JPH10272554A - 鋳型無し造形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳型を用いないで溶湯を基板上に積層させな
がら３次元形状の造形物を製作することにより、鋳型か
らの冷却の影響を回避して材料組織の微細化を高め、し
かも肉厚に垂直な方向に凝固組織を配向させて強度を高
め、更に造形工程の簡略化を計ることにある。 【解決手段】 密閉室２を設け、該密閉室２内部に不燃
性ガスを流出入させながら充満させ、密閉室２内部の上
部側に溶解炉３を設け、溶解炉３の下端に溶湯流出口３
ｂを形成し、密閉室２内部の溶解炉３の下方側に溶解炉
３から流出される溶湯が積層される基板４を設け、溶解
炉３と基板４とを相対的に３次元方向に移動自在に設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋳型を用いない
で金属やプラスチックなどの可塑性材料の溶湯を基板上
に積層させながら３次元形状の造形物を製作する鋳型無
し造形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋳物の製作においては木などで鋳
物の原形となる木型を造り、この木型を基にして砂型や
金型などを造り、溶湯を砂型や金型などの鋳型に鋳込む
ことにより鋳物は製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳物の
凝固組織の形成には鋳型からの冷却の影響があり、金属
組織の微細化に問題があり、また、特に薄肉の鋳物にお
いては肉厚方向に凝固組織が配向した材料しか得られな
いという問題がある。

【０００４】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、鋳型を用いないで溶湯を基板上に積層
させながら３次元形状の造形物を製作することにより、
鋳型からの冷却の影響を回避して材料組織の微細化を高
め、しかも肉厚に垂直な方向に凝固組織を配向させて強
度を高め、更に造形工程の簡略化を計ることのできる鋳
型無し造形装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、密閉室を設け、該密閉室内部
に不燃性ガスを流出入させながら充満させ、密閉室内部
の上部側に溶解炉を設け、溶解炉の下端に溶湯流出口を
形成し、密閉室内部の溶解炉の下方側に溶解炉から流出
される溶湯が積層される基板を設け、溶解炉と基板とを
相対的に３次元方向に移動自在に設けた手段よりなるも
のである。ここで、ガス圧を利用して溶湯を溶解炉の溶
湯流出口から流出させるようにしてもよい。

【０００６】また、請求項３の発明は、密閉室を設け、
該密閉室内部に不燃性ガスを流出入させながら充満さ
せ、密閉室内部の上部側に金属アーク放電溶解炉を設
け、金属アーク放電溶解炉の下端側に溶湯流出口を形成
し、密閉室内部の金属アーク放電溶解炉の下方側に金属
アーク放電溶解炉から流出される溶湯が積層される基板
を設け、金属アーク放電溶解炉と基板とを相対的に３次
元方向に移動自在に設けた手段よりなるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。

【０００８】〔実施の形態−１〕ここで、図１は鋳型無
し造形装置の斜視図、図２はコンピュータ制御のブロッ
ク図である。

【０００９】図において、鋳型無し造形装置１は、鋳型
を用いないで金属やプラスチックなどの可塑性材料ａの
溶湯を基板上に積層させながら３次元形状の造形物を製
作することができる装置で、不燃性ガスが充満する密閉
室２、密閉室２の内部の上部側に設けられた溶解炉３、
溶解炉３の下方に設けられた基板４などから構成されて
いる。

【００１０】密閉室２は例えば円筒形を立型に配置した
形状から形成され、内部が密閉された室になっていて、
この内部で３次元形状物が造形される。立型の円筒形の
側周面は例えばガラス、プラスチックなどの透明体で形
成されていて、外部から内部が目視できるようになって
いる。

【００１１】密閉室２には内部に不燃性ガスを流入する
ための図示しない流入ホースの一端が接続されていて、
密閉室２の側周面の上部側には流入ホースの一端を接続
するための流入接続口２ａが取付けられている。流入ホ
ースの他端は例えばアルゴンガスなどからなる不燃性ガ
スを供給する不燃性ガス供給タンク５に接続されてい
る。

【００１２】不燃性ガス供給タンク５に貯留されている
不燃性ガスは、後述のコンピュータ９によって制御され
て流入ホース及び流入接続口２ａを通じて密閉室２の内
部に供給されて、密閉室２の内部を不燃性ガスで充満さ
せるようになっている。

