特許 6997064 積層造形物の製造方法

(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】

(24)【登録日】2021-12-20

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】積層造形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/04 20060101AFI20220107BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20220107BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20220107BHJP

   B23K 9/14 20060101ALI20220107BHJP

   B23K 9/032 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

B23K9/04 G

B33Y10/00

B33Y80/00

B23K9/14 Z

B23K9/032 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018200280

(22)【出願日】2018-10-24

(65)【公開番号】P2020066028

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2020-11-30

(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】藤井 達也

(72)【発明者】

【氏名】飛田 正俊

(72)【発明者】

【氏名】黄 碩

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 瑛介

【審査官】正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５３－０２６２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４１６８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ９／０４

Ｂ３３Ｙ １０／００

Ｂ３３Ｙ ８０／００

Ｂ２３Ｋ ９／１４

Ｂ２３Ｋ ９／０３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一トーチ及び第二トーチを備えた積層造形装置を用いる積層造形物の製造方法であって、
第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含み、
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する、
積層造形物の製造方法。

【請求項2】

前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記設定温度以上の前記第一溶着ビードに前記第二溶着ビードを積層させる
請求項１に記載の積層造形物の製造方法。

【請求項3】

前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記第一トーチで形成する前記第一溶着ビードに前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードが溶融した希釈層を形成する
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。

【請求項4】

前記硬化層形成工程は、前記希釈層の形成後に、前記第一トーチに供給する溶加材を前記第一溶加材から前記第二溶加材に切り替えた前記第一トーチで前記第二溶着ビードを形成する工程を更に含み、
当該工程により、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させて前記溶加材を前記第二溶加材に切り替えた前記第一トーチで形成する前記第二溶着ビードに、前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードを重ねて形成して前記硬化層を形成する、
請求項３に記載の積層造形物の製造方法。

【請求項5】

前記積層造形工程において、前記第二トーチに前記第一溶加材を供給して前記第二トーチで前記第一溶着ビードを形成する工程を更に含み、
当該工程により前記第一溶加材が供給される前記第二トーチで形成する前記第一溶着ビードと、前記第一トーチにより形成する前記第一溶着ビードとから、前記積層体を造形する
請求項１～４のいずれか一項に記載の積層造形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層造形物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

このような造形物を製造する技術として、複数のトーチを有するヘッドを備え、これらのヘッドのそれぞれのトーチで溶着ビードを形成し、造形物を造形する溶接技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、タービンの軸受を構成するシャフトなどの製品の耐摩耗性を得るために、製品表面に硬化肉盛を実施して硬化層を形成する技術が知られている（例えば、特許文献２～４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５９６６１０７号公報

【文献】特開昭５７－１６５６０３号公報

【文献】特開平２－１６１１０４号公報

【文献】特開２０１５－１３５０９９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、造形物の表面に硬化肉盛を実施して硬化層を形成する場合、この造形物と硬化層との線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違い、さらには大気中や溶接材料中の水分が溶解・浸入し拡散・集積する水素の作用による水素脆化により、肉盛りした硬化層に割れが発生するおそれがある。このため、硬化層を形成する際には、下層となる造形物の予熱、硬化層の形成後の製品の後熱、及び硬化層の形成後の製品に対する徐冷などを厳格に温度管理して行う必要がある。したがって、製品の表面に硬化層を形成するための設備にコストが嵩むとともに、作業工数の増加を招いてしまう。

【0007】

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、コストを抑えつつ容易に硬化層を形成して表面強度を向上させることが可能な積層造形物の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は下記構成からなる。
（１） 第一トーチ及び第二トーチを備えた積層造形装置を用いる積層造形物の製造方法であって、
第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含み、
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する、
積層造形物の製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、コストを抑えつつ容易に硬化層を形成して表面強度を向上させることが可能な積層造形物を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】積層造形物の製造に用いる製造装置の構成図である。

【図2】積層造形物の構造を示す積層造形物の断面図である。

【図3A】積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図3B】積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図3C】積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図4】変形例１に係る製造方法による積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図5A】変形例２に係る製造方法による積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図5B】変形例２に係る製造方法による積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【図6】変形例３に係る製造方法による積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

積層造形装置１１は、先端軸に第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂを有する溶接ロボット１９と、第一トーチ１７Ａに第一溶加材ＭＡを供給する第一溶加材供給部２１Ａと、第二トーチ１７Ｂに第二溶加材ＭＢを供給する第二溶加材供給部２１Ｂとを有する。第一トーチ１７Ａは、第一溶加材ＭＡを先端から突出した状態に保持し、第二トーチ１７Ｂは、第二溶加材ＭＢを先端から突出した状態に保持する。

【0014】

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。

【0015】

溶接ロボット１９は、多関節ロボットであり、先端軸に設けた第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂは、第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢが連続供給可能に支持される。第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂ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。

