■３．商用■■■■■■■■装置を用いたスパッタレス造形■ ■■■■■■■個■■■■■■■■数タッパス生発■■− 329 −形成され，レーザの通過後にビードが形成されていた．第二工程で飛散するスパッタ数は少なく，溶融池の大きさやビード形状は工程分割によって大きな差異は認められなかった．■■■造形工程の違いによるスパッタ発生数を比較した結果を図■に示す．工程分割することで発生したスパッタ数は■■■■減少した．また，工程分割する場合，発生したスパッタの■■■■は第一工程で生じており，第二工程で生じたスパッタは■■■■であった．これらの違いは，工程分割によって粉末床の溶融・凝固様相が変化したためと考えられる．■第一工程では，粉末床に対してエネルギ密度が小さいレーザを照射してドロップレットを形成した．低エネルギ密度のレーザ照射で粉末床の温度上昇が抑制され，金属蒸気の発生量が減少して飛散したスパッタ量も減少したと考えられる．一方，第二工程では工程分割しないときと同じ高エネルギのレーザ条件であるが，粉末が溶融・凝固してドロップレットが形成されていること，ドロップレットがプレート表面に凝着していることが相まってスパッタの飛散数が減少したと考えられる．また，工程分割しない場合，レーザ照射部で金属粉末が瞬間的に溶融して溶融池へ取り込まれるのに対し，工程分割するとドロップレットの熱容量に起因して溶融池への取り込みに時間を要することが確認された．粉末形態の急激な変化が抑制されたことも，発生したスパッタ数が減少した要因であると考えられる．■■ドロップレットを形成させる第一工程とビードを形成させる第二工程に分割することで，造形中にレーザ照射部周辺から飛散するスパッタが大幅に削減できることがわかった．次章以降では，本手法を社会実装することを目的として，商用の■■■■■■■■装置を用いて検討した内容を報告する．■■■■■実験方法■表■に実験条件を示す．実験に用いた商用■■■■■■■■装置は，波長が■■■■■■■である■■ファイバレーザを搭載したff株■松浦機械製作所製の■■■■■■■■■■■■■ ■である．使用した金属粉末は，メディアン径ff■■■■が■■■µ■のマルエージング鋼であり，造形プレートff■■■■■■■■■は溶融粉末のぬれ性を向上させるため，循環サンドブラスタff秋山産業製■■■■■■ 型■でサンドブラスト処理を施した．造形チャンバ内部は，■金属粉末の酸化を防ぐため窒素ガスで充てんし，実験中はチャンバ内部の酸素濃度が■■■以下になるようにした．そして，造形プレート上に厚さが■■■µ■となるように粉末を堆積し，レーザ出力，粉末床でのビーム径，レーザ走査速度を変化させながら長さが■■■■■の単ライン造形を行った．また，複数ラインの造形では長さが■■■■■でハッチングピッチごとに■本のレーザ照射を行った．得られた造形物はマイクロスコープff■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■製■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■で観察し，溶融凝固が連続的に行われる「ビード」，不安定な溶融凝固に起因■■ff■■■第一工程■■■■■■■■■■■ff■■■第二工程 図■■工程分割による粉末様相の変化■レーザ出力■■第■工程■■■第 工程■■スポット径■■第■工程■■■第 工程■■走査速度■■■■■■■■■■ ■図■■工程分割によるスパッタ数の削減効果■レーザ条件■■■■レーザ種類■■■■発振波長■■■走査速度■■■■スポット径■■■■ハッチングピッチ■■■■メディアン径■■■■かさ密度■■■■堆積厚さ■して生じる「不十分ビード」，■ベースプレートとともに粉末が溶融凝固して形成される「ドロップレット」，ドロップレットがベースプレートに固着せずに飛散する「飛散」に大別し，造形条件との関係を調べた．また，プレート上に形成されたドロップレットについて，造形長さ■■■■■あたりに形成されたドロップレット数を計測するとともに，ドロップレットのサイズや■分布様相を■■■■■■■ff■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■製■で評価した．■表 ■工程分割造形の実験条件■■■■■[µm]■■■■■■■■ ■■µm工程分割なし表■■商用■■■■■■■■装置での実験条件■■■■■■■■■■■■■出力■■■■■■■■[µm]■[µm]■金属粉末■[µm]■■■■■■■■■[µm]■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■µm ■第一工程■第二工程工程分割あり■■ファイバff■■■■■■■■■■■■■–■ ■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■–■■■■■マルエージング鋼■■■■■■■■■■■■
元のページ ../index.html#331