CN111805057B - 金属层叠造型方法 - Google Patents

Abstract

金属层叠造型方法通过依次层叠多个金属层(11m)来造型具有主面(12)、以及外周面(13)的立体的造型物(10)。金属层叠造型方法包括金属层形成工序，在金属层形成工序中，在工作台(2)上将通过电弧焊接形成的多个焊道(100)以在水平方向上排列的方式形成，从而形成金属层(11m)，所述金属层形成工序包括第一端部焊道形成工序，在第一端部焊道形成工序中，将工作台(2)倾斜，以使被形成面(2f)朝向第一倾斜方向，以与在多个中央焊道(100c)中的位于最靠端部并且位于铅垂方向(Dv)的上方的中央焊道(100c)重叠的方式形成第一端部焊道(100a)。

Description

金属层叠造型方法

技术领域

本发明涉及金属层叠造型方法。

本申请对2019年4月11日在日本申请的日本特愿2019-075571号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

作为3D打印(立体造型)技术之一，层叠造型金属的技术正在开发、实用化。作为该种金属层叠造型法，开发了一种利用通过电弧放电而熔融的金属来层叠金属层由此形成造型物的熔融金属层叠法。金属层通过以下方式形成：利用通过电弧放电而熔融的金属来形成焊道并排列多个该焊道。

在以熔融金属层叠法形成造型物时，有时融化的金属垂落。其结果是，由于垂落的金属，而在造型物的表面形成较大的凹凸，从而损害表面的品质。于是，为了去除由垂落而固化的熔融金属引起的凹凸，有时进行精加工来修整造型物的表面，但这花费工夫。

与此相对，例如，在专利文献1中，公开了如下方法：监视层叠的前一层的焊道的温度，在焊道的温度为规定温度以下时开始下一层的焊道的层叠。根据这样的方法，可抑制前一层的焊道垂落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-162500号公报

然而，在专利文献1所公开的方法中，需要监视焊道的温度的温度传感器等且不能进行下一层的焊道的层叠直到焊道为规定温度以下为止。其结果是，有时会在造型物的形成中耗费时间。

发明内容

发明要解决的课题

本发明提供能够在更短时间内形成良好的品质的造型物的金属层叠造型方法。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的金属层叠造型方法通过依次层叠多个金属层来造型具有主面、以及从所述主面的端部向与所述主面交叉的方向扩展的侧面的立体的造型物，其中，所述金属层叠造型方法包括金属层形成工序，在所述金属层形成工序中，在具有供所述金属层形成的被形成面的工作台上，将通过电弧焊接形成的多个焊道以在水平方向上排列的方式形成，从而形成所述金属层，所述金属层形成工序包括：中央部焊道形成工序，在中央部焊道形成工序中，以所述被形成面朝向铅垂方向的上方的方式使所述工作台成为水平的状态，并将多个所述焊道以在所述被形成面的扩展方向上重叠的方式形成；以及第一端部焊道形成工序，在第一端部焊道形成工序中，将所述工作台倾斜，以使所述被形成面朝向与所述铅垂方向交叉的第一倾斜方向，以与由所述中央部焊道形成工序形成的多个所述焊道中的位于最靠端部并且位于所述铅垂方向的上方的所述焊道重叠的方式形成第一端部焊道。

通过设为这样的结构，在形成第一端部焊道的时间点，第一端部焊道位于比多个焊道靠上方的位置。形成的瞬间的第一端部焊道由于成为熔融状态而在重力的作用下朝向多个焊道流动。换句话说，第一端部焊道不会向没有形成多个焊道的一侧流动。其结果是，能够防止造型物的侧面由于下垂的焊道而成为具有较大的凸凹的形状的情况。因此，即使不切削造型物的侧面，也能够得到凹凸较少的良好的造型物。并且，无需等待焊道下降到规定温度，因此能够缩短造型时间。