【００１３】また、密閉室２には内部の不燃性ガスを流
出するための図示しない流出ホースの一端が接続されて
おり、密閉室２の側周面の下部側には流出ホースの一端
を接続するための流出接続口２ｂが取付けられていて、
内部の不燃性ガスの換気が図られている。

【００１４】流入ホース及び流入接続口２ａを通じて供
給されて密閉室２の内部に充満している例えばアルゴン
ガスなどからなる不燃性ガスは、流出接続口２ｂ及び図
示しない流出ホースを通じて密閉室２の内部から排出さ
れて、溶解炉３から流出する溶湯によって密閉室２の内
部で発火したり高温高圧状態になるのを防ぐ機能を果た
す。

【００１５】溶解炉３は３次元形状の造形物の材料とな
る金属やプラスチックなどの可塑性材料ａを溶かして溶
湯状態にするものであり、材料が金属の場合には例えば
高周波誘導電気溶解炉が使用される。また、材料がプラ
スチックなどの非金属の場合には溶解炉３には例えば電
熱ヒーター方式のものが使用される。溶解炉３は立型の
円柱状の形状を有しており、その円柱状の中心部には溶
湯される金属やプラスチックなどの可塑性材料ａを入れ
る炉心内部が設けられている。

【００１６】炉心内部には溶解炉３の一部を構成する例
えば不透明石英管３ａが取付けられていて、このため、
溶解炉３の円柱状の中心部には不透明石英管３ａを取付
けるために上下方向に円形孔が穿設されている。不透明
石英管３ａは溶解炉３の円形孔を上下に貫通した状態に
取付けられている。

【００１７】溶解炉３に高周波誘導電気溶解炉が使用さ
れる場合には、溶解炉３の炉心内部の円形孔の周囲に交
流電流を流すためのコイルが巻装されていて、コイルに
交流電流を通じると交番磁界が生じ、磁界中に金属材料
を置くと電磁誘導作用によって金属材料に誘導電流が流
れて、金属材料はジュール熱によって加熱されて溶解さ
れる構造になっている。また、溶解炉３に電熱ヒーター
方式が使用される場合には、溶解炉３の炉心内部の円形
孔の周囲に電熱ヒーター用のコイルが巻装されていて、
コイルに通電するとコイルが加熱して内部の材料を溶解
する構造になっている。溶解炉３の加熱は後述のコンピ
ュータ９によって制御されている。

【００１８】溶解炉３の一部を構成する不透明石英管３
ａの内部には溶湯される円柱状の金属やプラスチックな
どの可塑性材料ａが入れられている。溶解炉３の中心部
の円形孔に貫通状態で取付けられた不透明石英管３ａ
は、その上端側及び下端側が溶解炉３の上面及び下面か
らそれぞれ突出している。

【００１９】溶解炉３の下面から下方に突出している不
透明石英管３ａの下端側は下向きに裁頭円錐形の形状を
しており、その下端側には内部で溶解した金属やプラス
チックなどの可塑性材料ａを下方に流出する例えば直径
が０．４mmの小孔の溶湯流出口３ｂが形成されている。

【００２０】溶解炉３の上面から上方に突出している不
透明石英管３ａの上端側には、溶解した金属やプラスチ
ックなどの可塑性材料ａを下端側の小孔の溶湯流出口３
ｂからガス圧を利用して強制的に流出させるために、不
透明石英管３ａの内部にガス圧を注入するためのガス圧
注入ホース６の一端が接続されている。

【００２１】ガス圧注入ホース６はその他端側は上方の
密閉室２の天井２ｃから外部に延びていて、ガス圧供給
タンク６ａに接続されている。ガス圧供給タンク６ａは
後述のコンピュータ９によって制御されて、ガス圧をガ
ス圧注入ホース６を通じて溶解炉３の不透明石英管３ａ
に適宜送り込んで、不透明石英管３ａの下端側の溶湯流
出口３ｂから溶湯を流出させるようになっている。

【００２２】溶解炉３は密閉室２の内部に設置された支
持台座７の上に載置されている。支持台座７は密閉室２
の内部に固定状態又は可動状態に取付けられている。支
持台座７は、基板４が昇降及び平面内で可動自在に設け
られる場合には固定状態で取付けられる。

