复合构件和复合构件的制造方法技术

一种复合构件，其通过具有如下步骤的制造方法制造：使用附加制造模式为定向能量沉积的附加制造技术在由第一材料构成的基础构件(110)的表面附加与第一材料不同的第二材料。通过将基础构件(110)设置于用于进行除去加工的机床的加工区域内来进行所述制造方法。结果，能够获得通过附加制造技术制造的复合构件，其中复合构件处于能够快速加工的状态。

Composite component and method for manufacturing composite member

A kind of composite component, manufacturing method has the following steps: the manufacturing by using additional manufacturing mode for directional energy deposition of additional manufacturing technology based on component is composed of a first material (110) and the first second materials with different material surface. The manufacturing method is carried out by setting the base member (110) in the processing area for the machine tool to be removed. As a result, a composite member manufactured by additional manufacturing techniques can be obtained, wherein the composite member is in a state capable of being rapidly machined.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合构件和复合构件的制造方法
本专利技术涉及被构造成包括不同金属的复合构件以及该复合构件的制造方法。
技术介绍
传统上，已知通过使用金属进行包覆来制造复合构件。日本特开平10-337618号公报(专利文献1)公开了被构造成加工由该包覆获得的复合构件的加工装置。具体地，专利文献1公开了通过加工装置将如下包覆部加工成预定形状：通过在由铝基铸造合金构成的气缸盖(cylinderhead)中的阀座部熔融包覆铜合金粉末而形成的包覆部。此外，作为复合构件的一个示例性制造方法，日本特开昭61-183430号公报(专利文献2)公开了注射成型机用的螺杆的制造方法。具体地，专利文献2公开了注射成型机用的螺杆的制造方法，包括如下步骤：采用包括碳化钨粉末的合金材料粉末混合物填充钢轴的槽；通过将如此填充有合金材料粉末混合物的轴在加压的状态下高温加热来烧结合金材料粉末混合物。此外，附加制造在传统上是已知的。如还在下述非专利文献1中说明的，附加制造是指通过包覆材料基于三维形状的数值表现来产生物体的处理。在很多情况下，通过使层彼此层叠来实施附加制造，附加制造与除去制造相反。应当注意的是，该附加制造的定义规定在作为工业标准用的民间标准制定组织的ASTM国际的ASTMF2792-12a(附加制造技术的标准术语)中。另外，附加制造还称作“3D打印”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-337618号公报专利文献2：日本特开昭61-183430号公报非专利文献非专利文献1：日本专利局，“专利申请技术动向调查报告(财政年度2013)：3D打印”，[在线]，2014年3月，[2014年9月19日检索]，互联网(URL：http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/25_3dprinter.pdf)
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1中的包覆仅仅是在下层构件(即，基底)的表面附加特性不同于基底的材料的技术，而不具有基于三维形状的数值表现产生物体的处理。因此，专利文献1中的包覆不采用附加制造。此外，专利文献1的用作被构造成进行除去加工的机床的加工装置是用于加工通过包覆获得的复合构件的装置，而不具有进行包覆的功能。因此，通过不同于加工装置的装置进行包覆。因此，为了加工通过包覆获得的复合构件，使用者必须移动复合构件并且将复合构件设置于加工装置内的预定位置。在专利文献2的制造方法中，通过不同于附加制造的烧结获得复合构件，因此具有以下缺点。即，槽在其角部(角落部)处可能没有充分地填充合金材料粉末混合物，结果很可能在连接部位形成气泡。不利地，这导致连接部位处连接强度的降低和热传导率的降低。鉴于上述问题做出本申请的专利技术，本申请的专利技术的目的是获得如下复合构件：通过附加制造并且处于能够被快速加工的状态的复合构件。用于解决问题的方案根据本专利技术的复合构件通过包括如下步骤的制造方法制造：使用附加制造方式为定向能量沉积的附加制造技术在由第一材料构成的第一构件的表面附加与所述第一材料不同的第二材料。通过将所述第一构件设置于被构造成进行除去加工的机床的加工区域内来进行所述制造方法。优选地，所述制造方法还包括去除由附加的所述第二材料构成的第二构件的一部分的步骤。优选地，所述制造方法还包括使用所述附加制造技术制造用于覆盖所述去除之后的第二构件的第三构件的步骤。