■■■■■■■■■個■■■■数タッパス生発 ンバ内部は窒素ガスで充てんし，酸素濃度計■ff東レエンジ− 328 −■■■(a) 100 µm ■■■■■(b) 800 µm 金属粉末■■■■メディアン径■■■■かさ密度■■■■堆積厚さ■造形プレート■■■■温度■■■■表面粗さ■レーザ条件■■■■レーザ種類■■■■発振波長■■■■出力■■■■照射角度■■■■走査速度■■■■スポット径■高速度カメラ■■■■シャッタ速度■■■■フレーム数■■■■撮影画素■ニアリング■ソリューションズ㈱製■■■■■■■■■■で管理した．粉末床は■■■レーザ変位計■ff㈱キーエンス製■■■■■■■■■■で厚さが■■■µ■となるように調整した．レーザ照射部から発生するスパッタは，レーザ照射距離■■■■あたりに発生した個数として評価した．さらに，スパッタを抑制した造形条件の構築に向け，ビード形成時のレーザ照射工程を分割し，ビード形状やスパッタ発生数を評価した．■ ■ ■スポット径の違いによる粉末様相の変化■■粉末床でのスポット径が■■■■µ■と■■■■µ■のとき，高速度カメラで観察した溶融池周辺の様相を比較した結果を図 に示す．スポット径が■■■■µ■のとき，ビード周辺では溶融した粉末によってドロップレットが形成される粉末凝集領域が見られなかった．一方，スポット径が■■■■µ■の条件では，形成されたビード幅が狭く，その周辺にドロップレットが散在していた．スポット径が大きくなると照■射部中心でのエネルギ密度が減少し，広範囲にレーザが照射されることで粉末の溶融領域が大きくなる．照射部中心付近では，ドロップレットが表面張力によって凝集して溶融池が形成されたのに対し，照射部遠方ではドロップレットが凝集されずに残存したためである． ■■µm図 ■スポット径による溶融池周辺の粉末様相の変化 表■■実験条件■マルエージング鋼■[µm]■■■■■■■■■■■■■■■■■[µm]■■■■■■■■■■℃■■[µm]■ ■■■■■■■■■ファイバff■■■■■■■■■■■■■■°■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■[µm]■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■×■■■■■図■は，スポット径の違いによる発生スパッタ数の変化を調べた結果である．発生したスパッタ数はスポット径が大きくなるにつれて少なくなった．スポット径が大きくなるとエネルギ密度が減少し，急激な粉末の相変化が生じなかったためと考えられる．また，スポット径が■■■■µ■までの条件では溶融池からのみスパッタが発生したのに対し，■■■■µ■を越えると溶融池周辺のドロップレットからもスパッタが発生した．粉末床の溶融は，レーザ照射による粉末床の直接加熱と，プレート内部を伝導したエネルギによる間接加熱に分類できることが知られている■■．スポット径が■■■■µ■までの条件では，レーザによって直接的に粉末床が加熱されて溶融池を形成する過程でスパッタが発生し，スポット径が■■■■µ■を越えるとプレート内部の熱伝導でも粉末床が加熱され，溶融池周辺で形成されるドロップレットからもスパッタが発生したと考えられる．■■図■■スポット径による発生スパッタ数の変化■ ■■■工程分割によるスパッタ発生の抑制効果■■前節で得られた結果より，スパッタは金属粉末が相変化するときに多く発生することがわかった．また，スポット径が大きくなると溶融池周辺で形成されたドロップレットが再溶融し，これらが溶融池へ取り込まれることでビードが形成されることが知られている■■■．そこで，粉末床へのレーザ照射を 工程に分割し，第一工程では大きなスポット径でレーザ照射を行って照射部全体にドロップレットを形成させ，第二工程ではドロップレットの再溶融・凝固でビードを形成させるプロセスを検討した．■■■実験方法を表■ に示す．本手法では，第一工程として低エネルギ密度で粉末床へレーザ照射し，プレート表面にドロップレットを形成される．その後，第二工程として高エネルギ密度でレーザ照射してビードを形成させる．そのため，第一工程ではレーザ出力はスポット径を変化させた．レーザ照射部の様相は，表■で示した高速度カメラの条件で観察した．■■各工程で観察されたレーザ照射部周辺の粉末様相を比較した結果を図■に示す．第一工程でのレーザ出力は■■■■■，ビーム径は■■■■■µ■のときの結果である．第一工程では，多くのドロップレットが粉末凝集領域内部で形成され，■■ ■■µm一部のドロップレットはプレート表面に凝着せずに飛散する様子が観察された．一方，第二工程ではレーザ照射部中心付近でドロップレットが再溶融することで溶融池が■ ■■溶融池から■ドロップレットから■■■■■■■■■ ■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■スポット径µm
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