另外，在本发明的第二方案的金属层叠造型方法中，在第一方案的基础上，也可以是，所述金属层形成工序具有第二端部焊道形成工序，在所述第二端部焊道形成工序中，以与由所述中央部焊道形成工序形成的多个所述焊道中的位于形成所述第一端部焊道一侧的相反侧的端部的所述焊道重叠的方式形成第二端部焊道，在所述第二端部焊道形成工序中，以所述第二端部焊道位于比多个所述焊道靠所述铅垂方向的上方的方式使所述工作台倾斜。

通过设为这样的结构，在形成第二端部焊道的时间点，第二端部焊道位于比多个焊道靠上方的位置。形成的瞬间的第二端部焊道由于成为熔融状态而在重力的作用下朝向多个焊道流动。然而，熔融状态的第二端部焊道被多个焊道阻挡，不能进一步向下方流动。由此，即使不切削朝向与侧面相反一侧的面，也能够得到凹凸较少的良好的造型物。因此，能够不进行追加加工等而使与造型物的主面交叉的不同的两面的品质提升。

另外，在本发明的第三方案的金属层叠造型方法中，在第一方案或第二方案的基础上，也可以是，多次执行所述金属层形成工序，以使所述焊道层叠于形成的所述金属层上。

通过设为这样的结构，依次层叠具有第一端部焊道的金属层。其结果是，能够不进行追加加工等而提高造型物的品质，并且缩短或不需要侧面的切削加工时间。

另外，在本发明的第四方案的金属层叠造型方法中，在第三方案的基础上，也可以是，所述金属层叠造型方法还包括侧面形成工序，所述侧面形成工序在多次执行所述金属层形成工序后实施，将所述工作台倾斜，以使所述第一端部焊道配置于上方，在多个第一端部焊道上形成多个焊道，从而形成所述侧面。

通过设为这样的结构，以重叠于多个第一端部焊道上的方式形成焊道。由此，即使在排列的第一端部焊道的表面稍微存在凹凸等，也可通过新形成的焊道来填充该凹凸等。其结果是，形成平坦的侧面。因此，能够进一步提高侧面的加工品质，并且缩短或不需要侧面的切削加工时间。

另外，在本发明的第五方案的金属层叠造型方法中，在第一方案至第四方案中的任一方案的基础上，也可以是，所述造型物具有在轴线方向上延伸的筒状部，所述主面是在所述筒状部的所述轴线方向的至少一方的端部以与所述轴线方向交叉的方式扩展的面，所述侧面是所述筒状部的外周面以及内周面的至少一方。

通过设为这样的结构，使工作台倾斜而形成第一端部焊道。其结果是，能够不进行追加加工而形成品质较高的造型物。

发明效果

根据本发明，能够抑制设备成本的上升，并且抑制造型时间的长期化，从而形成良好的品质的造型物。

附图说明

图1是示出用于以本发明的实施方式的金属层叠造型方法来形成造型物的造型***的结构的示意图。

图2是示出上述金属层叠造型方法的流程的流程图。

图3是示出在上述金属层叠造型方法中在水平的状态下一边使工作台旋转一边形成多个焊道的状态的图。

图4是示出在上述金属层叠造型方法中使工作台倾斜、并在径向外侧的端部形成焊道的状态的图。

图5是示出在上述金属层叠造型方法中以铅垂方向为基准使工作台向与图4相反一侧倾斜、并在径向的内侧的端部形成焊道的状态的图。

图6是示出在上述金属层叠造型方法中在形成了一层的金属层后使喷嘴在轴线方向上移动了的状态的图。

图7是示出在上述金属层叠造型方法中在层叠有规定数的金属层的状态下切削金属层的上表面的状态的图。

图8是示出在上述金属层叠造型方法中通过焊道来形成造型物的外周面的状态的图。

附图标记说明：

1造型***

2工作台

2c中心轴

2f被形成面

3工作台旋转驱动部

4工作台侧倾部

5焊接喷嘴

6控制器

8切削工具

10造型物

11筒状部

11a筒端

11b筒端

11m金属层

12主面

12a外侧端部

12b内侧端部

13外周面(侧面)

14内周面(侧面)