【００２３】支持台座７は厚みのある方形状の形状を有
しており、その下面の中央には下向きに円筒盤７ａが取
付けられている。この円筒盤７ａには下向きの裁頭円錐
形の孔が穿設されていて、この孔内を溶解炉３の中心部
に取付けられた不透明石英管３ａの下端側が貫通して一
部がその下方に突出している。

【００２４】基板４は溶解炉３から下方に流出する溶湯
が積層されて３次元形状の造形物が造形される箇所であ
り、例えば円形の銅基板から構成されている。円形の銅
基板から構成された基板４の円形周縁は少し斜め上向き
に傾斜して形成されていて、溶解炉３から下方の基板４
上に流出する溶湯が基板４上から流出しないような緩や
かな壁面が全周に形成されている。

【００２５】円形の基板４の下面の中心部には密閉室２
の底面２ｄを貫通して延設されている昇降回転軸８の上
端が連結されている。昇降回転軸８は上下方向に昇降自
在になっており、又水平回りに回転自在になっていて、
基板４はこの昇降回転軸８によって昇降自在及び回転自
在になっている。

【００２６】なお、基板４の上方の溶解炉３が固定状態
で密閉室２の内部に取付けられている場合には、昇降回
転軸８は水平平面方向にも移動自在になっている。上記
の昇降自在及び回転自在と併せて、昇降回転軸８は溶解
炉３に対して３次元方向に移動自在になっている。

【００２７】昇降回転軸８は密閉室２の底面２ｂを貫通
して下方に延設されていて、下方の昇降装置８ａ及びモ
ーター８ｂに連動連結されている。昇降回転軸８が水平
平面方向にも移動自在な場合には、下方に延設された昇
降回転軸８の下部は昇降装置８ａ及びモーター８ｂ並び
に水平平面方向にスライドするスライド機構８ｃに連動
連結されている。これらの昇降装置８ａ及びモーター８
ｂ並びにスライド機構８ｃは後述のコンピュータ９によ
って制御される。

【００２８】基板４はこのような昇降回転軸８に連結さ
れているため、基板４もその上方に位置する溶解炉３に
対して３次元方向に移動自在になっている。そして、昇
降回転軸８によって基板４が３次元方向に移動すること
により、溶解炉３の溶湯流出口３ｂから流出落下する溶
湯が基板４の上に積層されて任意形状の３次元形状の造
形物の製造が可能となる。

【００２９】コンピュータ９は、前記溶解炉３、不燃性
ガス供給タンク５、ガス圧供給タンク６ａ、昇降装置８
ａ、モーター８ｂ並びにスライド機構８ｃなどの制御を
通じて鋳型無し造形装置１を制御するものであり、基板
４を昇降、回転及び水平平面方向に移動させながら溶解
炉３の溶湯流出口３ｂから溶湯を移動する基板４の上に
流出落下させて任意形状に積層させ、任意形状の３次元
形状の造形物を製造させるようになっている。

【００３０】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。密閉室２を開けて、溶解
炉３の不透明石英管３ａの内部に金属又はプラスチック
などの可塑性材料ａを入れ、密閉室２を閉じる。また、
コンピュータ９に所望の３次元形状の造形物を製造する
に必要な情報を入力して、鋳型無し造形装置１を作動さ
せる。

【００３１】鋳型無し造形装置１を作動させると、コン
ピュータ９からの指令によって溶解炉３、不燃性ガス供
給タンク５、ガス圧供給タンク６ａ、昇降装置８ａ、モ
ーター８ｂ、スライド機構８ｃなどが作動する。

【００３２】即ち、コンピュータ９からの指令によっ
て、溶解炉３に高周波誘導電気溶解炉が使用される場合
には溶解炉３のコイルに交流電流が流れ、交流電流によ
って交番磁界が生じ、電磁誘導作用によって不透明石英
管３ａに入れた金属材料に誘導電流が流れて、金属材料
はジュール熱によって加熱されて溶解する。また、溶解
炉３に電熱ヒーター方式が使用される場合には、コンピ
ュータ９からの指令によって溶解炉３の電熱ヒーター用
のコイルに電気が流れてコイルが加熱して内部のプラス
チックなどの非金属材料は溶解される。

