(57)【要約】      （修正有）【課題】金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、形状の複雑さに関係なく容易に製造する技術の提供。【解決手段】金属製品に関して、本体となる金属基材６ａとその表面を覆う表面コーティング材７ａとのそれぞれの３次元位置情報を含む３次元ＣＡＤデータに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成した後、層ごとに、断面図データに基づいて、造形ステージ上に金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７を配置し、レーザによって溶解、焼結することで固化させる三次元造形装置を用いる金属製品製造方法。【選択図】図５
2017036484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、
前記金属製品に関して、本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、
前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、
造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、それ以外の位置には前記表面コーティング材粉末を配置するステップと、
レーザによって、前記配置した金属基材粉末と、前記表面コーティング材の位置にある前記表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行する
ことを特徴とする金属製品製造方法。
【請求項２】
金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末、表面コーティング材粉末、および、前記表面コーティング材粉末よりも融点が高い高融点粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、
前記金属製品に関して、本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、
前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、
造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、前記表面コーティング材の位置には前記表面コーティング材粉末を配置し、それら以外の位置には前記高融点粉末を配置するステップと、
前記レーザによって、前記配置した前記金属基材粉末と前記表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行する
ことを特徴とする金属製品製造方法。
【請求項３】
前記金属製品は、側板付きの羽根車であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属製品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属基材と表面コーティング材（以下、「表面コーティング」ともいう。）からなる金属製品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属製品を製造する場合に、金属基材による成形体の表面に表面コーティングを被覆させることがある。以下、金属製品として、羽根車（インペラ）を用いて液体の流体（以下、単に「流体」という。）を吸引して吐出する渦巻きポンプを例にとって説明する。
【０００３】
渦巻きポンプは、用途に応じて、耐腐食性、耐摩耗性等を要求されることが多い。例えば、流体が塩分や化学物質を含む場合（海水、工業水等）、渦巻きポンプには耐腐食性が要求される。耐腐食性が低いと、例えば、羽根車表面に、化学的な腐食（コロージョン）が生じることがある。
【０００４】
また、流体が土砂などの固形物を含む場合（河川水等）、渦巻きポンプには耐摩耗性が要求される。耐摩耗性が低いと、例えば、羽根車表面に、土砂などの固形物による摩耗（スラリーエロージョン）が生じることがある。
【０００５】
さらに、流体の種類によらず、例えば、羽根車表面において、キャビテーションエロージョンが生じることがある。キャビテーションエロージョンとは、流体において局所的に飽和蒸気圧よりも低圧力になった部分でキャビテーション（気泡）が発生し、そのキャビテーションが破裂して消滅するときの衝撃力による損傷のことである。
【０００６】
例えば、渦巻きポンプの羽根車には、耐腐食性に優れ低価格で入手可能なオーステナイト系ステンレス鋼が用いられることが多い。さらに、耐腐食性を向上する材料として、二相ステンレス鋼や、ニッケル基合金等も用いられている。しかし、羽根車の材質のみで耐腐食性と耐摩耗性の両者を向上させることは困難であるため、その両者を向上させるために、例えば、ステンレス鋼の羽根車の表面に硬質の表面コーティングを被覆する場合がある。
【０００７】