100焊道

100a第一端部焊道

100b第二端部焊道

100c中央焊道

100d外周面焊道

Da轴线方向

Dr径向

Dv铅垂方向

S1金属层叠造型方法

S2金属层形成工序

S3侧面形成工序

S4造型物取出工序

S21中央部焊道形成工序

S22第一工作台倾斜工序

S23外周侧焊道形成工序(第一端部焊道形成工序)

S24第二工作台倾斜工序

S25内周侧焊道形成工序(第二端部焊道形成工序)

S26喷嘴移动工序

S27层叠数确认工序

S28表面切削工序

S29最终层叠数确认工序

S30第三工作台倾斜工序

S31外周面焊道形成工序(侧面形成工序)。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的金属层叠造型方法的方式进行说明。但是，本发明并不仅限定于这些实施方式。

图1是示出用于以本发明的实施方式的金属层叠造型方法来形成造型物的造型***的结构的示意图。如图1所示，本实施方式的造型***1具备工作台2、工作台旋转驱动部3、工作台侧倾部4、焊接喷嘴5、以及控制器6。造型***1由能够进行所谓的NC(数字控制)加工的加工中心等构成。

工作台2具有朝向铅垂方向Dv的上方的被形成面2f。被形成面2f是以工作台2的中心轴2c为中心而向与中心轴2c正交的方向扩展的平面。在被形成面2f上依次层叠有形成造型物10的金属层11m。工作台2能够绕中心轴2c旋转。工作台2能够以中心轴2c相对于铅垂方向以规定的角度倾斜的方式侧倾。在工作台2上，中心轴2c沿铅垂方向Dv延伸，被形成面2f朝向铅垂方向Dv的上方的状态为水平的状态。

工作台旋转驱动部3使工作台2绕中心轴2c旋转。工作台侧倾部4使工作台2侧倾。工作台侧倾部4使工作台2以被形成面2f从水平的状态朝向与铅垂方向Dv交叉的方向的方式倾斜。

焊接喷嘴5通过在保护气体(非活性气体)中产生的电弧而使焊丝熔融的电弧焊接，来形成焊道100。焊接喷嘴5能够与工作台2相对移动。焊接喷嘴5例如安装于能够与工作台2相对移动的多轴臂(未图示)。

控制器6控制造型***1的各部分。控制器6控制由工作台旋转驱动部3进行的工作台2的旋转动作、由工作台侧倾部4进行的工作台2的侧倾动作。另外，控制器6控制焊接喷嘴5的位置、由焊接喷嘴5形成焊道100时的条件(所谓的焊接条件)。

作为由控制器6控制的焊接条件，例如有向用于溶化焊丝的热源供给的焊接电流、电弧电压、焊接速度、调整焊道100的宽度、形状的摆动条件、脉冲电流、焊丝(母材)的预热温度、道次间温度、造型中的造型物10的表面粗糙度、焊丝的进给速度、焊丝直径、焊接电弧相对于已经形成的焊道100的瞄准位置、焊丝的突出长度、保护气体的组成、流量等。控制器6控制上述那样的条件中的至少一个。

由这样的造型***1形成的造型物10形成于工作台2上。本实施方式的造型物10具有呈圆筒状的筒状部11。作为具有筒状部11的造型物10，例如可举出形成涡轮、压缩机等旋转机械的壳体中的吸入口、排出口的喷嘴。筒状部11在使其轴线与中心轴2c一致的状态下形成于工作台2上。筒状部11在轴线的延伸的轴线方向Da上延伸。本实施方式的轴线方向Da为工作台2呈水平的状态的情况下的铅垂方向Dv。筒状部11的外径尺寸从轴线方向Da的一侧(第一侧)的筒端11a趋向另一侧(第二侧)的筒端11b而逐渐变大。筒状部11具有主面12、外周面(侧面)13、以及内周面(侧面)14。

主面12在筒状部11中形成于轴线方向Da的端部。主面12与轴线方向Da正交而形成。主面12是在工作台2上的筒状部11中，在朝向轴线方向Da的面中的不与被形成面2f接触的一侧的面。本实施方式的主面12是在从轴线方向Da观察时呈圆环状的平面。

