JP2019076912A - 積層造形部品の製造方法、積層造形部品の接合方法、積層造形部品、及び構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) アークを用いて溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードにより形成された溶着ビード層を、繰り返し積層して本体部を造形する工程と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部を、前記溶着ビード層を積層して造形する工程と、
を有する積層造形部品の製造方法。
(2) (1)に記載される一対の前記積層造形部品を互いに接合する接合方法であって、
一対の前記積層造形部品の一方に造形された前記継手部と、他方に造形された前記継手部とを突き合わせ、隣接する前記継手部同士を前記継手部の長手方向に沿って溶接する積層造形部品の接合方法。
(3) 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードから形成された溶着ビード層が積層されてなり、互いに接合される積層造形部品であって、
本体部と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部と、
を有する積層造形部品。
(4) (3)に記載される一対の前記積層造形部品の前記継手部同士が突き合わされて溶接されている構造体。
図1は本発明の構造体を製造する製造システムの模式的な概略構成図である。
本構成の製造システム100は、積層造形装置11と、積層造形装置11を統括制御するコントローラ15と、を備える。
図2Aに構造体の一構成例を示した。ここでは、上記した積層構造部品W(ここでは区別するためW1とする)とは別に、他の積層造形部品W2が用意される。これら積層造形部品W1,W2を互いに接合することにより、図2Bに示す構造体61が構成される。なお、積層造形部品W1,W2は、いずれも上記した製造システム100により造形されたものである。
図3に示すように、積層造形部品W1,W2同士の引張力をP、積層造形部品W1,W2の棒状部55の軸方向長さをL1(図示例では直線部を示す)、棒状部55の板厚をa(不図示)とする。積層造形部品W1,W2の継手部53の棒状部55同士を軸方向に沿って溶接した場合、引張荷重Pに対する溶接個所のせん断応力τは、次式(1)で表される。
なお、積層造形部品W1,W2は、いずれも同一の製造方法で製造されるので、ここでは、積層造形部品W1を製造する場合について説明する。図4は積層造形部品W1の作製手順を説明するためのベースプレート41と積層造形部品W1の斜視図である。
(開先接合)
図5A〜図5Cは、積層造形部品の継手部53同士を開先接合で接合する手順を模式的に示す工程説明図である。同図は、円筒状に配置される継手部53を平面上に展開した状態で示している。本構成の場合、継手部53は径方向に関しても複数層の溶着ビード層を有して形成される。
図6A〜図6Cは、積層造形部品の継手部53同士を裏当て金接合で接合する手順を示す工程説明図である。同図は、円筒状に配置される継手部53を平面上に展開した状態で示している。
この構造体61Aは、前述同様に溶着ビード層43を積層することで造形された積層造形部品W3,W4を備える。積層造形部品W3,W4は、板状の本体部71と、複数の棒状部75を有する継手部73とを備える。棒状部75は、本体部71の縁部に沿って所定の間隔をあけて形成される。
(1) アークを用いて溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードにより形成された溶着ビード層を、繰り返し積層して本体部を造形する工程と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部を、前記溶着ビード層を積層して造形する工程と、
を有する積層造形部品の製造方法。
この積層造形部品の製造方法によれば、継手部同士を溶接することで強固な接合強度を得られる。しかも、継手部が複雑な形状であっても、溶着ビード層を積層させる積層造形によって継手部を容易に造形できる。これにより、切削等の後加工によって継手部を形成する場合と比較して、加工工数を削減でき、低コスト化が図れる。
この積層造形部品の製造方法によれば、棒状部同士を互いに噛み合わせて溶接することで、単に突き合わせて溶接する場合と比較して、より高い接合強度で接合できる。
この積層造形部品の製造方法によれば、高い接合強度で接合させるための棒状部を有する積層造形部品を容易に製造することができる。
