ホーム > 特許ランキング > 三菱重工コンプレッサ株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2023-12-27
(45)【発行日】2024-01-11
(54)【発明の名称】金属積層造形方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/04 20060101AFI20231228BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20231228BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20231228BHJP
B23K 9/032 20060101ALI20231228BHJP
【ＦＩ】
B23K9/04 G
B33Y10/00
B33Y80/00
B23K9/04 Z
B23K9/032 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019176512
(22)【出願日】2019-09-27
(65)【公開番号】P2021053646
(43)【公開日】2021-04-08
【審査請求日】2022-06-01
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】310010564
【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】酒井 泰典
【審査官】山下 浩平
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０８９１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５１－１３５８５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８７６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１４６７５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８２０８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１９２７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０３２２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２７５９４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ９／００、９／００７ － ９／０１３、
９／０４、９／１４ － １０／０２
Ｂ２３Ｋ ９／０２ － ９／０３８
Ｂ３３Ｙ １０／００、３０／００、８０／００
Ｂ２２Ｆ ３／１０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸回りに回転可能に設けられたテーブルと、前記テーブルの上方に配置されてアーク溶接を行う溶接ノズルとを、前記中心軸回りに相対回転させ、金属層を積層する工程を順次行うことで前記金属層が形成される平面状をなす前記テーブル上の被成形面に造形物を形成する金属積層造形方法であって、前記金属層を積層する工程は、
前記被成形面の幅方向両側の端部上に、アーク溶接によって前記造形物の外周形状に沿って連続する堰き止めビードを形成する工程と、
前記堰き止めビードに対し、前記被成形面の幅方向内側の空間を埋めるように、前記堰き止めビードを形成する工程よりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程と、
を含み、
前記堰き止めビードを形成する工程は、
前記被成形面の前記中心軸を中心とした外周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の外周形状に沿って連続する外周側堰き止めビードを形成する工程と、
前記被成形面の前記中心軸を中心とした内周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の内周形状に沿って連続する内周側堰き止めビードを形成する工程と、
を含み、
前記内側ビードを形成する工程は、
前記被成形面を、前記内周側から前記外周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記外周側堰き止めビードの前記内周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する外周側内側ビードを形成する外周側内側ビード形成工程と、
前記被成形面を、前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記内周側堰き止めビードの前記外周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する内周側内側ビードを形成する内周側内側ビード形成工程と、
を含み、
前記外周側堰き止めビードを形成する工程では、
前記被成形面の前記外周側の縁部から前記内周側に隙間を空けた位置に第一の外周側堰き止めビードを形成した後、
前記被成形面を前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記第一の外周側堰き止めビードに対して前記被成形面の前記外周側に隣接させて第二の外周側堰き止めビードを形成する
金属積層造形方法。
【請求項2】
中心軸回りに回転可能に設けられたテーブルと、前記テーブルの上方に配置されてアーク溶接を行う溶接ノズルとを、前記中心軸回りに相対回転させ、金属層を積層する工程を順次行うことで前記金属層が形成される平面状をなす前記テーブル上の被成形面に造形物を形成する金属積層造形方法であって、
前記金属層を積層する工程は、
前記被成形面の幅方向両側の端部上に、アーク溶接によって前記造形物の外周形状に沿って連続する堰き止めビードを形成する工程と、
前記堰き止めビードに対し、前記被成形面の幅方向内側の空間を埋めるように、前記堰き止めビードを形成する工程よりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程と、
を含み、
前記堰き止めビードを形成する工程は、
前記被成形面の前記中心軸を中心とした外周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の外周形状に沿って連続する外周側堰き止めビードを形成する工程と、
前記被成形面の前記中心軸を中心とした内周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の内周形状に沿って連続する内周側堰き止めビードを形成する工程と、
を含み、
前記内側ビードを形成する工程は、
前記被成形面を、前記内周側から前記外周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記外周側堰き止めビードの前記内周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する外周側内側ビードを形成する外周側内側ビード形成工程と、
前記被成形面を、前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記内周側堰き止めビードの前記外周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する内周側内側ビードを形成する内周側内側ビード形成工程と、
前記内周側堰き止めビードを形成する工程では、
前記被成形面の前記内周側の縁部から前記外周側に隙間を空けた位置に第一の内周側堰き止めビードを形成した後、
前記被成形面を前記内周側から前記外周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記第一の内周側堰き止めビードに対して前記被成形面の前記外周側に隣接させて第二の前記内周側堰き止めビードを形成する
金属積層造形方法。
【請求項3】
前記堰き止めビードを形成する工程では、前記被成形面上に、前記堰き止めビードを幅方向に並べて複数列形成するとともに、複数列の前記堰き止めビードの上段側に、複数列の前記堰き止めビードよりも幅方向に少ない列数を有した前記堰き止めビードを形成する請求項１又は２に記載の金属積層造形方法。
【請求項4】
前記内側ビードを形成する工程では、前記堰き止めビードと前記被成形面とで形成される谷部の傾斜が、アーク溶接を行う溶接ノズルに対して対称となるように、前記被成形面を傾ける請求項１に記載の金属積層造形方法。
【請求項5】
前記金属層の上面を切削して均す工程をさらに含む請求項１から４の何れか一項に記載の金属積層造形方法。
【請求項6】
金属層を積層する工程を順次行うことで造形物を形成する金属積層造形方法であって、前記金属層を積層する工程は、
前記金属層が形成される被成形面の幅方向少なくとも一方側の端部上に、アーク溶接によって前記造形物の外周形状に沿って連続する堰き止めビードを形成する工程と、
前記堰き止めビードに対し、前記被成形面の幅方向内側の空間を埋めるように、前記堰き止めビードを形成する工程よりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程と、
を含み、
前記堰き止めビードを形成する工程では、
前記被成形面の幅方向外側の縁部から幅方向内側に隙間を空けた位置に第一の堰き止めビードを形成した後、
前記被成形面を幅方向外側から幅方向内側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記第一の堰き止めビードに対して前記被成形面の幅方向外側に隣接させて第二の前記堰き止めビードを形成する
金属積層造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、金属積層造形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
３Ｄプリンタ（立体造形）技術の一つとして、金属を積層造形する技術が開発、実用化されている。この種の金属積層造形法として、アーク放電により溶融させた金属を利用して金属層を積層させることにより造形物を形成する溶融金属積層法が開発されている。金属層は、アーク放電によって溶融させた金属によって溶接ビードを形成し、この溶接ビードを複数並べることで形成される。
【0003】
例えば、特許文献１には、アークを用いて溶加材を溶融及び凝固させた溶融ビードを積層することで構造体の外殻を積層造形する工程と、外殻の内側空間に鋳湯を流し込み、外殻の内側に鋳物部を形成する工程と、を含む構造体の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－１７６２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１のような金属積層造形において、製造速度の向上が望まれている。しかし、溶融ビードを積層して外殻（造形物）を積層造形する場合、高い温度で高速でアーク溶接を行うと、造形中に、溶融した金属（溶融金属）が垂れ落ちることがある。垂れ落ちた溶融金属が造形物の外周面等に付着すると、表面の品質が損なわれてしまう。また、溶融金属が垂れ落ちると、その部分が欠損してしまう場合があるため、溶融金属を除去して積層をやり直す必要があり、造形物の形成に時間がかかってしまう。
【0006】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、良好な品質で、高速造形できる金属積層造形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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る金属積層造形方法は、中心軸回りに回転可能に設けられたテーブルと、前記テーブルの上方に配置されてアーク溶接を行う溶接ノズルとを、前記中心軸回りに相対回転させ、金属層を積層する工程を順次行うことで前記金属層が形成される平面状をなす前記テーブル上の被成形面に造形物を形成する金属積層造形方法であって、前記金属層を積層する工程は、前記被成形面の幅方向両側の端部上に、アーク溶接によって前記造形物の外周形状に沿って連続する堰き止めビードを形成する工程と、前記堰き止めビードに対し、前記被成形面の幅方向内側の空間を埋めるように、前記堰き止めビードを形成する工程よりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程と、を含み、前記堰き止めビードを形成する工程は、前記被成形面の前記中心軸を中心とした外周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の外周形状に沿って連続する外周側堰き止めビードを形成する工程と、前記被成形面の前記中心軸を中心とした内周側の端部上に、前記堰き止めビードとして、前記造形物の内周形状に沿って連続する内周側堰き止めビードを形成する工程と、を含み、前記内側ビードを形成する工程は、前記被成形面を、前記内周側から前記外周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記外周側堰き止めビードの前記内周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する外周側内側ビードを形成する外周側内側ビード形成工程と、前記被成形面を、前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記内周側堰き止めビードの前記外周側に、前記中心軸回りの周方向で円環状に連続する内周側内側ビードを形成する内周側内側ビード形成工程と、
を含み、前記外周側堰き止めビードを形成する工程では、前記被成形面の前記外周側の縁部から前記内周側に隙間を空けた位置に第一の外周側堰き止めビードを形成した後、前記被成形面を前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記第一の外周側堰き止めビードに対して前記被成形面の前記外周側に隣接させて第二の外周側堰き止めビードを形成する。
を含み、前記外周側堰き止めビードを形成する工程では、前記被成形面の前記外周側の縁部から前記内周側に隙間を空けた位置に第一の外周側堰き止めビードを形成した後、前記被成形面を前記外周側から前記内周側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記第一の外周側堰き止めビードに対して前記被成形面の前記外周側に隣接させて第二の外周側堰き止めビードを形成する。
【発明の効果】
【0009】
本開示の金属積層造形方法によれば、良好な品質で、高速造形することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の実施形態に係る金属積層造形方法で造形物を形成するための造形システムの構成を示す模式図である。
【図2】本開示の実施形態に係る造形システムのコントローラーのハードウェア構成を示す図である。
【図3】本開示の実施形態に係る造形システムのコントローラーの機能ブロック図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る金属積層造形方法のフローチャートである。
【図5】本開示の第一実施形態に係る金属層を積層する工程のフローチャートである。
【図6】本開示の第一実施形態に係る堰き止めビードを形成する工程を示す図である。
【図7】本開示の第一実施形態に係る堰き止めビードを形成する工程のフローチャートである。
【図8】本開示の第一実施形態に係る内側ビードを形成する工程を示す図である。
【図9】本開示の第一実施形態に係る内側ビードを形成する工程のフローチャートである。
【図10】本開示の第一実施形態に係る内周側内側ビード形成工程を示す図である。
【図11】本開示の第一実施形態に係る中間部内側ビード形成工程を示す図である。
【図12】本開示の第一実施形態に係る上面を切削して均す工程を示す図である。
【図13】本開示の第一実施形態に係る側面を形成する工程を示す図である。
【図14】本開示の第二実施形態に係る堰き止めビードを形成する工程のフローチャートである。
【図15】本開示の実施形態に係る第一の堰き止めビード形成工程を示す図である。
【図16】本開示の実施形態に係る第二の堰き止めビード形成工程を示す図である。
【図18】本開示の実施形態に係る上段堰き止めビード形成工程を示す図である。
【図20】本開示の第二実施形態に係る内側ビードを形成する工程のフローチャートである。
【図21】本開示の実施形態に係る内周側内側ビード形成工程を示す図である。
【図22】本開示の実施形態に係る外周側内側ビード形成工程を示す図である。
【図23】本開示の実施形態に係る中間部内側ビード形成工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜第一実施形態＞
以下、本開示の実施形態に係る金属積層造形方法、造形物について、図面を参照して説明する。
（造形システムの全体構成）
図１は、本開示の実施形態に係る金属積層造形方法で造形物を形成するための造形システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本開示の実施形態の造形システム１は、テーブル２と、テーブル回転駆動部３と、テーブル傾動部４と、溶接ノズル５と、コントローラー６と、を備える。造形システム１は、いわゆるＮＣ（数値制御）加工が行えるマシニングセンタ等からなる。
以下、本開示の実施形態に係る金属積層造形方法、造形物について、図面を参照して説明する。
（造形システムの全体構成）
図１は、本開示の実施形態に係る金属積層造形方法で造形物を形成するための造形システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本開示の実施形態の造形システム１は、テーブル２と、テーブル回転駆動部３と、テーブル傾動部４と、溶接ノズル５と、コントローラー６と、を備える。造形システム１は、いわゆるＮＣ（数値制御）加工が行えるマシニングセンタ等からなる。