外周面13在从与中心轴2c正交的方向观察时从主面12的径向Dr的最外侧的外侧端部12a向与主面12交叉的方向扩展。本实施方式的外周面13是弯曲的面。本实施方式的径向Dr是以筒状部11的轴线为中心而扩展的方向，是工作台2为水平的状态的情况下的水平方向Dh。内周面14在从与中心轴2c正交的方向观察时从主面12的径向Dr的最内侧的内侧端部12b向与主面12交叉的方向扩展。本实施方式的内周面14相对于外周面13以接***行的角度扩展。本实施方式的内周面14为弯曲的面。

接下来，对使用上述造型***1而进行的金属层叠造型方法S1进行说明。图2是示出上述金属层叠造型方法的流程的流程图。如图2所示，金属层叠造型方法S1通过将多个金属层依次层叠，而造型立体的造型物。本实施方式的金属层叠造型方法S1具有金属层形成工序S2、侧面形成工序S3、以及造型物取出工序S4。

在金属层形成工序S2中，将通过电弧焊接形成的多个焊道100以在水平方向Dh上排列的方式形成而形成金属层11m。执行多次金属层形成工序S2。通过重复执行金属层形成工序S2，而在已经形成的金属层11m上进一步层叠焊道100。由此，在被形成面2f上层叠多个金属层11m。本实施方式的金属层形成工序S2具有中央部焊道形成工序S21、第一工作台倾斜工序S22、外周侧焊道形成工序(第一端部焊道形成工序)S23、第二工作台倾斜工序S24、内周侧焊道形成工序(第二端部焊道形成工序)S25、喷嘴移动工序S26、层叠数确认工序S27、表面切削工序S28、以及最终层叠数确认工序S29。

如图3所示，在中央部焊道形成工序S21中，针对绕中心轴2c旋转的工作台2，通过焊接喷嘴5而形成焊道100。在中央部焊道形成工序S21中，工作台2维持水平的状态，以使被形成面2f继续朝向铅垂方向Dv的上方。在中央部焊道形成工序S21中，工作台2通过工作台旋转驱动部3(参照图1)而以规定的旋转速度绕中心轴2c旋转。通过一边使工作台2旋转一边形成焊道100，焊道100绕中心轴2c而连续形成为圆形。在中央部焊道形成工序S21中，在到达以中心轴2c为中心的周向上的焊道100的端部时，焊接喷嘴5向与中心轴2c正交的径向Dr移动。其结果是，在与中心轴2c正交的方向上以多列的方式排列形成有焊道100。由此，沿着被形成面2f以在被形成面2f的扩展方向即水平方向Dh上重叠的方式形成多个中央焊道100c。上述多列中央焊道100c在从与中心轴2c正交的方向观察时形成一个金属层11m的径向Dr中央的区域。

如图2所示，第一工作台倾斜工序S22在中央部焊道形成工序S21之后实施。图4是示出在上述金属层叠造型方法中使工作台倾斜并在径向的外侧的端部形成焊道的状态的图。在第一工作台倾斜工序S22中，如图4所示，工作台2从水平的状态倾斜。具体而言，在第一工作台倾斜工序S22中，通过工作台侧倾部4(参照图1)而使工作台2的中心轴2c从铅垂方向Dv倾斜，并使被形成面2f相对于水平面倾斜。此时，被形成面2f朝向第一倾斜方向。第一倾斜方向在从与中心轴2c正交的方向观察时是与铅垂方向Dv交叉的方向。因此，在第一工作台倾斜工序S22中，被形成面2f在以中心轴2c相对于铅垂方向Dv成锐角的方式倾斜的状态下朝向铅垂方向Dv的上方。