また、渦巻きポンプには、羽根車の表面の他にも耐摩耗性等を向上するために表面コーティングを被覆する部位がある。例えば、渦巻きポンプには、回転する羽根車や回転軸と固定側のケーシングとの間に流体の漏れを防止するシール部がある。このシール部は、できるだけ流体漏れを低減するために、回転側部材と固定側部材の間隔が小さく設計されている。そのため、シール部では回転側部材と固定側部材が摺動する可能性がある。摺動する回転側部材、固定側部材の両方が同じ表面材質であると、噛り付いてしまう可能性がある。また、このような摺動する部分に関しては、内部の流体の腐食性や土砂などの状況によって、摺動による摩耗がさらに進んでしまう可能性があり、耐腐食性、耐摩耗性等を向上させるためにも、回転側部材と固定側部材の一方の表面に表面コーティングを被覆する場合が多い。
【０００８】
これに関連し、例えば特許文献１には、「課題を解決するための手段」に、「この発明は、耐摩耗性、耐キャビテーション性などが要求される部品の被覆部材として、ステンレス鋼からなるポンプ部品の母材の表面に、Ｃｒ、Ｍｏを含有し、Ｓｉ、Ｂのうち少なくとも１種を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、または、残りがＣｏと不可避不純物からなるＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を被覆した第１の被膜と、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃを含有し、残りがＣｏと不可避不純物とからなるＣｏ基合金からなる硬質材料を被覆した第２の被膜を備えたことを特徴とするものである。」（参照）と記載されている。つまり、この技術では、羽根車表面や軸スリーブに対してそのような被膜を形成することによって、耐摩耗性、耐キャビテーションエロージョン性を向上させている。
【０００９】
また、例えば特許文献２には、請求項１に、「ポンプケーシングとインペラを備え、該ポンプケーシングと該インペラ入口との間にシール部を具備する遠心式ポンプにおいて、前記シール部における前記インペラ側の部材と前記ポンプケーシング側の部材とのいずれかの対向面に相手面材質より軟質のＣｒ、Ｍｏを含むＮｉ合金を溶射法或いは溶接法により所定厚さに肉盛し、相対面との硬度差をＨＢ（ブリネル硬さ）＝５０以上とし、前記インペラ側の部材と前記ポンプケーシング側の部材は、同材の二相系ステンレス鋼で形成されており、前記Ｎｉ合金を肉盛した部材は、ＰＲＥＮ値が４０以上の二相系ステンレス鋼からなり、前記Ｎｉ合金は、Ｃｒ＋Ｍｏ≧３０％のＮｉ合金である」と記載されている。つまり、この技術では、羽根車シール部に相当するインペラリング又はケーシングリングに、高耐腐食性Ｎｉ合金を溶射又は溶接にて肉盛することで、耐腐食性を向上させている。
【００１０】
また、特にクローズド羽根車（側板付きの羽根車）に対して、例えば特許文献３には、「要約」に、「硬質コーティングは、それら各々の中点に最小低圧コーティング厚さおよび最小高圧コーティング厚さを有する。最小低圧コーティング厚さならびに最小高圧コーティング厚さは、それぞれ、出口遠位端における最大出口コーティング厚さの、または入口遠位端における最大入口コーティング厚さのいずれか１つの約０．０８５〜約０．８倍の範囲である。」と記載されている。つまり、この技術では、クローズド羽根車の羽根の位置によって、クラッド（被覆）施工のし易さを考慮して、耐腐食性等のためのコーティングの厚さを調整している。
【００１１】
一方で、３Ｄ（Dimensions）プリンタやラピットプロトタイピングによる三次元積層造形技術を用いて樹脂材で製造されるインペラに対する被覆技術に関して、例えば特許文献４には、請求項１に、「迅速模型製造方法により、予め設計された形状の非金属製の基材を形成する工程と、前記基材の表面に表面金属層を被覆する工程とを有することを特徴とする羽根車の製造方法」と記載されている。つまり、この技術では、迅速模型製造方法（三次元積層造形技術）で製造された非金属樹脂の羽根車の表面に金属層を被覆する。
【００１２】
三次元積層造形技術を用いれば、複雑な構造の製品も容易に製造することができる。ここで、例えば、渦巻きポンプにおける羽根車は、流体を昇圧するときの負荷や、回転により加わる遠心力のため、樹脂材では強度的に不十分である場合が多い。したがって、羽根車に対しては、金属材料を適用できる三次元積層造形技術を用いることが望まれる。
【００１３】
金属材料を適用できる三次元積層造形技術には、粉末供給法や粉末焼結積層法がある。例えば、特許文献４に記載されている粉末供給法は、粉末材料をレーザで溶融しながら造形する手法である。この粉末供給法では、凝固前の溶融材料が自重で変形する可能性があるため、造形可能な形状に制限がある。一方、特許文献５に記載されているように、粉末焼結積層法では、一層ごとに素材粉末を敷き詰めて、レーザで所定部分を溶解、焼結する。この粉末焼結積層法では、レーザで焼結した部分がその下部にある粉末で支えられるため、造形可能な形状に制限が少なく、複雑な形状を造形することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３８８６３９４号
