト２ａの体積に応じて決定してもよい。半田ペースト２ａを溶融することによって、溶融体を生成する。溶融体が凝固して、膜２ｂが形成される。

【0038】

なお、多くの場合、半田ペースト２ａの融点は、金属積層造形品１０の金属材料の融点と比較して格段に低い。そのため、加熱工程ＳＴ２３における所定の温度Ｔ_２は、金属積層造形品１０の金属材料の融点と比較して格段に低い。従って加熱工程ＳＴ２３を実施することによって、金属積層造形品１０は熱影響をほとんど受けない。さらに、加熱工程ＳＴ２３を実施した後、金属積層造形品１０の熱処理を行う必要性が殆ど無い。

【0039】

以上より、溶融体を内壁面１０ｂ上に生成することによって、内壁面１０ｂの面荒れ領域１０ｃの底に浸透させる。溶融体が凝固し、膜２ｂが形成される。銀メッキ皮膜１ａの表面、及び、銀メッキ皮膜１ａに供給された半田ペースト２ａの表面は、内壁面１０ｂの表面に倣う形状を有する。一方、膜２ｂの表面は、溶融体の表面張力によって、銀メッキ皮膜１ａ及び半田ペースト２ａの表面から平面に近い形状へ変化する。よって、膜２ｂは、銀メッキ皮膜１ａと比較して、平滑である。膜２ｂは、内壁面１０ｂを覆い、面荒れ領域１０ｃも覆う。これによって、面荒れ領域１０ｃの表面を平滑化して、応力の集中を抑制し、破損の発生を抑制する。加熱工程ＳＴ２３における所定の温度Ｔ_２が低いことから、銀メッキ皮膜１ａを溶融しなくてもよいし、金属積層造形品１０に熱影響を殆ど与えない。

【0040】

また、本実施の形態２に係る加熱工程ＳＴ２３において、半田ペースト２ａ由来の膜２ｂが銀メッキ皮膜１ａ上に形成される。銀メッキ皮膜１ａと、半田ペースト２ａ由来の膜２ｂとが強固に接合するため、安定した半田ペースト２ａ由来の膜２ｂを面荒れ領域１０ｃの表面に生成することができる。

【0041】

なお、上記した半田ペースト供給工程ＳＴ２２において、半田ペースト２ａが塗布された研磨体３を用いて、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給したが、これに限定されず、他の方法を用いて、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給してもよい。例えば、半田ペースト２ａを金属積層造形品１０の内部空間１０ａへ注入した後、ピストンを内部空間１０ａへ挿入することによって、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給してもよい。例えば、半田ペースト２ａをカプセルに充填し、このカプセルを複数の研磨体３の間に挟み込む。続いて、複数の研磨体３とこのカプセルとを金属積層造形品１０の内部空間１０ａに移動し、このカプセルを破損させ、半田ペースト２ａを銀メッキ皮膜１ａ上に供給してもよい。

【0042】

また、上記した加熱工程ＳＴ２３において、金属積層造形品１０の姿勢や向きを特定していないが、図３に示す加熱工程ＳＴ１２と同様に、面荒れ領域１０ｃが内部空間１０ａの下側（ここでは、ｚ軸マイナス方向）に位置するように、金属積層造形品１０を真空炉１００内に配置してもよい。

【0043】

（実施例）
次に、図８～図１５を参照して実施例について説明する。図８は、メッキ皮膜を生成した後の金属積層造形品の内部空間を示す写真である。図９は、一つの実施例に係る金属積層造形品の内部空間を示す写真である。図１０は、実施例に係る金属積層造形品の内部空間について観察した部位を示す模式図である。図１１は、図１０に示す部位の断面を示す模式断面図である。図１２は、メッキ皮膜を生成した後の金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ分析の結果の一例である。図１３は、図１２に示すＥＰＭＡ分析の結果の一例の拡大図である。図１４は、一つの実施例に係る金属積層造形品の断面についてＥＰＭＡ分析の結果の一例である。図１５は、図１４に示すＥＰＭＡ分析の結果の一例の拡大図である。