【0012】
（テーブルの構成）
テーブル２は、鉛直方向Ｄｖの上方を向くテーブル上面２ｆを有する。テーブル上面２ｆは、テーブル２の中心軸２ｃを中心に、中心軸２ｃと直交する方向に広がる平面である。テーブル上面２ｆ上には、造形物１０を形成する金属層１１ｍが順次積層される。テーブル２は、中心軸２ｃ回りに回転可能とされている。テーブル２は、中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の角度で傾斜するように傾動可能とされている。テーブル２では、中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに延び、テーブル上面２ｆが鉛直方向Ｄｖの上方を向いた状態が水平な状態である。
テーブル２は、鉛直方向Ｄｖの上方を向くテーブル上面２ｆを有する。テーブル上面２ｆは、テーブル２の中心軸２ｃを中心に、中心軸２ｃと直交する方向に広がる平面である。テーブル上面２ｆ上には、造形物１０を形成する金属層１１ｍが順次積層される。テーブル２は、中心軸２ｃ回りに回転可能とされている。テーブル２は、中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の角度で傾斜するように傾動可能とされている。テーブル２では、中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに延び、テーブル上面２ｆが鉛直方向Ｄｖの上方を向いた状態が水平な状態である。
【0013】
テーブル回転駆動部３は、中心軸２ｃ回りにテーブル２を回転させる。
テーブル傾動部４は、テーブル２を傾動させる。テーブル傾動部４は、テーブル上面２ｆが水平な状態から傾斜する方向を向くよう、テーブル２を傾動させる。
テーブル傾動部４は、テーブル２を傾動させる。テーブル傾動部４は、テーブル上面２ｆが水平な状態から傾斜する方向を向くよう、テーブル２を傾動させる。
【0014】
（溶接ノズルの構成）
溶接ノズル５は、シールドガス（不活性ガス）中で発生させたアークにより溶接ワイヤを溶融させるアーク溶接によって、溶接ビード１００を形成する。溶接ノズル５は、テーブル２に対して相対移動可能とされている。溶接ノズル５は、例えば、テーブル２に対して相対移動可能な多軸アーム（図示無し）に取り付けられている。
溶接ノズル５は、シールドガス（不活性ガス）中で発生させたアークにより溶接ワイヤを溶融させるアーク溶接によって、溶接ビード１００を形成する。溶接ノズル５は、テーブル２に対して相対移動可能とされている。溶接ノズル５は、例えば、テーブル２に対して相対移動可能な多軸アーム（図示無し）に取り付けられている。
【0015】
溶接ノズル５は、テーブル２を中心軸２ｃ回りに回転させつつ、アーク溶接により溶接ワイヤを溶融させることで、テーブル２のテーブル上面２ｆ上、又はテーブル上面２ｆ上に積層された金属層１１ｍ上に、溶接ビード１００を形成する。このようにして形成される溶接ビード１００は、テーブル２の中心軸２ｃ回りの周方向に連続する円弧状（円環状）となる。
【0016】
溶接ノズル５は、溶接ワイヤに電流を供給する電流供給部５１を備えている。電流供給部５１は、コントローラー６の制御により、溶接ワイヤを溶かすための熱源に供給する、溶接電流の大きさを調整（切替）可能とされている。
【0017】
（コントローラーのハードウェア構成図）
コントローラー６は、造形システム１の各部を制御する。図２に示すように、コントローラー６は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５等を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５は、テーブル回転駆動部３やテーブル傾動部４に設けられた各センサー（図示無し）からの検出信号を受信する。
コントローラー６は、造形システム１の各部を制御する。図２に示すように、コントローラー６は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５等を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５は、テーブル回転駆動部３やテーブル傾動部４に設けられた各センサー（図示無し）からの検出信号を受信する。
【0018】
（コントローラーの機能ブロック図）
図３に示すように、コントローラー６は予め自装置で記憶するプログラムをＣＰＵ６１で実行することにより、信号入力部７０、回転制御部７１、傾動制御部７２、ノズル動作制御部７３、溶接制御部７４の各機能構成を実現する。
図３に示すように、コントローラー６は予め自装置で記憶するプログラムをＣＰＵ６１で実行することにより、信号入力部７０、回転制御部７１、傾動制御部７２、ノズル動作制御部７３、溶接制御部７４の各機能構成を実現する。
【0019】
信号入力部７０は、信号受信モジュール６５を用いて、各センサー（図示無し）からの検出信号を受信する。
回転制御部７１は、テーブル回転駆動部３を制御することで、テーブル２の中心軸２ｃ回りの回転動作を制御する。回転制御部７１は、テーブル２の回転の開始、及び停止を制御する。また、回転制御部７１は、テーブル２の回転速度を制御することで、溶接ノズル５による溶接速度を制御する。
回転制御部７１は、テーブル回転駆動部３を制御することで、テーブル２の中心軸２ｃ回りの回転動作を制御する。回転制御部７１は、テーブル２の回転の開始、及び停止を制御する。また、回転制御部７１は、テーブル２の回転速度を制御することで、溶接ノズル５による溶接速度を制御する。
【0020】
傾動制御部７２は、テーブル傾動部４を制御することで、テーブル２のテーブル上面２ｆ（図１参照）の傾動動作を制御する。
【0021】
ノズル動作制御部７３は、多軸アーム（図示無し）の動作を制御することで、溶接ノズル５のテーブル２に対する相対位置、姿勢を変化させる動作を制御する。ノズル動作制御部７３は、例えば、溶接ノズル５を、テーブル２の中心軸２ｃを中心とした径方向に往復動作させることで、溶接ビード１００の幅や形状を調整するウィービング条件を制御する。また、ノズル動作制御部７３は、既に形成された溶接ビード１００に対する溶接アークの狙い位置を制御する。
【0022】
溶接制御部７４は、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流の供給を制御する。溶接制御部７４は、本実施形態において、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を、第一溶接電流値ＡＬと、第二溶接電流値ＡＨとの二段階に切り替える。第一溶接電流値ＡＬは、第二溶接電流値ＡＨよりも低い電流値であり、例えば、１５０～３５０Ａである。第一溶接電流値ＡＬのより好ましい範囲は、２００～３００Ａである。第一溶接電流値ＡＬのさらに好ましい範囲は、２３０～２８０Ａである。第二溶接電流値ＡＨは、第一溶接電流値ＡＬよりも高い電流値であり、例えば、４００～８００Ａである。第二溶接電流値ＡＨのより好ましい範囲は、４５０～７５０Ａである。第二溶接電流値ＡＨのさらに好ましい範囲は、６００～７００Ａである。
【0023】
溶接制御部７４は、他にも、溶接ノズル５における各種の溶接条件を制御する。溶接制御部７４で制御する溶接条件としては、例えば、アーク電圧、パルス電流、溶接ワイヤ（母材）の予熱温度、パス間温度、造形中の造形物１０の表面粗さ、溶接ワイヤの送り速度、溶接ワイヤ径、溶接ワイヤの突き出し長さ、シールドガスの組成や流量、等がある。溶接制御部７４は、上記したような溶接条件のうちの少なくとも一つを制御する。
【0024】
（造形物）
図１に示すように、このような造形システム１で形成される造形物１０は、テーブル２上に形成される。本実施形態の造形物１０は、円筒状をなした筒状部１１を有する。筒状部１１を有する造形物１０としては、例えば、タービンや圧縮機等の回転機械のケーシングにおける吸込口や吐出口を形成するノズルが挙げられる。筒状部１１は、その軸線を中心軸２ｃと一致させた状態でテーブル２上に形成される。筒状部１１は、軸線の延びる軸線方向Ｄａに延びている。本実施形態の軸線方向Ｄａは、テーブル２が水平な状態とされた場合に鉛直方向Ｄｖと一致する。
図１に示すように、このような造形システム１で形成される造形物１０は、テーブル２上に形成される。本実施形態の造形物１０は、円筒状をなした筒状部１１を有する。筒状部１１を有する造形物１０としては、例えば、タービンや圧縮機等の回転機械のケーシングにおける吸込口や吐出口を形成するノズルが挙げられる。筒状部１１は、その軸線を中心軸２ｃと一致させた状態でテーブル２上に形成される。筒状部１１は、軸線の延びる軸線方向Ｄａに延びている。本実施形態の軸線方向Ｄａは、テーブル２が水平な状態とされた場合に鉛直方向Ｄｖと一致する。
【0025】
筒状部１１は、軸線方向Ｄａの一方の側（第一側）の筒端１１ａから他方の側（第二側）の筒端１１ｂに向けて、その外径寸法、及び内径寸法が漸次大きくなる。これにより、筒状部１１は、テーブル２のテーブル上面２ｆから上方に向かって、中心軸２ｃに漸次接近するように傾斜して延びている。筒状部１１は、天面１２と、外周面１３と、内周面１４と、を有している。
【0026】
天面１２は、筒状部１１において軸線方向Ｄａの端部に形成されている。天面１２は、軸線方向Ｄａに直交するように広がる。天面１２は、テーブル２上の筒状部１１において、軸線方向Ｄａの外側を向く面のうち、テーブル上面２ｆと接触していない側の面である。本実施形態の天面１２は、軸線方向Ｄａから見た際に、円環状をなす平面である。
【0027】
外周面１３は、中心軸２ｃと直交する方向から見た際に、天面１２の径方向Ｄｒの最も外側の外側端部１２ａから天面１２と交差する方向に広がっている。本実施形態の外周面１３は、湾曲する面である。本実施形態の径方向Ｄｒは、筒状部１１の軸線から軸線方向Ｄａに直交して広がる方向であって、テーブル２が水平な状態とされた場合の水平方向Ｄｈである。内周面１４は、中心軸２ｃと直交する方向から見た際に、天面１２の径方向Ｄｒの最も内側の内側端部１２ｂから天面１２と交差する方向に広がっている。本実施形態の内周面１４は、外周面１３に対して平行に近い角度で広がっている。本実施形態の内周面１４は、湾曲する面である。
【0028】
（金属積層方法の処理の手順）
次に、上記造形システム１を用いてなされる金属積層造形方法Ｓ１Ａについて説明する。図４は、上記金属積層造形方法のフローチャートである。
図４に示すように、金属積層造形方法Ｓ１Ａは、複数の金属層を順次積層することで、立体的な造形物を造形する。本実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａは、金属層を積層する工程Ｓ２Ａと、側面を形成する工程Ｓ３と、造形物を取り出す工程Ｓ４と、を含む。なお、側面を形成する工程Ｓ３は省略してもよい。
次に、上記造形システム１を用いてなされる金属積層造形方法Ｓ１Ａについて説明する。図４は、上記金属積層造形方法のフローチャートである。
図４に示すように、金属積層造形方法Ｓ１Ａは、複数の金属層を順次積層することで、立体的な造形物を造形する。本実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａは、金属層を積層する工程Ｓ２Ａと、側面を形成する工程Ｓ３と、造形物を取り出す工程Ｓ４と、を含む。なお、側面を形成する工程Ｓ３は省略してもよい。
【0029】
（金属層積層工程）
金属層を積層する工程Ｓ２Ａでは、図１に示すように、テーブル２のテーブル上面２ｆ上、又はテーブル上面２ｆ上に積層された金属層１１ｍ上に、溶接ビード１００を形成する。ここで、金属層を積層する工程Ｓ２Ａにおいて溶接ビード１００が新たに形成される、テーブル２のテーブル上面２ｆ、又はテーブル上面２ｆ上に既に積層された金属層１１ｍの上面を、被成形面Ｍｆと称する。被成形面Ｍｆは、テーブル２のテーブル上面２ｆ、又はテーブル上面２ｆ上に既に積層された金属層１１ｍの上面において、溶接ノズル５と対向する領域である。
金属層を積層する工程Ｓ２Ａでは、図１に示すように、テーブル２のテーブル上面２ｆ上、又はテーブル上面２ｆ上に積層された金属層１１ｍ上に、溶接ビード１００を形成する。ここで、金属層を積層する工程Ｓ２Ａにおいて溶接ビード１００が新たに形成される、テーブル２のテーブル上面２ｆ、又はテーブル上面２ｆ上に既に積層された金属層１１ｍの上面を、被成形面Ｍｆと称する。被成形面Ｍｆは、テーブル２のテーブル上面２ｆ、又はテーブル上面２ｆ上に既に積層された金属層１１ｍの上面において、溶接ノズル５と対向する領域である。
【0030】
金属層を積層する工程Ｓ２Ａでは、アーク溶接によって形成される溶接ビード１００を、被成形面Ｍｆ上に複数列並ぶように形成することで、金属層１１ｍを形成する。ここで、被成形面Ｍｆ上で複数列の溶接ビード１００が並ぶ方向を、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗと称する。この幅方向Ｄｗは、径方向Ｄｒと一致している。
金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、複数回実行される。金属層を積層する工程Ｓ２Ａが繰り返し実行されることで、テーブル上面２ｆ上に金属層１１ｍが複数積層される。なお、本実施形態では、全ての溶接ビード１００が、同じ溶接ワイヤにより形成される。
金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、複数回実行される。金属層を積層する工程Ｓ２Ａが繰り返し実行されることで、テーブル上面２ｆ上に金属層１１ｍが複数積層される。なお、本実施形態では、全ての溶接ビード１００が、同じ溶接ワイヤにより形成される。
【0031】
図５は、上記金属層を積層する工程のフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態の金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａと、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａと、ノズルを移動する工程Ｓ２３と、上面を切削して均す工程Ｓ２４と、最終積層数を確認する工程Ｓ２５と、を含む。
図５に示すように、本実施形態の金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａと、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａと、ノズルを移動する工程Ｓ２３と、上面を切削して均す工程Ｓ２４と、最終積層数を確認する工程Ｓ２５と、を含む。
【0032】
（堰き止めビードを形成する工程）
図６は、堰き止めビードを形成する工程を示す図である。図７は、上記堰き止めビードを形成する工程のフローチャートである。
図６に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に、溶接ビード１００として堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する。図７に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａは、第一準備工程Ｓ２１１と、外周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１２と、第一ノズル移動工程Ｓ２１３と、内周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１４と、を含んでいる。
図６は、堰き止めビードを形成する工程を示す図である。図７は、上記堰き止めビードを形成する工程のフローチャートである。
図６に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に、溶接ビード１００として堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する。図７に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａは、第一準備工程Ｓ２１１と、外周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１２と、第一ノズル移動工程Ｓ２１３と、内周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１４と、を含んでいる。
【0033】
第一準備工程Ｓ２１１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図６に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第一傾斜角度θ１となるように傾動させる。第一傾斜角度θ１は、例えば、これからテーブル２のテーブル上面２ｆ上に形成される造形物１０の筒状部１１の延伸方向Ｄｅが、鉛直方向Ｄｖと一致する角度である。ここで、上述した鉛直方向Ｄｖと一致させる筒状部１１の延伸方向Ｄｅは、中心軸２ｃを中心とした周方向で、溶接ビード１００を形成する位置（言い換えれば、溶接ノズル５と対向する位置）における筒状部１１の延伸方向Ｄｅである。更に言い換えれば、鉛直方向Ｄｖと一致させる延伸方向Ｄｅは、図６に示す断面において左側の筒状部１１の延伸方向Ｄｅである。本実施形態における筒状部１１の延伸方向Ｄｅは、テーブル２のテーブル上面２ｆから上方に向かって中心軸２ｃに漸次接近するように傾斜して延びる方向である。
【0034】