【００３３】また、コンピュータ９からの指令によって
不燃性ガス供給タンク５から密閉室２内に不燃性ガスが
供給される。不燃性ガスは流入ホースを流れて流入接続
口２ａから密閉室２の内部に流入し、密閉室２の内部の
空気を流出接続口２ｂから外部に追い出して、密閉室２
の内部に不燃性ガスが充満する。

【００３４】溶解炉３が加熱して不透明石英管３ａの内
部の金属又はプラスチックなどの可塑性材料ａが溶解す
ると、コンピュータ９からの指令によってガス圧供給タ
ンク６ａからガス圧注入ホース６を流れて不透明石英管
３ａの内部にガス圧が送り込まれ、このガス圧によって
溶解した金属又はプラスチックなどの可塑性材料ａは不
透明石英管３ａの下端側に押圧される。押圧された溶解
した可塑性材料ａは不透明石英管３ａの下端側の溶湯流
出口３ｂから下方に流出落下し始める。

【００３５】溶湯流出口３ｂから溶解した可塑性材料ａ
が流出落下し始めると、コンピュータ９からの指令によ
って昇降装置８ａ、モーター８ｂ、スライド機構８ｃが
作動して、昇降回転軸８を介して基板４を、溶解炉３の
溶湯流出口３ｂに対して降下、回転、及び水平平面方向
の３次元方向に移動させる。

【００３６】作動開始時においては、基板４は最上昇位
置に位置しており、溶解炉３の溶湯流出口３ｂと基板４
との上下間隔は僅かであり、溶湯流出口３ｂから可塑性
材料ａの溶湯が流出落下して基板４の上に積層される従
って基板４は除々に降下して、溶湯流出口３ｂと基板４
の上に積層されて硬化する可塑性材料ａの表面との上下
間隔が離れ過ぎたり逆に接近し過ぎたりせずに常に一定
の上下間隔を維持するように基板４は降下して行く。

【００３７】そして、移動する基板４の上には溶湯流出
口３ｂから流出落下した可塑性材料ａの溶湯が所望の３
次元形状に除々に積層されて硬化して行き、金属やプラ
スチックなどの可塑性材料ａによって所望の３次元形状
の造形物が製造される。

【００３８】〔実施の形態−２〕ここで、図３は鋳型無
し造形装置の斜視図、図４はコンピュータ制御のブロッ
ク図である。

【００３９】図において、鋳型無し造形装置１１は、鋳
型を用いないで金属の溶湯を基板上に積層させながら３
次元形状の造形物を製作することができる装置で、不燃
性ガスが充満する密閉室１２、密閉室１２の内部の上部
側に設けられた金属アーク放電溶解炉３、金属アーク放
電溶解炉３の下方に設けられた基板１４などから構成さ
れている。

【００４０】密閉室１２は例えば円筒形を立型に配置し
た形状から形成され、内部が密閉された室になってい
て、この内部で３次元形状物が造形される。立型の円筒
形の側周面は例えばガラス、プラスチックなどの透明体
で形成されていて、外部から内部が目視できるようにな
っている。

【００４１】密閉室１２には内部に不燃性ガスを流入す
るための図示しない流入ホースの一端が接続されてい
て、密閉室１２の側周面の上部側には流入ホースの一端
を接続するための流入接続口１２ａが取付けられてい
る。流入ホースの他端は例えばアルゴンガスなどからな
る不燃性ガスを供給する不燃性ガス供給タンク１５に接
続されている。

【００４２】不燃性ガス供給タンク１５に貯留されてい
る不燃性ガスは、後述のコンピュータ１９によって制御
されて流入ホース及び流入接続口１２ａを通じて密閉室
１２の内部に供給されて、密閉室１２の内部を不燃性ガ
スで充満させるようになっている。

【００４３】また、密閉室１２には内部の不燃性ガスを
流出するための図示しない流出ホースの一端が接続され
ており、密閉室１２の側周面の下部側には流出ホースの
一端を接続するための流出接続口１２ｂが取付けられて
いて、内部の不燃性ガスの換気が図られている。

【００４４】流入ホース及び流入接続口１２ａを通じて
供給されて密閉室１２の内部に充満している例えばアル
ゴンガスなどからなる不燃性ガスは、流出接続口１２ｂ
及び図示しない流出ホースを通じて密閉室１２の内部か
ら排出されて、アーク放電が生じ易いような環境にする
と共に、金属アーク放電溶解炉１３から流出する溶湯に
よって密閉室１２の内部で発火したり高温高圧状態にな
るのを防ぐ機能を果たす。

