(57)【要約】【課題】凝固組織を均一化して強度のばらつきを抑え、さらには、酸化被膜を良好に除去して高品質な積層造形物を製造することができる積層造形物の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】溶加材Ｍを溶融及び凝固させた溶着ビード２５をトーチ１７で形成して積層させて積層造形物Ｗを造形する積層造形物の製造方法であって、トーチ１７で形成される溶着ビード２５の温度を監視する温度監視処理と、溶着ビード２５の温度に基づいた第１の間隔Ｌ１をあけてトーチ１７に対して打撃ツール４３を追従させ、溶着ビード２５を打撃するピーニング処理と、を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して打撃ツールを追従させ、前記溶着ビードを打撃するピーニング処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
【請求項２】
前記ピーニング処理において、前記打撃ツールによる打撃の狙い高さを、前記トーチの狙い高さに、形成する前記溶着ビードの見込み高さを加算した位置に設定する請求項１に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項３】
前記ピーニング処理において、前記打撃ツールによる前記溶着ビードへの打撃箇所を冷却する冷却処理を行う請求項１または請求項２に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項４】
前記打撃ツールに対して非破壊検査ツールを追従させて前記ピーニング処理後の前記溶着ビードを探傷検査する探傷検査処理を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項５】
前記探傷検査処理において、前記トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで前記溶着ビードに超音波を入射させ、超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって前記超音波を検出する請求項４に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項６】
前記探傷検査処理において、超音波の送受信機能を有する超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって、前記溶着ビードに超音波を入射させると共に、該超音波を検出する請求項４に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項７】
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを打撃する打撃ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
【請求項８】
前記打撃ツールは、前記溶着ビードへの打撃箇所を冷却する冷却機構を備える請求項７に記載の積層造形物の製造装置。
【請求項９】
前記溶着ビードを探傷検査する非破壊検査ツールが前記打撃ツールに対して追従可能に設けられている請求項７または請求項８に記載の積層造形物の製造装置。
【請求項１０】
前記非破壊検査ツールが前記トーチに対して第２の間隔以上空けて追従可能に設けられている請求項９に記載の積層造形物の製造装置。
【請求項１１】
前記非破壊検査ツールは、前記トーチに印加する電流に超音波電流が重畳されることで前記溶着ビードに入射された超音波を検出する超音波探傷プローブからなる請求項９または請求項１０に記載の積層造形物の製造装置。
【請求項１２】
前記非破壊検査ツールは、超音波の送受信機能を有し、前記溶着ビードに入射された前記超音波を検出する超音波探傷プローブからなる請求項９または請求項１０に記載の積層造形物の製造装置。
【請求項１３】
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して非破壊検査ツールを追従させて前記溶着ビードを探傷検査する探傷検査処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
【請求項１４】
前記探傷検査処理において、前記トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで前記溶着ビードに超音波を入射させ、超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって前記超音波を検出する請求項１３に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項１５】
前記探傷検査処理において、超音波の送受信機能を有する超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって、前記溶着ビードに超音波を入射させると共に、該超音波を検出する請求項１３に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項１６】
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを探傷検査する非破壊検査ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
【請求項１７】