如图2所示，外周侧焊道形成工序S23在第一工作台倾斜工序S22后实施。如图4所示，外周侧焊道形成工序S23针对维持在第一工作台倾斜工序S22中向第一倾斜方向倾斜的状态下的工作台2而实施。在外周侧焊道形成工序S23中，在由中央部焊道形成工序S21形成的多个中央焊道100c中的位于最靠端部并且位于铅垂方向Dv的上方的中央焊道100c上形成第一端部焊道100a。换句话说，在以被形成面2f朝向第一倾斜方向的方式使工作台2倾斜的状态下，形成第一端部焊道100a。第一端部焊道100a在从与中心轴2c正交的方向观察时以相对于在中央焊道100c中的最靠径向Dr的外侧的中央焊道100c从斜上方重叠的方式形成。第一端部焊道100a通过工作台2旋转而在周向上连续形成为环状。第一端部焊道100a形成一个金属层11m的径向Dr外侧的区域。

如图2所示，第二工作台倾斜工序S24在外周侧焊道形成工序S23后实施。图5是在上述金属层叠造型方法中以铅垂方向为基准而使工作台向与图4相反一侧倾斜、并在径向的内侧的端部形成焊道的状态的图。在第二工作台倾斜工序S24中，如图5所示，工作台2从向第一倾斜方向倾斜的状态向不同的方向倾斜。具体而言，在第二工作台倾斜工序S24中，通过工作台侧倾部4(参照图1)，使工作台2的中心轴2c从第一倾斜方向向铅垂方向Dv返回后向相反方向倾斜。此时，被形成面2f朝向第二倾斜方向。第二倾斜方向是在从与中心轴2c正交的方向观察时以铅垂方向Dv为基准而在与第一倾斜方向相反一侧和铅垂方向Dv交叉的方向。换句话说，本实施方式的第二倾斜方向是在从与中心轴2c正交的方向观察时向相反方向倾斜与第一倾斜方向相对于铅垂方向Dv的角度相同程度的方向。因此，在第二工作台倾斜工序S24中，被形成面2f在以中心轴2c相对于铅垂方向Dv朝向与第一工作台倾斜工序S22相反的一侧而成锐角的方式倾斜的状态下朝向铅垂方向的上方。

如图2所示，内周侧焊道形成工序S25在第二工作台倾斜工序S24后实施。如图5所示，内周侧焊道形成工序S25针对维持在第二工作台倾斜工序S24中向第二倾斜方向倾斜的状态下的工作台2而实施。在内周侧焊道形成工序S25中，在由中央部焊道形成工序S21形成的多个中央焊道100c中的位于最靠端部并且位于铅垂方向Dv的上方的中央焊道100c上形成第二端部焊道100b。第二端部焊道100b以与在多个中央焊道100c中的位于形成第一端部焊道100a一侧的相反侧的端部的中央焊道100c重叠的方式形成。换句话说，在以被形成面2f朝向第二倾斜方向的方式使工作台2倾斜的状态下，形成第二端部焊道100b。第二端部焊道100b在从与中心轴2c正交的方向观察时以相对于在中央焊道100c中的最靠径向Dr的内侧的中央焊道100c从斜上方重叠的方式形成。第二端部焊道100b通过工作台2旋转而在周向上连续形成为环状。第二端部焊道100b形成一个金属层11m的径向Dr内侧的区域。通过使内周侧焊道形成工序S25结束，而使金属层11m形成一层的量。

如图2所示，喷嘴移动工序S26在内周侧焊道形成工序S25后实施。图6是示出在上述金属层叠造型方法中在形成了一层的金属层后使喷嘴向轴线方向移动了的状态的图。如图6所示，喷嘴移动工序S26以远离工作台2的方式使焊接喷嘴5在轴线方向Da上移动与一层的量的金属层11m的厚度相当的尺寸。

层叠数确认工序S27确认从中央部焊道形成工序S21经过内周侧焊道形成工序S25而形成的金属层11m的层叠数。这是通过控制器6来判断层叠的金属层11m的层叠数是否到达预先设定的规定数(例如3层至6层)。其结果是，若金属层11m的层叠数没有到达规定数，则再次执行中央部焊道形成工序S21。通过重复上述步骤而使金属层11m在轴线方向Da上依次层叠。如图2所示，本实施方式的层叠数确认工序S27在喷嘴移动工序S26后实施。在层叠数确认工序S27中，在判断为金属层11m的层叠数到达了规定数的情况下，转移到表面切削工序S28。