第一準備工程Ｓ２１１では、ノズル動作制御部７３が、多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第一側（形成すべき筒状部１１の径方向Ｄｒの外側）の端部に対向する位置に配置される。第一準備工程Ｓ２１１では、溶接制御部７４が、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を、第二溶接電流値ＡＨよりも低い第一溶接電流値ＡＬに設定する。第一準備工程Ｓ２１１では、回転制御部７１がテーブル回転駆動部３を制御することで、テーブル２を、中心軸２ｃ回りに所定の回転速度で回転させる。
【0035】
外周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１２では、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を、電流供給部５１から溶接ノズル５に供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第一側（例えば、筒状部１１の径方向Ｄｒの外側）の端部に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の堰き止めビード１０１Ａが形成される。
【0036】
第一ノズル移動工程Ｓ２１３では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第二側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）の端部に対向する位置に配置される。
【0037】
内周側堰き止めビード形成工程Ｓ２１４では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第二側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）の端部に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する内周側の堰き止めビード１０１Ｂが形成される。
【0038】
（内側ビードを形成する工程）
図８は、内側ビードを形成する工程を示す図である。図９は、上記内側ビードを形成する工程のフローチャートである。図５に示すように、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａの後に行われる。
内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａでは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対し、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋めるように、溶接ビード１００として内側ビード１０２Ａ（図８参照）、１０２Ｂ（図１０参照）、１０２Ｃ（図１１参照）を形成する。
図８は、内側ビードを形成する工程を示す図である。図９は、上記内側ビードを形成する工程のフローチャートである。図５に示すように、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａの後に行われる。
内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａでは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対し、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋めるように、溶接ビード１００として内側ビード１０２Ａ（図８参照）、１０２Ｂ（図１０参照）、１０２Ｃ（図１１参照）を形成する。
【0039】
図９に示すように、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａは、第二準備工程Ｓ２２１と、外周側内側ビード形成工程Ｓ２２２と、第二ノズル移動工程Ｓ２２３と、内周側内側ビード形成工程Ｓ２２４と、第三準備工程Ｓ２２５と、中間部内側ビード形成工程Ｓ２２６と、を含んでいる。
【0040】
第二準備工程Ｓ２２１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図８に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第二傾斜角度θ２となるように傾動させる。この第二傾斜角度θ２は、第一傾斜角度θ１よりも小さい。第二準備工程Ｓ２２１では、ノズル動作制御部７３が、多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の堰き止めビード１０１Ａと、堰き止めビード１０１Ａに対して幅方向Ｄｗ内側の被成形面Ｍｆとの境界部分に対向する位置に配置される。第二準備工程Ｓ２２１では、溶接制御部７４が、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を、第一溶接電流値ＡＬよりも高い第二溶接電流値ＡＨに設定する。
【0041】
外周側内側ビード形成工程Ｓ２２２では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の堰き止めビード１０１Ａに対して幅方向Ｄｗ内側（径方向Ｄｒ内側）に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の内側ビード１０２Ａが形成される。
【0042】
図１０は、内周側内側ビード形成工程を示す図である。
第二ノズル移動工程Ｓ２２３では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、図１０に示すように、溶接ノズル５を移動させ、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の堰き止めビード１０１Ｂと、堰き止めビード１０１Ｂに対して径方向外側の被成形面Ｍｆとの境界部分に対向する位置に溶接ノズル５を配置させる。
第二ノズル移動工程Ｓ２２３では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、図１０に示すように、溶接ノズル５を移動させ、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の堰き止めビード１０１Ｂと、堰き止めビード１０１Ｂに対して径方向外側の被成形面Ｍｆとの境界部分に対向する位置に溶接ノズル５を配置させる。
【0043】
内周側内側ビード形成工程Ｓ２２４では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の堰き止めビード１０１Ｂに対して幅方向Ｄｗ内側（径方向Ｄｒ外側）に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する内周側の内側ビード１０２Ｂが形成される。
【0044】
図１１は、中間部内側ビード形成工程を示す図である。
第三準備工程Ｓ２２５では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１１に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに一致するように傾動させる。これにより、被成形面Ｍｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向く。第三準備工程Ｓ２２５では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の内側ビード１０２Ａと、内周側の内側ビード１０２Ｂとの間の中間部に対向する位置に配置される。
第三準備工程Ｓ２２５では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１１に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに一致するように傾動させる。これにより、被成形面Ｍｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向く。第三準備工程Ｓ２２５では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の内側ビード１０２Ａと、内周側の内側ビード１０２Ｂとの間の中間部に対向する位置に配置される。
【0045】
中間部内側ビード形成工程Ｓ２２６では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の内側ビード１０２Ａと、内周側の内側ビード１０２Ｂとの間に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する中間部の内側ビード１０２Ｃが形成される。この中間部の内側ビード１０２Ｃは、外周側の内側ビード１０２Ａと、内周側の内側ビード１０２Ｂとの双方に重なって形成される。なお、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの寸法が広い場合には、第三準備工程Ｓ２２５と中間部内側ビード形成工程Ｓ２２６とを複数回繰り返し、外周側の内側ビード１０２Ａと内周側の内側ビード１０２Ｂとの間に、中間部の内側ビード１０２Ｃを、幅方向Ｄｗに複数列並べて形成してもよい。
【0046】
このようにして、被成形面Ｍｆ上に、幅方向Ｄｗ両側の堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂと、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対して被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋める内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと、を備えた金属層１１ｍが形成される。
【0047】
（ノズルを移動する工程）
図５に示すように、ノズルを移動する工程Ｓ２３は、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａ後に実施される。ノズルを移動する工程Ｓ２３では、テーブル２から離れるように、溶接ノズル５を、軸線方向Ｄａに一層分の金属層１１ｍの厚さに相当する寸法だけ移動させる。
図５に示すように、ノズルを移動する工程Ｓ２３は、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａ後に実施される。ノズルを移動する工程Ｓ２３では、テーブル２から離れるように、溶接ノズル５を、軸線方向Ｄａに一層分の金属層１１ｍの厚さに相当する寸法だけ移動させる。
【0048】
図１２は、上面を切削して均す工程を示す図である。図１２に示すように、上面を切削して均す工程Ｓ２４では、一層分が形成された金属層１１ｍの上面を、切削工具８で切削して平面に近づくように均す。なお、この上面を切削して均す工程Ｓ２４は、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａ、及び内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａを複数回繰り返した後に実施し、複数層を積層した金属層１１ｍの上面を切削工具８で切削するようにしてもよい。また、この上面を切削して均す工程Ｓ２４を省略することも可能である。
【0049】
（最終積層数を確認する工程）
図５に示すように、最終積層数を確認する工程Ｓ２５は、上面を切削して均す工程Ｓ２４後に実施される。最終積層数を確認する工程Ｓ２５では、金属層１１ｍの積層数が、予め設定した最終層数に到達したか否かを確認する。これには、コントローラー６によって、例えば、積層された金属層１１ｍの積層数が、予め設定した最終層数になっているか否かを判断する。その結果、加工開始後の金属層１１ｍの積層数が、最終層数に到達していなければ、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａに戻り、次の層の金属層１１ｍの形成を開始する。また、最終積層数を確認する工程Ｓ２５において、金属層１１ｍの積層数が、最終層数に到達していた場合、側面を形成する工程Ｓ３に移行する。
図５に示すように、最終積層数を確認する工程Ｓ２５は、上面を切削して均す工程Ｓ２４後に実施される。最終積層数を確認する工程Ｓ２５では、金属層１１ｍの積層数が、予め設定した最終層数に到達したか否かを確認する。これには、コントローラー６によって、例えば、積層された金属層１１ｍの積層数が、予め設定した最終層数になっているか否かを判断する。その結果、加工開始後の金属層１１ｍの積層数が、最終層数に到達していなければ、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａに戻り、次の層の金属層１１ｍの形成を開始する。また、最終積層数を確認する工程Ｓ２５において、金属層１１ｍの積層数が、最終層数に到達していた場合、側面を形成する工程Ｓ３に移行する。
【0050】
（側面を形成する工程）
図１３は、側面を形成する工程を示す図である。
図４に示すように、側面を形成する工程Ｓ３は、金属層を積層する工程Ｓ２Ａが複数回実行された後に実施される。本実施形態の側面を形成する工程Ｓ３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１３に示すように、各金属層１１ｍの外周側の堰き止めビード１０１Ａが鉛直方向Ｄｖの上方に配置されるように、テーブル２が傾動される。
図１３は、側面を形成する工程を示す図である。
図４に示すように、側面を形成する工程Ｓ３は、金属層を積層する工程Ｓ２Ａが複数回実行された後に実施される。本実施形態の側面を形成する工程Ｓ３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１３に示すように、各金属層１１ｍの外周側の堰き止めビード１０１Ａが鉛直方向Ｄｖの上方に配置されるように、テーブル２が傾動される。
【0051】
側面を形成する工程Ｓ３では、軸線方向Ｄａに複数積層された金属層１１ｍの外周側に位置する複数の堰き止めビード１０１Ａ上に重ねられるように、側面溶接ビード１０５を形成する。側面溶接ビード１０５は、テーブル２が回転することで周方向に連続して環状に形成される。側面溶接ビード１０５は、溶接ノズル５を、軸線方向Ｄａに移動させながら複数列形成される。これにより、軸線方向Ｄａに隙間なく並んで側面溶接ビード１０５が複数形成される。その結果、筒状部１１の外周面１３の全体が、側面溶接ビード１０５により形成される。このようにして、所定形状の造形物１０が、テーブル２上に形成される。
【0052】
（造形物を取り出す工程）
図４に示すように、造形物を取り出す工程Ｓ４は、側面を形成する工程Ｓ３後に実施される。造形物を取り出す工程Ｓ４では、テーブル２上に形成された造形物１０が、テーブル２から外されて取り出される。これにより、造形物１０の造形が終了する。
図４に示すように、造形物を取り出す工程Ｓ４は、側面を形成する工程Ｓ３後に実施される。造形物を取り出す工程Ｓ４では、テーブル２上に形成された造形物１０が、テーブル２から外されて取り出される。これにより、造形物１０の造形が終了する。
【0053】
このようにして形成された造形物１０において、各層の金属層１１ｍは、幅方向Ｄｗに複数列の溶接ビード１００が並べて配置されている（図１２参照）。各層の金属層１１ｍを構成する複数列の溶接ビード１００は、幅方向Ｄｗ外側に配置されて金属層１１ｍの外形形状をなす堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂと、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対して幅方向Ｄｗ内側に配置された内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと、を備える。堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂは、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する際の第二溶接電流値ＡＨよりも低い、第一溶接電流値ＡＬで行われたアーク溶接によって形成される小電流凝固ビード１０１Ｌである。また、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する際の第一溶接電流値ＡＬよりも高い、第二溶接電流値ＡＨで行われたアーク溶接によって形成される大電流凝固ビード１０２Ｈである。
また、中心軸２ｃを中心とした周方向から見たビード断面積は、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの方が大きい。
また、中心軸２ｃを中心とした周方向から見たビード断面積は、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの方が大きい。
【0054】
（作用効果）