【特許文献２】特許第５０９６７６２号
【特許文献３】特開２０１４−１７２６号公報
【特許文献４】特開平１１−８２３７７号公報
【特許文献５】特開２００４−１２４２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、粉末焼結積層法を用いて金属製品を造形した場合でも、表面コーティングが必要な場合は被覆作業を別途行わなければならず、作業が煩雑であるという問題がある。さらに、金属製品の形状が複雑な場合は、表面コーティングの被覆作業が煩雑であるというだけでなく、溶射やクラッド溶接では施工上の制約で表面コーティングの被覆作業が困難、または不可能な場合がある。
【００１６】
例えば、クローズド羽根車では、羽根の外側に側板が存在するため、羽根面の周りの空間が狭く、溶射機や溶接機による作業は容易ではない。また、狭い空間に挿入できるような溶射機や溶接機を用いる場合もあるが、溶射や溶接の向きによって表面コーティング材を十分に溶着できない場合もある。また、アーク溶射、フレーム溶射、ＨＶＯＦ（High Velocity Oxygen Fuel）溶射を施工の困難さと品質に応じて羽根の部分ごとに選択して行う方法もある。しかしながら、施工方法を部位によって変えると、施工コストが増大するとともに、施工部位の境界での信頼性が低下することも考えられる。
【００１７】
そこで、本発明は、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、形状の複雑さに関係なく容易に製造することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、本発明は、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、前記金属製品に関する３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、それ以外の位置には前記表面コーティング材粉末を配置するステップと、レーザによって、前記配置した金属基材粉末と、前記断面図データにおける前記表面コーティング材の位置にある前記表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行することを特徴とする。
その他の手段については後記する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】粉末焼結積層法を説明するための模式図である。
【図２】本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】クローズド羽根車の構造例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、クローズド羽根車の側面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】（ａ）は、クローズド羽根車を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末を造形ステージ上に配置した状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態にレーザ焼結を行った後の状態を示す図である。
【図６】横軸多段ポンプの構造例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、図６の領域Ｃの拡大図である。（ｂ）は、（ａ）の領域Ｄの拡大図である。
【図８】立軸ポンプの構造例を示す断面図である。
【図９】図８の領域Ｅの拡大図である。
【図１０】クローズド羽根車を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末と高融点粉末とを造形ステージ上に配置した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、図１、図２を参照して、本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の概要について説明する。ここでは、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて、三次元積層造形技術の一種である粉末焼結積層法によって製造する。図１は、粉末焼結積層法を説明するための模式図であり、主な構成として、造形ステージ１０１、粉末を配置するためのノズル１０２、１０３、粉末を溶解、焼結するためのレーザ装置１０４、製造を制御する制御装置１０５が備えられている。また、図２は、本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