【００４５】金属アーク放電溶解炉１３は３次元形状の
造形物の材料となる金属材料ｂをアーク放電を利用して
溶かして溶湯状態にするとともに、溶湯の温度を溶造に
適した温度に調整するために高周波誘導加熱装置などの
補助加熱器１３ｅが取付けられている。金属アーク放電
溶解炉１３は導電性材料で構成されており、溶湯を介し
て、或いは直接に金属材料ｂとの間で放電し、金属材料
ｂを溶融させる。この金属材料ｂには例えば溶接ワイヤ
ーが使用されている。金属アーク放電溶解炉１３のアー
ク放電は後述のコンピュータ１９によって制御されてい
る。

【００４６】金属アーク放電溶解炉１３は下向きの円錐
形状をしており、その内部はすり鉢状に窪んだアーク放
電部１３ａが形成されている。このアーク放電部１３ａ
でアーク放電が行われて例えば溶接ワイヤーからなる金
属材料ｂの先端が溶けて溶湯状態となって滴下するよう
になっている。金属アーク放電溶解炉１３のアーク放電
部１３ａの下端側には、溶湯状態となった金属材料ｂを
下方に流出する例えば直径が０．４mm程の小孔の溶湯流
出口１３ｂが形成されている。

【００４７】溶湯される金属材料ｂとなる溶接ワイヤー
はその上端側が密閉室２の内部上部側に支持されたホル
ダ１６によって保持されている。ホルダ１６は溶接ワイ
ヤーの先端が溶けるとその分降下して、溶接ワイヤーの
先端でアーク放電が生じる距離を保持するようになって
おり、この調整はコンピュータ１９によって制御され
る。ホルダ１６にはホルダ線１６ａの一端が接続され、
ホルダ線１６ａの他端は上方の密閉室１２の天井１２ｃ
から外部に延びていて、溶接機１３ｃに接続されてい
る。

【００４８】この溶接機１３ｃには、一端が金属アーク
放電溶解炉１３に接続されたアーク線１３ｄの他端が接
続されている。アーク線１３ｄもホルダ線１６ａと同様
に密閉室１２の天井１２ｃから外部に延びて溶接機１３
ｃに接続されている。溶接機１３ｃは後述のコンピュー
タ１９によって制御されている。

【００４９】金属アーク放電溶解炉１３は密閉室１２の
内部に設置された支持台座１７の上に支持されている。
支持台座１７は密閉室１２の内部に固定状態又は可動状
態に取付けられている。支持台座１７は、基板１４が昇
降及び平面内で可動自在に設けられる場合には固定状態
で取付けられる。

【００５０】支持台座１７は厚みのある方形状の形状を
有しており、その下面の中央には下向きに円筒盤１７ａ
が取付けられている。この円筒盤１７ａには下向きの裁
頭円錐形の孔が穿設されていて、この孔内を金属アーク
放電溶解炉１３の下部側が貫通して一部がその下方に突
出している。

【００５１】基板１４は金属アーク放電溶解炉１３から
下方に流出する溶湯が積層されて３次元形状の造形物が
造形される箇所であり、例えば円形の銅基板から構成さ
れている。円形の銅基板から構成された基板１４の円形
周縁は少し斜め上向きに傾斜して形成されていて、金属
アーク放電溶解炉１３から下方の基板１４上に流出する
金属の溶湯が基板１４上から流出しないような緩やかな
壁面が全周に形成されている。

【００５２】円形の基板１４の下面の中心部には密閉室
１２の底面１２ｄを貫通して延設されている昇降回転軸
１８の上端が連結されている。昇降回転軸１８は上下方
向に昇降自在になっており、又水平回りに回転自在にな
っていて、基板１４はこの昇降回転軸１８によって昇降
自在及び回転自在になっている。

【００５３】なお、基板１４の上方の金属アーク放電溶
解炉１３が固定状態で密閉室１２の内部に取付けられて
いる場合には、昇降回転軸１８は水平平面方向にも移動
自在になっている。上記の昇降自在及び回転自在と併せ
て、昇降回転軸１８は金属アーク放電溶解炉１３に対し
て３次元方向に移動自在になっている。