上述した第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａでは、金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの端部上に堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａと、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対し、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋めるように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａよりも大電流のアーク溶接によって内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｃを形成する内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａと、を含んでいる。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、被成形面Ｍｆ上に造形物１０の外周形状に沿って形成された堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂにより、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｃを形成する際には、溶融金属が堰き止められる。これによって、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する際には、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃよりも小電流のアーク溶接が用いられる。このため、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する溶融金属が、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃよりも流れにくく、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることを抑えつつ、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを良好に形成することができる。さらに、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって形成される。このため、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを、効率良く形成することが可能となる。したがって、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、高速造形することが可能となる。
上述した第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａでは、金属層を積層する工程Ｓ２Ａは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの端部上に堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａと、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対し、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋めるように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａよりも大電流のアーク溶接によって内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｃを形成する内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａと、を含んでいる。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、被成形面Ｍｆ上に造形物１０の外周形状に沿って形成された堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂにより、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｃを形成する際には、溶融金属が堰き止められる。これによって、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する際には、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃよりも小電流のアーク溶接が用いられる。このため、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する溶融金属が、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃよりも流れにくく、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることを抑えつつ、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを良好に形成することができる。さらに、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって形成される。このため、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを、効率良く形成することが可能となる。したがって、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、高速造形することが可能となる。
【0055】
また、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａでは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａで、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の端部上に、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを形成し、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂの間の空間を埋めるように、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成している。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂが形成されているので、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが、より有効に抑えられる。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂが形成されているので、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが、より有効に抑えられる。
【0056】
また、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａでは、上面を切削して均す工程Ｓ２４をさらに備えている。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、金属層１１ｍを積層した後、金属層１１ｍの上面を切削して均すことで、その上段側に形成される金属層１１ｍの堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂ、及び内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと、下段側の金属層１１ｍの上面との間に隙間が生じることが抑えられる。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、金属層１１ｍを積層した後、金属層１１ｍの上面を切削して均すことで、その上段側に形成される金属層１１ｍの堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂ、及び内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと、下段側の金属層１１ｍの上面との間に隙間が生じることが抑えられる。
【0057】
また、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａでは、テーブル２と溶接ノズル５とを、中心軸２ｃ回りに相対回転させることで、テーブル２上に金属層１１ｍを積層している。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、テーブル２と溶接ノズル５とを、テーブル２の中心軸２ｃ回りに相対回転させながら、金属層１１ｍを積層していくことで、テーブル２上に、筒状の造形物１０を容易に形成することができる。
したがって、第一実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ａによれば、テーブル２と溶接ノズル５とを、テーブル２の中心軸２ｃ回りに相対回転させながら、金属層１１ｍを積層していくことで、テーブル２上に、筒状の造形物１０を容易に形成することができる。
【0058】
上述した第一実施形態の造形物１０における各層の金属層１１ｍは、幅方向Ｄｗに複数列の溶接ビード１００が並べて配置されている。また、複数列の溶接ビード１００は、幅方向Ｄｗ外側に配置されて金属層１１ｍの外形形状をなす堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂと、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂに対して幅方向Ｄｗ内側に配置された内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと、を備えている。さらに、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって形成された大電流凝固ビードＨである。
したがって、第一実施形態の造形物１０では、各層の金属層１１ｍにおいて、幅方向Ｄｗ内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃが大電流凝固ビード１０２Ｈとなり、幅方向Ｄｗ堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂが小電流凝固ビード１０１Ｌとなる。これにより、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、良好な品質で、効率良く形成することが可能となる。
したがって、第一実施形態の造形物１０では、各層の金属層１１ｍにおいて、幅方向Ｄｗ内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃが大電流凝固ビード１０２Ｈとなり、幅方向Ｄｗ堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂが小電流凝固ビード１０１Ｌとなる。これにより、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、良好な品質で、効率良く形成することが可能となる。
【0059】
また、造形物１０におけるビード断面積は、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂよりも内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの方が大きい。
したがって、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを小電流でアーク溶接し、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを大電流でアーク溶接できるので、全てを小電流でアーク溶接する場合と比較して、造形物１０を効率良く形成することができる。
したがって、堰き止めビード１０１Ａ、１０１Ｂを小電流でアーク溶接し、内側ビード１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを大電流でアーク溶接できるので、全てを小電流でアーク溶接する場合と比較して、造形物１０を効率良く形成することができる。
【0060】
＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と、堰き止めビードを形成する工程、及び内側ビードを形成する工程の構成のみが異なるので、図４、図５を援用し、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
次に、本開示の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と、堰き止めビードを形成する工程、及び内側ビードを形成する工程の構成のみが異なるので、図４、図５を援用し、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【0061】
（金属積層方法の処理の手順）
次に、上記造形システム１を用いてなされる金属積層造形方法Ｓ１Ｂについて説明する。図４に示すように、本実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、金属層を積層する工程Ｓ２Ｂと、側面を形成する工程Ｓ３と、造形物を取り出す工程Ｓ４と、を含む。
次に、上記造形システム１を用いてなされる金属積層造形方法Ｓ１Ｂについて説明する。図４に示すように、本実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、金属層を積層する工程Ｓ２Ｂと、側面を形成する工程Ｓ３と、造形物を取り出す工程Ｓ４と、を含む。
【0062】
（金属層積層工程）
図５に示すように、本実施形態の金属層を積層する工程Ｓ２Ｂは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂと、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂと、ノズルを移動する工程Ｓ２３と、上面を切削して均す工程Ｓ２４と、最終積層数を確認する工程Ｓ２５と、を含む。
図５に示すように、本実施形態の金属層を積層する工程Ｓ２Ｂは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂと、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂと、ノズルを移動する工程Ｓ２３と、上面を切削して均す工程Ｓ２４と、最終積層数を確認する工程Ｓ２５と、を含む。
【0063】
（堰き止めビードを形成する工程）
図１４は、本第二実施形態に係る堰き止めビードを形成する工程を示すフローチャートである。
図１４に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂは、準備工程Ｓ３１１と、第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２と、テーブル傾動工程Ｓ３１３と、第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４と、ノズル移動工程Ｓ３１５と、上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６と、を含んでいる。
図１４は、本第二実施形態に係る堰き止めビードを形成する工程を示すフローチャートである。
図１４に示すように、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂは、準備工程Ｓ３１１と、第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２と、テーブル傾動工程Ｓ３１３と、第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４と、ノズル移動工程Ｓ３１５と、上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６と、を含んでいる。
【0064】
図１５は、第一の堰き止めビード形成工程を示す図である。
準備工程Ｓ３１１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１５に示すように、テーブル２の中心軸２ｃを鉛直方向Ｄｖに一致させる。これにより、テーブル上面２ｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向いて配置される。準備工程Ｓ３１１では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第一側（筒状部１１の径方向Ｄｒの外側）の縁部Ｍｅ１から、幅方向Ｄｗ内側に所定寸法の隙間Ｇ１を空けた位置に対向するよう配置される。準備工程Ｓ３１１では、溶接制御部７４が、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を第二溶接電流値ＡＨよりも低い第一溶接電流値ＡＬに設定する。準備工程Ｓ３１１では、回転制御部７１がテーブル回転駆動部３を制御することで、テーブル２を、中心軸２ｃ回りに所定の回転速度で回転させる。
準備工程Ｓ３１１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１５に示すように、テーブル２の中心軸２ｃを鉛直方向Ｄｖに一致させる。これにより、テーブル上面２ｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向いて配置される。準備工程Ｓ３１１では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第一側（筒状部１１の径方向Ｄｒの外側）の縁部Ｍｅ１から、幅方向Ｄｗ内側に所定寸法の隙間Ｇ１を空けた位置に対向するよう配置される。準備工程Ｓ３１１では、溶接制御部７４が、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を第二溶接電流値ＡＨよりも低い第一溶接電流値ＡＬに設定する。準備工程Ｓ３１１では、回転制御部７１がテーブル回転駆動部３を制御することで、テーブル２を、中心軸２ｃ回りに所定の回転速度で回転させる。
【0065】