まず、制御装置１０５は、予め作成された、金属製品に関する３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データを入力する（ステップＳ１）。金属製品が例えば羽根車である場合、３次元ＣＡＤデータは、羽根車本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む。
次に、制御装置１０５は、３次元ＣＡＤデータに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成する（ステップＳ２）。
【００２３】
次に、制御装置１０５は、層ごとにステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す（ステップＳ３〜Ｓ７）。
制御装置１０５は、断面図データに基づいて、造形ステージ１０１（以下、符号無しで「造形ステージ」という場合もある。）上に、１層分、金属基材の位置にはノズル１０２を用いて金属基材粉末を配置し、それ以外の位置にはノズル１０３を用いて表面コーティング材粉末を配置する（ステップＳ４）。
【００２４】
次に、制御装置１０５は、断面図データに基づいて、レーザ装置１０４によるレーザ照射によって、金属基材の位置の金属基材粉末と、表面コーティング材の位置にある表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化する（ステップＳ５）。なお、このとき、表面コーティング材の位置以外の位置にある表面コーティング材粉末は、粉末のまま残り、最後に回収される。
次に、制御装置１０５は、造形ステージ１０１を一層分降下させる（ステップＳ６）。
【００２５】
このようにして、層ごとにステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返すことで、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。以下、金属製品として、クローズド羽根車、ケーシングリング、軸スリーブを例にとって、具体的に説明する。
【００２６】
図３は、クローズド羽根車の構造例を示す斜視図である。図４において、（ａ）は図３のクローズド羽根車の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００２７】
図３、図４に示すように、クローズド羽根車５０は、５枚の羽根１と、中心軸が挿入される軸穴４と一体となった心板２と、外周側を覆う側板３と、を備える。なお、このように側板のある羽根車をクローズド羽根車と呼び、一方、側板のない羽根車をオープン羽根車と呼ぶ。
【００２８】
クローズド羽根車５０では、流体的な性能（高効率、広運転範囲）を向上させるために、羽根１が複雑な曲面となっている。したがって、従来の溶射機や溶接機による表面コーティング被覆作業は容易ではない。また、図４（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図（図４（ｂ））では側板３がなく、図４（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図（図４（ｃ））では側板３がある。また、羽根１自体もＡ−Ａ矢視断面図（図４（ｂ））とＢ−Ｂ矢視断面図（図４（ｃ））では曲面の形状が異なる。つまり、クローズド羽根車５０は、鉛直方向に一様な構造ではないので、粉末供給法で製造すると造形途中の金属が自重で変形してしまう可能性があるので、本実施形態では粉末焼結積層法で製造する。
【００２９】
図５（ａ）は、クローズド羽根車５０を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末を造形ステージ上に配置した状態を示す図である。造形ステージ上で、金属基材粉末６をクローズド羽根車５０の羽根１、心板２および側板３の位置（図４（ｃ）参照）に配置し、表面コーティング材粉末７をそれ以外の位置に配置する（図２のステップＳ４）。そして、レーザ装置１０４（図１）によるレーザ照射によって、羽根１、心板２および側板３の位置の金属基材粉末６と、表面コーティング材の位置にある表面コーティング材粉末７と、を溶解、焼結することで固化する（図２のステップＳ５）。これにより、図５（ｂ）に示すように、金属基材６ａの表面に表面コーティング材７ａを被覆した状態とすることができる。
【００３０】
このようにして、金属基材と表面コーティング材を一体成形してクローズド羽根車５０を製造できる。そして、金属基材と表面コーティング材を一体成形できるため、それらの間での接合強度が、溶接や溶着の場合に比べて高くなるという利点がある。また、溶接や溶射によって被覆する表面コーティングは、厚さが数百μｍから数ｍｍ程度が一般的であるが、粉末焼結積層法の場合は表面コーティングの厚さを自由に変更することが可能で、さらに、要求される耐腐食性や耐摩耗性に応じてコーティング厚さに分布をつけることができるという利点もある。
【００３１】
なお、金属基材粉末６としては、低合金鋼やステンレス鋼、アルミニウム合金などの粉末が挙げられる。また、表面コーティング材粉末７としては、ニッケル基合金やコバルト基合金、高耐腐食性ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）などの合金や、タングステンカーバイドにコバルトやニッケル、クロムなどのバインダを混合したものなどが挙げられる。ただし、ここで示した材料は例を示すものであり、これらの材料に限定されない。