【0016】

第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂ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。

【0017】

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第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢがコンタクトチップに保持される。第一トーチ１７Ａは、第一溶加材ＭＡを保持しつつ、シールドガス雰囲気で第一溶加材ＭＡの先端からアークを発生し、第二トーチ１７Ｂは、第二溶加材ＭＢを保持しつつ、シールドガス雰囲気で第二溶加材ＭＢの先端からアークを発生する。第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢ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、第一溶加材供給部２１Ａ及び第二溶加材供給部２１Ｂから第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂに送給される。そして、第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂを移動しつつ、連続送給される第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢを溶融及び凝固させると、第一溶加材ＭＡの溶融凝固体である線状の第一溶着ビード２５Ａ及び第二溶加材ＭＢの溶融凝固体である線状の第二溶着ビード２５Ｂが形成される。

【0018】

なお、第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢ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。

【0019】

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第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂ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第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂの移動軌跡等のデータを記憶する。

【0020】

制御部３７は、記憶部３５に記憶された層形状データや第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂ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で生成した第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂの移動軌跡に基づき、第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢをアークで溶融させながら第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂを移動する。

【0021】

上記構成の製造システム１００では、第二トーチ１７Ｂへ供給する第二溶加材ＭＢは、硬化肉盛り用の溶加材であり、第二トーチ１７Ｂによって第二溶着ビード２５Ｂが形成される。第二溶加材ＭＢは、例えば、炭素、クロム、モリブデン等の添加物を添加することにより、硬さを上昇させたものである。なお、炭化物系の添加物としては、例えば、クロム炭化物、ニオブ炭化物、モリブデン炭化物、バナジウム炭化物、タングステン炭化物などがある。

【0022】

次に、本例で製造する積層造形物Ｗについて説明する。
図２は積層造形物の構造を示す断面図である。

【0023】

図２に示すように、積層造形物Ｗは、積層体Ｗ１と、硬化層ＨＬとを有している。積層体Ｗ１は、複数の第一溶着ビード２５Ａを積層させた造形体であり、この積層体Ｗ１の表面が、硬化肉盛り用の第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬによって覆われている。硬化層ＨＬは、積層体Ｗ１に対して高い硬度を有している。

【0024】

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３Ａ～図３Ｃは、積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【0025】

（積層造形工程）
図３Ａに示すように、第一溶加材供給部２１Ａから第一トーチ17Ａへ第一溶加材ＭＡを供給し、第一トーチ１７Ａによってベース２０上に第一溶着ビード２５Ａを形成する。そして、図３Ｂに示すように、第一トーチ１７Ａによって形成される第一溶着ビード２５Ａを積層させ、第一溶着ビード２５Ａの積層体Ｗ１を造形する。このように、第一溶着ビード２５Ａを積層させて積層体Ｗ１を造形すると、この積層体Ｗ１には、第一溶着ビード２５Ａの熱が蓄積される。

【0026】

（硬化層形成工程）
図３Ｃに示すように、第二溶加材供給部２１Ｂから第二トーチ１７Ｂへ硬化肉盛り用の第二溶加材ＭＢを供給し、積層体Ｗ１に対して、第二溶加材ＭＢを溶融及び凝固させた第二溶着ビード２５Ｂを積層させる。この第二溶着ビード２５Ｂの積層は、積層体Ｗ１の表面温度が、第一溶着ビード２５Ａの積層による蓄熱によって予め定めた設定温度に達した状態で行う。この設定温度は、積層体Ｗ１の表面に形成した第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬが、積層体Ｗ１との線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによって割れが発生することのない温度であり、例えば、１５０℃～４００℃等に設定される。また、この設定温度は、溶接施工の管理指針などで常用されている炭素当量（％）×３５０℃といった予熱温度の推定式を用いて設定される。

【0027】

その後、徐冷することで、積層体Ｗ１の表面に、この積層体Ｗ１よりも高い硬度を有する硬化層ＨＬが形成された積層造形物Ｗが得られる。

【0028】

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、第一溶着ビード２５Ａの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した積層体Ｗ１に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材ＭＢを溶融及び凝固させた第二溶着ビード２５Ｂを積層させて硬化層ＨＬを積層体Ｗ１の表面に形成する。つまり、第一溶着ビード２５Ａを積層させることで蓄熱させてから硬化層ＨＬを形成するための第二溶着ビード２５Ｂを形成する。したがって、第一溶着ビード２５Ａを積層してなる積層体Ｗ１と第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬとの線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を、設備費や作業工数を抑えつつ抑制することができる。したがって、コストを抑えつつ容易に硬化層ＨＬを形成して表面強度を向上させた積層造形物Ｗを製造することができる。

【0029】

次に、変形例について説明する。
（変形例１）
図４は変形例１における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【0030】