图7是示出在上述金属层叠造型方法中在层叠有规定数的金属层的状态下切削金属层的上表面的状态的图。表面切削工序S28在层叠数确认工序S27后实施。在表面切削工序S28中，层叠了规定数的金属层11m的朝向铅垂方向Dv的上方的上表面被切削工具8切削而平坦，以接***面。

如图2所示，最终层叠数确认工序S29在表面切削工序S28后实施。在最终层叠数确认工序S29中，确认上表面被切削后的金属层11m的层叠数是否到达预先设定的最终层数。在最终层叠数确认工序S29中，通过控制器6来判断例如层叠的金属层11m的层叠数是否为预先设定的最终层数。其结果是，若加工开始后的金属层11m的层叠数到达最终层数，则如图2所示，返回中央部焊道形成工序S21，并开始下一层的金属层11m的形成。另外，在最终层叠数确认工序S29中，在金属层11m的层叠数到达了最终层数的情况下，转移到侧面形成工序S3。

侧面形成工序S3在多次执行金属层形成工序S2后实施。在侧面形成工序S3中，以第一端部焊道100a配置于铅垂方向Dv的上方的方式使工作台2倾斜，进而在多个第一端部焊道100a上形成多个焊道100，由此形成外周面13。本实施方式的侧面形成工序S3具有第三工作台倾斜工序S30和外周面焊道形成工序S31。

图8是示出在上述金属层叠造型方法中通过焊道来形成造型物的外周面的状态的图。如图8所示，在第三工作台倾斜工序S30中，通过工作台侧倾部4(参照图1)，以多个金属层11m的第一端部焊道100a配置于铅垂方向Dv的上方的方式使工作台2的被形成面2f倾斜。在本实施方式的第三工作台倾斜工序S30中，被形成面2f在从与中心轴2c正交的方向观察时以形成的外周面13接近水平方向的方式倾斜。换句话说，在第三工作台倾斜工序S30中，工作台2比第一工作台倾斜工序S22更倾斜。

如图2所示，外周面焊道形成工序S31在第三工作台倾斜工序S30后实施。如图8所示，外周面焊道形成工序S31针对维持在第三工作台倾斜工序S30中倾斜的状态下的工作台2而实施。在外周面焊道形成工序S31中，以重叠于在轴线方向Da上层叠多个的第一端部焊道100a上的方式形成外周面焊道100d。外周面焊道100d通过工作台2旋转而在周向上连续形成为环状。外周面焊道100d一边使焊接喷嘴5在轴线方向Da上移动一边形成多列。由此，以在轴线方向Da上没有间隙地排列的方式形成多个外周面焊道100d。其结果是，由外周面焊道100d形成筒状部11的外周面13的整体。这样一来，规定形状的造型物10形成于工作台2上。

如图2所示，造型物取出工序S4在侧面形成工序S3后实施。在造型物取出工序S4中，形成于工作台2上的造型物10从工作台2卸下而取出。由此，造型物10的造型结束。

根据上述那样的金属层叠造型方法S1，当在第一工作台倾斜工序S22中使工作台2倾斜时，被形成面2f倾斜。在外周侧焊道形成工序S23中，在该状态下，以与在排列于被形成面2f上的多个中央焊道100c中的最靠径向Dr的外侧并且上端的中央焊道100c重叠的方式形成第一端部焊道100a。其结果是，通过焊接喷嘴5，在形成第一端部焊道100a的时间点，在从与中心轴2c正交的方向观察时，第一端部焊道100a位于比中央焊道100c靠上方的位置。形成的瞬间的第一端部焊道100a由于成为熔融状态而在重力的作用下朝向中央焊道100c而向径向Dr的内侧流动。换句话说，第一端部焊道100a不会向没有形成中央焊道100c的一侧即径向Dr的外侧流动。其结果是，能够防止造型物10的外周面13由于下垂的多个第一端部焊道100a而成为具有较大的凸凹的形状的情况。因此，即使不切削造型物10的外周面13，也能够得到凹凸较少的良好的造型物。由此，能够不进行追加加工等而使造型物10的品质提升。