【００３２】
次に、図６、図７を参照して、ケーシングリングを製造する場合について説明する。図６に示すように、横軸多段ポンプ１０は、５段の羽根車１４を備えている。横軸多段ポンプ１０では、吸込口１２から流体を吸込み、吐出口１７から加圧した流体を吐出する。５段の羽根車１４は回転軸１３に取り付けられ、回転軸１３は両端の軸受２１で支えられている。
【００３３】
ケーシング１１と回転軸１３のすき間からの流体漏れを最小限にするために、軸封装置２０ａ、２０ｂ（シール部）がそれぞれ回転軸１３とケーシング１１に取り付けられている。軸封装置２０ａ、２０ｂは摺動部位となるため、いずれか一方を硬質の表面コーティングで被覆する場合が多い。
【００３４】
ここで、図７（ａ）は、図６の領域Ｃの拡大図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ｄの拡大図である。羽根車１４の入口部分には、羽根車１４の吸込み側と吐出し側をシールするためにインペラリング３１とケーシングリング３２が取り付けられている。このインペラリング３１とケーシングリング３２は、シール性能を向上するために、図７（ｂ）に示すようにどちらか一方もしくは両方の表面に複雑な凹凸が設けられる場合がある。図７（ｂ）では、インペラリング３１とケーシングリング３２の両方の表面に複雑な凹凸を設けた構造を示している。
【００３５】
これらのインペラリング３１とケーシングリング３２は、作動流体中の土砂を巻き込みながら摺動するため、インペラリング３１の摺動面もしくはケーシングリング３２の摺動面の一方に、硬質の表面コーティングを被覆する必要がある。ここでは、ケーシングリング３２の摺動面に表面コーティング３３が被覆されている。
【００３６】
なお、図５のような図示は省略するが、ケーシングリング３２についても、前記したクローズド羽根車５０の場合と同様に、粉末焼結積層法で金属基材粉末と表面コーティング材粉末によって製造することができる。具体的には、ケーシングリング３２は、円筒部材であるため、粉末焼結積層法では軸方向に積層することになる。そして、造形ステージ上で、金属基材粉末をケーシングリング基材部分に配置し、表面コーティング材粉末をそれ以外の位置に配置し、レーザ光で金属基材粉末とその近傍の表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで、凹凸をもつケーシングリング３２を表面コーティング３３とともに容易に製造することができる。
【００３７】
次に、図８、図９を参照して、軸スリーブを製造する場合について説明する。図８に示すように、立軸ポンプ６０は、図の下方から流体を吸込み、羽根車１４で昇圧し、図の上方から右向きに吐出する構造となっている。羽根車１４の上部には回転軸１３を支える軸受２１が配置されている。この軸受２１を含む領域Ｅを拡大したものが図９である。
【００３８】
図９に示すように、回転軸１３には、摺動部位に軸スリーブ４４が焼き嵌め等で固定されている。軸スリーブ４４の表面には、硬質の表面コーティング４６が被覆されている。一方、軸受２１は、軸受ハウジング４１と、軸受ハウジング４１に固定された軸スリーブ４５と、軸スリーブ４５の表面に取り付けられた軸受パット材４３と、を備えている。軸受パット材４３と表面コーティング４６が摺動するため、軸受パット材４３には摺動性の良いＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）やＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）等の樹脂やセラミックス材が用いられる。軸スリーブ４４は、表面の表面コーティング４６によって、作動流体中の土砂を巻き込みながら軸受パット材４３と摺動しても摩耗しない。
【００３９】
なお、図５のような図示は省略するが、軸スリーブ４４についても、前記したクローズド羽根車５０の場合と同様に、粉末焼結積層法で金属基材粉末と表面コーティング材粉末によって製造することができる。具体的には、軸スリーブ４４は、円筒部材であるため、粉末焼結積層法では軸方向に積層することになる。そして、造形ステージ上で、金属基材粉末を軸スリーブ基材部分に配置し、表面コーティング材粉末をそれ以外の位置に配置し、レーザ光で金属基材粉末とその近傍の表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで、軸スリーブ４４を表面コーティング４６とともに容易に製造することができる。
【００４０】
次に、図５で説明したクローズド羽根車５０の製造方法を一部変更した実施形態について説明する。図５で説明した製造方法では、溶解、焼結しない表面コーティング材粉末７が大量に残材として回収されるが、一般にこの残材には不純物が含まれてしまうため、不純物の分離処理をしないと再利用が難しい。そして、表面コーティング材粉末７は一般に高価であるため、表面コーティング材粉末７の残材が多く、不純物の分離処理をせず再利用しない場合、製造コストが高くなってしまうという側面がある。また、不純物の分離処理をするとしても、それにコストがかかってしまうという問題もある。
【００４１】
そこで、その点を改善するために、金属基材粉末、表面コーティング材粉末のほかに、表面コーティング材粉末よりも融点が高い高融点粉末を用いる方法について説明する。
【００４２】
造形ステージ上に、図１０に示すように、金属基材粉末６をクローズド羽根車５０の羽根１、心板２および側板３の位置（図４（ｃ）参照）に配置し、それらの近傍には表面コーティング材粉末７を配置し、それら以外の位置には高融点粉末８を配置する。そして、金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７をレーザで溶解、焼結する際、高融点粉末８が溶解、焼結しないように、レーザ光の強さを調節する。焼結後の状態は、図５（ｂ）と同様である。
【００４３】
２種類以上の粉末を用いて粉末焼結積層法で形状を製作する場合、隣あう２種類の粉末がともに溶解、焼結すると、それらの粉末の成分が混ざりあってしまう。表面コーティング材粉末７には耐腐食性、耐摩耗性の高い材料を用いているが、それに高融点粉末８の成分が混合してしまうとそれらの機能が低下してしまう。
【００４４】
図５に示す金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７の２種類を用いた場合は、これら２者の境界で成分が混合してしまうが、コーティング厚さをある程度とることによって表面コーティング材７ａの表層をその成分のみにできる。つまり、耐腐食性、耐摩耗性は表面コーティング材７ａの表層で維持されていれば良いので、図５の構成では金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７の成分の混合は問題とならない。
【００４５】
一方で、図１０に示すような３種類の粉末を用いる場合、表面コーティング材粉末７と高融点粉末８にも、粉末間の境界ができてしまう。そこで、高融点粉末８を溶解しないようにして、表面コーティング材粉末７と高融点粉末８の成分が混合しないようにすることが必要となる。ただし、表面コーティング材粉末７が溶解、焼結したときに、高融点粉末８が溶解はしないが付着してしまうこともあるため、この粉末焼結積層法でのクローズド羽根車５０の製造後に表面を研削して高融点粉末８の成分を除去してもよい。
【００４６】
なお、高融点粉末８としては、表面コーティング材粉末７よりも融点が高い必要があり、また、安価なものが望ましく、例えばアルミナ等が挙げられるが、これに限定されない。
【００４７】
また、クローズド羽根車５０だけでなく、ケーシングリング３２や軸スリーブ４４についても、金属基材粉末と表面コーティング材粉末のほかに高融点粉末を用いて製造してもよい。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品（クローズド羽根車５０、ケーシングリング３２、軸スリーブ４４）を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造することで、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。
【００４９】
また、金属基材粉末と表面コーティング材粉末のほかに高融点粉末を用いることで、製造コストを低減することができる。
【００５０】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。例えば、前記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５１】
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１      羽根
２      心板
３      側板
４      軸穴
６      金属基材粉末
６ａ    金属基材
７      表面コーティング材粉末
７ａ    表面コーティング材
８      高融点粉末
１０    横軸多段ポンプ
１１    ケーシング
１２    吸込口
１３    回転軸
１４    羽根車
１７    吐出口
２０ａ、２０ｂ  軸封装置
２１    軸受
３１    インペラリング
３２    ケーシングリング
３３    表面コーティング
４１    軸受ハウジング
４３    軸受パット材
４４    軸スリーブ
４５    軸スリーブ
４６    表面コーティング
５０    クローズド羽根車
６０    立軸ポンプ
１０１  造形ステージ
１０２  ノズル
１０３  ノズル
１０４  レーザ装置
１０５  制御装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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