図４に示すように、変形例１では、硬化層形成工程において、第二トーチ１７Ｂを第一トーチ１７Ａに追従させ、第一トーチ１７Ａで形成した第一溶着ビード２５Ａに第二トーチ１７Ｂで形成する第二溶着ビード２５Ｂを重ねる。このとき、硬化した下層の第一溶着ビード２５Ａが設定温度以上である状態で第二溶着ビード２５Ｂを重ねる。つまり、変形例１では、第二トーチ１７Ｂを第一トーチ１７Ａに追従させることで、硬化した下層の第一溶着ビード２５Ａが冷却されて設定温度を下回る前に、第二溶着ビード２５Ｂを積層させる。

【0031】

ここで、造形する積層造形物の大きさが小さい場合や、溶着ビードの積層数が少ない場合、第一溶着ビード２５Ａを積層して積層体Ｗ１を造形しても、蓄熱量が少ないために第二溶着ビード２５Ｂを積層させる前に積層体Ｗ１が冷却されて設定温度を下回る場合がある。この場合、第一溶着ビード２５Ａからなる積層体Ｗ１と第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬとの線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生の抑制効果が低下するおそれがある。

【0032】

変形例１では、第二トーチ１７Ｂを第一トーチ１７Ａに追従させ、硬化した下層の第一溶着ビード２５Ａが設定温度以上である状態で第二溶着ビード２５Ｂを重ねる。したがって、造形する積層造形物の大きさが小さい場合や、溶着ビードの積層数が少ない場合などの蓄熱量が少ない場合であっても、線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を抑えつつ、積層体Ｗ１の表面に硬化層ＨＬを形成することができる。

【0033】

（変形例２）
図５Ａ及び図５Ｂは変形例２における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【0034】

変形例２では、積層造形装置１１において、第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂに供給される第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢが切り替え可能とされている。図５Ａに示すように、変形例２では、硬化層形成工程において、第二トーチ１７Ｂを第一トーチ１７Ａに追従させ、第一トーチ１７Ａで形成する第一溶着ビード２５Ａに第二トーチ１７Ｂで形成する第二溶着ビード２５Ｂを重ねる。このとき、第一溶着ビード２５Ａが硬化する前に第二溶着ビード２５Ｂを重ねる。これにより、第二トーチ１７Ｂで形成する第二溶着ビード２５Ｂと、その下層の第一溶着ビード２５Ａとが互いに溶融した希釈層ＤＬを形成する。この希釈層ＤＬは、第一溶着ビード２５Ａと第二溶着ビード２５Ｂとが互いに溶融することで、第二溶着ビード２５Ｂの成分組成が第一溶着ビード２５Ａの組成によって希釈される。その結果、希釈層ＤＬの硬度は、第一溶着ビード２５Ａよりも高く、第二溶着ビード２５Ｂよりも低くなる。なお、希釈層ＤＬの成分組成は例えば蛍光Ｘ線分析によって第二溶着ビード２５Ｂの成分組成を分析して第二溶加材ＭＢの成分組成と比較することで、希釈の有無や希釈率を判定できる。

【0035】

その後、この希釈層ＤＬに第二溶着ビード２５Ｂを積層させて硬化層ＨＬを形成する。このとき、図５Ｂに示すように、第一トーチ１７Ａに対して第一溶加材供給部２１Ａから第二溶加材ＭＢを供給して第一トーチ１７Ａで第二溶着ビード２５Ｂを形成するとともに、第二トーチ１７Ｂを第一トーチ１７Ａに追従させて第一トーチ１７Ａで形成する第二溶着ビード２５Ｂに第二トーチ１７Ｂで形成する第二溶着ビード２５Ｂを重ねて形成する。

【0036】

ところで、第一溶着ビード２５Ａに第二溶着ビード２５Ｂを直接積層させると、第二溶着ビード２５Ｂは、第一溶着ビード２５Ａによって希釈されて硬度が低下する。したがって、第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬは、要求される硬度が得られないおそれがある。

【0037】

これに対して、変形例２に係る積層造形物の製造方法によれば、第一溶着ビード２５Ａに第二溶着ビード２５Ｂが溶融した希釈層ＤＬを形成し、この希釈層ＤＬに第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬを形成する。したがって、第一溶着ビード２５Ａからなる積層体Ｗ１に第二溶着ビード２５Ｂからなる硬化層ＨＬを直接積層することによる硬化層ＨＬの硬度低下を抑制できる。また、第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂで多層の硬化層ＨＬを形成することにより、表面側の硬化層ＨＬの硬度をより確実に確保できる。