优选地，所述制造方法还包括通过使用所述机床切削工件以制造所述第一构件的步骤。优选地，在附加所述第二材料的步骤中，所述第二材料被附加到所述工件的切削部。优选地，所述制造方法还包括通过所述附加制造技术来制造所述第一构件的步骤。优选地，所述定向能量沉积采用激光或电子束。所述机床能够改变设置于所述加工区域的所述第一构件的姿势。所述制造方法控制所述第一构件的姿势，使得所述激光或所述电子束相对于在所述第一构件的表面中的第一区域的照射角度在所述第一区域中成为第一角度。所述制造方法控制所述第一构件的姿势，使得所述激光或所述电子束相对于在所述第一构件的表面中的第二区域的照射角度在所述第二区域中成为第二角度。优选地，所述第二材料具有比所述第一材料的热传导率高的热传导率。优选地，所述第二材料具有比所述第一材料的强度大的强度。根据本专利技术的另一个方面，复合构件的制造方法包括如下步骤：使用附加制造方式为定向能量沉积的附加制造技术在由第一材料构成的构件的表面附加与所述第一材料不同的第二材料。通过将所述第一构件设置于被构造成进行除去加工的机床的加工区域内来进行所述步骤。专利技术的效果根据本专利技术，快速地获得了如下复合构件：通过附加制造并且处于能够被快速加工的状态的复合构件。附图说明图1是用于图示制造复合构件用的机床1的外观和内部结构的示意图。图2示出附加制造装置30安装到主轴14的状态。图3示出刀具保持件40安装到主轴14的状态。图4图示通过附加制造装置30进行附加制造的原理。图5图示通过切削工件100获得基础构件的处理。图6示出通过切削工件100制造的基础构件110的外观。图7示出对基础构件110进行附加制造的状态。图8示出通过对基础构件110进行附加制造而获得的中间体200的外观。图9示出在对中间体200的表面进行加工之后中间体200的外观。图10示出对中间体200进行附加制造的状态。图11示出对已通过表面加工处理的中间体200进行附加制造而获得的完成品300的外观。图12示出机床1的硬件构造的概况。图13是示出制造完成品300的处理流程的流程图。图14图示对于施加金属粉末的每个区域在进行附加制造时改变施加金属粉末的方向的构造。具体实施方式参照附图，以下说明根据本专利技术的实施方式的复合构件和被构造成制造该复合构件的机床。在以下说明中，赋予相同的部件相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。因此，不再对它们进行重复地详细说明。此外，在以下说明中，具有附加制造(即，3D打印)的功能的5轴加工机将被图示为上述机床的一个示例。然而，机床不限于5轴加工机。机床可以是具有附加制造功能的任何除去加工机(subtractivemachine)(例如，4轴加工机)。此外，在以下说明中，假设定向能量沉积被用作附加制造中的附加制造方式。<A.机床的概况>图1是图示用于制造复合构件用的机床1的外观和内部结构的示意图。参照图1，机床1包括操作系统11、防护板(splashguard)12、主轴头13、主轴14、转动装置18、门19和台装置20。台装置20具有转动台16和被构造成转动地支撑转动台16的支座17。台装置20安装到转动装置18。具体地，支座17固定到转动装置18的中央部。操作系统11是用作传统操作盘的数控设备。操作系统11通过执行使用者设计的程序等控制机床1的整体动作。例如，操作系统11控制主轴头13、主轴14、转动装置18、门19、台装置20和稍后说明的附加制造装置30的动作。应当注意的是，操作系统11是众所周知的系统，因此在此不再详细说明。主轴头13安装到横轨(未示出)。主轴头13被设置成沿箭头901表示的轴向(X轴方向)和箭头902表示的轴向(Y轴方向)可滑动地移动。主轴14安装到主轴头13。主轴14被设置成沿箭头903表示的轴向(Z轴方向)可滑动地移动。主轴14具有设置有如下结构的顶端：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合构件，其通过包括如下步骤的制造方法制造：使用附加制造方式为定向能量沉积的附加制造技术在由第一材料构成的第一构件的表面附加与所述第一材料不同的第二材料，通过将所述第一构件设置于被构造成进行除去加工的机床的加工区域内来进行所述制造方法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.21 JP 2014-2146851.一种复合构件，其通过包括如下步骤的制造方法制造：使用附加制造方式为定向能量沉积的附加制造技术在由第一材料构成的第一构件的表面附加与所述第一材料不同的第二材料，通过将所述第一构件设置于被构造成进行除去加工的机床的加工区域内来进行所述制造方法。2.根据权利要求1所述的复合构件，其特征在于，所述制造方法还包括去除由附加的所述第二材料构成的第二构件的一部分的步骤。3.根据权利要求2所述的复合构件，其特征在于，所述制造方法还包括使用所述附加制造技术制造用于覆盖所述去除之后的第二构件的第三构件的步骤。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合构件，其特征在于，所述制造方法还包括通过使用所述机床切削工件以制造所述第一构件的步骤。5.根据权利要求4所述的复合构件，其特征在于，在附加所述第二材料的步骤中，所述第二材料被附加到所述工件的切削部。6.根据权利要求1至3中任一项所述的复合构件，其特征在于，所述制造方法还包括通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾雌真和，
申请(专利权)人：先进制造系统研究有限责任公司，德马吉森精机株式会社，
类型：发明
国别省市：美国,US