(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】2022-08-15
(45)【発行日】2022-08-23
(54)【発明の名称】積層造形物の製造方法及び積層造形物
(51)【国際特許分類】
B23K 9/04 20060101AFI20220816BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20220816BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20220816BHJP
B23K 9/032 20060101ALI20220816BHJP
【ＦＩ】
B23K9/04 G
B33Y10/00
B33Y80/00
B23K9/04 Z
B23K9/032 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018200279
(22)【出願日】2018-10-24
(65)【公開番号】P2020066027
(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】梶本 直樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２６６１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１６３４３１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０５－３４５３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２７５９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２９９０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ９／０４
Ｂ３３Ｙ １０／００ － ９９／００
Ｂ２３Ｋ ９／０３２
Ｂ２３Ｋ ２６／３４
Ｂ２３Ｋ ２６／２１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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い且つ前記溶着ビードと平行に配置される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し、
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、前記開口部を形成する前記溶着ビードの形成方向と直交する方向に、前記開口部の一端側における一方の縁部から前記開口部の他端側における他方の縁部までウィービングさせて前記閉塞壁部を形成する
積層造形物の製造方法。
【請求項2】
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に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項3】
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２に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項4】
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３に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項5】
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い且つ前記溶着ビードと平行に配置される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、前記溶着ビードを形成するトーチを前記溶着ビードの形成方向と直交する方向に前記開口部の一端側における一方の縁部から前記開口部の他端側における他方の縁部までウィービングさせて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。
【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及び積層造形物に関する。
【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）。
【0004】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平９－１０９３８号公報
【文献】特開２００４－１７０８８号公報
【文献】特開２０１７－１９３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【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、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。
【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） 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す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、前記溶着ビードの幅寸法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す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幅寸法よりも大きな幅寸法を有する
積層造形物。
（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す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、前記溶着ビードの幅寸法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す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幅寸法よりも大きな幅寸法を有する
積層造形物。
【発明の効果】
【0009】
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。
【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2A】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】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3】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4】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】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】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6B】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6C】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】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。
【図7B】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。
【図7C】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。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【図12】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。
【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。
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。
【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。
【0016】
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。
【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。
【0018】
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。
【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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
【0023】
【0024】
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。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。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。連結壁部Ｗ２は、開口部Ｏを有しており、この開口部Ｏは、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、側壁部Ｗ１と、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。
【0025】
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。
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。
【0026】
【0027】
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を有する内部空間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の幅寸法ＨＢよりも大きくする。
【0028】
（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。
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
ここで、図９に示すように、開口部Ｏが溶着ビード２５の幅寸法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。
【0033】
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よりも大きな幅寸法ＨＡで形成し、溶着ビード２５の幅寸法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を閉塞することで、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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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に対して異なる幅寸法の幅狭溶着ビード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よりも小さい幅寸法の幅狭溶着ビード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よりも幅寸法を小さくすることで、厚みも小さくされる。
【0038】
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。
【0039】
この変形例によれば、異なる幅寸法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、幅寸法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。
【0040】
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。
【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） 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す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、前記溶着ビードの幅寸法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、溶着ビードよりも大きな幅寸法で形成し、溶着ビードの幅寸法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、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。
（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す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、前記溶着ビードの幅寸法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、溶着ビードよりも大きな幅寸法で形成し、溶着ビードの幅寸法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、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。
【0043】
（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。
（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。
【0044】
（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。
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。
【0045】
（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。
（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。
【0046】
（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幅寸法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。
（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。
【0047】
（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す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幅寸法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。
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幅寸法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。
【符号の説明】
【0048】
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 幅寸法
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
２５ 溶着ビード
２５Ａ 幅狭溶着ビード
Ａ 形成方向
ＨＡ 幅寸法
ＨＢ 幅寸法
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
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】