【００５４】昇降回転軸１８は密閉室１２の底面１２ｂ
を貫通して下方に延設されていて、下方の昇降装置１８
ａ及びモーター１８ｂに連動連結されている。昇降回転
軸１８が水平平面方向にも移動自在な場合には、下方に
延設された昇降回転軸１８の下部は昇降装置１８ａ及び
モーター１８ｂ並びに水平平面方向にスライドするスラ
イド機構１８ｃに連動連結されている。これらの昇降装
置１８ａ及びモーター１８ｂ並びにスライド機構１８ｃ
は、後述のコンピュータ１９によって制御される。

【００５５】基板１４はこのような昇降回転軸１８に連
結されているため、基板１４もその上方に位置する金属
アーク放電溶解炉１３に対して３次元方向に移動自在に
なっている。そして、昇降回転軸１８によって基板１４
が３次元方向に移動することにより、金属アーク放電溶
解炉１３の溶湯流出口１３ｂから流出落下する溶湯が基
板１４の上に積層されて任意形状の３次元形状の造形物
の製造が可能になるのである。

【００５６】コンピュータ１９は、前記金属アーク放電
溶解炉１３、補助加熱器１３ｅ、不燃性ガス供給タンク
１５、昇降装置１８ａ、モーター１８ｂ並びにスライド
機構１８ｃなどの制御を通じて鋳型無し造形装置１１を
制御するものである。そして、コンピュータ１９による
制御によって、基板１４を昇降、回転及び水平平面方向
に移動させながら金属アーク放電溶解炉１３の溶湯流出
口１３ｂから溶湯を、移動する基板１４の上に流出落下
させて任意形状に積層させ、任意形状の３次元形状の造
形物を製造させるようになっている。

【００５７】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。密閉室１２を開けて、金
属アーク放電溶解炉１３のアーク放電部１３ａに溶接ワ
イヤーからなる金属材料ｂの先端側をアーク放電が起き
る状態に近づけて取付け、密閉室１２を閉じる。また、
コンピュータ１９に所望の３次元形状の造形物を製造す
るに必要な情報を入力して、鋳型無し造形装置１１を作
動させる。

【００５８】鋳型無し造形装置１１を作動させると、コ
ンピュータ１９からの指令によって金属アーク放電溶解
炉１３、不燃性ガス供給タンク１５、昇降装置１８ａ、
モーター１８ｂ、スライド機構１８ｃなどが作動する。

【００５９】即ち、コンピュータ１９からの指令によっ
て、金属アーク放電溶解炉１３のアーク放電部１３ａに
おいてアークが発生して溶接ワイヤーからなる金属材料
ｂの先端が溶けて滴下し、滴下した溶湯はアーク放電部
１３ａの下端側の溶湯流出口１３ｂから下方に流出落下
し始める。

【００６０】また、コンピュータ１９からの指令によっ
て不燃性ガス供給タンク１５から密閉室１２内に不燃性
ガスが供給される。不燃性ガスは流入ホースを流れて流
入接続口１２ａから密閉室１２の内部に流入し、密閉室
１２の内部の空気を流出接続口１２ｂから外部に追い出
して、密閉室１２の内部に不燃性ガスが充満する。

【００６１】溶湯流出口３ｂから溶解した金属が流出落
下し始めると、コンピュータ１９からの指令によって昇
降装置１８ａ、モーター１８ｂ、スライド機構１８ｃが
作動して、昇降回転軸１８を介して基板１４を降下、回
転、及び水平平面方向に移動させる。

【００６２】作動開始時においては、基板１４は最上昇
位置に位置しており、金属アーク放電溶解炉１３の溶湯
流出口１３ｂと基板１４との上下間隔は僅かであり、溶
湯流出口１３ｂから金属の溶湯が流出落下して基板１４
の上に積層される従って基板１４は除々に降下して、溶
湯流出口１３ｂと基板１４の上に積層された金属の表面
との上下間隔が離れ過ぎたり逆に接近し過ぎたりせずに
常に一定の上下間隔を維持するように基板１４は降下し
て行く。

【００６３】そして、移動する基板１４の上には溶湯流
出口１３ｂから流出落下した金属の溶湯が所望の３次元
形状に除々に積層されて硬化して行き、金属材料ｂによ
って所望の３次元形状の造形物が製造される。