第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第一側（筒状部１１の径方向Ｄｒの外側）の縁部Ｍｅ１から幅方向Ｄｗ内側に所定寸法の隙間Ｇ１を空けた位置に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃが形成される。この第一の堰き止めビード１０１Ｃを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１まで隙間Ｇ１があるので、第一の堰き止めビード１０１Ｃを形成する溶融金属が、被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。
【0066】
第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２では、次いで、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、幅方向Ｄｗ第二側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）の縁部Ｍｅ２から、幅方向Ｄｗ内側（筒状部１１の径方向外側）に所定寸法の隙間Ｇ２を空けた位置に対向するよう配置される。第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２では、続いて、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆの縁部Ｍｅ２から幅方向Ｄｗ内側に所定寸法の隙間Ｇ２を空けた位置に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄが形成される。この第一の堰き止めビード１０１Ｄを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ２まで隙間Ｇ２があるので、第一の堰き止めビード１０１Ｄを形成する溶融金属が、被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。
【0067】
図１６は、第二の堰き止めビード形成工程を示す図である。
テーブル傾動工程Ｓ３１３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１６に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第三傾斜角度θ３となるように傾動させる。ここで、第三傾斜角度θ３は、例えば２０～４０°とするのが好ましい。これにより、被成形面Ｍｆは、幅方向Ｄｗにおいて傾斜した状態とされる。
テーブル傾動工程Ｓ３１３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図１６に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第三傾斜角度θ３となるように傾動させる。ここで、第三傾斜角度θ３は、例えば２０～４０°とするのが好ましい。これにより、被成形面Ｍｆは、幅方向Ｄｗにおいて傾斜した状態とされる。
【0068】
第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが高い側（図１６において右側）で、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃに対して幅方向Ｄｗの外側に隣接する位置に配置される。
【0069】
第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４では、更に、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃに対して、幅方向Ｄｗ外側で隣接して、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の第二の堰き止めビード１０１Ｅが形成される。この外周側の第二の堰き止めビード１０１Ｅを形成する際には、被成形面Ｍｆが幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜している。そのため、外周側の第二の堰き止めビード１０１Ｅを形成する溶融金属は、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側に位置する第一の堰き止めビード１０１Ｃによって堰き止められる。
【0070】
図１７は、第二の堰き止めビード形成工程において、図１６に続く状態を示す図である。
第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４では、次いで、図１７に示すように、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが低い側（図１７において左側）で、内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄに対して幅方向Ｄｗの外側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）に隣接する位置に配置される。
第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４では、次いで、図１７に示すように、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが低い側（図１７において左側）で、内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄに対して幅方向Ｄｗの外側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）に隣接する位置に配置される。
【0071】
第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４では、更に、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄに対して、幅方向Ｄｗ外側（筒状部１１の径方向Ｄｒの内側）に隣接して、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する内周側の第二の堰き止めビード１０１Ｆが形成される。この内周側の第二の堰き止めビード１０１Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆが幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜している。そのため、内周側の第二の堰き止めビード１０１Ｆを形成する溶融金属は、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側に位置する内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄによって堰き止められる。
【0072】
このような第一の堰き止めビード形成工程Ｓ３１２、第二の堰き止めビード形成工程Ｓ３１４を経ることで、被成形面Ｍｆ上の外周側には、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅが、幅方向Ｄｗに並べて複数列（２列）に形成される。また、被成形面Ｍｆ上の内周側には、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆが、幅方向Ｄｗに並べて複数列（２列）に形成される。
【0073】
ノズル移動工程Ｓ３１５では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を鉛直方向Ｄｖに移動させる。溶接ノズル５は、テーブル２から離れるように、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆの一層分の厚さに相当する寸法だけ移動される。
【0074】
（上段堰き止めビード形成工程）
図１８は、上段堰き止めビード形成工程を示す図である。
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。図１８に示すように、溶接ノズル５は、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが高い側（図１８において右側）で、被成形面Ｍｆ上の径方向Ｄｒの外側に形成された、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅに対して対向する位置に配置される。
図１８は、上段堰き止めビード形成工程を示す図である。
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。図１８に示すように、溶接ノズル５は、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが高い側（図１８において右側）で、被成形面Ｍｆ上の径方向Ｄｒの外側に形成された、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅに対して対向する位置に配置される。
【0075】
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、更に、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅ上に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の上段側の堰き止めビード１０１Ｇが形成される。このとき、下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅの幅方向Ｄｗの列数（本開示では２列）が、上段側の堰き止めビード１０１Ｇの幅方向Ｄｗにおける列数（本開示では１列）よりも多い。そのため、上段側の堰き止めビード１０１Ｇを形成する際に、溶融金属が下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅを越えて垂れ落ちることが抑えられる。また、上段側の堰き止めビード１０１Ｇを形成する際には、被成形面Ｍｆが幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜している。そのため、上段側の堰き止めビード１０１Ｇを形成する溶融金属は、下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｅから幅方向Ｄｗ外側に広がりにくく、被成形面Ｍｆから垂れ落ちることが抑えられる。
【0076】
図１９は、上段堰き止めビード形成工程において、図１８に続く状態を示す図である。
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、次に、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。図１９に示すように、溶接ノズル５は、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが低い側（図１９において左側）で、被成形面Ｍｆ上の内周側に形成された、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆに対して対向する位置に配置される。
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、次に、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。図１９に示すように、溶接ノズル５は、中心軸２ｃを挟んで、鉛直方向Ｄｖの高さが低い側（図１９において左側）で、被成形面Ｍｆ上の内周側に形成された、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆに対して対向する位置に配置される。
【0077】
上段堰き止めビード形成工程Ｓ３１６では、更に、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第一溶接電流値ＡＬに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆ上に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の上段側の堰き止めビード１０１Ｈが形成される。このとき、下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆの幅方向Ｄｗの列数（本開示では２列）が、上段側の堰き止めビード１０１Ｈの幅方向Ｄｗにおける列数（本開示では１列）よりも多い。そのため、上段側の堰き止めビード１０１Ｈを形成する際に、溶融金属が下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆを越えて垂れ落ちることが抑えられる。また、上段側の堰き止めビード１０１Ｈを形成する際には、被成形面Ｍｆが幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜している。そのため、上段側の堰き止めビード１０１Ｈを形成する溶融金属は、下段側の第一の堰き止めビード１０１Ｄ、及び第二の堰き止めビード１０１Ｆから幅方向Ｄｗ外側に広がりにくく、被成形面Ｍｆから垂れ落ちることが抑えられる。
【0078】
（内側ビードを形成する工程）
図２０は、内側ビードを形成する工程のフローチャートである。
図２０に示すように、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂは、第一テーブル傾動工程Ｓ３２１と、内周側内側ビード形成工程Ｓ３２２と、第二テーブル傾動工程Ｓ３２３と、外周側内側ビード形成工程Ｓ３２４と、第三テーブル傾動工程Ｓ３２５と、中間部内側ビード形成工程Ｓ３２６と、を含んでいる。
図２０は、内側ビードを形成する工程のフローチャートである。
図２０に示すように、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂは、第一テーブル傾動工程Ｓ３２１と、内周側内側ビード形成工程Ｓ３２２と、第二テーブル傾動工程Ｓ３２３と、外周側内側ビード形成工程Ｓ３２４と、第三テーブル傾動工程Ｓ３２５と、中間部内側ビード形成工程Ｓ３２６と、を含んでいる。
【0079】
図２１は、内周側内側ビード形成工程を示す図である。
第一テーブル傾動工程Ｓ３２１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２１に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第四傾斜角度θ４となるように傾動させる。この第四傾斜角度θ４は、例えば０～２０°である。本実施形態において、テーブル２は、中心軸２ｃを挟んだ一方の側（図２１において左側）が、他方の側（図２１において右側）で、テーブル上面２ｆが高くなるように傾斜させる。これにより、被成形面Ｍｆが、幅方向Ｄｗ内側から、内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側（筒状部１１の径方向Ｄｒ内側）に向かって斜め下方に傾斜する。このとき、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈと、その幅方向Ｄｗ内側の被成形面Ｍｆとの間に形成される断面Ｖ字状の谷部Ｖ１の両側の傾斜が、溶接ノズル５に対して対称となるように、被成形面Ｍｆが傾けられる。言い換えれば、図２１の断面視において、溶接ノズル５のノズル中心線（図２１中、一点鎖線で示す）が谷部Ｖ１の底部（言い換えれば、谷部Ｖ１を形成する二つの面が交わる線）を通るときに、ノズル中心線が谷部Ｖ１全体の傾斜角度を等分するように、被成形面Ｍｆが傾けられる。
第一テーブル傾動工程Ｓ３２１では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２１に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第四傾斜角度θ４となるように傾動させる。この第四傾斜角度θ４は、例えば０～２０°である。本実施形態において、テーブル２は、中心軸２ｃを挟んだ一方の側（図２１において左側）が、他方の側（図２１において右側）で、テーブル上面２ｆが高くなるように傾斜させる。これにより、被成形面Ｍｆが、幅方向Ｄｗ内側から、内周側の第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側（筒状部１１の径方向Ｄｒ内側）に向かって斜め下方に傾斜する。このとき、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈと、その幅方向Ｄｗ内側の被成形面Ｍｆとの間に形成される断面Ｖ字状の谷部Ｖ１の両側の傾斜が、溶接ノズル５に対して対称となるように、被成形面Ｍｆが傾けられる。言い換えれば、図２１の断面視において、溶接ノズル５のノズル中心線（図２１中、一点鎖線で示す）が谷部Ｖ１の底部（言い換えれば、谷部Ｖ１を形成する二つの面が交わる線）を通るときに、ノズル中心線が谷部Ｖ１全体の傾斜角度を等分するように、被成形面Ｍｆが傾けられる。
【0080】
第一テーブル傾動工程Ｓ３２１では、ノズル動作制御部７３が、多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈと、その幅方向Ｄｗ内側の被成形面Ｍｆとの間に形成される谷部Ｖ１に対向する位置に配置される。第一テーブル傾動工程Ｓ３２１では、溶接制御部７４が、電流供給部５１における溶接ノズル５への溶接電流を、第一溶接電流値ＡＬよりも高い第二溶接電流値ＡＨに設定する。
【0081】
内周側内側ビード形成工程Ｓ３２２では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、第一の堰き止めビード１０１Ｄ、第二の堰き止めビード１０１Ｆ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｈと、その幅方向Ｄｗ内側の被成形面Ｍｆとの間に形成される谷部Ｖ１を開先として、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する内周側の内側ビード１０２Ｄが形成される。
