层叠造型物的制造方法及制造系统技术方案

本发明专利技术涉及一种层叠造型物的制造方法，在该制造方法中，对上一层的熔融焊缝(61)进行造型，并通过温度传感器(30)对该熔融焊缝(61)的温度进行监视。下一层的熔融焊缝的造型在上一层的熔融焊缝(61)的温度成为容许的道次间温度以下时开始。由此，能够在确保造型精度的同时，以最佳的造型时间进行稳定的造型。

Manufacturing method and system of laminated molding

The invention relates to a manufacturing method of a laminated molding material, in which a molten weld (61) of a previous layer is molded and the temperature of the molten weld (61) is monitored by a temperature sensor (30). The molding of the next layer of fusion weld starts when the temperature of the previous layer of fusion weld (61) becomes below the allowable inter pass temperature. Thus, it can ensure the accuracy of the modeling, at the same time, it can make stable modeling with the best modeling time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠造型物的制造方法及制造系统
本专利技术涉及层叠造型物的制造方法及制造系统，更详细而言，涉及使用电弧对焊料进行熔融及固化来进行层叠造型的层叠造型物的制造方法及制造系统。
技术介绍
近年来，作为生产单元的3D打印机的需求不断高涨，特别是对向金属材料的应用，在飞机行业等中面向实用化进行了研究开发。使用了金属材料的3D打印机使用激光、电弧等热源，使金属粉末、金属焊丝熔融，使熔融金属层叠而成型造型物。以往，作为层叠熔融金属来对造型物进行造型的技术，已知有使用焊接焊缝来制造模具的技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中记载了一种模具的制造方法，包括：生成表现模具的形状的形状数据的工序；基于所生成的形状数据，将模具分割成沿着等高线的层叠体的工序；以及基于得到的层叠体的形状数据，制作供给焊料的焊炬的移动路径的工序。另外，以往，作为由焊接进行的配管彼此的接合方法，已知有如下多层焊接方法，即，为了提高焊接效率，使电弧停止的焊炬移动到不超过对于由上一层的焊接道次形成的焊接焊缝的道次间温度的限制的最短距离的位置，来焊接下一层(例如，参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3784539号公报专利文献2：日本特开2016－22480号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，使用电弧的层叠造型方法与激光相比，由于输入热量多，造型效率(每单位时间的隆起量)也高，因此冷却速度变慢。如图6A所示，在使用焊炬101层叠N层的焊接焊缝102而成形层叠造型物100时，在对第N层的焊接焊缝104进行造型时，如果第N－1层的焊接焊缝103的温度保持较高，则产生第N层的焊缝104扁平化(参照图6B)、或垂落(参照图6C)等问题，造型变得不稳定。另一方面，如果延长造型时间，则虽然没有焊缝104的扁平化、垂落的问题，但存在造型生产率降低的问题，为了提高生产率，需要缩短每一层的层叠时间。在专利文献1的制造方法中，未考虑上述问题。专利文献2不是与层叠造型相关的技术，另外，对于由上一层的焊接道次形成的焊接焊缝，从不超过道次间温度的限制的最短距离的位置起进行下一层的焊接道次，因此无法应对使端部位置一致而进行的层叠造型。本专利技术是鉴于前述课题而完成的，其目的在于提供能够在确保造型精度的同时，进行稳定的造型的层叠造型物的制造方法及制造系统。用于解决课题的方案本专利技术的上述目的通过下述结构来实现。(1)一种层叠造型物的制造方法，其使用电弧对焊料进行熔融及固化，层叠形成多层熔融焊缝而制作造型物，其中，所述层叠造型物的制造方法包括：对上一层的所述熔融焊缝进行造型的造型工序；以及对所述上一层的所述熔融焊缝的温度进行监视的工序，下一层的所述熔融焊缝的造型在所述上一层的熔融焊缝的温度成为容许的道次间温度以下时开始。(2)根据(1)所述的层叠造型物的制造方法，其中，所述层叠造型物的制造方法还包括对所述上一层的熔融焊缝的温度从造型开始时刻的温度起冷却至容许的道次间温度为止的冷却时间进行测量的工序，所述熔融焊缝的每一层的造型时间被设定为所述冷却时间以上。(3)根据(2)所述的层叠造型物的制造方法，其中，所述熔融焊缝的每一层的造型时间被设定为所述冷却时间。