【００６４】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

【００６５】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、請求項
１の発明に係る鋳型無し造形装置によれば、鋳型を用い
ないで溶湯を基板上に積層させながら３次元形状の鋳物
を造形することができ、これにより、鋳型からの冷却の
影響を回避することが可能となり、金属やプラスチック
などの可塑性材料組織の微細化を高めることができる。
しかも、肉厚に垂直な方向に凝固組織を配向させること
ができるので、鋳物の強度を高めることができる。これ
らに加えて、鋳型を不要にできるので、鋳型の製作工程
を全く省略でき、大幅な時間の短縮化を達成でき、造形
工程の簡略化を計ることができる。

【００６６】また、請求項２の構成のようにガス圧を利
用して溶湯を溶解炉の溶湯流出口から流出させるように
した場合には、溶湯が溶湯流出口で詰まることがなく、
確実に溶湯を溶湯流出口が流出落下させることができ
る。

【００６７】さらに、請求項３の発明に係る鋳型無し造
形装置によれば、アーク放電を利用して鋳型を用いない
で溶湯を基板上に積層させながら３次元形状の鋳物を造
形することができ、これにより、鋳型からの冷却の影響
を回避することが可能となり、金属組織の微細化を高め
ることができる。しかも、肉厚に垂直な方向に凝固組織
を配向させることができるので、鋳物の強度を高めるこ
とができる。これらに加えて、鋳型を不要にできるの
で、鋳型の製作工程を全く省略でき、大幅な時間の短縮
化を達成でき、造形工程の簡略化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態−１を示す鋳型無し造形
装置の斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態−１を示すコンピュータ
制御のブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態−２を示す鋳型無し造形
装置の斜視図である。

【図４】この発明の実施の形態−２を示すコンピュータ
制御のブロック図である。

【符号の説明】

〔実施の形態−１〕 １ 鋳型無し造形装置 ２ 密閉室 ２ａ 流入接続口 ２ｂ 流出接続口 ２ｃ 天井 ２ｄ 底面 ３ 溶解炉 ３ａ 不透明石英管 ３ｂ 溶湯流出口 ４ 基板 ５ 不燃性ガス供給タンク ６ ガス圧注入ホース ６ａ ガス圧供給タンク ７ 支持台座 ７ａ 円筒盤 ８ 昇降回転軸 ８ａ 昇降装置 ８ｂ モーター ８ｃ スライド機構 ９ コンピュータ ａ 可塑性材料 〔実施の形態−２〕 １１ 鋳型無し造形装置 １２ 密閉室 １２ａ 流入接続口 １２ｂ 流出接続口 １２ｃ 天井 １２ｄ 底面 １３ 金属アーク放電溶解炉 １３ａ アーク放電部 １３ｂ 溶湯流出口 １３ｃ 溶接機 １３ｄ アーク線 １３ｅ 補助加熱器 １４ 基板 １５ 不燃性ガス供給タンク １６ ホルダ １６ａ ホルダ線 １７ 支持台座 １７ａ 円筒盤 １８ 昇降回転軸 １８ａ 昇降装置 １８ｂ モーター １８ｃ スライド機構 １９ コンピュータ ｂ 金属材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉室を設け、該密閉室内部に不燃性ガ
   スを流出入させながら充満させ、密閉室内部の上部側に
   溶解炉を設け、溶解炉の下端側に溶湯流出口を形成し、
   密閉室内部の溶解炉の下方側に溶解炉から流出される溶
   湯が積層される基板を設け、溶解炉と基板とを相対的に
   ３次元方向に移動自在に設けたことを特徴とする鋳型無
   し造形装置。
2. 【請求項２】 ガス圧を利用して溶湯を溶解炉の溶湯流
   出口から流出させるようにした請求項１記載の鋳型無し
   造形装置。
3. 【請求項３】 密閉室を設け、該密閉室内部に不燃性ガ
   スを流出入させながら充満させ、密閉室内部の上部側に
   金属アーク放電溶解炉を設け、金属アーク放電溶解炉の
   下端側に溶湯流出口を形成し、密閉室内部の金属アーク
   放電溶解炉の下方側に金属アーク放電溶解炉から流出さ
   れる溶湯が積層される基板を設け、金属アーク放電溶解
   炉と基板とを相対的に３次元方向に移動自在に設けたこ
   とを特徴とする鋳型無し造形装置。