この積層造形部品の製造方法によれば、テーパ部を有する開先が形成された棒状部を溶接することで、棒状部同士の溶接強度が高められる。
この積層造形部品の製造方法によれば、裏当て金部を棒状部に造形するので、裏当て金となる部材を別途に用意する必要がなく、また、裏当て金を固定する必要もなくなる。
一対の前記積層造形部品の一方に造形された前記継手部と、他方に造形された前記継手部とを突き合わせ、隣接する前記継手部同士を前記継手部の長手方向に沿って溶接する積層造形部品の接合方法。
この積層造形部品の接合方法によれば、互いに噛み合わされた継手部の棒状部を溶接することで、棒状部同士の溶接個所のせん断強さが積層造形部品を引き離す方向の引張強さとなり、単に突き合わせて溶接した場合と比較して、引張強度を大幅が向上する。
本体部と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部と、
を有する積層造形部品。
この積層造形部品によれば、溶着ビードからなる溶着ビード層を積層させることで、接合相手と溶接される継手部が本体部に設けられている。したがって、切削等の後加工によって継手部を形成する場合よりも少ない加工工数で製造でき、低コストで積層造形部品を提供できる。
この積層造形部品によれば、棒状部同士を互いに噛み合わせて溶接することで、単に突き合わせて溶接する場合と比較して、より高い接合強度で接合できる。
この積層造形部品によれば、棒状部に形成される開先を溶接することで、棒状部同士の溶接強度を高め、より高い接合強度が得られる。
この積層造形部品によれば、溶接側と反対側に配置される裏当て金部を有するので、裏当て金となる部材を別途に用意する必要がなく、また、裏当て金を固定する必要もない。
この構造体によれば、継手部で溶接された積層造形部品は、切削等の後加工によって継手部を形成する場合よりも少ない加工工数で製造できる部品であるので、低コストに構造体が得られる。
43 溶着ビード層
51,71 本体部
53,73 継手部
55,75 棒状部
57 テーパ部
61,61A 構造体
63 V型開先(開先)
67 裏当て金部
M 溶加材
W,W1,W2,W3,W4 積層造形部品
Claims (11)
- アークを用いて溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードにより形成された溶着ビード層を、繰り返し積層して本体部を造形する工程と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部を、前記溶着ビード層を積層して造形する工程と、
を有する積層造形部品の製造方法。 - 前記継手部は、前記本体部の縁部から、前記接合相手との接合方向に突出して造形された複数の棒状部である請求項1に記載の積層造形部品の製造方法。
- 前記棒状部を、前記接合方向に直交する前記溶着ビード層を前記接合方向に積層させて造形する請求項2に記載の積層造形部品の製造方法。
- 前記棒状部に、前記接合相手と溶接する際に開先となるテーパ部を形成する請求項2又は請求項3に記載の積層造形部品の製造方法。
- 前記棒状部に、溶接側の反対側に配置される裏当て金部を造形する請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の積層造形部品の製造方法。
- 請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載される一対の前記積層造形部品を互いに接合する接合方法であって、
一対の前記積層造形部品の一方に造形された前記継手部と、他方に造形された前記継手部とを突き合わせ、隣接する前記継手部同士を前記継手部の長手方向に沿って溶接する積層造形部品の接合方法。 - 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードから形成された溶着ビード層が積層されてなり、互いに接合される積層造形部品であって、
本体部と、
前記本体部の縁部に、接合相手と溶接するための継手部と、
を有する積層造形部品。 - 前記継手部は、前記本体部の縁部から、前記接合相手との接合方向に突出して造形された複数の棒状部である請求項7に記載の積層造形部品。
- 前記棒状部は、前記接合相手と溶接する際に開先となるテーパ部を有する請求項8に記載の積層造形部品。
- 前記棒状部は、溶接側の反対側に配置される裏当て金部を有する請求項8又は請求項9に記載の積層造形部品。
- 請求項7〜請求項10のいずれか一項に記載される一対の前記積層造形部品の前記継手部同士が突き合わされて溶接されている構造体。
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