并且，熔融状态的第一端部焊道100a被中央焊道100c阻挡。换句话说，第一端部焊道100a不能向比中央焊道100c靠下方的位置流动。由此，还可抑制第一端部焊道100a向径向Dr的内侧的区域下垂而带来不良影响的情况。

同样地，当在第二工作台倾斜工序S24中使工作台2倾斜时，被形成面2f倾斜。在内周侧焊道形成工序S25中，在该状态下，以与在被形成面2f上排列于水平方向的多个焊道100中的最靠径向Dr的内侧并且上端的中央焊道100c重叠的方式形成第二端部焊道100b。其结果是，通过焊接喷嘴5，在形成第二端部焊道100b的时间点，在从与中心轴2c正交的方向观察时，第二端部焊道100b位于比中央焊道100c靠上方的位置。形成的瞬间的第二端部焊道100b由于成为熔融状态而在重力的作用下朝向中央焊道100c而向径向Dr的外侧流动。换句话说，第二端部焊道100b不会向没有形成中央焊道100c的一侧即径向Dr的内侧流动。其结果是，能够防止造型物10的内周面14由于下垂的多个第二端部焊道100b而成为具有较大的凸凹的形状的情况。因此，即使不切削造型物10的内周面14，也能够得到凹凸较少的良好的造型物。由此，能够不进行追加加工等而使与造型物10的主面12交叉的不同的两面的品质提升。

并且，熔融状态的第二端部焊道100b被中央焊道100c阻挡。换句话说，第二端部焊道100b不会向比中央焊道100c靠下方的位置流动。由此，还可抑制第二端部焊道100b向径向Dr的外侧的区域下垂而带来不良影响的情况。

另外，在形成第一端部焊道100a、第二端部焊道100b时仅将工作台2倾斜即可，不需要温度传感器等，因此能够抑制设备成本的上升。并且，无需等待焊道100下降到规定温度，因此能够缩短造型时间。这样一来，能够抑制设备成本的上升，并且抑制造型时间的长期化，从而以良好的品质来形成造型物10。

另外，在从与中心轴2c正交的方向观察时，以形成的外周面13接近水平方向的方式使工作台2倾斜。在该状态下，以重叠于多个第一端部焊道100a上的方式形成外周面焊道100d。由此，即使在轴线方向Da上排列的第一端部焊道100a的表面上稍微存在凹凸等，也可通过新形成的外周面焊道100d而填充凹凸。其结果是，形成平坦的外周面13。因此，能够进一步提高外周面13的加工品质，并且缩短或不需要外周面13的切削加工时间。

另外，通过在轴线方向Da上依次层叠具有第一端部焊道100a以及第二端部焊道100b的金属层11m，能够不进行追加加工等而修整外周面13以及内周面14。因此，能够提高形成的造型物10的品质，并且缩短或不需要外周面13以及内周面14的切削加工时间。

特别是，若造型物10如本实施方式那样具有筒状部11，则其外周面13、内周面14呈在周向上弯曲的形状。因此，有时在进行外周面13、内周面14追加加工时耗费时间。另外，根据筒状部11的大小、形状，有时难以将工具等***内周面14而使追加加工困难。然而，根据本实施方式的金属层叠造型方法S1，能够不进行追加加工而形成品质较高的造型物10。因此，即使是具有筒状部11的造型物10，也能够抑制设备成本的上升，并且抑制造型时间的长期化，从而得到良好的品质。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，各实施方式的各结构以及它们的组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换、以及其他变更。另外，本发明并不被实施方式限定，而仅由技术方案限定。

例如，应形成的造型物10的形状只不过是举出的一例，也可以适当是其他形状。例如，造型物10也可以是在轴线方向Da上具有恒定的直径尺寸的圆筒状、角筒状等。另外，造型物10并不局限于筒状，只要是具有主面12、以及与主面12交叉的侧面的形状即可，例如也可以是板状等。