【0038】

（変形例３）
図６は変形例３における積層造形物の製造手順を示す製造途中の積層造形物の断面図である。

【0039】

変形例３では、積層造形装置１１においても、第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂに供給される第一溶加材ＭＡ及び第二溶加材ＭＢが切り替え可能とされている。図６に示すように、変形例３では、積層造形工程において、第二トーチ１７Ｂに対して第二溶加材供給部２１Ｂから第一溶加材ＭＡを供給することで、第一トーチ１７Ａ及び第二トーチ１７Ｂで第一溶着ビード２５Ａを交互に形成して積層体Ｗ１を造形する。

【0040】

この変形例３に係る積層造形物の製造方法によれば、硬化層ＨＬを形成するための第二トーチ１７Ｂを積層造形工程において第一溶着ビード２５Ａの形成に用いることで、積層造形物Ｗの製造効率を高めることができる。

【0041】

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。

【0042】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードを積層させて積層体を造形する積層造形工程と、
前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させ、前記積層体よりも硬い硬化層を前記積層体の表面に形成する硬化層形成工程と、
を含む
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、第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した積層体に対して、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードを積層させて硬化層を積層体の表面に形成する。つまり、第一溶着ビードを積層させることで蓄熱させてから硬化層を形成するための第二溶着ビードを形成する。したがって、第一溶着ビードを積層してなる積層体と第二溶着ビードからなる硬化層との線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を、設備費や作業工数を抑えつつ抑制することができる。したがって、コストを抑えつつ容易に硬化層を形成して表面強度を向上させた積層造形物を製造することができる。

【0043】

（２） 第一トーチ及び第二トーチを備えた積層造形装置を用い、
前記積層造形工程において、前記第一トーチで前記第一溶着ビードを積層させて前記積層体を造形し、
前記硬化層形成工程において、前記第二トーチで前記第二溶着ビードを前記積層体の表面に積層させて前記硬化層を形成する
（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、第一トーチで第一溶着ビードを積層させて積層体を造形し、第二トーチで第二溶着ビードを積層体の表面に積層させて硬化層を形成することで、表面に硬化層が形成された積層体を容易に製造することができる。

【0044】

（３） 前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記設定温度以上の前記第一溶着ビードに前記第二溶着ビードを積層させる
（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、第二トーチを第一トーチに追従させ、第一溶着ビードが設定温度以上である状態で第二溶着ビードを重ねる。したがって、造形する積層造形物の大きさが小さい場合や、溶着ビードの積層数が少ない場合などの蓄熱量が少ない場合であっても、線膨張係数、伸びあるいは靭性等の物性値の違いによる割れなどの発生を抑えつつ、積層体の表面に硬化層を形成することができる。

【0045】

（４） 前記硬化層形成工程において、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させ、前記第一トーチで形成する前記第一溶着ビードに前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードが溶融した希釈層を形成する
（２）または（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、第一トーチで形成する第一溶着ビードに第二トーチで形成する第二溶着ビードが溶融した希釈層を形成する。これにより、この希釈層に第二トーチで硬化層を形成することで、積層体に硬化層を直接形成することによる硬化層の硬度低下を抑制できる。

【0046】

（５） 前記硬化層形成工程において、前記希釈層の形成後に、前記第一トーチへ前記第二溶加材を供給して前記第二溶着ビードを形成するとともに、前記第二トーチを前記第一トーチに追従させて前記第一トーチで形成する前記第二溶着ビードに前記第二トーチで形成する前記第二溶着ビードを重ねて形成する
（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、多層の硬化層を形成することで、表面側の硬化層の硬度をより確実に確保できる。

【0047】

（６） 前記積層造形工程において、前記第一トーチ及び前記第二トーチで前記第一溶着ビードを形成して前記積層体を造形する
（２）～（５）のいずれか一つ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、硬化層を形成するための第二トーチを積層造形工程において第一溶着ビードの形成に用いることで、積層造形物の製造効率を高めることができる。

【0048】

（７） 第一溶加材を溶融及び凝固させた第一溶着ビードが積層された積層体と、
前記積層体の表面に設けられ、硬化肉盛り用の第二溶加材を溶融及び凝固させた第二溶着ビードからなる、前記積層体よりも硬い硬化層と、
を有し、
前記硬化層を構成する前記第二溶着ビードは、前記第一溶着ビードの積層による蓄熱によって表面温度が予め定めた設定温度に達した前記積層体の表面に積層された
積層造形物。
この積層造形物によれば、第一溶着ビードを積層させた積層体の表面に第二溶着ビードからなる硬化層が形成された耐摩耗性に優れた積層造形物を提供できる。

【符号の説明】

【0049】

１１ 積層造形装置
１７Ａ 第一トーチ
１７Ｂ 第二トーチ
２５Ａ 第一溶着ビード
２５Ｂ 第二溶着ビード
ＤＬ 希釈層
ＨＬ 硬化層
ＭＡ 第一溶加材
ＭＢ 第二溶加材
Ｗ１ 積層体
Ｗ 積層造形物

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】