JP2019093415A - Structure, and manufacturing method of structure - Google Patents
Structure, and manufacturing method of structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019093415A JP2019093415A JP2017224441A JP2017224441A JP2019093415A JP 2019093415 A JP2019093415 A JP 2019093415A JP 2017224441 A JP2017224441 A JP 2017224441A JP 2017224441 A JP2017224441 A JP 2017224441A JP 2019093415 A JP2019093415 A JP 2019093415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated wall
- casting
- laminated
- wall portion
- outer shell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、中実部を有する構造体、及び構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a structure having a solid part, and a method of manufacturing the structure.
機械部品を鋳造により製造する場合、まず、製品の模型となる木型（金属、樹脂の場合もある）を作製し、この木型を基に砂型を造る。次いで、砂型に鋳湯を流し込み、砂型のキャビティ内で鋳物品を完成させる。しかし、このような鋳造においては、木型や砂型の作製に多くの工数を要し、完成品を得るまでのリードタイムが長くなってしまう。更に、少量生産の場合には、木型や砂型のコストが製品に付加されて製造コストが嵩む要因となる。 When machine parts are manufactured by casting, first, a wood mold (sometimes metal or resin) to be a product model is produced, and a sand mold is made based on this wood mold. The casting mold is then poured into a sand mold to complete the cast article within the sand mold cavity. However, in such casting, it takes a lot of man-hours to manufacture a wood mold and a sand mold, and the lead time to obtain a finished product becomes long. Furthermore, in the case of low-volume production, the cost of wood molds and sand molds is added to the product, which increases the manufacturing cost.
一方、新規な生産手段として３Ｄプリンタを用いた造形のニーズが高まっており、金属材料を用いた造形の実用化に向けて研究開発が進められている。金属材料を造形する３Ｄプリンタは、レーザや電子ビーム、更にはアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させることで造形物を作製する。 On the other hand, the need for modeling using a 3D printer as a new production means is increasing, and research and development are being promoted toward the practical use of modeling using a metal material. A 3D printer for forming a metal material uses a heat source such as a laser, an electron beam, or an arc to melt a metal powder or a metal wire and laminate a molten metal to produce an object.
このような溶融金属を積層して造形物を造形する技術として、溶着ビードを用いて金型を製造するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、金型の形状を表現する形状データを生成する工程と、生成された形状データに基づいて、金型を等高線に沿った積層体に分割する工程と、得られた積層体の形状データに基づいて、溶加材を供給する溶接トーチの移動経路を作成する工程と、を備える金型の製造方法が記載されている。
As a technique of laminating such molten metal and forming a shaped object, one that manufactures a mold using a welding bead is known (see, for example, Patent Document 1). In
また、金属積層造形法を用いて中空部を有する金属成形体を製造し、この金属成形体を鋳包んで中空部が外部と連通した鋳造品を製造する製造方法が特許文献２に記載されている。
Further,
しかしながら、特許文献１の技術は、金型の製造方法に関し、機械部品を大量に生産するための技術であって、特に、少量生産される機械部品の製造技術については記載されていない。また、特許文献２の技術は、金属積層造形法によって形成された金属成形体を鋳包んで、中空部を有する鋳物品を製造する技術である。そのため、金属成形体を鋳包む砂型、及び砂型を製作するための木型が不可欠であり、リードタイムが長くなる。また、少量生産時には、木型や砂型のコストについての課題が残る。
However, the technology of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで、且つリードタイムを短縮して中実部が製造できる構造体、及び構造体の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a structure at a low cost and capable of manufacturing a solid part by shortening a lead time, and a method of manufacturing the structure. It is in.
本発明は下記構成からなる。
（１） 溶加材の溶融凝固体である溶着ビードが積層された積層壁部と、
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかを有するアンカー部を有し、前記アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。
（２） 溶加材の溶融凝固体である溶着ビードが積層された積層壁部と、
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部は、構造体の外殻と、前記外殻の内側に形成された内殻とを有し、
前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を更に備え、前記連結アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。
（３） 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをベース上に積層して、少なくとも構造体の外殻を含む積層壁部を造形する造形工程と、
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかのアンカー部を形成する工程を更に有する構造体の製造方法。
（４） 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをベース上に積層して、少なくとも構造体の外殻と前記外殻の内側の内殻とを含む積層壁部を造形する造形工程と、
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を形成する連結工程を更に有する構造体の製造方法。
The present invention has the following constitution.
(1) A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The structure which has an anchor part which has at least any one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part, and the said anchor part is covered by the said casting part.
(2) A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The laminated wall has an outer shell of a structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The structure further provided with the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell, and the said connection anchor part is covered by the said casting part.
(3) forming a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material on a base to form a laminated wall including at least an outer shell of a structure;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has the process of forming the anchor part of at least any one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
(4) forming a laminated wall including at least an outer shell of the structure and an inner shell of the outer shell by laminating on a base a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has a connection process which forms the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
本発明によれば、中実部を有する構造体を、低コストで、且つリードタイムを短縮して製造できる。 According to the present invention, a structure having a solid part can be manufactured at low cost and with reduced lead time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
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、鋳造装置１３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。コントローラ１５は、鋳造装置１３を含めて制御するものであってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a manufacturing system for manufacturing the structure of the present invention.