另外，在上述实施方式中，在外周侧焊道形成工序S23中形成第一端部焊道100a，在内周侧焊道形成工序S25中形成第二端部焊道100b。然而，在金属层叠造型方法S1中，并不限定于实施外周侧焊道形成工序S23以及内周侧焊道形成工序S25这两方。换句话说，金属层叠造型方法S1也可以仅实施外周侧焊道形成工序S23以及内周侧焊道形成工序S25中的任一方。因此，在假如仅实施内周侧焊道形成工序S25时，在内周侧焊道形成工序S25中形成的焊道100成为第一端部焊道。

另外，在上述实施方式中，在表面切削工序S28中，每层叠规定数的金属层11m，用切削工具8来切削金属层11m的上表面，但并不局限于此。也可以省略表面切削工序S28，并依次层叠金属层11m直到最终层的金属层11m为止。

另外，在上述实施方式中，在外周面焊道形成工序S31中，通过焊接喷嘴5形成外周面焊道100d而形成外周面13，但并不限定于像这样形成外周面13。例如，也可以省略外周面焊道形成工序S31。在该情况下，外周面13的通过依次层叠的第一端部焊道100a而形成的面成为筒状部11的外周面自身。

工业上的可利用性

根据本发明，能够抑制设备成本的上升，并且抑制造型时间的长期化，从而形成良好的品质的造型物。

Claims (3)

1.一种金属层叠造型方法，其通过依次层叠多个金属层来造型具有主面、以及从所述主面的端部向与所述主面交叉的方向扩展的侧面的立体的造型物，其中，

所述金属层叠造型方法包括金属层形成工序，在所述金属层形成工序中，在具有供所述金属层形成的被形成面并且绕中心轴旋转的工作台上，将通过电弧焊接形成的多个焊道以在水平方向上排列的方式形成，从而形成一个所述金属层，

所述金属层形成工序包括：

中央部焊道形成工序，在所述中央部焊道形成工序中，以所述被形成面朝向铅垂方向的上方的方式使所述工作台成为水平的状态，并将多个所述焊道以在所述被形成面的扩展方向上重叠的方式形成；

第一工作台倾斜工序，在所述第一工作台倾斜工序中，将所述工作台倾斜，以使所述被形成面朝向与所述铅垂方向交叉的第一倾斜方向；

第一端部焊道形成工序，在所述第一端部焊道形成工序中，在所述工作台倾斜的状态下，以与由所述中央部焊道形成工序形成的多个所述焊道中的位于最靠端部并且位于所述铅垂方向的上方的作为最靠径向外侧的中央焊道的所述焊道重叠的方式形成第一端部焊道，该第一端部焊道形成一个金属层的径向外侧的区域；

第二工作台倾斜工序，在所述第二工作台倾斜工序中，将所述工作台倾斜，以使所述被形成面朝向与所述第一倾斜方向相反的第二倾斜方向；以及

第二端部焊道形成工序，在所述第二端部焊道形成工序中，在所述工作台倾斜的状态下，以与由所述中央部焊道形成工序形成的多个所述焊道中的位于形成所述第一端部焊道一侧的相反侧的端部的作为最靠径向内侧的中央焊道的所述焊道重叠的方式形成第二端部焊道，该第二端部焊道形成一个金属层的径向内侧的区域，

多次执行所述金属层形成工序，以使所述焊道层叠于形成的所述金属层上。

2.根据权利要求1所述的金属层叠造型方法，其中，

所述金属层叠造型方法还包括侧面形成工序，所述侧面形成工序在多次执行所述金属层形成工序后实施，将所述工作台倾斜，以使所述第一端部焊道配置于上方，在多个第一端部焊道上形成多个焊道，从而形成所述侧面。

3.根据权利要求1或2所述的金属层叠造型方法，其中，

所述造型物具有在轴线方向上延伸的筒状部，

所述主面是在所述筒状部的所述轴线方向的至少一方的端部以与所述轴线方向交叉的方式扩展的面，

所述侧面是所述筒状部的外周面以及内周面的至少一方。

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