【0082】
図２２は、外周側内側ビード形成工程を示す図である。
第二テーブル傾動工程Ｓ３２３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２２に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第五傾斜角度θ５となるように傾動させる。
第二テーブル傾動工程Ｓ３２３では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２２に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに対して所定の第五傾斜角度θ５となるように傾動させる。
【0083】
この第五傾斜角度θ５は、例えば０～２０°である。本実施形態のテーブル２は、中心軸２ｃを挟んだ他方の側（図２２において右側）が、一方の側（図２２において左側）で、テーブル上面２ｆが高くなるように傾斜される。これにより、被成形面Ｍｆが、幅方向Ｄｗ内側から、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｇが形成された幅方向Ｄｗ外側（筒状部１１の径方向Ｄｒ外側）に向かって斜め下方に傾斜する。このとき、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｇと、その幅方向Ｄｗ内側の内周側の内側ビード１０２Ｄとの間に形成される断面Ｖ字状の谷部Ｖ２の両側の傾斜が、溶接ノズル５に対して対称となるように、被成形面Ｍｆが傾けられる。言い換えれば、図２２の断面視において、溶接ノズル５のノズル中心線（図２２中、一点鎖線で示す）が谷部Ｖ２の底部（言い換えれば、谷部Ｖ２を形成する二つの面が交わる線）を通るときに、ノズル中心線が谷部Ｖ２全体の傾斜角度を等分するように、被成形面Ｍｆが傾けられる。
【0084】
第二テーブル傾動工程Ｓ３２３では、ノズル動作制御部７３が、多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｇと、その幅方向Ｄｗ内側の内周側の内側ビード１０２Ｄとの間に形成される谷部Ｖ２に対向する位置に配置される。
【0085】
外周側内側ビード形成工程Ｓ３２４では、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、外周側の第一の堰き止めビード１０１Ｃ、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、及び上段の堰き止めビード１０１Ｇと、その幅方向Ｄｗ内側の内周側の内側ビード１０２Ｄとの間の谷部Ｖ２に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する外周側の内側ビード１０２Ｅが形成される。
【0086】
図２３は、中間部内側ビード形成工程を示す図である。
第三テーブル傾動工程Ｓ３２５では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２３に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに一致するように傾動させる。これにより、被成形面Ｍｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向く。第三テーブル傾動工程Ｓ３２５では、更に、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の内側ビード１０２Ｄと、外周側の内側ビード１０２Ｅとの間の中間部に対向する位置に配置される。
第三テーブル傾動工程Ｓ３２５では、傾動制御部７２がテーブル傾動部４を制御することで、図２３に示すように、テーブル２を、その中心軸２ｃが鉛直方向Ｄｖに一致するように傾動させる。これにより、被成形面Ｍｆは、鉛直方向Ｄｖの上方を向く。第三テーブル傾動工程Ｓ３２５では、更に、ノズル動作制御部７３が多軸アーム（図示無し）を制御することで、溶接ノズル５を移動させる。溶接ノズル５は、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の内側ビード１０２Ｄと、外周側の内側ビード１０２Ｅとの間の中間部に対向する位置に配置される。
【0087】
中間部内側ビード形成工程Ｓ３２６は、電流供給部５１から溶接ノズル５に、第二溶接電流値ＡＨに設定された溶接電流を供給し、アーク溶接を行う。これにより、被成形面Ｍｆにおいて、内周側の内側ビード１０２Ｄと、外周側の内側ビード１０２Ｅとの間に、中心軸２ｃ回りの周方向で円環状に連続する中間部の内側ビード１０２Ｆが形成される。この中間部の内側ビード１０２Ｆは、内周側の内側ビード１０２Ｄと、外周側の内側ビード１０２Ｅとの双方に重なって形成される。なお、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの寸法が広い場合には、中間部内側ビード形成工程Ｓ３２６を複数回繰り返し、内周側の内側ビード１０２Ｄと、外周側の内側ビード１０２Ｅとの間に、中間部の内側ビード１０２Ｆを、幅方向Ｄｗに複数列並べて形成してもよい。
【0088】
このようにして、被成形面Ｍｆ上に、複数列の溶接ビード１００として、幅方向Ｄｗ両側の堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈに対して被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋める内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆと、を備えた金属層１１ｍが形成される。堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈは、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する際の第二溶接電流値ＡＨよりも低い、第一溶接電流値ＡＬで行われたアーク溶接によって形成される小電流凝固ビード１０１Ｌである。また、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆは、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する際の第一溶接電流値ＡＬよりも高い、第二溶接電流値ＡＨで行われたアーク溶接によって形成される大電流凝固ビード１０２Ｈである。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈよりも内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆの方が、中心軸２ｃ回りの周方向から見たときのビード断面積が大きい。
【0089】
次いで、上記第一実施形態と同様、ノズルを移動する工程Ｓ２３、上面を切削して均す工程Ｓ２４、及び最終積層数を確認する工程Ｓ２５を、順次実施していく。これにより、金属層１１ｍが所定の最終層数だけ積層される。
その後、側面を形成する工程Ｓ３、造形物を取り出す工程Ｓ４を経ることで、所定形状を有した造形物１０が造形される。
その後、側面を形成する工程Ｓ３、造形物を取り出す工程Ｓ４を経ることで、所定形状を有した造形物１０が造形される。
【0090】
（作用効果）
上述した第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、金属層を積層する工程Ｓ２Ｂは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂと、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂと、を含んでいる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、被成形面Ｍｆ上に造形物１０の外周形状に沿って形成された堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈにより、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する際には、溶融金属が堰き止められる。これによって、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する際には、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆよりも小電流のアーク溶接が用いられる。そのため、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する溶融金属が、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆよりも流れにくく、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることを抑えつつ、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを良好に形成することができる。さらに、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆは、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈよりも大電流のアーク溶接によって形成される。そのため、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを、効率良く形成することが可能となる。その結果、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、高速造形することが可能となる。
上述した第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、金属層を積層する工程Ｓ２Ｂは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂと、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂと、を含んでいる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、被成形面Ｍｆ上に造形物１０の外周形状に沿って形成された堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈにより、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する際には、溶融金属が堰き止められる。これによって、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する際には、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆよりも小電流のアーク溶接が用いられる。そのため、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する溶融金属が、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆよりも流れにくく、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることを抑えつつ、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを良好に形成することができる。さらに、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆは、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈよりも大電流のアーク溶接によって形成される。そのため、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを、効率良く形成することが可能となる。その結果、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、高速造形することが可能となる。
【0091】
また、金属積層造形方法Ｓ１Ｂの堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の端部上に、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを形成し、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの間の空間を埋めるように、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成している。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成されているので、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが、より有効に抑えられる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成されているので、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが、より有効に抑えられる。
【0092】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、上面を切削して均す工程Ｓ２４をさらに含んでいる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、金属層１１ｍを積層した後、金属層１１ｍの上面を切削して均すことで、その上段側に形成される金属層１１ｍの堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈ、及び内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆと、下段側の金属層１１ｍの上面との間に隙間が生じることが抑えられる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、金属層１１ｍを積層した後、金属層１１ｍの上面を切削して均すことで、その上段側に形成される金属層１１ｍの堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈ、及び内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆと、下段側の金属層１１ｍの上面との間に隙間が生じることが抑えられる。
【0093】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、テーブル２と溶接ノズル５とを、中心軸２ｃ回りに相対回転させることで、テーブル２上に金属層１１ｍを積層させている。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、テーブル２上に、筒状の造形物１０を容易に形成することができる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、テーブル２上に、筒状の造形物１０を容易に形成することができる。
【0094】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂにおいて、被成形面Ｍｆ上に、堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆを幅方向Ｄｗに並べて複数列形成するとともに、複数列の堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆの上段側に、複数列の堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆよりも幅方向Ｄｗに少ない列数を有した堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成している。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの高さを大きくすることができ、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを、一度により多く形成することが可能となる。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの列数を、上段側よりも下段側よりも多くすることで、上段側の堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成する際に溶融金属が下段側の堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｆを越えて垂れ落ちることが抑えられる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの高さを大きくすることができ、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを、一度により多く形成することが可能となる。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの列数を、上段側よりも下段側よりも多くすることで、上段側の堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成する際に溶融金属が下段側の堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｆを越えて垂れ落ちることが抑えられる。