前記非破壊検査ツールは、前記トーチに印加する電流に超音波電流が重畳されることで前記溶着ビードに入射された超音波を検出する超音波探傷プローブからなる請求項１６に記載の積層造形物の製造装置。 
【請求項１８】
前記非破壊検査ツールは、超音波の送受信機能を有し、前記溶着ビードに入射された前記超音波を検出する超音波探傷プローブからなる請求項１６に記載の積層造形物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形物の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産手段としての３Ｄプリンタのニーズが高まっており、特に金属材料への適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料を用いた３Ｄプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。
【０００３】
従来、多層盛溶接の溶接金属に対して、ピーニングを各層ごとに行う事で、組織を微細化して、疲労強度を向上させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、開先内の溶接金属を超音波探傷検査する際、該溶接金属の組織によって検査性が低下するのを防止するため、各層を溶接した後に、該溶接金属をピーニングするものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２０２３９０号公報
【特許文献２】特許第３１６０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、積層造形物は、溶融金属の凝固によって製作されるため、凝固組織のばらつきにより強度にもばらつきが生じる。また、発生する酸化被膜が次層の造形時に溶融しきらない場合、酸化被膜は溶融金属内に巻き込まれ、介在物となり強度低下を招く。また、溶接ビードは、表面に凹凸があるため、超音波探傷など内部欠陥の検査が困難であり、表面研削による平坦化が必要となる。
特許文献１，２に記載の方法は、積層造形によって形成される溶融金属については考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝固組織を均一化して強度のばらつきを抑え、さらには、酸化被膜を良好に除去して高品質な積層造形物を製造することができる積層造形物の製造方法及び製造装置を提供することにある。また、他の目的は、非破壊検査ツールの高温による故障を回避することができる積層造形物の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
（１）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して打撃ツールを追従させ、前記溶着ビードを打撃するピーニング処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
（２）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを打撃する打撃ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
（３）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して非破壊検査ツールを追従させて前記溶着ビードを探傷検査する探傷検査処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
（４）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを探傷検査する非破壊検査ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の積層造形物の製造方法及び製造装置によれば、凝固組織を均一化して強度のばらつきを抑え、さらには、酸化被膜を良好に除去して高品質な積層造形物を製造することができる。
【０００９】
また、本発明の他の積層造形物の製造方法及び製造装置によれば、非破壊検査ツールの高温による故障を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の積層造形物の製造装置である製造システムの模式的な概略構成図である。
【図２】ビード処理装置を説明する概略構成図である。
【図３】打撃ツールを説明する打撃ツールの概略構成図である。
【図４】溶着ビード層を積層させた積層造形物の斜視図である。
【図５】ピーニング処理を説明する形成途中の溶着ビードの一部の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の積層造形物の製造装置である製造システムの模式的な概略構成図である。図２はビード処理装置を説明する概略構成図である。
【００１２】
本構成の製造システム１００は、積層造形装置１１と、ビード処理装置１６と、積層造形装置１１及びビード処理装置１６を統括制御するコントローラ１５と、を備える。
【００１３】
積層造形装置１１は、先端軸にトーチ１７を有する溶接ロボット１９と、トーチ１７に溶加材（溶接ワイヤ）Ｍを供給する溶加材供給部２１とを有する。トーチ１７は、溶加材Ｍを先端から突出した状態に保持する。
【００１４】
コントローラ１５は、ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１と、軌道演算部３３と、記憶部３５と、これらが接続される制御部３７と、を有する。
【００１５】
溶接ロボット１９は、多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ１７には、溶加材Ｍが連続供給可能に支持される。トーチ１７の位置や姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。
【００１６】
トーチ１７は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。本構成で用いられるアーク溶接法としては、被覆アーク溶接や炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、ＴＩＧ溶接やプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、作製する積層造形物Ｗに応じて適宜選定される。
【００１７】
例えば、消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、溶融電流が給電される溶加材Ｍがコンタクトチップに保持される。トーチ１７は、溶加材Ｍを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Ｍの先端からアークを発生する。溶加材Ｍは、ロボットアーム等に取り付けた不図示の繰り出し機構により、溶加材供給部２１からトーチ１７に送給される。そして、トーチ１７を移動しつつ、連続送給される溶加材Ｍを溶融及び凝固させると、溶加材Ｍの溶融凝固体である線状の溶着ビード２５が形成される。
【００１８】
なお、溶加材Ｍを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビームやレーザを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビームやレーザにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、溶着ビードの状態をより適正に維持して、積層構造物の更なる品質向上に寄与できる。
【００１９】
ＣＡＤ／ＣＡＭ部３１は、作製しようとする造形物Ｗの形状データを作成した後、複数の層に分割して各層の形状を表す層形状データを生成する。軌道演算部３３は、生成された層形状データに基づいてトーチ１７の移動軌跡を求める。記憶部３５は、生成された層形状データやトーチ１７の移動軌跡等のデータを記憶する。
【００２０】
制御部３７は、記憶部３５に記憶された層形状データやトーチ１７の移動軌跡に基づく駆動プログラムを実行して、溶接ロボット１９を駆動する。つまり、溶接ロボット１９は、コントローラ１５からの指令により、軌道演算部３３で生成したトーチ１７の移動軌跡に基づき、溶加材Ｍをアークで溶融させながらトーチ１７を移動する。なお、図１は、水平面に配置させた板状のベースプレート２０の上面に溶着ビード２５を形成して積層造形物Ｗを造形する様子を示している。
【００２１】
図２に示すように、ビード処理装置１６は、温度検出センサ４１と、打撃ツール４３と、超音波探傷プローブ（非破壊検査ツール）４５とを有している。ビード処理装置１６は、コントローラ１５に接続されており、コントローラ１５によって制御される。
【００２２】
温度検出センサ４１は、トーチ１７で形成される溶着ビード２５の温度を、その上方側から検出する。この温度検出センサ４１は、トーチ１７に追従して移動可能とされている。例えば、温度検出センサ４１は、溶着ビード２５の温度を検出可能な位置で、トーチ１７に搭載されていてもよい。
【００２３】
打撃ツール４３は、トーチ１７で形成される溶着ビード２５を、その上面から打撃してピーニングする。この打撃ツール４３は、トーチ１７に追従して移動可能とされている。図３に示すように、打撃ツール４３は、冷却機構５１を備えている。冷却機構５１は、打撃ツール４３の先端側で開口された流路５３を有しており、この流路５３には、冷却ガスが供給される。この冷却機構５１は、打撃ツール４３による溶着ビード２５への打撃箇所に冷却ガスを吹き付けて冷却する。なお、冷却機構５１としては、冷却ガスや冷却水によって打撃ツール４３自体を冷却することで打撃箇所を冷却するものでもよい。
【００２４】
超音波探傷プローブ４５は、トーチ１７で形成される溶着ビード２５に入射された超音波を検出する。超音波探傷プローブ４５は、検出した超音波に基づいて、溶着ビード２５の探傷検査を行う非破壊検査ツールである。超音波探傷プローブ４５は、トーチ１７に追従して移動可能とされている。
即ち、トーチ１７、打撃ツール４３、及び超音波探傷プローブ４５は、形成される溶着ビード２５に沿って、上記の順に配置されている。また、打撃ツール４３は、トーチ１７との後述する第１の間隔Ｌ１を調整可能に配置されている。さらに、超音波探傷プローブ４５もトーチ１７に対して後述する第２の間隔Ｌ２を調整可能に配置されることが好ましい。
【００２５】
上記構成の製造システム１００は、設定された層形状データから生成されるトーチ１７の移動軌跡に沿って、トーチ１７を溶接ロボット１９の駆動により移動させながら、溶加材Ｍを溶融させ、溶融した溶加材Ｍをベースプレート２０上に供給する。これにより、図４に示すように、ベースプレート２０上に複数の線状の溶着ビード２５が一列に並べられた溶着ビード層３４が形成され、さらに、この溶着ビード層３４が複数層に積層された積層造形物Ｗが造形される。
【００２６】
本実施形態では、製造システム１００によって積層造形物Ｗを構成する溶着ビード２５を形成する際に、コントローラ１５がビード処理装置１６を制御し、温度監視処理、ピーニング処理、冷却処理及び探傷検査処理を行う。
【００２７】
次に、溶着ビード２５の形成時におけるコントローラ１５による温度監視処理、ピーニング処理、冷却処理及び探傷検査処理について説明する。ここでは、ベースプレート２０に一層目の溶着ビード２５を形成する場合を例示して説明する。
【００２８】
（温度監視処理）
水平に配置されたベースプレート２０の上面をトーチ１７が移動して溶着ビード２５が形成されると、コントローラ１５は、温度検出センサ４１によって溶着ビード２５の温度を検出する温度監視処理を行う（図２参照）。そして、この温度検出センサ４１で検出された溶着ビード２５の温度データがコントローラ１５へ送信される。
【００２９】
（ピーニング処理）
図５に示すように、コントローラ１５は、温度検出センサ４１からの温度データに基づいて、打撃ツール４３をトーチ１７に第１の間隔Ｌ１をあけて追従させ、この打撃ツール４３で溶着ビード２５の上面を打撃するピーニング処理を行う。
【００３０】
このピーニング処理における第１の間隔Ｌ１は、トーチ１７による溶着ビード２５の形成箇所Ａと打撃ツール４３による溶着ビード２５の打撃箇所Ｂとの間隔であり、温度検出センサ４１からの温度データに基づいて設定される。この第１の間隔Ｌ１は、例えば、軟鋼（例えばＳＭ４９０相当の材料）の造形の場合、トーチ１７に対して、打撃箇所Ｂにおいて溶着ビード２５の温度が４００℃〜８００℃の範囲となる間隔の中で適宜設定されればよい。
【００３１】
ここで、打撃箇所Ｂにおける溶着ビード２５の温度が４００℃より低いと、常温時のヤング率および降伏応力に対して溶着ビード２５のヤング率および降伏応力が９０％以上と高すぎて、打撃ツール４３の打撃による溶着ビード２５の平坦化が困難となる。また、打撃箇所Ｂにおける溶着ビードの温度が８００℃より高いと、常温時のヤング率および降伏応力に対して溶着ビード２５のヤング率および降伏応力が半分以下となり低すぎて、打撃ツール４３の打撃によって溶着ビード２５が必要以上に変形してしまう。
【００３２】
なお、打撃箇所Ｂにおける溶着ビード２５の温度は、例えば、温度検出センサ４１の打撃箇所Ｂからの距離に応じて、打撃箇所Ｂまでの冷却速度を考慮し、検出温度から計算して割り出される。
また、第１の間隔Ｌ１とは、トーチ１７と打撃ツール４３が対向する溶着ビード２５の２つの位置間で、溶着ビード２５が形成された長さを意図している。例えば、本実施形態のように、直線的な溶着ビード２５の場合には、トーチ１７と打撃ツール４３との間の間隔と、溶着ビード２５の長さとは、実質的に一致している。
【００３３】
ピーニング処理において、打撃ツール４３による溶着ビード２５の打撃の狙い高さＨ１は、トーチ１７による溶着ビード２５の狙い高さＨ２に対して溶着ビード２５の見込み高さを加算した高さに設定される。一層目の溶着ビード２５を形成する場合、溶着ビード２５の狙い高さＨ２は、ベースプレート２０の上面高さ位置である。なお、既に形成された溶着ビード層３４の上面に溶着ビード２５を形成する場合では、溶着ビード２５の狙い高さＨ２は、前層の溶着ビード層３４の上面高さ位置である。また、打撃ツール４３で溶着ビード２５を打撃すると、打撃ツール４３の荷重で溶着ビード２５が変形するため、溶着ビード２５の打撃の狙い高さＨ１で打撃ツール４３によって溶着ビード２５を打撃すると、溶着ビード２５は、その変形分だけ低い形成高さＨ３となる。つまり、このピーニング処理を行うことで、溶着ビード２５は、その高さが設定された一層分の高さＨ３とされ、また、その上面が平坦化される。
【００３４】
（冷却処理）
打撃ツール４３による溶着ビード２５へのピーニング処理において、冷却機構５１によって打撃ツール４３による溶着ビード２５への打撃箇所Ｂを冷却する冷却処理を行う。
【００３５】
（探傷検査処理）
打撃ツール４３に対して非破壊検査ツールである超音波探傷プローブ４５を追従させる。そして、この超音波探傷プローブ４５によって、ピーニング処理後の溶着ビード２５を探傷検査する探傷検査処理を行う。この探傷検査処理では、トーチ１７に溶加材Ｍを溶融させるために印加する電流に超音波電流（数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ）を重畳させることで、溶接トーチと積層造形物Ｗの間に発生する溶接アークが超音波電流の強弱及び周波数に従って振動し、形成する溶着ビード２５に超音波を入射させる。例えば、溶加材Ｍを溶融させるためにパルス電流を印加する際、ベース電流が印加される期間に超音波電流が重畳される。そして、打撃ツール４３に追従させる超音波探傷プローブ４５によって、溶着ビード２５に入射させた超音波を検出し、この検出した超音波に基づいて、溶着ビード２５の探傷検査を行う。その際、溶着ビード２５の上面は平坦化されているので、溶着ビード２５内の探傷を精度良く行うことができる。
【００３６】
なお、図２に示すように、超音波探傷プローブ４５は、溶着ビード２５からの熱による故障を回避すべく、トーチ１７に対して第２の間隔Ｌ２以上空けて配置することが好ましい。
また、第２の間隔Ｌ２も、トーチ１７と超音波探傷プローブ４５が対向する溶着ビード２５の２つの位置間で、溶接ビード２５が形成された長さを意図している。
また、打撃ツール４３の冷却機構５１によって打撃箇所Ｂを冷却することで、超音波探傷プローブ４５が対向する位置の溶着ビード２５の温度が低下するため、超音波探傷プローブ４５と打撃ツール４３との間の第３の間隔Ｌ３を短く設定することができ、ひいては、第２の間隔Ｌ２も短く設定することができる。
【００３７】
なお、超音波探傷プローブ４５は、超音波の受信機能のみ有するものでもよいし、超音波の送信機能を兼ね備えたものでもよい。
また、超音波の送受信機能を備えた超音波探傷プローブ４５を追従させる場合は、超音波電流を重畳させなくてもよく、この場合、超音波探傷プローブ４５が、溶着ビードに超音波を入射させると共に、該超音波を検出する。
さらに、超音波探傷プローブ４５としてはＥＭＡＴのような非接触式あるいは弾性体を装着した接触式のプローブが望ましい。
【００３８】
以上、説明したように、本実施形態に係る積層造形物の製造方法及び製造装置によれば、トーチ１７で形成される溶着ビード２５の温度を監視し、その溶着ビード２５の温度に基づいた第１の間隔Ｌ１をあけてトーチ１７に対して打撃ツール４３を追従させて溶着ビード２５を打撃することで、溶着ビード２５の結晶粒を微細化して凝固組織の均一化を図り、強度のばらつきを抑えることができ、しかも、酸化皮膜を良好に除去することができる。
【００３９】
また、打撃ツール４３による打撃によってトーチ１７で形成した溶着ビード２５の上面を平坦にすることができ、次層の溶着ビード２５の形成の安定化及び形成精度の向上が図れ、しかも、平坦化された上面から溶着ビード２５内の探傷を精度良く行うことが可能となる。これにより、製造する積層造形物Ｗの品質を向上させることができる。
【００４０】
特に、ピーニング処理において、打撃ツール４３による打撃の狙い高さＨ１を、トーチ１７の狙い高さＨ２に、形成する溶着ビード２５の見込み高さを加算した位置に設定することで、溶着ビード２５の上面を均等に平坦化させ、次層の溶着ビード２５をより安定的かつ高精度に形成することができる。
【００４１】
また、ピーニング処理において、打撃ツール４３による溶着ビード２５への打撃箇所Ｂを冷却する冷却処理を行うことで、次層の溶着ビード２５が凝固するまでの時間を短くすることができる。したがって、前層の溶着ビード２５の温度が高いために次層の溶着ビード２５が凝固するまでの時間が長くなることで生じる垂れ等による形状不良が抑制される。これにより、積層造形物Ｗの品質を高め、しかも、造形効率を高めることができる。
【００４２】
さらに、打撃ツール４３に対して非破壊検査ツールである超音波探傷プローブ４５を追従させてピーニング処理後の溶着ビード２５を探傷検査する探傷検査処理を行うので、打撃ツール４３で平坦化される溶着ビード２５の上面で超音波探傷プローブ４５によって溶着ビード２５の探傷を精度良く検査することができる。
【００４３】
また、トーチ１７に超音波探傷プローブ４５を第２の間隔Ｌ２以上空けて追従可能に設けることで、超音波探傷プローブ４５の高温による故障を回避することができる。
【００４４】
特に、探傷検査処理において、トーチ１７に印加する電流に超音波電流を重畳させることで、超音波を溶着ビード２５へ入射させる別個の装置を用いることなく、非破壊検査ツールである超音波探傷プローブ４５によって溶着ビード２５の探傷検査を容易に行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００４６】
例えば、超音波探傷プローブ４５は、例えば、ベースプレート２０の裏面等の溶着ビード２５に入射された超音波を検出可能な場所に配置されていてもよい。
また、上記実施形態では、トーチ１７に印加する電流に超音波電流を重畳させているが、本発明はこれに限らず、超音波を発生して溶着ビード２５へ入射させる別個の装置を設けてもよいし、或いは、超音波探傷プローブ４５が、超音波を発生して溶着ビード２５へ入射し、溶着ビード２５の探傷を行うものであってもよい。
【００４７】
さらに、温度検出センサ４１は、トーチ１７と打撃ツール４３との間のいずれかの位置での溶着ビード２５の温度を検出するものであってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態の製造装置では、ビード処理装置１６は、温度検出センサ４１に加えて、打撃ツール４３と、超音波探傷プローブ（非破壊検査ツール）４５との両方を有する構成として説明したが、本発明はこれに限らず、温度検出センサ４１に加えて、打撃ツール４３と超音波探傷プローブ４５とのいずれか一方を有する構成であってもよい。
即ち、本発明は、温度検出センサと打撃ツールとを備え、打撃ツールを、溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけてトーチに対して追従させる構成としてもよい。
また、本発明は、温度検出センサと非破壊検査ツールとを備え、非破壊検査ツールを、溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけてトーチに対して追従させる構成としてもよい。
【００４９】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して打撃ツールを追従させ、前記溶着ビードを打撃するピーニング処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視し、その溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけてトーチに対して打撃ツールを追従させて溶着ビードを打撃することで、溶着ビードの結晶粒を微細化して凝固組織の均一化を図り、強度のばらつきを抑えることができ、しかも、酸化皮膜を良好に除去することができる。
また、打撃ツールによる打撃によってトーチで形成した溶着ビードの上面を平坦にすることができ、次層の溶着ビードの形成の安定化及び形成精度の向上が図れ、しかも、平坦化された上面から溶着ビード内の探傷を精度良く行うことが可能となる。
これにより、製造する積層造形物の品質を向上させることができる。
【００５０】
（２）  前記ピーニング処理において、前記打撃ツールによる打撃の狙い高さを、前記トーチの狙い高さに、形成する前記溶着ビードの見込み高さを加算した位置に設定する（１）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、溶着ビードの上面を均等に平坦化させ、次層の溶着ビードをより安定的かつ高精度に形成することができる。
【００５１】
（３）  前記ピーニング処理において、前記打撃ツールによる前記溶着ビードへの打撃箇所を冷却する冷却処理を行う（１）または（２）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、打撃ツールによる溶着ビードへの打撃箇所を冷却することで、次層の溶着ビードが凝固するまでの時間を短くすることができる。したがって、前層の溶着ビードの温度が高いために次層の溶着ビードが凝固するまでの時間が長くなることで生じる垂れ等による形状不良が抑制される。これにより、積層造形物の品質を高め、しかも、造形効率を高めることができる。
【００５２】
（４）  前記打撃ツールに対して非破壊検査ツールを追従させて前記ピーニング処理後の前記溶着ビードを探傷検査する探傷検査処理を行う（１）から（３）のいずれか一つに記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、打撃ツールに非破壊検査ツールを追従させることで、打撃ツールで平坦化される溶着ビードの上面で非破壊検査ツールによって溶着ビードの探傷を精度良く検査することができる。
【００５３】
（５）  前記探傷検査処理において、前記トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで前記溶着ビードに超音波を入射させ、超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって前記超音波を検出する（４）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで、超音波を溶着ビードへ入射させる別個の装置を用いることなく、非破壊検査ツールである超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００５４】
（６）  前記探傷検査処理において、超音波の送受信機能を有する超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって、前記溶着ビードに超音波を入射させると共に、該超音波を検出する（４）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることなく、該超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００５５】
（７）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを打撃する打撃ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、温度検出センサで検出した前記溶着ビードの温度に基づいた第１の間隔をあけてトーチに対して打撃ツールを追従させて溶着ビードを打撃することで、溶着ビードの結晶粒を微細化して凝固組織の均一化を図り、強度のばらつきを抑えることができ、しかも、酸化皮膜を良好に除去することができる。
また、打撃ツールによる打撃によってトーチで形成した溶着ビードの上面を平坦にすることができ、次層の溶着ビードの形成の安定化及び形成精度の向上が図れ、しかも、平坦化された上面から溶着ビード内の探傷を精度良く行うことが可能となる。
これにより、高品質な積層造形物を製造することができる。
【００５６】
（８）  前記打撃ツールは、前記溶着ビードへの打撃箇所を冷却する冷却機構を備える（７）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、打撃ツールによる溶着ビードへの打撃箇所を冷却機構で冷却することで、次層の溶着ビードが凝固するまでの時間を短くすることができる。したがって、前層の溶着ビードの温度が高いために次層の溶着ビードが凝固するまでの時間が長くなることで生じる垂れ等による形状不良が抑制される。これにより、積層造形物の品質を高め、しかも、造形効率を高めることができる。
【００５７】
（９）  前記溶着ビードを探傷検査する非破壊検査ツールが前記打撃ツールに対して追従可能に設けられている（７）または（８）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、打撃ツールに非破壊検査ツールを追従させることで、打撃ツールで平坦化される溶着ビードの上面で非破壊検査ツールによって溶着ビードの探傷を精度良く検査することができる。
【００５８】
（１０）  前記非破壊検査ツールが前記トーチに対して第２の間隔以上空けて追従可能に設けられている（９）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、トーチに非破壊検査ツールを第２の間隔以上空けて追従させることで、非破壊検査ツールの高温による故障を回避することができる。
【００５９】
（１１）  前記非破壊検査ツールは、前記トーチに印加する電流に超音波電流が重畳されることで前記溶着ビードに入射された超音波を検出する超音波探傷プローブからなる（９）または（１０）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで、超音波を溶着ビードへ入射させる別個の装置を用いることなく、非破壊検査ツールである超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００６０】
（１２）  前記非破壊検査ツールは、超音波の送受信機能を有し、前記溶着ビードに入射された前記超音波を検出する超音波探傷プローブからなる（９）または（１０）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることなく、該超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００６１】
（１３）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードをトーチで形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造方法であって、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を監視する温度監視処理と、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して非破壊検査ツールを追従させて前記溶着ビードを探傷検査する探傷検査処理と、
を行う積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、非破壊検査ツールの高温による故障を回避して、溶着ビードの探傷を精度良く検査することができる。
【００６２】
（１４）  前記探傷検査処理において、前記トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで前記溶着ビードに超音波を入射させ、超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって前記超音波を検出する（１３）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで、超音波を溶着ビードへ入射させる別個の装置を用いることなく、非破壊検査ツールである超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００６３】
（１５）  前記探傷検査処理において、超音波の送受信機能を有する超音波探傷プローブからなる前記非破壊検査ツールによって、前記溶着ビードに超音波を入射させると共に、該超音波を検出する（１３）に記載の積層造形物の製造方法。
この積層造形物の製造方法によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることなく、該超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００６４】
（１６）  溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して積層させて積層造形物を造形する積層造形物の製造装置であって、
前記溶着ビードを形成するトーチと、
前記トーチで形成される前記溶着ビードの温度を検出する温度検出センサと、
前記溶着ビードの温度に基づいた第２の間隔をあけて前記トーチに対して追従可能に設けられ、前記溶着ビードを探傷検査する非破壊検査ツールと、
を備える積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造方法によれば、非破壊検査ツールの高温による故障を回避して、溶着ビードの探傷を精度良く検査することができる。
【００６５】
（１７）  前記非破壊検査ツールは、前記トーチに印加する電流に超音波電流が重畳されることで前記溶着ビードに入射された超音波を検出する超音波探傷プローブからなる（１６）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることで、超音波を溶着ビードへ入射させる別個の装置を用いることなく、非破壊検査ツールである超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【００６６】
（１８）  前記非破壊検査ツールは、超音波の送受信機能を有し、前記溶着ビードに入射された前記超音波を検出する超音波探傷プローブからなる（１６）に記載の積層造形物の製造装置。
この積層造形物の製造装置によれば、トーチに印加する電流に超音波電流を重畳させることなく、該超音波探傷プローブによって溶着ビードの探傷検査を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１７  トーチ
２５  溶着ビード
４１  温度検出センサ
４３  打撃ツール
４５  超音波プローブ（非破壊検査ツール）
５１  冷却機構
１００  製造システム（製造装置）
Ｂ  打撃箇所
Ｌ１  第１の間隔
Ｌ２  第２の間隔
Ｍ  溶加材
Ｗ  積層造形物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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