[发明专利]附加制造装置

说明书

本发明涉及附加制造装置。附加制造装置具备照射内侧照射光束的内侧光束照射装置、照射外侧照射光束的外侧光束照射装置以及控制装置。控制装置在外侧光束照射通过向包含硬质材料以及超硬粘合剂的材料照射内侧照射光束并使该材料熔融而形成的熔融池时，以表示熔融池中的每单位时间的温度降低的冷却速度在熔融池所含的超硬粘合剂的凝固点成为540℃/s以下的方式，控制表示外侧光束的每单位面积的输出的功率密度。根据本发明，附加制造装置能够通过简单的结构抑制破裂，而附加制造高品质的造型物。

技术领域

本发明涉及附加制造装置。

背景技术

公知有在附加制造中，例如存在定向能沉积(Directed Energy Deposition)方式、粉末床熔融结合(Powder Bed Fusion)方式等。定向能沉积方式通过控制光束(激光束以及电子束等)的照射和进行材料的供给的加工头的位置来进行附加制造。定向能沉积方式包含LMD(Laser Metal Deposition：激光金属沉积)、DMP(Direct Metal Printing：直接金属印刷)等。粉末床熔融结合方式通过对平坦铺满的粉末材料照射光束来进行附加制造。粉末床熔融结合方式包含SLM(Selective Laser Melting：选择性激光熔化)、EBM(Electron Beam Melting：电子束熔化)等。

例如定向能沉积方式LMD，喷射含有硬质材料的粉末材料等并且照射光束，由此能够在使粉末材料等熔融之后使其凝固。由此，LMD例如作为向基台局部地添加硬质材料的造型物的堆焊技术而被利用。

而且，例如在国际公开第2019/069701号中公开了超硬合金复合材料。现有的超硬合金复合材料具有包含碳化钨(WC)与钴(Co)的超硬合金部以及包含镍(Ni)或者钴(Co)的基材部，在超硬合金部与基材部之间具有包含超硬合金部的成分和基材部的成分的中间层。

在附加制造中，将粉末材料熔融之后使其凝固，由此制造造型物。然而，在从将含有硬质材料的粉末材料熔融的状态通过快速冷却使其凝固的状况下，由于硬质材料的韧性，有可能在造型物上产生破裂，硬质的造型物的品质降低。在该情况下，能够通过将粉末材料预热来抑制快速冷却。

然而，例如在LMD中，对各种形状的基台喷射材料粉末而局部地附加造型物，所以如SLM那样，使用基座板等附加制造装置的一部分来预热粉末材料的方法不现实。另外，在LMD中，还考虑了使用加热器等来预热粉末材料，但例如存在与加工头的干涉、控制系统变得复杂等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过简单的结构抑制破裂并附加制造高品质的造型物的附加制造装置。

附加制造装置具备：内侧光束照射装置，其构成为照射将包含硬质材料以及超硬粘合剂的材料加热到材料的熔点以上的内侧照射光束；外侧光束照射装置，其构成为在内侧光束的外侧照射将材料加热到小于熔点的外侧照射光束；以及控制装置，其构成为对内侧光束照射装置以及外侧光束照射装置的各个，控制内侧光束以及外侧光束的照射、以及内侧光束以及外侧光束相对于基台的相对扫描，控制装置在外侧光束照射通过向上述材料照射内侧照射光束并使该材料熔融而形成的熔融池时，以表示熔融池中的每单位时间的温度降低的冷却速度在熔融池所含的超硬粘合剂的凝固点成为540℃/s以下的方式，控制表示外侧光束的每单位面积的输出的功率密度。

由此，控制装置在外侧光束照射通过照射内侧光束使含有硬质材料的材料熔融而形成的熔融池时，能够以熔融池冷却的冷却速度在熔融池所含的超硬粘合剂的凝固点成为540℃/s以下的方式，控制外侧光束的功率密度。

这样，以熔融池(造型物)的冷却速度成为540℃/s以下的方式，控制外侧光束的功率密度来进行保温处理，由此能够抑制造型物的快速冷却凝固。因此，通过简单的结构，能够防止造型物的破裂的产生，能够附加制造高品质的造型物。

附图说明

图1是表示附加制造装置的图。