【0095】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１、Ｍｅ２から幅方向Ｄｗ内側に隙間Ｇ１、Ｇ２を空けた位置に第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｆを形成した後、被成形面Ｍｆを幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成している。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１、Ｍｅ２まで隙間Ｇ１、Ｇ２があるので、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する溶融金属が、被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆを幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜させることで、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する溶融金属は、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側に位置する第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄによって堰き止められる。このようにして、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが有効に抑えられる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１、Ｍｅ２まで隙間Ｇ１、Ｇ２があるので、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する溶融金属が、被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆを幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜させることで、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する溶融金属は、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側に位置する第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄによって堰き止められる。このようにして、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが有効に抑えられる。
【0096】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂにおいて、被成形面Ｍｆを、幅方向Ｄｗ内側から、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成している。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する際には、被成形面Ｍｆが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側に向かって斜め下方に傾斜しているので、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する溶融金属が堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈによって有効に堰き止められる。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する際には、被成形面Ｍｆが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側に向かって斜め下方に傾斜しているので、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する溶融金属が堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈによって有効に堰き止められる。
【0097】
また、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂでは、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂにおいて、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜が、アーク溶接を行う溶接ノズル５に対して対称となるように、被成形面Ｍｆを傾けている。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２が、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成するためのアーク溶接を行う際の開先となる。堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜を、溶接ノズル５に対して対称とすることで、アーク溶接によって生成される溶融金属が、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に溶け込む。これにより、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に融合して形成される。
したがって、第二実施形態の金属積層造形方法Ｓ１Ｂによれば、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２が、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成するためのアーク溶接を行う際の開先となる。堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜を、溶接ノズル５に対して対称とすることで、アーク溶接によって生成される溶融金属が、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に溶け込む。これにより、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に融合して形成される。
【0098】
上述した第二実施形態の造形物１０は、各層の金属層１１ｍが、幅方向Ｄｗに複数列の溶接ビード１００が並べて配置されている。複数列の溶接ビード１００は、幅方向Ｄｗ外側に配置されて金属層１１ｍの外形形状をなす堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈに対して幅方向Ｄｗ内側に配置された内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆと、を備えている。そして、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆは、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈよりも大電流凝固ビード１０２Ｈである。
したがって、第二実施形態の造形物１０は、各層の金属層１１ｍにおいて、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆが大電流凝固ビード１０２Ｈとなり、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが小電流凝固ビード１０１Ｌとなる。これにより、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、良好な品質で、効率良く形成することが可能となる。
したがって、第二実施形態の造形物１０は、各層の金属層１１ｍにおいて、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆが大電流凝固ビード１０２Ｈとなり、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが小電流凝固ビード１０１Ｌとなる。これにより、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、良好な品質で、効率良く形成することが可能となる。
【0099】
また、第二実施形態の造形物１０では、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈのビード断面積よりも内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆのビード断面積の方が大きい。
したがって、第二実施形態の造形物１０は、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを大電流でアーク溶接し、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを小電流でアーク溶接できるので、全てを小電流でアーク溶接する場合と比較して、効率良く形成することができる。
したがって、第二実施形態の造形物１０は、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを大電流でアーク溶接し、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈを小電流でアーク溶接できるので、全てを小電流でアーク溶接する場合と比較して、効率良く形成することができる。
【0100】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記各実施形態では、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの両側に堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの一方側にのみ、堰き止めビードを形成するようにしてもよい。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記各実施形態では、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの両側に堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗの一方側にのみ、堰き止めビードを形成するようにしてもよい。
【0101】
また、上記各実施形態では、金属層１１ｍを積層する毎に、金属層１１ｍの上面を切削して均す工程Ｓ２４を実施するようにしたが、これに限るものではなく、金属層１１ｍの上面を切削して均す工程Ｓ２４を実施せずに、金属層１１ｍを順次積層していくようにしてもよい。
【0102】
また、上記第二実施形態において、被成形面Ｍｆ上に、堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆを幅方向Ｄｗに二列に並べて形成し、その上段側に、一列の堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成するようにしたが、これに限られない。例えば、下段側に、三列以上の堰き止めビードを被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗに並べて形成し、その上段側に、下段側よりも少ない列数の堰き止めビードを形成してもよい。さらに、被成形面Ｍｆ上に、三段以上の堰き止めビードを積層して形成し、各段の堰き止めビードを、下段側よりも上段側の堰き止めビードが少なくなるように形成してもよい。
【0103】
また、上記第二実施形態において、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと前記被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜が、アーク溶接を行う溶接ノズル５に対して対称となるように、被成形面Ｍｆを傾けるようにしたが、これに限られない。谷部Ｖ１、Ｖ２に対する溶接ノズル５の角度は、適宜変更可能である。
【0104】
また、上記各実施形態において、金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂで実施する処理の手順は適宜順番を入れ替えることが可能である。例えば、堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂ、内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂでは、径方向Ｄｒ外側と、径方向Ｄｒ内側とで、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈ、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆの形成順序を入れ替えてもよい。
【0105】
また、各実施形態においては、一つの溶接ノズル５を用いる場合を例示したが、複数の溶接ノズルを用いてアーク溶接を行うようにしてもよい。
【0106】
＜付記＞
各実施形態に記載の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、造形物１０は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、造形物１０は、例えば以下のように把握される。
【0107】
（１）第１の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂは、金属層を積層する工程Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂを順次行うことで造形物１０を形成する金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂであって、前記金属層を積層する工程Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂは、前記金属層１１ｍが形成される被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ少なくとも一方側の端部上に、アーク溶接によって前記造形物１０の外周形状に沿って連続する堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂと、前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈに対し、前記被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側の空間を埋めるように、前記堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂよりも大電流のアーク溶接によって前記内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂと、を含む。
【0108】
この金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂによれば、被成形面Ｍｆ上に造形物１０の外周形状に沿って形成された堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈにより、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを形成する際には、溶融金属が堰き止められる。これによって、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成する際には、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆよりも小電流のアーク溶接が用いられる。このため、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成する溶融金属が、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆよりも流れにくく、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることを抑えつつ、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを良好に形成することができる。さらに、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆは、堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈよりも大電流のアーク溶接によって形成される。このため、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを、効率良く形成することが可能となる。したがって、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、効率良く形成することが可能となる。
【0109】
（２）第２の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂは、（１）の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂであって、前記堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂでは、前記被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の端部上に、前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈを形成し、前記内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂでは、前記被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側の前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈの間の空間を埋めるように、前記内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを形成する。