The
積層造形装置１１は、先端軸にトーチ１７を有する溶接ロボット１９と、トーチ１７に溶加材（溶接ワイヤ）Ｍを供給する溶加材供給部２３とを有する。
The
鋳造装置１３は、不図示の加熱炉によって加熱された鋳湯２５を貯留するるつぼ２７を有し、不図示の注湯機構によって鋳湯２５が所望の位置に供給可能となっている。これら積層造形装置１１と鋳造装置１３は、本構成においては、それぞれ既存の装置が用いられる。
The
コントローラ１５は、ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１と、軌道演算部３３と、記憶部３５と、これらが接続される制御部３７と、を有する。
溶接ロボット１９は、多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ１７には、溶加材Ｍが連続供給可能に支持される。トーチ１７の位置や姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。
The
The
トーチ１７は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。アーク溶接法としては、被覆アーク溶接や炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、ＴＩＧ溶接やプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、作製する構造体の外殻等の積層壁部Ｗに応じて適宜選定される。
The
例えば、消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、溶融電流が給電される溶加材Ｍがコンタクトチップに保持される。トーチ１７は、溶加材Ｍを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Ｍの先端からアークを発生する。溶加材Ｍは、ロボットアーム等に取り付けた不図示の繰り出し機構により、溶加材供給部２３からトーチ１７に送給される。そして、トーチ１７を移動しつつ、連続送給される溶加材Ｍを溶融及び凝固させると、ベースプレート４１上に溶加材Ｍの溶融凝固体である線状の溶着ビード４３が形成される。
For example, in the case of the consumable electrode type, the contact tip is disposed inside the shield nozzle, and the filler material M to which the melting current is supplied is held by the contact tip. The
ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１は、作製しようとする構造体の外殻（及び後述する内殻等を含む）となる積層壁部Ｗの形状データを作成した後、複数の層に分割して、各層の形状を表す層形状データを生成する。軌道演算部３３は、生成された層形状データに基づいてトーチ１７の移動軌跡を求める。記憶部３５は、生成された層形状データやトーチ１７の移動軌跡等のデータを記憶する。
The CAD /
制御部３７は、記憶部３５に記憶された層形状データやトーチ１７の移動軌跡に基づく駆動プログラムを実行して、溶接ロボット１９を駆動する。
The
上記構成の製造システム１００は、設定された層形状データから生成されるトーチ１７の移動軌跡に沿って、トーチ１７を溶接ロボット１９の駆動により移動させながら、溶加材Ｍを溶融させ、溶融した溶加材Ｍをベースプレート４１上に供給する。これにより、ベースプレート４１上に線状の溶着ビード４３が形成され、上記した積層壁部Ｗがベースプレート４１上に造形される。
The
なお、ベースプレート４１は、鋼板等の金属板からなり、基本的には積層壁部Ｗの底面（最下層の面）より大きいものが使用される。なお、ベースプレート４１は、板状に限らず、ブロック体や棒状等、他の形状のベースであってもよい。
The
積層壁部Ｗの造形後、鋳造装置１３により、造形された積層壁部Ｗの内側空間４５に鋳湯２５を流し込む。流し込んだ鋳湯２５が凝固すると、積層壁部Ｗの内側に鋳物部４７が形成された中実構造の構造体が得られる。
After shaping of the laminated wall portion W, the
次に、本構成の製造システム１００により積層壁部Ｗを造形し、更に鋳物部４７を形成して構造体を得るまでの具体的な手順について詳述する。
Next, a specific procedure for forming the laminated wall portion W by the
図２は積層壁部Ｗの形状データに基づく形状モデルＷａを示す説明図である。
まず、コントローラ１５は、溶接ロボット１９により積層壁部Ｗを造形させる駆動プログラムを作成する。
FIG. 2 is an explanatory view showing a shape model Wa based on shape data of the laminated wall portion W. As shown in FIG.
First, the
ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１には、作製しようとする構造体の形状データが入力される。ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１は、構造体の形状データから、構造体の外殻となる積層壁部Ｗの形状モデルＷａを生成する。そして、積層造形装置１１による１回の溶着ビード形成によって得られる１層分の高さをＨとし、形状モデルＷａの高さＨ毎の層形状データ４９を生成する。
The CAD /
つまり、ベースプレート４１から高さＨの層Ｐ（１）における形状モデルＷａの断面形状を表す層形状データ４９を、形状モデルＷａの形状データから解析的に求めて生成する。同様に、高さ２Ｈの層Ｐ（２）、高さ３Ｈの層Ｐ（３）、そして、高さｎＨの層Ｐ（ｎ）から層形状データ４９を生成する。生成された層Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）の層形状データ４９は、図１に示す軌道演算部３３に送られる。
That is,
軌道演算部３３は、入力された層形状データ４９に基づいてトーチ１７の移動軌跡Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を演算する。移動軌跡Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）は、例えば、始端点、終端点、及び始端点から終端点までの移動経路を含む座標データやベクトルデータとして求められる。軌道演算部３３は、各層形状データ４９から求めた移動軌跡に沿ってトーチ１７を移動させる溶接ロボット１９の駆動プログラムを生成する。生成された駆動プログラムは、記憶部３５に保存される。
The
つまり、軌道演算部３３は、互いに平行で等間隔な複数の層Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）の層形状データ４９から移動軌跡Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を求める。そして、軌道演算部３３は、各移動軌跡Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）に沿ってトーチ１７を移動させる溶接ロボット１９の駆動プログラムを生成する。
That is, the
次に、制御部３７は、生成された駆動プログラムに基づいて溶接ロボット１９を駆動する。即ち、図１に示す溶接ロボット１９により、トーチ１７を図２に示す移動軌跡Ｔ（１）に沿って移動させて、ベースプレート４１上に第１層目の溶着ビード４３を形成する。続いて、溶接ロボット１９がトーチ１７を移動軌跡Ｔ（２）に沿って移動させ、第２層目の溶着ビード４３を形成し、最終的に、第ｎ層目の溶着ビード４３を形成する。これにより、積層壁部Ｗが造形される（外殻の造形工程）。
Next, the
次に、図１に示す、るつぼ２７を、不図示の注湯機構により積層壁部Ｗの位置まで移動させて、鋳湯２５を積層壁部Ｗの内側空間４５に流し込む。そして、積層壁部Ｗの内側空間４５に流し込んだ鋳湯を凝固させて、鋳物部４７を形成する（鋳造工程）。この工程は、コントローラ１５によらずに、人手を介して行うものであってもよい。その後、ベースプレート４１を必要に応じて切り離す（ベースプレートの分離工程）。
Next, the
図３に外殻を有する構造体５１の模式的な斜視図を示す。
上記した工程により、図３に示す線状の溶着ビード層が積層された積層壁部Ｗと、この積層壁部Ｗの内側空間４５に設けられた鋳物部４７と、を備える中実構造の構造体５１が得られる。
FIG. 3 shows a schematic perspective view of a
A solid structure having a laminated wall portion W in which the linear welding bead layers shown in FIG. 3 are laminated by the above-described steps, and a casting
なお、ベースプレート４１として、第１層目の移動軌跡Ｔ（１）の形状と同じ外縁形状を有する板材を用い、第１層目の溶着ビード４３をベースプレート外縁に沿って形成してもよい。その場合、構造体５１からベースプレート４１が殆ど突出しないため、ベースプレート４１を切り離す工程を省略できる。
The first
積層壁部Ｗからのベースプレート４１の分離工程は、ベースプレート４１との界面ではなく、ベースプレート４１の近傍となる２，３層の溶着ビード４３を含めて分離させてもよい。ベースプレート４１の近傍では、ベースプレート４１からの抜熱効果が高いため、残留応力が大きくなる傾向がある。一方、３層目以降の溶着ビード４３では、次層の積層により焼鈍されて残留応力が緩和される。そのため、ベースプレート４１近傍の複数層の溶着ビード４３を含めて分離することで、残留応力の影響を意識しなくて済む。
The separation process of the
構造体５１は、外殻のみ有する積層壁部Ｗに限らず、外殻と内殻とを有する積層壁部Ｗを備えた構成であってもよい。
図４は外殻と内殻とを有する構造体５１Ａの断面図、図５は図４に示す構造体５１Ａの模式的な斜視図である。
The
FIG. 4 is a cross-sectional view of a
図４，図５に示すように、構造体５１Ａは、外殻５５の内側に内殻５７が形成され、外殻５５と内殻５７との間の内側空間４５には鋳物部４７が形成される。また、内殻５７の内側は、中空空間４６となっている。この構造体５１Ａは、前述した造形工程により外殻５５及び内殻５７を造形した後、前述した鋳造工程により、外殻５５と内殻５７との間の内側空間４５に鋳湯を流し込み、鋳物部４７を形成することで得られる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the
本構成によれば、溶着ビードの積層によって積層壁部を成形するので、鋳造のための型作製が不要となり、鋳造工数や型材料のコストを低減できる。また、構造体を製造するリードタイムが短縮される。更に、比較的高コストな積層材料の使用が積層壁部だけで済み、材料費を抑えて製造コストを低減できる。 According to this configuration, since the laminated wall portion is formed by laminating the welding beads, it is not necessary to manufacture a mold for casting, and the number of casting processes and the cost of the mold material can be reduced. Also, the lead time for manufacturing the structure is shortened. Furthermore, the use of relatively expensive laminated material is only required for the laminated wall, which can reduce the material cost and reduce the manufacturing cost.
次に、図３に示す構造体５１と図５に示す構造体５１Ａに共通する積層壁部Ｗの詳細な構成を以下に説明する。
＜第１構成例＞
図６は第１構成例の積層壁部Ｗの概略断面図である。この図６は図３に示すVI−VI線断面、及び図５に示すVI−VI線断面に対応する概略断面図である。
Next, the detailed configuration of the laminated wall portion W common to the
<First Configuration Example>
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the laminated wall portion W of the first configuration example. 6 is a schematic cross-sectional view corresponding to the cross section along line VI-VI shown in FIG. 3 and the cross section along line VI-VI shown in FIG.
以降の説明では、図３に示す構造体５１の鋳物部４７を挟む一対の外殻である積層壁部Ｗ、及び、図５に示す構造体５１Ａの鋳物部４７を挟む積層壁部Ｗ、即ち、外殻５５と内殻５７を、一方の積層壁部ＷＡ、他方の積層壁部ＷＢとして説明する。つまり、構造体５１においては、積層壁部ＷＡ，ＷＢは共に外殻であり、構造体５１Ａにおいては、積層壁部ＷＡは外殻５５、積層壁部ＷＢは内殻５７である。積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとの間に鋳物部４７が形成されることで、中実部を有する構造体が形成される。
In the following description, a laminated wall portion W which is a pair of outer shells sandwiching the casting
図６に示すように、積層壁部ＷＡ，ＷＢは、互いに対向する内側面６１Ａ，６１Ｂに、凹部６３が形成される。凹部６３は、内側面６１Ａ，６１Ｂそれぞれの複数箇所に、離散配置される。図示例の凹部６３は、図中の上下方向に関して略等間隔で、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢで等しい高さ位置に形成されている。
As shown in FIG. 6, in the laminated wall portions WA and WB,
凹部６３は、内側面６１Ａ，６１Ｂの平面視で、真円，楕円，長円（半径の等しい２つの円を共通外接線で繋いだ形）等の円形、正三角形，二等辺三角形，直角三角形等の三角形、正方形，長方形，菱形，台形，平行四辺形等の四角形、五角形，六角形等の多角形等、種々の形状であってよい。
The
図７Ａ，図７Ｂは積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂに形成された凹部６３の配置を示す平面図である。図示例では一例として平面視円形の凹部６３を示している。
凹部６３は、図７Ａに一例として示すように、内側面６１Ａ，６１Ｂ上に等ピッチＰｔｉ，Ｐｔｊで正方配置されていてもよく、図７Ｂに一例として示すように、隣接する凹部６３の列同士が半ピッチ（Ｐｔｊ／２）ずれて配置されていてもよい。更に、凹部６３は、内側面６１Ａ，６１Ｂの円周方向、Ｚ方向の凹部６３のピッチを任意に設定した配列としてもよく、ランダム配置であってもよい。
FIGS. 7A and 7B are plan views showing the arrangement of the recessed
図８は積層壁部ＷＡ，ＷＢに形成された凹部６３の断面形状を示す断面図である。
凹部６３は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂから凹部底面６５までの深さをＤ、上下方向（Ｚ方向）の高さをＨ、上下方向の配置ピッチをＰｔとした場合、Ｐｔ／Ｈの比は、積層壁部の肉厚や材質に応じて適切な値に決定される。例えば、Ｐｔ／Ｈを１．２〜５、Ｄ／Ｈの比を０．３〜３の範囲に決定してもよい。また、上記関係は、上下方向（Ｚ方向）に限らず、円周方向に関しても同様の配置ピッチとすることが好ましく、上下方向及び円周方向共に上記した配置ピッチの関係であることが好ましい。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the
When the
凹部６３の形状が上記関係であることで、鋳湯との接合強度が向上し、適切なアンカー効果が安定して得られる。
By the shape of the recessed
＜凹部６３の変形例＞
（第１変形例）
図９は第１変形例の凹部６３Ａの断面形状を示す断面図である。
第１変形例の凹部６３Ａは、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂと凹部底面６５とを接続する凹部内壁面６７が、内側面６１Ａ，６１Ｂから凹部底面６５に向かうほど窄まって形成される。凹部内壁面６７は、上下方向（Ｚ方向）の上側については、凹部底面６５の法線Ｌの方向から角度θ１で傾斜しており、下側については、法線Ｌの方向から角度θ２で傾斜している。
Modification of
(First modification)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the
In the
角度θ１、θ２は、積層壁部の肉厚や材質に応じて適切な値に決定される。例えば、０°〜７０°、好ましくは１０°〜６０°、更に好ましくは２０°〜４０°に設定される。角度θ１、θ２をこの範囲にすることで、鋳湯の流動が良好となり、凹部６３Ａ内に鋳湯が安定して隙間なく充填される。特に、上型の角度θ１が法線Ｌの方向から上方へ向けて傾斜させることで、前述した鋳造工程において凹部６３Ａ内に空気が残存して巣が生じることを防止できる。なお、角度θ１、θ２は、等しい角度であってもよく、凹部６３の中心軸Ａｘよりも上方ではθ１、下方ではθ２としてもよく、上方から下方にかけて連続的又は段階的に変化するものであってもよい。
The angles θ 1 and θ 2 are determined to be appropriate values in accordance with the thickness and material of the laminated wall portion. For example, 0 ° to 70 °, preferably 10 ° to 60 °, and more preferably 20 ° to 40 °. By setting the angles θ 1 and θ 2 in this range, the flow of the molten metal becomes good, and the molten metal is stably filled in the
（第２変形例）
前述した凹部６３は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂに離散配置された構成の他、円周方向に連続する溝であってもよい。
図１０Ａ、図１０Ｂは第２変形例の凹部６３Ｂをそれぞれ示す概略平面図である。
図１０Ａに示す凹部６３Ｂは、内側面６１Ａ，６１Ｂの円周方向に沿って延びる複数の連続した溝である。各凹部６３Ｂは、内側面６１Ａ，６１Ｂの展開面において、それぞれ平行に形成される。
また、図１０Ｂに示す凹部６３Ｂは、円周方向から傾斜して延びる複数の連続した溝である。溝の傾斜方向は、図示例に限らず任意の方向であってもよい。なお、凹部６３Ｂの長手方向に直交する断面形状は、上述した凹部６３の平面視の形状と同様に、円形、四角形、多角形等、種々の形状であってよい。
(2nd modification)
The recessed
10A and 10B are schematic plan views showing the
Moreover, the recessed
凹部６３Ｂが複数の連続した溝であることで、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接触面積が増加して、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接合強度を、凹部６３が離散配置された場合と比較して更に向上できる。また、溝の長手方向と直交する方向の剪断強度が向上し、特定方向の構造体の強度を選択的に向上できる。
Since the
（第３変形例）
前述した凹部６３は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂに等間隔で配置することに限らず、凹部６３の配置密度を任意に変更することができる。
図１１は凹部６３の配置密度が異なる領域を有する構造体の概略断面図である。
同図に示すように、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂは、凹部６３の高密度領域Ａｒ１と、低密度領域Ａｒ２，Ａｒ３とを有する。高密度領域Ａｒ１では、低密度領域Ａｒ２，Ａｒ３と比較して、上下方向に関して凹部６３の配置密度が高い。
(Third modification)
The
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a structure having regions where the arrangement density of the
As shown in the figure, the
凹部６３の配置密度を部分的に変更することにより、高密度領域Ａｒ１における凹部６３の鋳物部４７との接合強度が、低密度領域Ａｒ２，Ａｒ３よりも高められる。よって、特に強度が必要な部位のみを高密度領域Ａｒ１とすれば、構造体の強度を効率よく高められる。凹部の配置密度は、上記２段階の他、３段階以上の複数段階であってもよく、連続的に変化させることでもよい。また、凹部は離散配置される凹部であってもよく、第２変形例の凹部６３Ｂのような連続する溝であってもよい。また、配置密度は上下方向に限らず、他の任意の方向であってもよい。
By partially changing the arrangement density of the recessed
（第４変形例）
前述した凹部６３は、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢに同一形態で設けることに限らず、互いに異ならせてもよい。
図１２は凹部６３を積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとに異なる形態で設けた構造体の概略断面図である。
(4th modification)
The recessed
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a structure in which the recessed
同図に示すように、積層壁部ＷＡの内側面６１Ａに形成した凹部６３と、積層壁部ＷＢの内側面６１Ｂに形成した凹部６３とは、上下方向（Ｚ方向）に関して交互に配置される。この構成によれば、凹部６３が積層壁部ＷＡとＷＢとの上下方向に異なる位置に配置されるため、構造体全体として凹部６３の上下方向の配置ピッチが実質的に短くなり、凹部６３がより分散して配置される。よって、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとで凹部６３が等ピッチで配置される場合と比較して、凹部６３の分布がより均一化され、鋳物部４７の積層壁部ＷＡ，ＷＢとの接合強度を向上できる。
As shown in the figure, the
（第５変形例）
前述した凹部６３は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの溶着ビード層の層構成に対応して設けることができる。
図１３Ａは凹部６３が積層壁部ＷＡ，ＷＢの層間部に形成された積層壁部ＷＡ，ＷＢの概略断面図、図１３Ｂは凹部が積層壁部ＷＡ，ＷＢの層外縁部に形成された積層壁部ＷＡ，ＷＢの概略断面図である。
(5th modification)
The
13A is a schematic cross-sectional view of the laminated wall portion WA, WB in which the
図１３Ａに示すように、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂには、溶着ビード４３の積層により、溶着ビード層毎に凹凸が繰り返し形成される。凹部６３は、内側面６１Ａ，６１Ｂの凹凸のうち、凹凸の括れ部となる溶着ビード層間の狭隘部６９に形成される。
As shown in FIG. 13A, in the
この場合、積層造形により形成される積層壁部ＷＡ，ＷＢの狭隘部６９が、凹部６３の形成により更に深くなり、凹部底面６５と層外縁部（水平方向に最も突出した部分）７１との差が大きくなる。これにより、凹部６３の深さが増加して、凹部６３内へ流れ込む鋳湯の量が増加して、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接合強度が増加する。
In this case, the narrowing
また、図１３Ｂに示すように、凹部６３を積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂのビード層の層外縁部７１に形成してもよい。その場合、凹部６３に加え、狭隘部６９も内側面６１Ａ，６１Ｂの凹凸となる。その結果、凹凸の数が増加し、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接触面積が増加して、双方の接合強度が増加する。
Further, as shown in FIG. 13B, the recessed
＜第２構成例＞
次に、第２構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢを説明する。
図１４は第２構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７の概略断面図である。
本構成の積層壁部ＷＡ，ＷＢは、前述した第１構成例の凹部６３，６３Ａ，６３Ｂに代えて凸部７３を設けている。
Second Configuration Example
Next, the laminated wall portions WA and WB of the second configuration example will be described.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the laminated wall portions WA and WB and the casting
The laminated wall portions WA and WB of this configuration are provided with
凸部７３は、内側面６１Ａ，６１Ｂそれぞれの複数箇所に離散配置される。図示例では、凸部７３が図中の上下方向に関して略等間隔で配置される。また、凸部７３は、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとで、互いに等しい高さ位置に形成されている
The
凸部７３は、内側面６１Ａ，６１Ｂの平面視で、真円，楕円，長円（半径の等しい２つの円を共通外接線で繋いだ形）等の円柱状や円錐状、平面視で正三角形，二等辺三角形，直角三角形等の三角形、正方形，長方形，菱形，台形，平行四辺形等の四角柱状又は四角錐状、平面視で五角形径，六角形等の多角柱状又は多角錐状等、種々の形状であってよい。
The
また、凸部７３は、円周方向に沿って延びる複数の連続した突条であってもよい。各突条は、内側面６１Ａ，６１Ｂの展開面において、それぞれ平行に形成される。
更に、凸部７３は、円周方向から傾斜して延びる複数の連続した突条であってもよい。突状の傾斜方向は、円周方向に限らず任意の方向であってもよい。なお、突状の長手方向に直交する断面形状は、凹部６３の平面視の形状と同様に、円形、四角形、多角形等、種々の形状であってよい。
Further, the
Furthermore, the
凸部７３が複数の連続した突条であることで、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接触面積が増加して、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接合強度を、凸部７３が離散配置された場合と比較して更に向上できる。また、突条の長手方向と直交する方向の耐剪断力が向上し、特定方向の構造体の強度を選択的に向上できる。
When the
その他、詳細な説明は省略するが、凸部７３についても前述した凹部６３の場合の第３〜第４変形例と同様の構成にでき、これにより、凹部６３の場合と同様の作用効果が得られる。また、第５変形例の凹部６３に代えて凸部７３を設けることで、積層壁部ＷＡ，ＷＢの鋳物部４７との接触面積が増加して、接合強度を向上できる。
In addition, although the detailed description is omitted, the
＜第３構成例＞
次に、第３構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢを説明する。
図１５は第３構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７の概略断面図である。
本構成の積層壁部ＷＡ，ＷＢは、前述した第１構成例の凹部６３，６３Ａ，６３Ｂに代えて、突片７５を設けている。
<Third configuration example>
Next, the laminated wall portions WA and WB of the third configuration example will be described.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the laminated wall portions WA and WB and the casting
In the laminated wall portions WA and WB of this configuration, in place of the
突片７５は、内側面６１Ａ，６１Ｂそれぞれの複数箇所に離散配置される。図示例では、図中の上下方向に関して略等間隔で、複数の突片７５が内側面６１Ａ，６１Ｂから突出して形成される。また、突片７５は積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとで、互いに等しい高さ位置に配置されている
The projecting
突片７５は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂの法線方向から、図中上方に向けて傾斜している。これら複数の突片７５の傾斜方向は、積層壁部ＷＡ，ＷＢ毎に同一の方向（図示例では上方）となっている。
The projecting
突片７５は、例えば針金や線状部材をＵ字形に変形させた部材であって、その形状は任意である。また、線状部材に限らず、板材であってもよい。突片７５は、溶接やねじ止め等によって積層壁部ＷＡ，ＷＢに固定される。また、突片７５は、積層壁部ＷＡ，ＷＢの積層造形時に同時に積層造形したものであってもよい。
The projecting
本構成によれば、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂから突片７５が突出して鋳物部４７に覆われ、突片７５が鋳物部４７と一体に形成される。このため、積層壁部ＷＡ，ＷＢ側と鋳物部４７との接触面積が増加して、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との接合強度を更に向上できる。
According to this configuration, the projecting
また、突片７５は、その傾斜方向に沿った鋳物部４７との剪断強度が高められる。そのため、図示例の構成では、積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７との間で上下方向の剪断強度を向上できる。
In addition, the projecting
突片７５は、各積層壁部ＷＡ，ＷＢからそれぞれ同一の方向に傾斜させる構成に限らない。例えば、図１６に示すように、互いに異なる向きに傾斜した突片７５と突片７７とを組み合わせることで、負荷される応力の向きによらずに、剪断強度を向上できる。
The protruding
更に、図１７に示すように、積層壁部ＷＡ側の突片７５と、積層壁部ＷＢ側の突片７７とを、それぞれ傾斜方向を異ならせた形態としてもよい。この場合、図中矢印Ｆで示す外力が作用した場合の剪断強度を高められる。
Furthermore, as shown in FIG. 17, the protruding
＜第４構成例＞
次に、第４構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢを説明する。
図１８は第４構成例の積層壁部ＷＡ，ＷＢと鋳物部４７を含む構造体の概略断面図である。
本構成の構造体は、積層壁部ＷＡ，ＷＢを連結する連結アンカー部７９を備える。その他の構成は図６に示す第１構成例の構造体と同様である。
Fourth Configuration Example
Next, the laminated wall portions WA and WB of the fourth configuration example will be described.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a structure including the laminated wall portions WA and WB and the casting
The structure of this configuration includes a
連結アンカー部７９は、丸棒や板材等の積層壁部ＷＡ，ＷＢとは別体の部材であり、積層壁部ＷＡ，ＷＢに溶接等により固定される。また、連結アンカー部７９は、積層壁部ＷＡ，ＷＢと共に積層造形された積層造形体であってもよい。
The
連結アンカー部７９は、図示例では等間隔に配置されているが、任意位置に設けた構成にしてもよい。また、互いに平行に配置される他、積層壁部ＷＡ，ＷＢの内側面６１Ａ，６１Ｂの法線方向から傾斜して配置されていてもよい。
The
本構成によれば、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとが連結アンカー部７９により接合されて、積層壁部ＷＡ，ＷＢと連結アンカー部７９によって構造体の骨格が形成される。このため、構造体の強度が連結アンカー部７９を設けない場合よりも高められ、しかも、鋳湯との接触面積が増加するため、鋳物部４７と連結アンカー部７９との接合強度を高められる。
According to this configuration, the laminated wall portion WA and the laminated wall portion WB are joined by the
また、連結アンカー部７９は、図１９に示すように、連結アンカー部７９の一部に貫通孔８１を形成することが好ましい。その場合、積層壁部ＷＡ，ＷＢで囲まれた領域内における鋳湯の流動が助長される。また、鋳湯が凝固した後は、積層壁部ＷＡ，ＷＢ及び連結アンカー部７９と、鋳物部４７との接合強度をより高められる。
In addition, as shown in FIG. 19, the
＜構造体の他の構成例＞
上記した構造体は、図３、図５に示す構造体５１，５１Ａに基づく形状であるが、これに限らず、他の任意の形状であってもよい。
一例として、図２０に他の構造体５１Ｂの概略断面図を示す。
本構成の構造体５１Ｂは、ギヤポンプの外筒として使用される中空のケーシングである。この構造体５１Ｂは、外殻である積層壁部ＷＡと、内殻である積層壁部ＷＡと、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとの内側空間４５に鋳湯を流し込んで凝固させた鋳物部４７と、を有する。
<Another example of structure of structure>
Although the above-mentioned structure is a shape based on
As an example, FIG. 20 shows a schematic cross-sectional view of another
The
積層壁部ＷＡは、断面略楕円形の外殻であり、ギヤポンプの外筒の骨格を形成する。また、積層壁部ＷＢは、積層壁部ＷＡの内側に形成され、２つの円筒体が互いの半径距離よりも近くに配置されて一つの内殻として繋がった形状を有する。一対の部分円筒状の内殻である積層壁部ＷＢの内側には、中空空間４６が画成される。この中空空間４６には、それぞれポンプのロータが挿入され、積層壁部ＷＢの内側面がロータの対向面となる。
The laminated wall portion WA is an outer shell having a substantially elliptical cross section, and forms a framework of an outer cylinder of the gear pump. In addition, the laminated wall portion WB is formed inside the laminated wall portion WA, and has a shape in which two cylindrical bodies are disposed closer to each other than a radial distance from each other and connected as one inner shell. A
構造体５１ＢのIV−IV線断面は、前述した図２の構造体５１のVI−VI線断面、図５の構造体５１ＡのVI−VI線断面と同様に、第１〜第４構成例の各種形態とすることができ、同様の作用効果が得られる。
The IV-IV line cross section of the
図２１は図２０に示す構造体５１Ｂの積層壁部ＷＡ，ＷＢに連結アンカー部７９を設けた骨格構造５３の一例を示す斜視図である。
本構成の構造体５１Ｂの骨格構造５３は、外殻である積層壁部ＷＡと、内殻である積層壁部ＷＢと、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとを連結する複数の連結アンカー部７９を備える。連結アンカー部７９は、積層壁部ＷＡと積層壁部ＷＢとの間の内側空間４５に形成されたリブとなり、構造体５１Ｂの骨格を堅固にしている。また、連結アンカー部７９には、それぞれ複数の貫通孔８１が形成されている。
FIG. 21 is a perspective view showing an example of a
The
この構造体５１の骨格構造５３によれば、積層壁部ＷＡ，ＷＢと連結アンカー部７９により画成される複数の内側空間４５に鋳湯を流し込む際、鋳湯が貫通孔８１を通じて隣接する内側空間４５に流れ込み、湯回りを良好にできる。また、鋳湯の凝固後では、積層壁部ＷＡ，ＷＢ及び連結アンカー部７９は、鋳湯との接触面積が増加して、凝固した鋳物部との接合強度が向上する。よって、高強度な構造体が得られる。
According to the
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but the configurations of the embodiments may be combined with one another, or modified or applied by those skilled in the art based on the description of the specification and the well-known techniques. It is intended for the invention, and is included in the scope for which protection is sought.
例えば、構造体の形状は、水平方向と上下方向の少なくともいずれかの方向に沿って肉厚が変化する形状であってもよい。また、角筒形状の構造体、平面視で矩形状、三角形状、楕円形状等の各種形状の構造体であってもよい。 For example, the shape of the structure may be a shape whose thickness changes along at least one of the horizontal direction and the vertical direction. In addition, it may be a rectangular cylinder-shaped structure or a structure of various shapes such as a rectangular shape, a triangular shape, or an elliptical shape in a plan view.
また、上記した構造体の製造方法では、アーク放電により溶接ワイヤを溶解して溶着ビードを形成し、低コストで、且つ短いリードタイムで構造体を作製している。
なお、溶接ワイヤを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビームやレーザを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビームやレーザにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、溶着ビードの状態をより適正に維持して、積層構造物の更なる品質向上に寄与できる。
In the method of manufacturing a structure described above, the welding wire is melted by arc discharge to form a welding bead, and the structure is manufactured at low cost and with a short lead time.
The heat source for melting the welding wire is not limited to the above-described arc. For example, heat sources using other methods such as a heating method using an arc and a laser in combination, a heating method using a plasma, a heating method using an electron beam or a laser, etc. may be adopted. In the case of heating by an electron beam or a laser, the amount of heating can be controlled more finely, and the state of the weld bead can be maintained more properly, which can contribute to further quality improvement of the laminated structure.
更に、上記の説明では、溶着ビードを一つの閉じられた線状にした層を形成した構成を示しているが、溶着ビードによる閉じられた線は、同一の水平断面上で複数箇所に存在してもよい。また、閉じられた線状の層において、溶着ビードによる線の外側や内側に更に延出する溶着ビード部分が存在してもよい。いずれの場合でも、閉じられた領域内にそれぞれ鋳湯を流し込むことで、より複雑な形状の構造体を作製できる。この場合の閉じられた領域とは、円形や楕円形に限らず、正方形、長方形、多角形等の任意の形状とすることができる。 Furthermore, although the above description shows a configuration in which the welding bead is formed into one closed linear layer, the closed lines by the welding bead exist in multiple places on the same horizontal cross section. May be Also, in the closed linear layer, there may be a weld bead portion further extending to the outside or the inside of the line by the weld bead. In any case, a more complex shaped structure can be produced by pouring the molten metal into the closed regions respectively. The closed region in this case is not limited to a circle or an ellipse, but may be any shape such as a square, a rectangle, or a polygon.
また、上記の説明では、一本の線状の溶着ビードにより積層壁部を造形しているが、ウィービング動作のようにトーチ１７を揺動させながら溶着ビードを形成したり、溶接ロボット１９の駆動により、円や三角等の軌跡を描かせながらトーチ１７を移動させたりしてもよい。その場合、溶接方向とは別方向の移動成分を有してトーチ１７が移動されるため、溶着ビード幅を増減でき、積層壁部の幅を任意に調整できる。
Further, in the above description, although the laminated wall portion is formed by one linear welding bead, the welding bead is formed while swinging the
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 溶加材の溶融凝固体である溶着ビードが積層された積層壁部と、
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかを有するアンカー部を有し、前記アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。
この構造体によれば、溶着ビードの積層によって積層壁部を成形するので、鋳造のための型作製が不要となり、鋳造工数や型材料のコストを低減できる。また、構造体を製造するリードタイムが短縮される。更に、比較的高コストな積層材料の使用が積層壁部だけで済み、材料費を抑えて製造コストを低減できる。そして、積層壁部にアンカー部が設けられ、アンカー部が鋳物部に覆われることで、積層壁部と鋳物部との接合強度を向上できる。
As described above, the following matters are disclosed in the present specification.
(1) A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The structure which has an anchor part which has at least any one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part, and the said anchor part is covered by the said casting part.
According to this structure, since the laminated wall portion is formed by laminating the welding beads, it is not necessary to produce a mold for casting, and the number of casting processes and the cost of the mold material can be reduced. Also, the lead time for manufacturing the structure is shortened. Furthermore, the use of relatively expensive laminated material is only required for the laminated wall, which can reduce the material cost and reduce the manufacturing cost. And an anchor part is provided in a lamination wall part, and a joint strength of a lamination wall part and a casting part can be improved by covering an anchor part with a casting part.
（２） 前記アンカー部は、前記積層壁部の内側面の複数箇所に離散配置された（１）に記載の構造体。
この構造体によれば、複数のアンカー部が離散配置されることで、鋳湯との接触面積を増加させて、鋳物部との接合強度を向上できる。
(2) The structure according to (1), wherein the anchor portions are discretely disposed at a plurality of locations on the inner surface of the laminated wall portion.
According to this structure, by arranging the plurality of anchor portions in a discrete manner, the contact area with the casting bath can be increased, and the bonding strength with the casting portion can be improved.
（３） 前記アンカー部は、前記積層壁部に形成された複数の溝を含む（１）又は（２）に記載の構造体。
この構造体によれば、複数の溝が形成する凹凸によって、積層壁部と鋳物部との接合強度を向上できる。
(3) The structure according to (1) or (2), wherein the anchor portion includes a plurality of grooves formed in the laminated wall portion.
According to this structure, the bonding strength between the laminated wall portion and the casting portion can be improved by the unevenness formed by the plurality of grooves.
（４） 前記アンカー部は、前記積層壁部に形成された複数の突条を含む（１）〜（３）のいずれか一つに記載の構造体。
この構造体によれば、複数の突条が形成する凹凸によって、積層壁部と鋳物部との接合強度を向上できる。
(4) The structure according to any one of (1) to (3), wherein the anchor portion includes a plurality of ridges formed on the laminated wall portion.
According to this structure, the bonding strength between the laminated wall portion and the casting portion can be improved by the unevenness formed by the plurality of protrusions.
（５） 前記アンカー部は、前記積層壁部の内側面に突設された突片を含む（１）〜（４）のいずれか一つに記載の構造体。
この構造体によれば、突片が鋳物部に覆われることで、積層壁部をより高強度に鋳物部と接合できる。
(5) The structure according to any one of (1) to (4), wherein the anchor portion includes a projecting piece provided to protrude on an inner side surface of the laminated wall portion.
According to this structure, the laminated wall portion can be joined to the casting portion with higher strength by covering the projection with the casting portion.
（６） 前記突片は、前記積層壁部の内側面の法線方向から傾斜して突出している（５）に記載の構造体。
この構造体によれば、突片の傾斜方向に沿った方向の剪断強度が向上する。
(6) The structure according to (5), wherein the projecting piece projects obliquely from the normal direction of the inner surface of the laminated wall portion.
According to this structure, the shear strength in the direction along the inclination direction of the projecting piece is improved.
（７） 複数の前記突片は、同一方向に向けて傾斜している（６）に記載の構造体。
この構造体によれば、突片の傾斜方向を揃えることで、剪断強度を選択的に高めることができる。
(7) The structure according to (6), wherein the plurality of protrusions are inclined in the same direction.
According to this structure, the shear strength can be selectively increased by aligning the inclination directions of the protrusions.
（８） 前記積層壁部は、前記構造体の外殻と、前記外殻の内側に形成された内殻とを有し、
前記アンカー部は、前記外殻と前記内殻の少なくとも一方に形成されている（１）〜（７）のいずれか一つに記載の構造体。
この構造体によれば、外殻と内殻の少なくとも一方のアンカー部が鋳物部に覆われて、積層壁部及びアンカー部と鋳物部との接合強度を向上できる。
(8) The laminated wall portion has an outer shell of the structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The structure according to any one of (1) to (7), wherein the anchor portion is formed on at least one of the outer shell and the inner shell.
According to this structure, the anchor portion of at least one of the outer shell and the inner shell is covered with the cast portion, and the bonding strength between the laminated wall portion and the anchor portion and the cast portion can be improved.
（９） 溶加材の溶融凝固体である溶着ビードが積層された積層壁部と、
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部は、構造体の外殻と、前記外殻の内側に形成された内殻とを有し、
前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を更に備え、前記連結アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。
この構造体によれば、連結アンカー部が外殻と内殻とを連結することで、外殻と内殻との骨格構造の強度を向上できる。また、連結アンカー部は、鋳物部で覆われることで、鋳物部との接合強度を向上できる。
(9) A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The laminated wall has an outer shell of a structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The structure further provided with the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell, and the said connection anchor part is covered by the said casting part.
According to this structure, the strength of the skeletal structure of the outer shell and the inner shell can be improved by connecting the outer shell and the inner shell with the connection anchor portion. Moreover, a connection anchor part can improve the joint strength with a casting part by being covered by a casting part.
（１０） 前記連結アンカー部は、棒材又は板材である（９）に記載の構造体。
この構造体によれば、連結アンカー部を外殻、内殻とは別部材で形成することで、簡単に連結アンカー部を設置できる。
(10) The structure according to (9), wherein the connection anchor portion is a bar or plate.
According to this structure, the connection anchor portion can be easily installed by forming the connection anchor portion with an outer shell and a separate member from the inner shell.
（１１） 前記連結アンカー部は、鋳湯を連通する貫通孔が形成されている（９）又は（１０）に記載の構造体。
この構造体によれば、貫通孔を鋳湯が連通し、隣接する内側空間に鋳湯がスムーズに流れ込んで、均質な鋳物部が得られる。また、連結アンカー部の鋳物部との接触面積が増加して、連結アンカー部と鋳物部との接合強度が向上する。
(11) The structure according to (9) or (10), wherein the connection anchor portion is formed with a through hole communicating the casting solution.
According to this structure, the cast irons communicate with the through holes, and the cast irons smoothly flow into the adjacent inner space, and a homogeneous cast part can be obtained. In addition, the contact area of the connection anchor portion with the casting portion is increased, and the bonding strength between the connection anchor portion and the casting portion is improved.
（１２） 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをベース上に積層して、少なくとも構造体の外殻を含む積層壁部を造形する造形工程と、
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかのアンカー部を形成する工程を更に有する構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、溶着ビードの積層によって積層壁部を成形するので、鋳造のための型作製が不要となり、鋳造工数や型材料のコストを低減できる。また、構造体を製造するリードタイムが短縮される。更に、比較的高コストな積層材料の使用が積層壁部だけで済み、材料費を抑えて製造コストを低減できる。そして、積層壁部にアンカー部が設けられ、アンカー部が鋳物部に覆われることで、積層壁部と鋳物部との接合強度を向上できる。
(12) forming a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material on a base to form a laminated wall including at least an outer shell of a structure;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has the process of forming the anchor part of at least any one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
According to the manufacturing method of this structure, since the laminated wall portion is formed by laminating the welding beads, the mold preparation for casting becomes unnecessary, and the number of casting processes and the cost of the mold material can be reduced. Also, the lead time for manufacturing the structure is shortened. Furthermore, the use of relatively expensive laminated material is only required for the laminated wall, which can reduce the material cost and reduce the manufacturing cost. And an anchor part is provided in a lamination wall part, and a joint strength of a lamination wall part and a casting part can be improved by covering an anchor part with a casting part.
（１３） 前記アンカー部は、前記溶着ビードの積層により形成する（１２）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、積層壁部の造形と共にアンカー部を形成でき、効率よく構造体を製造できる。
(13) The method for manufacturing a structure according to (12), wherein the anchor portion is formed by stacking the welding beads.
According to the manufacturing method of this structure, the anchor portion can be formed together with the formation of the laminated wall portion, and the structure can be manufactured efficiently.
（１４） 前記アンカー部は、前記積層壁部の機械加工、又は前記積層壁部への別部材の接合により形成する（１２）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、積層壁部に加工を施すことで、簡単にアンカー部を形成できる。
(14) The method for manufacturing a structure according to (12), wherein the anchor portion is formed by machining of the laminated wall portion or bonding of another member to the laminated wall portion.
According to the manufacturing method of this structure, the anchor portion can be easily formed by processing the laminated wall portion.
（１５） 前記積層壁部は、前記構造体の外殻と、前記外殻の内側に形成された内殻とを有し、
前記アンカー部を、前記外殻と前記内殻の少なくとも一方に形成する（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、外殻と内殻の少なくとも一方のアンカー部が鋳物部に覆われて、積層壁部及びアンカー部と鋳物部との接合強度を向上できる。
(15) The laminated wall portion has an outer shell of the structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The manufacturing method of the structure as described in any one of (12)-(14) which forms the said anchor part in at least one of the said outer shell and the said inner shell.
According to the manufacturing method of this structure, the anchor portion of at least one of the outer shell and the inner shell is covered with the casting portion, and the bonding strength between the laminated wall portion and the anchor portion and the casting portion can be improved.
（１６） 溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをベース上に積層して、少なくとも構造体の外殻と前記外殻の内側の内殻とを含む積層壁部を造形する造形工程と、
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を形成する連結工程を更に有する構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、連結アンカー部が外殻と内殻とを連結することで、外殻と内殻との骨格構造の強度を向上できる。また、連結アンカー部は、鋳物部で覆われることで、鋳物部との接合強度を向上できる。
(16) forming a laminated wall including at least an outer shell of a structure and an inner shell of the outer shell by laminating on a base a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has a connection process which forms the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
According to the manufacturing method of this structure, the strength of the skeletal structure of the outer shell and the inner shell can be improved by connecting the outer shell and the inner shell with the connection anchor portion. Moreover, a connection anchor part can improve the joint strength with a casting part by being covered by a casting part.
（１７） 前記連結アンカー部は、前記溶着ビードの積層により形成する（１６）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、積層壁部の造形と共に連結アンカー部を形成でき、効率よく構造体を製造できる。
(17) The method for manufacturing a structure according to (16), wherein the connection anchor portion is formed by stacking the welding beads.