(4)一种层叠造型物的制造方法，其使用电弧对焊料进行熔融及固化，层叠形成多层熔融焊缝而制作造型物的层叠造型物的制造方法，所述层叠造型物的制造方法包括：对所述熔融焊缝进行造型的工序；对所述熔融焊缝的温度进行监视的工序；以及对所述熔融焊缝的温度从造型开始时刻的温度起到冷却至容许的道次间温度为止的冷却时间进行测量的工序，对所述熔融焊缝进行造型时的焊炬的根数被设定为以所述熔融焊缝的每一层的造型时间除以所述冷却时间而得到的商的整数值。(5)根据(2)至(4)中任一项所述的层叠造型物的制造方法，其中，使所述造型工序中的输入热量在所述熔融焊缝的每单位长度上为固定，并且通过变更所述造型工序中的电流、电压、及焊接速度中的至少一者来调整所述熔融焊缝的每一层的造型时间。(6)根据(2)至(4)中任一项所述的层叠造型物的制造方法，其中以所述造型工序中的所述熔融焊缝的截面积为固定的方式，通过变更所述造型工序中的电流、电压、及焊接速度中的至少一者来调整所述熔融焊缝的每一层的造型时间。(7)一种层叠造型物的制造系统，其层叠形成多层熔融焊缝而制作造型物，其中，所述层叠造型物的制造系统包括：层叠装置，其基于将所述造型物分割成相互平行的多个层的、表示各所述层的形状的层形状数据，使用电弧对焊料进行熔融及固化，从而层叠形成多层所述熔融焊缝；温度传感器，其在每次形成所述熔融焊缝时对所述熔融焊缝的温度进行测定；以及控制装置，其以下一层的所述熔融焊缝的造型在上一层的所述熔融焊缝的温度成为容许的道次间温度以下时开始的方式对所述层叠装置进行控制。专利技术效果根据本专利技术的层叠造型物的制造方法及制造系统，对上一层的熔融焊缝进行造型，并且通过温度传感器对上一层的熔融焊缝的温度进行监视。而且，下一层的熔融焊缝的造型在上一层的熔融焊缝的温度成为容许的道次间温度以下时开始。由此，能够在确保造型精度的同时，实现由稳定的电弧进行的层叠造型。另外，根据本专利技术的层叠造型物的制造方法，对熔融焊缝进行造型，通过温度传感器对熔融焊缝的温度进行监视，并且测量熔融焊缝的温度从造型开始时刻的温度起到冷却至容许的道次间温度为止的冷却时间。而且，将对熔融焊缝进行造型时的焊炬的根数设定为以熔融焊缝的每一层的造型时间除以冷却时间而得到的商的整数值。由此，能够高效地成形层叠造型物。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的层叠造型物的制造系统的结构的示意图。图2是表示由图1所示的层叠造型物的制造系统制作的圆筒形的层叠造型物的立体图。图3是表示熔融焊缝的层叠时间间隔与单位层叠高度及顶层的饱和温度的关系的曲线图。图4是表示由层叠造型物的制造系统制作的“コ”字形的层叠造型物的立体图。图5是表示本专利技术的第二实施方式的层叠造型物的制造系统的结构的示意图。图6A是表示利用多层(N层)的熔融焊缝成形层叠造型物的状态的侧视图。图6B是表示通过在上一层的熔融焊缝的温度高的状态下层叠熔融焊缝而使熔融焊缝扁平化的情况的示意图。图6C是表示通过在上一层的熔融焊缝的温度高的状态下层叠熔融焊缝而在熔融焊缝上产生垂落的情况的示意图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的各实施方式的层叠造型物的制造方法及制造系统进行详细说明。需要说明的是，以下的实施方式是将本专利技术具体化的一例，并不限定于本专利技术的技术范围。(第一实施方式)如图1所示，本实施方式的层叠造型物的制造系统10具备焊接机器人20、温度传感器30、控制装置50、CAD/CAM装置51、轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层叠造型物的制造方法，其使用电弧对焊料进行熔融及固化，层叠形成多层熔融焊缝而制成造型物，其中，/n所述层叠造型物的制造方法包括：/n对上一层的所述熔融焊缝进行造型的造型工序；以及/n对所述上一层的所述熔融焊缝的温度进行监视的工序，/n下一层的所述熔融焊缝的造型在所述上一层的熔融焊缝的温度成为容许的道次间温度以下时开始。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 JP 2017-0610631.一种层叠造型物的制造方法，其使用电弧对焊料进行熔融及固化，层叠形成多层熔融焊缝而制成造型物，其中，
所述层叠造型物的制造方法包括：
对上一层的所述熔融焊缝进行造型的造型工序；以及
对所述上一层的所述熔融焊缝的温度进行监视的工序，
下一层的所述熔融焊缝的造型在所述上一层的熔融焊缝的温度成为容许的道次间温度以下时开始。


2.根据权利要求1所述的层叠造型物的制造方法，其中，
所述层叠造型物的制造方法还包括对所述上一层的熔融焊缝的温度从造型开始时刻的温度起到冷却至容许的道次间温度为止的冷却时间进行测量的工序，
所述熔融焊缝的每一层的造型时间被设定为所述冷却时间以上。


3.根据权利要求2所述的层叠造型物的制造方法，其中，
所述熔融焊缝的每一层的造型时间被设定为所述冷却时间。


4.一种层叠造型物的制造方法，其使用电弧对焊料进行熔融及固化，层叠形成多层熔融焊缝而制成造型物，其中，
所述层叠造型物的制造方法包括：
对所述熔融焊缝进行造型的工序；
对所述熔融焊缝的温度进行监视的工序；以及
对所述熔融焊缝的温度从造型开始时刻的温度起到冷却至容许的...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤伸志，山田岳史，山崎雄干，冲田圭介，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP