JPH10506151A - レーザー焼結によって寸法精度のよいピースを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、焼結前は少なくとも３種の粉砕された成分からなり、第一成分は大部分が鉄族金属であり、第二成分は大部分が銅とリンであり、第三成分は銅と他の金属との合金である材料を焼結することによって寸法精度のよい金属ピースを製造する方法に関する。ピースの形は一層一層自由型選択領域レーザー焼結によって作られ、混合粉末の層は基材に展開され、ピース毎の横断表面に対応する層の領域がレーザー光線によって焼結温度に加熱される。その後さらに続いて粉末層をその上に展開する。それぞれの層において、その層におけるピースの横断表面に対応する領域が次々に焼結される。焼結は、鉄属金属、焼結温度で分解する化合物を含むガス雰囲気中で行われ、鉄属金属は特定時に焼結される、ピースの横断面領域に堆積する。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザー焼結によって寸法精度のよいピースを製造する方法 本発明は材料を焼結することによって寸法精度のよいピース（片）を製造する 方法に関し、該材料は、焼結前は少なくとも３種の粉末成分の混合物からなり、 第一成分は大部分が鉄族金属であり、第二成分は大部分が銅およびリンであり、 第三成分は銅と少なくとも１種の他の金属との合金であり、この混合粉末は、第 三成分を最も大量に含み、第一、第二成分はそれより少ない量を含む。 焼結中に実質的に伸びも縮みもしない金属ピースを寸法精度を伴って製造する ことが可能なこのタイプの混合粉末は、例えば、ＥＰ特許第０４２０ ９６２ Ｂ１号（ＷＯ−９０／１１８５５公開に対応）に記載されている。この特許によ る方法は、従来の炉中での焼結を利用していて、それは比較的速度の遅いプロセ スである。上記公報に記載されているように、この速度の遅いプロセスの間、上 記特定の金属混合粉末のある成分の粒子は成長し、他の成分は溶融あるいは溶解 して収縮する。粒子のこの成長および拡散プロセスの結果、ピースの寸法は全体 としては変化がない。従ってこの特許による方法は、連続して造られる製品の製 造に用いるのに適している。この場合、もし製品が安価である必要があるなら、 大量の製品を同時に焼結することができる。生産量を大きくすることは、上記し た大量の製品の焼結を同時に可能にする炉に投資することを容易にするという理 由からも求められる。また、該方法は耐火性材料の型モールドまたはパターンを 必要とするという短所もある。加えて、この特許の方法によると、該公報にも記 載のとおり、特に所望の寸法精度のために、多孔性ピースが製造される。該特許 による方法は、例えば一般的に空隙率が重要な意味をもたない道具の製造を意図 しているので、ピースに残された空隙はこの特許では重大とは考えられていない 。寸法精度および表面品質を一番重要な特徴とみなしているのである。 ＥＰ−０ ５４２ ７２９、ＥＰ−０ ５３８ ２４４、ＵＳ−５ １５６ ６９７の公報、Ｍａｎｔｈｉｒａｍ，Ｂｏｕｒｅｌｌ，Ｍａｒｃｕｓの論文“Ｎ ａｎｏｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｒｅｅｆｏｒｍ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ＪＯＭ，１９９３年１１月，ｐ６６〜７０には、レー ザー照射で生じる加熱で粉末層を焼結することによって個々の部分を製造する方 法を開示する。これらの刊行物によれば、この選択レーザー焼結（ＳＬＳ）は以 下のようにして行われる。出発点は、焼結に関連して堆積した粉末層の厚さに対 応する、あらかじめ決められた厚さの層に数的に断面が出るように切断したコン ピューター設計モデルである。それぞれ計算された層に対応する形が一緒になっ て、その部分の所望の最終形をかたちづくる。実際の部分の製造は上記した厚さ の粉末層を基材上に堆積することによって行われ、該層は焼結で使用される従来 の或る混合粉末よりなる。その後、コンピュータメモリ中のこの粉末層の平面画 像が粉末層をねらうレーザー光線を指示して、その部分のこの横断表面に対応す る表面積を走査させてこの面積を焼結する。その部分に属していない粉末層の領 域は、レーザー照射を受けないので、焼結されずに残る。その後、次の粉末層が 一層一層導入され、それらの各々が、数値平面画像、すなわち目的の層に対応す るその部分の横断表面に従って、上記した方法で焼結され、焼結された領域は最 終的には一緒に所望の部分を形成する。その後、焼結された部分は焼結されてい ない粉末残渣から切り離される。 これらの公知のレーザー焼結方法で焼結される粉末は、従来のように高い温度 で溶融する第一成分と低い温度で溶融する第二成分とからなり、第二成分は焼結 の間に溶融し、第一成分中の非溶融粒子を互いに結合させる。そのような従来の 焼結ではいつもかなり収縮（線形収縮が一般的には５〜１５％オーダー）という 結果となる。焼結がレーザー光線によって行われるという事実はこの収縮にはな んの影響ももたらさない。例え焼結される粉末が、例えばプラスチックの焼結の ように、一種類の粉末成分から構成されているとしても、対応する収縮が焼結の 間に起こる。従って、これらの先行技術のレーザー焼結方法によって、妥当なコ ストで単一焼結ピースを製造することは実際可能であるが、焼結においては正常 な、ピースが相当収縮するという欠点がある。その場合、注目に値する寸法精度 は得られない。上記した論文、Ｍａｎｔｈｉｒａｍ，Ｂｏｕｒｅｌｌ，Ｍａｒｃ ｕｓ：“Ｎａｎｏｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｒｅｅ ｆｏｒｍ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ”は、メタン含有雰囲気中で上記したレーザ ー焼結を行い、それによって混合物中に存在する少量の純粋なシリコンをシリコ ンカーバイドＳｉＣに転換することを記載する。これは、知られている限りでは 、ピースの空隙率や焼結時の収縮に対して少なくとも実質的な効果をもつもので はない。さらに、収縮する粉末層がレーザー焼結される時、先の層に対する新し い層の各々のこの収縮は、製造されるピースの内部に応力を累積的に増加させる 。極端な場合は、ピースはこの内部応力によって破壊されるかもしれない。 Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，Ｔｏｍｐｋｉｎｓ，Ｍａｒｃｕｓの論文“Ｓｉｌｉｃ ｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｓｈａｐｅｓ Ｂｙ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ Ｌ ａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｖａｐｏｒ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ”お よびＲｉｃｈａｒｄｓ，Ｔｈｉｓｓｅｌｌ，Ｍａｒｃｕｓの論文“Ｎｅｗ Ｄｅ ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏ ｆ Ｃａｒｂｏｎ”，ＳＯＬＩＤ ＦＲＥＥＦＯＲＭ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ，テキサス大学，オースチン，１９９４年８月８〜１０日 には、レーザー光線が光線の標的領域内にあるガス雰囲気を熱分解し、分解生成 物が融解していない粉末粒子の間に局部的に侵入し、それらを結合するマトリッ クスを形成するという方法による、ピースの製造法が記載されている。この刊行 物によれば、例え２次加熱処理しなくても比較的密なピースが生じる。記載の方 法では、強化相はいつもシリコンカーバイドＳｉＣであり、焼結される粉末は溶 融成分を全く含んでいない。従って、問題は実際は焼結ではなく、ガス雰囲気か ら堆積する化合物の粉末への浸透である。従って、この方法は、溶融していない カーバイド粒子を一緒に結合するマトリックス材料の全てがガス雰囲気から導入 されるので、速度がかなり落ちる。ガス雰囲気から十分な量の材料を堆積させる には時間がかかるからである。ガス雰囲気だけからマトリックス材料を堆積させ るということは、上記論文でも指摘しているように、溶融していない粉末がレー ザー照射をよくかつ非常に安定して吸収することを前提としているのである。ま た、該論文に記載されているマトリックス材料は溶融しない材料、即ちシリコン カーバイドＳｉＣであり、テトラメチルシランから形成される。同じように、Ｕ Ｓ４ ８５３ ５１４でもレーザー光線によってガス雰囲気から材料を堆積させ ることが可能であると書いてあるが、この目的に適する材料についてはなにも記 載がない。 従って、本発明の目的は、寸法精度のよい、即ち伸びも縮みもしない主に金属 からなるピースを個々に焼結することによって製造できる方法を提供することに ある。該目的は、一方では良好な熱特性を持ち、他方では必要なら従来の方法で ピースを後で簡単に機械加工できるような金属合金を得ることにある。寸法精度 とは、ここでは、粉末状態と完全に焼結されたピースとを比べた場合、線形寸法 変化、即ち収縮あるいは伸びが±２％未満、好ましくは±０．５％未満をいう。 最も好ましくは、寸法変化は±０．１％未満あるいはそれよりできる限り小さく する。本発明の他の目的は、このようにして得た焼結金属ピースの空隙率をでき る限り小さくし、その密度をできる限り高くすることである。本発明の第三の目 的は、速度が最も速い方法であって、従って溶融していない粒子を結合している マトリックス材料の殆どを粉末自身から得ている方法である。本発明の第四の目 的は、焼結する表面の吸収率の変化に非感受性の方法である。本発明の第五の目 的は、製造されるピースの焼結収縮によって起こる内部応力が最小となる方法で ある。本発明の更なる目的は、上記した他の目的を後アニーリングすることなく 、および耐火性もしくは耐熱性型モールドやパターンを使用することなく達成す る方法である。 請求項１の特徴を述べた部分に記載されていることに特徴づけられる本発明に よる方法によって、上記した欠点は解消でき、上記した目的は達成できる。 本発明の最も重要は利点は、それによって、必要なら、ピースの数値モデルか ら始めて所望の寸法に非常に正確に応じた、またそれに加えて低い空隙率、最も 好ましくは空隙が殆どない個々の金属ピースを形成することができることである 。最高で、粉末状態から完成ピースへの寸法変化は±０．２％未満であり、寸法 精度±０．５％は比較的簡単に達成できる。さらに、本発明の方法で製造した金 属ピースの強度および剛性は良好で、もし必要なら、ピースはサブトラクティブ 機械プロセスによって加工することもできる。 以下本発明をさらに詳しく説明する。 金属ピース製造のための本発明による方法において、出発点は、少なくとも３ 種の粉砕された成分をもつそれ自体は公知の混合粉末である。第一成分は主に鉄 族金属であり、第二成分は主に銅とリンであり、第三成分は銅と少なくとも１種 の他の金属との合金である。該成分の混合粉末は、第三成分を最も多く含み、第 １、第二成分はこれより少ない量である。本発明によれば、ピースは、焼結温度 で分解する化合物である、鉄族金属の化学化合物の少なくとも１種を含むガス雰 囲気中で、この混合粉末の薄層をレーザー焼結することによって製造される。驚 いたことに、ピースがそのようなガス雰囲気中でこの混合粉末からレーザー焼結 されると、高い寸法精度と同時に低い空隙率をもつピースが得られることが観察 された。この観察は驚くべきことである。なぜなら、先行の知識によると、３種 の粉末成分の公知の混合物が焼結中に収縮しないのは、特に粒子の成長と拡散の せいであり、これらはともに速度の遅いプロセスで、従って速い現象であるレー ザー焼結の間に起こるとは考えられないからである。従って、本発明による方法 の効果は、かつて説明されたことのない現象のせいである可能性がある。他の驚 くべき観察は、本発明によれば、熱分解によって、強化相（即ち例え焼結される 混合粉末がマトリックスを形成する溶融成分を含んでいるとしても焼結温度で溶 融しない鉄族金属または金属混合物あるいは合金）を形成する材料を、焼結され るピース上に堆積するガス雰囲気中でレーザー焼結することが特に有利であり、 それでもなお空隙率が非常に抑えられるということであった。従来の原理からい うと、空隙率は、焼結において、溶融マトリックス材料の比率を増加し、焼結時 間を延ばすことによって減少させることができる。しかしそうすると収縮はさら に増加する。 本発明によれば、金属ピースは実際には例えば、密閉されたチャンバで焼結さ れ、該チャンバには独立したガス源からガスまたは蒸気の形で堆積する材料が導 入される。該チャンバの底部にはテーブルがありその上で該ピースの形成が行わ れる。さらに、該チャンバには例えば、水平つまりテーブルの水平面に平行に可 動な往復台が二つある。第一の往復台はレーザー照射源を有しており、それによ って作動中のレーザー光線が既知の方法で、例えば、特定の時に、該ピースの横 断表面に対応する粉末層域全体を往復し、覆う方法で走査される。もしくは、固 定配置されたレーザーを用い、往復台に配置された鏡もしくは該チャンバの固定 位置に置かれた傾斜可能な鏡を使って、レーザー光線を該ピースの横断表面上に 向けることは勿論可能である。往復台およびレーザーおよび／または鏡の動きは コンピュータまたは目的に叶った何か他の方法によって制御される。第二の往復 台は粉末混合体用容器を有する。該容器には外部の貯蔵容器から充填することが できる。該チャンバ内の容器にはノズルがあり、それを通って粉末が、ピースに 応じて基材の上や、その上にすでに存在するいかなる粉末層の上にも薄層を成す 。該ノズルは粉末層の厚さを制御し、またそれが確実に平らになるようにする各 種手段を有していてもよい。 ピースの作製には、まず基板上に粉末混合体の薄い層を一層展開させる。該層 の厚みは、例えば、５０〜５００μｍである。全く同じピースの作製においては 、層の上に順に重ねた粉末層は概して互いに同じ厚みを持つが、例えば、ピース の他の部分の形によっては異なる厚さにしてもよい。この時点においてピースの 横断表面に対応する展開粉末層域は、一般的にはステップ毎または地点毎にレー ザー光線で走査することで焼結温度に加熱される。走査は、走査した領域が完全 に所望の表面域を覆うように、レーザー光線の一測線が常に前の測線に隣接して 通過するように行う。それによって、該ピースのスライスが粉末混合体層の厚み を持って形成される。その後、粉末混合体の新層をそれに先行する層の上に展開 させる。該ピースのこの新層の横断表面に対応する、この新層の領域を対応する 方法で測線毎に焼結温度に加熱する。それによって、この新層にあたる部分の、 該ピースの焼結スライスが得られる。またこのスライスは先行するスライスに焼 結されている。このようにして、該層に垂直の方向の厚みに完全に達してピース が完全に得られるまで、層毎に工程を続ける。一般的に、その中の全ての層は互 いに同じ厚みを持つ。もし厚さが異なる層を用いるのであれば、レーザー制御お よび粉末混合体の展開の制御のために、層の厚さに対応する方法でピースの形を 数学的に分類しなければならない。このパラグラフに記載した方法は選択レーザ ー焼結（ＳＬＳ）と呼ばれ既知の方法である。従って、本出願においてはこれ以 上の詳述は省略する。 上記の選択レーザー焼結においてレーザーを制御するための数的モデルまたは 他のモデルは、例えば、三次元ＣＡＤモデルから始めて作製するのが好ましい。 この三次元ＣＡＤモデルにおいて、ピースの形はピースの横断表面に分けられ、 粉層の厚さに応じて離れて置かれ、該ピースの意図する部分を描写する領域を各 々の表面が含んでいる。各々の横断面の形は、対応する粉末層の焼結の際に、レ ーザーを制御するのに用いられ、該横断面にあわせて粉末層域を焼結する。従っ て連続的に配置した横断域を重ねると、該ピースの全体の形が形成されることに なる。各粉末層の焼結領域を何か他の技術を用いても測定できるのは明らかであ る。しかしながら重要なのは、該ピースの、層に対応する横断表面の形が一緒に なって、該ピースの意図する外形をなすということである。レーザーを制御し、 例えば、その作動時間および出力を設定し、粉末層の表面域内でレーザー光線の ターゲット域の位置を制御するためには、該層の横断面に関するデータを、レー ザー制御装置が焼結の間に使用することができる数的または他の形式で蓄積する のが好都合である。 従って、本選択レーザー焼結（ＳＬＳ）において、粉末混合体は焼結前には少 なくとも実質的にはプレスされず、従来の焼結とは逆である。しかし、レーザー 焼結の前に、ローラーを用いるか振動を与えて、または実際に三次元圧縮を起こ さない何か他の対応する方法で粉体を幾分平らにする、および／または固めても よい。焼結を行うチャンバ内のガス雰囲気は、材料や特定時に用いる他の工程条 件によっては、常圧でも低または高圧力でもよい。 本発明の方法によれば、用いる粉末混合体の第一成分は一般的にはニッケル粉 末でありその平均粒径は最小５０μｍ最大２５０μｍ、好ましくは最大１５０μ ｍである。一般的には第一成分の平均粒径は約１００μｍのオーダーである。第 三成分は主に青銅および／または真鍮または何か他の対応する銅合金であり、平 均粒径は第一成分の鉄属金属の平均粒径よりも実質的に小さい。従って、第三成 分の平均粒径は最大５０μｍであり、好ましくは最大３０μｍである。第二成分 はリン化銅α−Ｃｕ₃Ｐであり最大の平均粒径は第一成分の平均粒径と同一であ る。好ましくは第三成分の平均粒径と同じオーダーの大きさがよい。本発明によ れば、第三成分を６０〜７５重量％、第二成分を５〜３０重量％、第一成分を１ ０〜３０重量％混合して該粉末混合体とする。 第一成分はニッケルの他、コバルトや鉄やこれらの混合物のような他の鉄属金 属でもよい。これは焼結される混合物の非溶融成分を形成すると同時に強化相を 形成するのが目的である。第二成分であるリン化銅α−Ｃｕ₃Ｐ（銅とリンの共 晶合金を意味する）の目的は、焼結される金属混合物の完全溶解性マトリックス 形成成分を形成することである。従ってレーザー光線で、焼結される混合粉末の 光線標的領域内を第二成分の融点を越える温度に加熱する。対象が銅とリンの共 晶合金（α−Ｃｕ₃Ｐ）である場合、その融点は７１４℃であり、レーザー光線 により生じる温度はこれよりも高くある必要がある。銅とリンの比がこれに当て はまらない場合、レーザー光線により生じる温度はそれに応じて高くなければな らない。例えば、Ｃｕ₃Ｐ化合物の融点は１００５℃〜１０２３℃のオーダーで ある。ここにおいて、混合物中の青銅および／または真鍮内の銅の割合が、それ を下げることにより明らかに実施の際に実効融点に影響を与えるということを考 慮に入れる必要がある。従って実際に行う時は適正な焼結温度を実験的に決定し なければならない。８００℃もしくは好ましくは８５０℃を充分迅速な焼結がで きる実施の際の最低限度温度とすることができる。 発明の目的と利点を成就するためには第三成分、つまり銅合金、をもマトリッ クスを形成する溶融物内に部分的に溶解することが好都合であることが明らかに された。しかし、第三成分を完全に溶解してはならない。これはレーザー光線に より標的領域に生じる温度を、第三成分の融点から最高１００℃高低させるよう に調整することで達成することができる。好ましい偏差は第三成分の融点から最 大で±５０℃であり、一般的には±３０℃である。レーザー光線により標的領域 に生じる温度が第三成分の融点より高い場合でも、温度差は上述した態様では小 さく、加熱時間が短いので、この成分は完全には溶解しないだろう。この場合、 これらの成分の相対粒径にも注意すべきであり、第三成分の平均粒径が第二成分 の平均粒径より大きいほうが好ましい。レーザー光線により標的領域に生じる温 度が融点より低い場合、第三成分はその温度下では溶解できないが、銅および／ または他の合金成分は溶融状態にある第二成分の影響で溶解するだろう。この場 合、第二成分の粒径の第三成分の粒径に対する比はさほど重要ではない。銅合金 の錫、亜鉛および／または他の合金成分はもちろん、第二成分の融点に適当に近 い融点になるように選択しなければならない。実験によると、レーザー光線によ り生じる温度が最高で９５０℃、好ましくは最高で９００℃であるのが有利であ るようである。 本発明によると、少なくとも鉄属金属が熱分解的に、つまり化学蒸着（ＣＶＤ ）によって、レーザー焼結の間にレーザー光線によって加熱される領域に堆積す るガス雰囲気は、最も好ましい実施態様においては、ニッケルテトラカルボニル 等の、関係する一または二以上の金属のカルボニルよりなる。該化合物は関係す る一または二以上の金属の窒化物、塩化物、フッ化物、ヨウ化物、臭化物、これ らの混合物および／またはカルボニル、または他の無機または有機化合物もしく はそれらの混合物であってもよく、それらはレーザー光線によって生じる焼結温 度で分解する。この工程において、焼結した材料に非溶解強化相を主に形成する 一または二以上の金属が熱分解的に生成する。該ガス雰囲気より堆積する鉄属金 属は混合粉末の第一成分に用いる一または二以上の鉄属金属と同じであるのが好 ましい。この場合、少なくとも焼結材料の孔の中に、該材料の強化相としてすで に存在する粒子に類似の粒子が該ガス雰囲気より堆積する。従って、孔は強化材 料で満たされ、それによって強化相の割合が増加し、結果的に生成する金属ピー スの強度が増加する。もちろん、粉末の中に存在する鉄属金属以外の鉄属金属化 合物を用いることに障害はなく、その場合、堆積する強化相は粉末が生成する鉄 属金属以外の鉄属金属である。さらに、該ガス雰囲気で鉄属金属以外の金属の化 合物を用いて、鉄属金属に加えてこの一または二以上の他の金属が、焼結される 材料の中にガス雰囲気より堆積するようにすることも可能であり、この場合、粉 末から焼結される材料は堆積により合金化される。さもなくば、焼結される材料 を包囲するこのガス雰囲気はガス性化合物のみ、または一または二以上の鉄属金 属の各々のガス性化合物、もしくは他の金属、またはキャリアガス中の一または 二以上の金属化合物よりなる。キャリアガスは目的に適したもので、用いる条件 下で無反応性であれば如何なるガスでもよい。 本発明の方法によれば、レーザー光線の影響で焼結が起こる領域以外の領域に 、ガス雰囲気より金属や他の化合物が堆積しないことが重要である。本発明によ れば、粉状に維持される領域の温度は、全ての材料がガス雰囲気より堆積するこ とができる温度より低い温度に冷却することで維持できる。この焼結されない混 合粉末領域は、粉末材料を導入する基材を適当な自体既知の方法により冷却する ことによって冷却するか、または加熱するのを防ぐことができる。別の可能性は 、ガス雰囲気を冷却機を用いて冷却する、または冷却機を経由してガスを循環さ せるか冷却状態にガスを導いてから開放することでガス雰囲気を冷却することで ある。これら全てのステップの目的は焼結されない混合粉末の領域を最高で１５ ０℃に維持することである。レーザー焼結の間は混合粉末の該領域を最高で８０ ℃、またはより好ましくは４０℃未満に維持するのが好ましい。上述の方法のど れかによって、もしくはそれらを組合わせて、粉末を可能な限り低温に、０℃未 満にでも冷却するのに障害はない。 焼結温度で堆積し、マトリックス形成性第二成分と合金化する材料を生成する 金属化合物および／または非金属化合物をガス雰囲気に組み入れることも可能で あり、それによって上記以外の強化相が得られ、および／またはマトリックス形 成性材料の組成もしくは構造が変えられる。従ってガス雰囲気に、何かセラミッ クや、炭化物、窒化物、ホウ化物および／または酸化物等の金属混合物の強化に 適した対応の材料が堆積する化合物を組み入れることも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．焼結前は少なくとも３種の粉砕された成分の混合粉末よりなる材料を焼結す ることで寸法精度のよい金属ピースを製造する方法であって、第一成分は大部分 が鉄族金属であり、第二成分は大部分が銅とリンであり、第三成分は銅と少なく とも１種の他の金属との合金であり、この混合粉末は第三成分を最も多く含み、 第一、第二成分はそれより少ない量含んでおり、以下の組み合わせを特徴とする 方法。 −上記混合粉末の層を基材の上に展開し、ピースのこの横断面表面に対応する 層の領域をレーザー光線によって１ステップごとに焼結温度まで加熱し、その後 順に粉末層を前の層の上に展開し、その各層において、関連する層にあたるピー スの横断面表面に対応する領域をレーザー焼結することを含む、層ごとの自由型 選択領域レーザー焼結によりピースの形が達成される。 −焼結は、上記焼結温度で分解する少なくとも何らかの鉄族金属である化合物 を含むガス雰囲気中で行われ、該化合物は設定された時間に焼結される、ピース の横断面表面の領域上に堆積する。 ２．該鉄族金属の化合物が、金属カルボニル、水素化物、塩化物、フッ化物、ヨ ウ化物、臭化物、あるいは他の熱分解する金属化合物であり、該化合物中の鉄族 金属は、好ましくは、混合粉末の第一成分中に存在する金属と同じ金属あるいは 複数の場合はそのどれかひとつ、あるいは他の金属であることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の方法。 ３．第一成分が、少なくとも大部分がニッケルで、第一成分の平均粒径が最小５ ０μｍ、最大２５０μｍ、好ましくは１００μｍのオーダーであり、第三成分の 大部分が５０μｍ、好ましくは３０μｍの最大平均粒径をもつ青銅および／また は真鍮であり、第二成分が、第一成分の平均粒径と同じ最大平均粒径をもつリン 化銅であることを特徴とする請求の範囲第１または２項記載の方法。 ４．混合粉末として、第三成分を約６０〜７５重量％、第二成分を約５〜３０重 量％、第一成分を約１０〜３０重量％を混合し、ガス雰囲気が、鉄族金属と他の 金属化合物がはいってもよいガス状化合物、またはキャリアガス中の他の金属化 合物がはいってもよい鉄族金属化合物からなることを特徴とする請求の範囲第１ または２項記載の方法。 ５．混合粉末がレーザー光線によってその標的領域において、第二成分の融点を 越える温度に加熱され、この温度は第三成分の融点から最高１００℃まで、好ま しくは最高５０℃まで、一般的には最高３０℃まで上下し、レーザー光線により 生じる温度は最高９５０℃、好ましくは最高９００℃であることを特徴とする請 求の範囲第１または３項記載の方法。 ６．レーザー加熱され、焼結する領域以外の、ガス雰囲気中に存在する鉄族金属 化合物の分解を、基材を冷却することおよび／または混合粉末層の領域でガス雰 囲気の温度を予め決められた温度に保つことによって阻害し、焼結が起こらない 領域では、基材上の混合粉末を１５０℃未満、好ましくは８０℃未満、一般的に は最高温度４０℃にすることを特徴とする請求の範囲第１または５項記載の方法 。 ７．ガス雰囲気の温度を、ガス循環および／またはガス交換および／またはガス の冷却によって、予め決められた温度に設定することを特徴とする請求の範囲第 ６項記載の方法。 ８．第一成分が鉄族金属の混合物であり、第一成分中の鉄族金属あるいは鉄族金 属混合物が、他の金属および／または非金属合金要素を含むことを特徴とする請 求の範囲第１または３項記載の方法。 ９．ガス雰囲気がさらに第三成分に含まれる金属の化合物を含み、該化合物も焼 結温度で分解し、該金属または金属混合物および／または非金属およびまたは化 合物が設定された時間に焼結される、ピースの横断面表面の領域に堆積すること を特徴とする請求の範囲第１または４項記載の方法。 １０．上記レーザーのパワーおよび標的区域が、一層ごとの混合粉末焼結におい て、また同時にガス相から金属を堆積させるステップにおいて、コンピューター によってあるいは他の数値制御によって指示され、ピースの形が使用される粉末 層の厚さに応じてピースの横断面積に区分され、その領域が一緒になってピース の形を構成し、これらの横断面領域は該レーザー制御のためにメモリに貯蔵され 、該制御はメモリ貯蔵されているデータに従って遂行されることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の方法。