【0110】
これにより、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ両側に堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈが形成されているので、内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆを形成する溶融金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが、より有効に抑えられる。
【0111】
（３）第３の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、（１）又は（２）の金属積層造形方法Ｓ１Ｂであって、前記堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂでは、前記被成形面Ｍｆ上に、前記堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆを幅方向Ｄｗに並べて複数列形成するとともに、複数列の前記堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆの上段側に、複数列の前記堰き止めビード１０１Ｃ及び１０１Ｅ、１０１Ｄ及び１０１Ｆよりも幅方向Ｄｗに少ない列数を有した前記堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成する。
【0112】
これにより、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの高さを大きくすることができ、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを、一度により多く形成することが可能となる。また、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈの列数を、上段側よりも下段側よりも多くすることで、上段側の堰き止めビード１０１Ｇ、１０１Ｈを形成する際に溶融金属が下段側の堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｆを越えて垂れ落ちることが抑えられる。
【0113】
（４）第４の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、（１）から（３）の何れか一つの金属積層造形方法Ｓ１Ｂであって、前記堰き止めビードを形成する工程Ｓ２１Ｂでは、前記被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１、Ｍｅ２から幅方向Ｄｗ内側に隙間Ｇ１、Ｇ２を空けた位置に第一の前記堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｆを形成した後、前記被成形面Ｍｆを幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、第一の前記堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄに対して前記被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側に隣接させて第二の前記堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する。
【0114】
これにより、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する際には、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ外側の縁部Ｍｅ１、Ｍｅ２まで隙間Ｇ１、Ｇ２があるので、第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄを形成する溶融金属が、被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが抑えられる。また、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する際には、被成形面Ｍｆを幅方向Ｄｗ外側から幅方向Ｄｗ内側に向かって斜め下方に傾斜させる。これにより、第二の堰き止めビード１０１Ｅ、１０１Ｆを形成する溶融金属は、被成形面Ｍｆの幅方向Ｄｗ内側に位置する第一の堰き止めビード１０１Ｃ、１０１Ｄによって堰き止められる。このようにして、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちることが有効に抑えられる。
【0115】
（５）第５の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、（１）から（４）の何れか一つの金属積層造形方法Ｓ１Ｂであって、前記内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂでは、前記被成形面Ｍｆを、幅方向Ｄｗ内側から、前記堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側に向かって斜め下方に傾斜させた状態で、前記内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する。
【0116】
これにより、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する際には、被成形面Ｍｆが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈが形成された幅方向Ｄｗ外側に向かって斜め下方に傾斜しているので、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅを形成する溶融金属が堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈによって有効に堰き止められる。
【0117】
（６）第６の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ｂは、（５）の金属積層造形方法Ｓ１Ｂであって、前記内側ビードを形成する工程Ｓ２２Ｂでは、前記堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと前記被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜が、アーク溶接を行う溶接ノズル５に対して対称となるように、前記被成形面Ｍｆを傾ける。
【0118】
これにより、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２が、内側ビード１０２Ｄ～１０２Ｆを形成するためのアーク溶接を行う際の開先となる。堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとで形成される谷部Ｖ１、Ｖ２の傾斜を、溶接ノズル５に対して対称とすることで、アーク溶接によって生成される溶融金属が、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に溶け込む。これにより、内側ビード１０２Ｄ、１０２Ｅが、堰き止めビード１０１Ｃ～１０１Ｈと被成形面Ｍｆとの双方に良好に融合して形成される。
【0119】
（７）第７の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂは、（１）から（６）の何れか一つの金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂであって、前記金属層１１ｍの上面を切削して均す工程Ｓ２４をさらに含む。
【0120】
これにより、金属層１１ｍを積層した後、金属層１１ｍの上面を切削して均すことで、その上段側に形成される金属層１１ｍの堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈ、及び内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆが、下段側の金属層１１ｍの上面との間に隙間が生じるのを抑えて良好に形成される。
【0121】
（８）第８の態様の金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂは、（１）から（７）の何れか一つの金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂであって、中心軸２ｃ回りに回転可能に設けられたテーブル２と、前記テーブル２の上方に配置されてアーク溶接を行う溶接ノズル５とを、前記中心軸２ｃ回りに相対回転させることで、前記テーブル２上に前記金属層１１ｍを積層する。
【0122】
これにより、テーブル２と溶接ノズル５とを、テーブル２の中心軸２ｃ回りに相対回転させながら、金属層１１ｍを積層していくことで、テーブル２上に、筒状の造形物１０を容易に形成することができる。
【0123】
（９）第９の態様の造形物１０は、溶接ビード１００からなる前記金属層１１ｍが複数層に積層されてなる造形物１０であって、各層の前記金属層１１ｍは、幅方向Ｄｗに複数列の前記溶接ビード１００が並べて配置され、複数列の前記溶接ビード１００は、幅方向Ｄｗ外側に配置されて前記金属層１１ｍの外形形状をなす前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈと、前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈに対して幅方向Ｄｗ内側に配置された前記内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆと、を備え、前記内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆは、前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈよりも大電流でアーク溶接された大電流凝固ビード１０２Ｈである
造形物１０。
造形物１０。
【0124】
このように、各層の金属層１１ｍにおいて、幅方向Ｄｗ内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆが大電流凝固ビード１０２Ｈとされ、幅方向Ｄｗ堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈが小電流凝固ビード１０１Ｌとされた造形物１０は、上記したような、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、効率良く形成することが可能となる金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂにより形成される。
【0125】
（１０）第１０の態様の造形物１０は、（９）の造形物１０であって、前記堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈのビード断面積よりも前記内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆのビード断面積の方が大きい。
【0126】
これにより、大電流でアーク溶接が行われることで形成された内側ビード１０２Ａ～１０２Ｆは、小電流でアーク溶接が行われることで形成された堰き止めビード１０１Ａ～１０１Ｈよりも、ビード断面積が大きい。このような造形物１０は、上記したような、溶融した金属が被成形面Ｍｆの外部に垂れ落ちるのを抑え、造形物１０を良好な品質で、効率良く形成することが可能となる金属積層造形方法Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂにより形成される。
【符号の説明】
【0127】
１…造形システム
２…テーブル
２ｃ…中心軸
２ｆ…テーブル上面
３…テーブル回転駆動部
４…テーブル傾動部
５…溶接ノズル
６…コントローラー
８…切削工具
１０…造形物
１１…筒状部
１１ａ…筒端
１１ｂ…筒端
１１ｍ…金属層
１２…天面
１２ａ…外側端部
１２ｂ…内側端部
１３…外周面
１４…内周面
５１…電流供給部
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号受信モジュール
７０…信号入力部
７１…回転制御部
７２…傾動制御部
７３…ノズル動作制御部
７４…溶接制御部
１００…溶接ビード
１０１Ａ～１０１Ｈ…堰き止めビード
１０２Ａ～１０２Ｆ…内側ビード
１０１Ｌ…小電流凝固ビード
１０２Ｈ…大電流凝固ビード
１０５…側面溶接ビード
Ｄａ…軸線方向
Ｄｅ…延伸方向
Ｄｈ…水平方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｖ…鉛直方向
Ｄｗ…幅方向
Ｇ１…隙間
Ｇ２…隙間
ＡＨ…第二溶接電流値
ＡＬ…第一溶接電流値
Ｍｅ１…縁部
Ｍｅ２…縁部
Ｍｆ…被成形面
Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ…金属積層造形方法
Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ…金属層を積層する工程
Ｓ３…側面を形成する工程
Ｓ４…造形物を取り出す工程
Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂ…堰き止めビードを形成する工程
Ｓ２１１…第一準備工程
Ｓ２１２…堰き止めビード形成工程
Ｓ２１３…第一ノズル移動工程
Ｓ２１４…堰き止めビード形成工程
Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂ…内側ビードを形成する工程
Ｓ２２１…第二準備工程
Ｓ２２２…外周側内側ビード形成工程
Ｓ２２３…第二ノズル移動工程
Ｓ２２４…内周側内側ビード形成工程
Ｓ２２５…第三準備工程
Ｓ２２６…中間部内側ビード形成工程
Ｓ２３…ノズルを移動する工程
Ｓ２４…上面を切削して均す工程
Ｓ２５…最終積層数を確認する工程
Ｓ３１…第四準備工程
Ｓ３１１…準備工程
Ｓ３１２…堰き止めビード形成工程
Ｓ３１３…テーブル傾動工程
Ｓ３１４…堰き止めビード形成工程
Ｓ３１５…ノズル移動工程
Ｓ３１６…堰き止めビード形成工程
Ｓ３２…外周面溶接ビード形成工程
Ｓ３２１…第一テーブル傾動工程
Ｓ３２２…内周側内側ビード形成工程
Ｓ３２３…第二テーブル傾動工程
Ｓ３２４…外周側内側ビード形成工程
Ｓ３２５…第三テーブル傾動工程
Ｓ３２６…中間部内側ビード形成工程
Ｖ１、Ｖ２…谷部
θ１…第一傾斜角度
θ２…第二傾斜角度
θ３…第三傾斜角度
θ４…第四傾斜角度
θ５…第五傾斜角度
２…テーブル
２ｃ…中心軸
２ｆ…テーブル上面
３…テーブル回転駆動部
４…テーブル傾動部
５…溶接ノズル
６…コントローラー
８…切削工具
１０…造形物
１１…筒状部
１１ａ…筒端
１１ｂ…筒端
１１ｍ…金属層
１２…天面
１２ａ…外側端部
１２ｂ…内側端部
１３…外周面
１４…内周面
５１…電流供給部
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号受信モジュール
７０…信号入力部
７１…回転制御部
７２…傾動制御部
７３…ノズル動作制御部
７４…溶接制御部
１００…溶接ビード
１０１Ａ～１０１Ｈ…堰き止めビード
１０２Ａ～１０２Ｆ…内側ビード
１０１Ｌ…小電流凝固ビード
１０２Ｈ…大電流凝固ビード
１０５…側面溶接ビード
Ｄａ…軸線方向
Ｄｅ…延伸方向
Ｄｈ…水平方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｖ…鉛直方向
Ｄｗ…幅方向
Ｇ１…隙間
Ｇ２…隙間
ＡＨ…第二溶接電流値
ＡＬ…第一溶接電流値
Ｍｅ１…縁部
Ｍｅ２…縁部
Ｍｆ…被成形面
Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ…金属積層造形方法
Ｓ２Ａ、Ｓ２Ｂ…金属層を積層する工程
Ｓ３…側面を形成する工程
Ｓ４…造形物を取り出す工程
Ｓ２１Ａ、Ｓ２１Ｂ…堰き止めビードを形成する工程
Ｓ２１１…第一準備工程
Ｓ２１２…堰き止めビード形成工程
Ｓ２１３…第一ノズル移動工程
Ｓ２１４…堰き止めビード形成工程
Ｓ２２Ａ、Ｓ２２Ｂ…内側ビードを形成する工程
Ｓ２２１…第二準備工程
Ｓ２２２…外周側内側ビード形成工程
Ｓ２２３…第二ノズル移動工程
Ｓ２２４…内周側内側ビード形成工程
Ｓ２２５…第三準備工程
Ｓ２２６…中間部内側ビード形成工程
Ｓ２３…ノズルを移動する工程
Ｓ２４…上面を切削して均す工程
Ｓ２５…最終積層数を確認する工程
Ｓ３１…第四準備工程
Ｓ３１１…準備工程
Ｓ３１２…堰き止めビード形成工程
Ｓ３１３…テーブル傾動工程
Ｓ３１４…堰き止めビード形成工程
Ｓ３１５…ノズル移動工程
Ｓ３１６…堰き止めビード形成工程
Ｓ３２…外周面溶接ビード形成工程
Ｓ３２１…第一テーブル傾動工程
Ｓ３２２…内周側内側ビード形成工程
Ｓ３２３…第二テーブル傾動工程
Ｓ３２４…外周側内側ビード形成工程
Ｓ３２５…第三テーブル傾動工程
Ｓ３２６…中間部内側ビード形成工程
Ｖ１、Ｖ２…谷部
θ１…第一傾斜角度
θ２…第二傾斜角度
θ３…第三傾斜角度
θ４…第四傾斜角度
θ５…第五傾斜角度
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】