【0044】

金属積層造形方法を用いて、金属積層造形品１０の一実施例を製造した。金属積層造形品１０の一実施例の金属材料は、マルエージング鋼である。金属積層造形品１０の一実施例を切断した。この切断した金属積層造形品１０の一実施例では、内部空間１０ａの内壁面１０ｂは目視観察を行うことができる。さらに、実施の形態１に係る金属積層造形品の製造方法の一例を用いて、金属積層造形品１０の一実施例についてメッキ工程ＳＴ１１を実施した。メッキ加工として、無電解ニッケルメッキを用いた。加熱工程ＳＴ１２において、所定の温度Ｔ_１は９００℃、所定の時間ｔ_１は６０ｍｉｎ_、所定の時間ｔ_２は９０ｍｉｎ、所定の時間ｔ_３は１５０ｍｉｎと設定した。

【0045】

メッキ皮膜１が形成された金属積層造形品１０の一実施例である金属積層造形品１１０を、図８に示す。さらに、金属積層造形品１１０について加熱工程ＳＴ１２を実施した。膜２が生成された金属積層造形品１０の一実施例である金属積層造形品２１０を、図９に示す。

【0046】

図１０及び図１１に示すように、金属積層造形品１０には、内壁面１０ｂ近傍における断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４がある。金属積層造形品１１０、２１０の断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４についてＥＰＭＡ分析を行った。Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）について分析した結果を、図１２、及び図１４にそれぞれ示す。また、観察領域Ｐ３の拡大図を、図１３、及び図１５にそれぞれ示す。

【0047】

図８に示すように、金属積層造形品１１０の内壁面１１０ａには、面荒れ部が発生している。一方、図９に示すように、金属積層造形品２１０の内壁面２１０ａは、図８に示す金属積層造形品１１０の内壁面１１０ａと比較して、平滑である。よって、金属積層造形品２１０の内壁面２１０ａの面荒れ部が平滑化されていることが確認された。

【0048】

図１２に示すように、Ｆｅの分析結果を見ると、金属積層造形品１１０の断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、面荒れ部が発生していることが確認された。Ｎｉの分析結果を見ると、金属積層造形品１１０の断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、メッキ皮膜が面荒れ部を覆っていることが確認された。メッキ皮膜の表面形状は、面荒れ部の表面形状に概ね倣う傾向にある。図１３に示すように、メッキ皮膜の表面には、面荒れ部の表面形状に起因する谷形状が残存する。

【0049】

図１４に示すように、Ｆｅの分析結果を見ると、金属積層造形品２１０の断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、面荒れ部が発生していることが確認された。Ｎｉの分析結果を見ると、金属積層造形品１１０の断面１０ｄにおける観察領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、メッキ皮膜が面荒れ部を覆っていることが確認された。メッキ皮膜の表面形状は、面荒れ部の表面形状に倣っていない。図１５に示すように、面荒れ部の表面形状における谷形状部分に、メッキ被膜が充分に充填されている。メッキ皮膜の表面には、面荒れ部の表面形状に起因する谷形状部分が殆ど残存していない。メッキ皮膜の表面形状は、面荒れ部の表面形状と比較して、平滑である。

【0050】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ メッキ皮膜 １ａ 銀メッキ皮膜
２、２ｂ 膜 ２ａ 半田ペースト
３ 研磨体 ４、５ 紐
１０、１１０、２１０ 金属積層造形品
１０ａ 内部空間 １０ｂ、１１０ｂ、２１０ｂ 内壁面
１０ｃ 面荒れ領域 １０ｄ 断面
２４ 第１の挟持部 ２５ 第２の挟持部
１００ 真空炉
ＧＬ１ メッキ液 Ｈ１ 温度履歴曲線
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 観察領域
ＳＴ１１、ＳＴ２１ メッキ工程 ＳＴ１２、ＳＴ２３ 加熱工程
ＳＴ２２ 半田ペースト供給工程
Ｔ_０ 常温 Ｔ_１、Ｔ_２ 温度
ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３ 時間

【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】

【図14】

【図15】