According to the manufacturing method of this structure, a connection anchor part can be formed with modeling of a lamination wall part, and a structure can be manufactured efficiently.
（１８） 前記連結アンカー部は、前記積層壁部へ別部材を接合することにより形成する（１６）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、積層壁部の造形と共に連結アンカー部を形成でき、効率よく構造体を製造できる。
(18) The method for manufacturing a structure according to (16), wherein the connection anchor portion is formed by joining another member to the laminated wall portion.
According to the manufacturing method of this structure, a connection anchor part can be formed with modeling of a lamination wall part, and a structure can be manufactured efficiently.
（１９） 前記ベースを前記積層壁部及び前記鋳物部から分離させる工程を有する（１２）〜（１８）のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、ベースの分離により、所望形状の構造体が得られ、熱影響を受けた領域を除去できる。
(19) The method for manufacturing a structure according to any one of (12) to (18), including the step of separating the base from the laminated wall portion and the casting portion.
According to the method of manufacturing this structure, the separation of the base provides a structure of the desired shape and can remove the thermally affected area.
２５ 鋳湯
４１ ベースプレート（ベース）
４３ 溶着ビード
４５ 内側空間
４７ 鋳物部
５１，５１Ａ，５１Ｂ 構造体
５５ 外殻
５７ 内殻
６１ 内側面
６３，６３Ａ 凹部（アンカー部）
７３ 凸部（アンカー部）
７５，７７ 突片（アンカー部）
７９ 連結アンカー部
８１ 貫通孔
Ｍ 溶加材
Ｗ，ＷＡ，ＷＢ 積層壁部
25
43
73 Convex part (Anchor part)
75, 77 projecting pieces (anchor part)
79
Claims (19)
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかを有するアンカー部を有し、前記アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。 A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The structure which has an anchor part which has at least any one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part, and the said anchor part is covered by the said casting part.
前記アンカー部は、前記外殻と前記内殻の少なくとも一方に形成されている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の構造体。 The laminated wall has an outer shell of the structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the anchor portion is formed on at least one of the outer shell and the inner shell.
前記積層壁部で囲まれた内側空間に形成された鋳物部と、
を備え、
前記積層壁部は、構造体の外殻と、前記外殻の内側に形成された内殻とを有し、
前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を更に備え、前記連結アンカー部が前記鋳物部に覆われている構造体。 A laminated wall portion on which welding beads, which are melt solidified bodies of filler metals, are laminated;
A casting portion formed in an inner space surrounded by the laminated wall portion;
Equipped with
The laminated wall has an outer shell of a structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The structure further provided with the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell, and the said connection anchor part is covered by the said casting part.
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の内側面に、凹部と凸部の少なくともいずれかのアンカー部を形成する工程を更に有する構造体の製造方法。 Forming on a base a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material to form a laminated wall including at least an outer shell of a structure;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has the process of forming the anchor part of at least one of a recessed part and a convex part in the inner surface of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
前記アンカー部を、前記外殻と前記内殻の少なくとも一方に形成する請求項１２〜請求項１４のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。 The laminated wall has an outer shell of the structure and an inner shell formed inside the outer shell,
The method for manufacturing a structure according to any one of claims 12 to 14, wherein the anchor portion is formed on at least one of the outer shell and the inner shell.
前記造形工程の後、造形された前記積層壁部で囲まれた内側空間に、鋳湯を流し込んで鋳物部を形成する鋳造工程と、
を有し、
前記鋳造工程の前に、前記積層壁部の前記外殻と前記内殻とを連結する連結アンカー部を形成する連結工程を更に有する構造体の製造方法。 Forming a laminated wall including at least an outer shell of the structure and an inner shell of the outer shell by laminating on a base a welding bead obtained by melting and solidifying a filler material;
The casting process which pours a cast iron in the inner space enclosed by the said lamination | stacking wall part modeled after the said modeling process, and forms a casting part,
Have
The manufacturing method of the structure which further has a connection process which forms the connection anchor part which connects the said outer shell and the said inner shell of the said lamination | stacking wall part before the said casting process.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017224441A JP6829180B2 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Structure and method of manufacturing the structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017224441A JP6829180B2 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Structure and method of manufacturing the structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019093415A true JP2019093415A (en) | 2019-06-20 |
| JP6829180B2 JP6829180B2 (en) | 2021-02-10 |
Family
ID=66972481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017224441A Active JP6829180B2 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Structure and method of manufacturing the structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6829180B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021059772A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of laminate molded product and laminate molded product |
| CN114286727A (en) * | 2019-06-21 | 2022-04-05 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | Method for producing a casting mould and casting mould produced using said method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514725A (en) * | 2015-02-03 | 2017-06-08 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | Mold based on hot melt lamination method for molding and replicating an object, method for its production and hot melt lamination type 3D printer |
| WO2017130670A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 株式会社日立製作所 | Heterogeneous material bonded article, and production method for heterogeneous material bonded article |
-
2017
- 2017-11-22 JP JP2017224441A patent/JP6829180B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514725A (en) * | 2015-02-03 | 2017-06-08 | フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ | Mold based on hot melt lamination method for molding and replicating an object, method for its production and hot melt lamination type 3D printer |
| WO2017130670A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 株式会社日立製作所 | Heterogeneous material bonded article, and production method for heterogeneous material bonded article |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114286727A (en) * | 2019-06-21 | 2022-04-05 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | Method for producing a casting mould and casting mould produced using said method |
| JP2021059772A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of laminate molded product and laminate molded product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6829180B2 (en) | 2021-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6420855B2 (en) | Method for additive manufacturing | |
| JP6496758B2 (en) | Method and conformal support for additive manufacturing | |
| JP6409079B2 (en) | Method for additive manufacturing and keyway support | |
| JP5696867B2 (en) | Metal product having internal space formed and method for manufacturing the same | |
| WO2019107506A1 (en) | Method for designing laminate molded article, production method, production device, and program | |
| JP6778887B2 (en) | Manufacturing method of 3D shaped object | |
| JP2019089108A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for molded object | |
| JP7010799B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
| JP6822881B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing system for laminated models | |
| JP6892371B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing equipment for laminated models | |
| JP6765360B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
| JP2019093415A (en) | Structure, and manufacturing method of structure | |
| JP7203671B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP7123738B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP6810018B2 (en) | Manufacturing method of laminated model | |
| JP2019063858A (en) | Method for manufacturing laminated molding and laminated molding | |
| JP7160703B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP7258715B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP7189110B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP6765359B2 (en) | Structure manufacturing method and structure | |
| JP7181154B2 (en) | Laminate-molded article manufacturing method | |
| JP2021126673A (en) | Manufacturing method of laminated molding | |
| JP6792533B2 (en) | Manufacturing method of structure | |
| JP7160704B2 (en) | LAMINATED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED MOLDED PRODUCT | |
| JP7484006B1 (en) | Method for manufacturing objects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190930 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200910 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200929 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201116 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210121 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6829180 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |