层叠造型物的制造方法以及层叠造型物技术

本发明专利技术提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下高效地形成熔敷焊道从而造型层叠造型物的层叠造型物的制造方法以及层叠造型物。在基部层叠使填充材料熔融以及凝固而成的多条熔敷焊道从而造型造型物的层叠造型物的制造方法中，包括在基部形成支承焊道的支承焊道形成工序、以及使熔敷焊道层叠于支承焊道的层叠工序。在支承焊道形成工序中，在以相对于铅垂方向倾斜的方式成形所述支承焊道的情况下，将支承焊道的高度H与宽度W之比H/W设为0.35以上。为0.35以上。为0.35以上。

【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以及层叠造型物


[0001]本专利技术涉及层叠造型物的制造方法以及层叠造型物。

技术介绍

[0002]近年来，作为生产单元的3D打印机的需求提高，特别是，关于对金属材料的应用，在飞机行业等中，面向实用化进行了研究开发。在使用了金属材料的3D打印机中，使用激光、电弧等热源而使金属粉体、金属丝熔融，并使熔融金属层叠从而造型造型物。
[0003]作为这样的造型造型物的技术，已知有在焊炬扫描工序中，使焊炬沿着水平面或者倾斜面扫描而进行堆焊从而制造三维形状物的技术(例如，参照专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2003
‑
266174号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]然而，在将熔敷焊道形成于基板或下层的熔敷焊道的基部的情况下，若该基部为铅垂面或倾斜面，则有可能产生由重力的影响导致的下垂。另外，若为了不使熔敷焊道下垂而加快焊炬的移动速度，则有可能产生熔敷焊道中断的凹凸不平。因此，需要不受形成熔敷焊道的基部的状态影响、且没有下垂、凹凸不平等不良状况而顺畅地形成熔敷焊道从而制造造型物的技术。
[0009]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下高效地形成熔敷焊道从而造型层叠造型物的层叠造型物的制造方法以及层叠造型物。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]本专利技术由下述结构构成。
[0012](1)一种层叠造型物的制造方法，其是在基部层叠使填充材料熔融以及凝固而成的多条熔敷焊道从而造型造型物的层叠造型物的制造方法，其中，
[0013]所述层叠造型物的制造方法包括：
[0014]支承焊道形成工序，其在所述基部形成支承焊道；以及
[0015]层叠工序，其使熔敷焊道层叠于所述支承焊道，
[0016]在所述支承焊道形成工序中，在以相对于铅垂方向倾斜的方式形成所述支承焊道的情况下，将所述支承焊道的高度H与宽度W之比H/W设为0.35以上。
[0017](2)一种层叠造型物，其是在基部层叠使填充材料熔融以及凝固而成的多条熔敷焊道而得到的层叠造型物，其中，
[0018]所述层叠造型物具有：
[0019]支承焊道，其形成于所述基部；以及
[0020]熔敷焊道，其层叠于所述支承焊道，
[0021]在所述支承焊道中，具有伸出部的悬伸形状的部分的高度H与宽度W之比H/W为0.35以上。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下高效地形成熔敷焊道从而造型层叠造型物。
附图说明
[0024]图1是在层叠造型物的制造中使用的制造系统的结构图。
[0025]图2A是示出层叠造型物的制造步骤的制造中途的层叠造型物的概要侧视图。
[0026]图2B是示出层叠造型物的制造步骤的制造中途的层叠造型物的概要侧视图。
[0027]图2C是示出层叠造型物的制造步骤的制造中途的层叠造型物的概要侧视图。
[0028]图2D是示出层叠造型物的制造步骤的制造中途的层叠造型物的概要侧视图。
[0029]图3是示出形成于基部的支承焊道的状态的概要侧视图。
[0030]图4A是示出层叠造型物的制造步骤的一例的制造中途的层叠造型物的立体图。
[0031]图4B是示出层叠造型物的制造步骤的一例的制造中途的层叠造型物的立体图。
[0032]图4C是示出层叠造型物的制造步骤的一例的制造中途的层叠造型物的立体图。
[0033]图4D是示出层叠造型物的制造步骤的一例的制造中途的层叠造型物的立体图。
[0034]图5是示出层叠造型物的制造步骤的另一例的制造中途的层叠造型物的立体图。
[0035]图6A是示出试验例1中的熔敷焊道的形成状态的立体图。
[0036]图6B是示出试验例5中的熔敷焊道的形成状态的立体图。
[0037]图7是示出熔敷截面积相对于熔敷焊道的高度与宽度之比的关系的曲线图。
具体实施方式
[0038]以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。
[0039]图1是制造本专利技术的层叠造型物的制造系统的示意性的概要结构图。
[0040]本结构的制造系统100具备层叠造型装置11、以及统一控制层叠造型装置11的控制器16。
[0041]层叠造型装置11具有在前端轴具有焊炬17的焊接机器人19、以及向焊炬17供给填充材料(焊丝)M的填充材料供给部21。
[0042]控制器16具有CAD/CAM部31、轨道运算部33、存储部35、以及它们所连接的控制部37。
[0043]焊接机器人19是多关节机器人，且在设置于前端轴的焊炬17以能够连续供给的方式支承有填充材料M。焊炬17的位置、姿势在机械臂的自由度的范围内能够三维地任意设定。
[0044]焊炬17具有未图示的保护喷嘴，并从保护喷嘴供给保护气体。作为在本结构中使用的电弧焊接法，可以是覆盖电弧焊接或二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、TIG焊接或等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一个，根据制作的层叠造型物来适当选定。
[0045]例如，在消耗电极式的情况下，在保护喷嘴的内部配置有导电嘴，供给熔融电流的
填充材料M保持于导电嘴。焊炬17一边保持填充材料M，一边在保护气体环境下从填充材料M的前端产生电弧。填充材料M通过安装于机械臂等的未图示的抽出机构，而从填充材料供给部21向焊炬17进给。并且，若一边移动焊炬17一边使连续供给的填充材料M熔融以及凝固，则在基座板10上形成作为填充材料M的熔融凝固体的线状的熔敷焊道B。
[0046]需要说明的是，作为使填充材料M熔融的热源，并不限于上述的电弧。例如，还可以采用基于将电弧和激光并用的加热方式、使用等离子的加热方式、使用电子束或激光的加热方式等其他方式的热源。在通过电子束、激光加热的情况下，能够更精细地控制加热量，且能够更适当地维持熔敷焊道的状态，从而有助于层叠造型物的进一步的品质提升。
[0047]CAD/CAM部31在创建了要制作的层叠造型物的形状数据之后，将该形状数据分割为多个层并生成表示各层的形状的层形状数据。轨道运算部33基于所生成的层形状数据求出焊炬17的移动轨迹。存储部35存储所生成的层形状数据、焊炬17的移动轨迹等数据。
[0048]控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。
[0049]控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。也就是说，焊接机器人19根据来自控制器16的指令，并基于在轨道运算部33生成的焊炬17的移动轨迹，一边使填充材料M被电弧熔融一边移动焊炬17。需要说明的是，在图1中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种层叠造型物的制造方法，其是在基部层叠使填充材料熔融以及凝固而成的多条熔敷焊道从而造型造型物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包括：支承焊道形成工序，其在所述基部形成支承焊道；以及层叠工序，其使熔敷焊道层叠于所述支承焊道，在所述支承焊道形成工序中，在以相对于铅垂方向倾斜的方式形成所述支承焊道的情况下，将所述支承焊道的高度H与宽度W之比H/W设为0.35以上。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包括以在一方向上连结的方式层叠所述支承焊道从而造型支承层的支承层造型工序，在所述层叠工序中，在所述支承层上形成宽度比所述支承焊道宽的熔敷焊道。3.根据权利要求2所述的层叠造型物的制造方法，其中，将通过所述支承层造型工序造型出的支承层设为形成空洞部的壁部。4.根据权利要求2或3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包括通过一边改变延伸方向一边层叠熔敷焊道而形成折曲或弯曲的外框部的工序，相对于所述外框部分别确定所述支承焊道的始端以及末端而在所述外框部的内侧层叠所述支承焊道，从而形成所述支承层。5.根据权利要求2或3所述的层叠造型物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄硕，佐藤伸志，飞田正俊，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：