(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記測定されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになる場合、前記金属粉末が予備加熱温度を下げても電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
を含む金属積層造形用粉末の評価方法。
【請求項２】
前記インピーダンス測定ステップにおいては、前記金属粉末を加熱しながら前記金属粉末のインピーダンスを測定し、
前記評価ステップにおいては、前記金属粉末が所定温度に達する前に前記容量成分がゼロになる場合、スモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する請求項１に記載の金属積層造形用粉末の評価方法。
【請求項３】
前記評価ステップにおいては、前記金属粉末が３００℃に達する前に前記容量成分がゼロになる場合、前記予備加熱温度を６００〜５００℃に下げても電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する請求項２に記載の金属積層造形用粉末の評価方法。
【請求項４】
前記容量成分抽出ステップにおいては、インピーダンスの測定結果をCole-ColeプロットしてCole-Cole緩和型の式にフィットさせることによって、前記容量成分を抽出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金属積層造形用粉末の評価方法。
【請求項５】
前記金属粉末の電気抵抗を測定する電気抵抗測定ステップをさらに含み、
前記評価ステップにおいては、前記金属粉末の前記容量成分がゼロになり、電気抵抗率が所定値以下になる場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金属積層造形用粉末の評価方法。
【請求項６】
測定された金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
をコンピュータに実行させる金属積層造形用粉末の評価プログラム。
【請求項７】
金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出手段と、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価手段と、
を備える情報処理装置。
【請求項８】
前記評価手段がスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価しなかった場合、金属粉末の衝突を含む機械的処理または金属粉末表面の金属被覆処理を前記金属粉末に対して施すよう指示する表面処理指示手段、
をさらに備える請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
金属粉末のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記測定されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになる場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
前記評価ステップにおいて、スモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価されなかった場合、前記金属粉末に対して金属粉末の衝突を含む機械的処理または金属粉末表面の金属被覆処理を施す表面処理ステップと、
を含む金属積層造形用粉末の製造方法。
【請求項１０】
敷き詰めた金属粉末を電子ビームにより選択的に溶解および凝固させて金属積層造形物を造形する金属積層造形装置であって、
測定された前記金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出手段と、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価手段と、
前記評価手段がスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価した場合に、前記金属粉末を用いて金属積層造形物を造形する積層造形手段と、
を備える金属積層造形装置。
【請求項１１】
前記評価手段がスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価しなかった場合、金属粉末の衝突を含む機械的処理または金属粉末表面の金属被覆処理を前記金属粉末に対して施すよう指示する表面処理指示手段、
をさらに備える請求項１０に記載の金属積層造形装置。
【請求項１２】
敷き詰めた金属粉末を電子ビームにより選択的に溶解および凝固させて金属積層造形物を造形する金属積層造形装置の制御プログラムであって、
測定された前記金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
前記評価ステップにおいて、スモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価された場合に、前記金属粉末を用いて金属積層造形物を造形する積層造形ステップと、
をコンピュータに実行させる金属積層造形装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属積層造形用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、金属粉末による３次元積層造形の技術が開示されている。特許文献１においては、合金粉末の電子ビームによる溶融において、事前に合金の融点の５０％から８０％の温度による予備加熱（または予備焼結）が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０２３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、電子ビーム積層造形においては、チャージアップ対策として金属粉末の予備加熱を行う。この時の予備加熱温度は、できるだけ低いことが望まれる。その理由は、予備加熱温度が高いほど予備加熱時間や造形終了後の冷却時間を要するためである。また、予備加熱温度が高いほど金属粉末同士の結合が強固となり、積層造形後の不要粉末除去が困難となるからである。しかしながら、予備加熱温度を低くし過ぎるとスモーク現象が発生して積層造形自体に失敗してしまう。【０００５】
そのため、使用する金属積層造形用材料がスモーク現象を発生させないで予備加熱温度を低くできる材料であることを評価する技術が求められている。【０００６】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属積層造形用粉末の評価方法は、
金属粉末のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記測定されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになる場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
を含む。【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属積層造形用粉末の評価プログラムは、
金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
をコンピュータに実行させる。【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置は、
金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出手段と、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価手段と、
を備える。【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属積層造形用粉末の製造方法は、
金属粉末のインピーダンスを測定するインピーダンス測定ステップと、
前記測定されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになる場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
前記評価ステップにおいて、スモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価されなかった場合、前記金属粉末に対して金属粉末の衝突を含む機械的処理または金属粉末表面の金属被覆処理を施す表面処理ステップと、
を含む。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属積層造形装置は、
敷き詰めた金属粉末を電子ビームにより選択的に溶解および凝固させて金属積層造形物を造形する金属積層造形装置であって、
測定された前記金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出手段と、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価手段と、
前記評価手段がスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価した場合に、前記金属粉末を用いて金属積層造形物を造形する積層造形手段と、
を備える。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る情金属積層造形装置の制御プログラムは、
敷き詰めた金属粉末を電子ビームにより選択的に溶解および凝固させて金属積層造形物を造形する金属積層造形装置の制御プログラムであって、
測定された前記金属粉末のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記取得されたインピーダンスから容量成分を抽出する容量成分抽出ステップと、
前記金属粉末の前記容量成分がゼロになると判定された場合、電子ビームの照射時にスモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価する評価ステップと、
前記評価ステップにおいて、スモーク現象を起こさない金属積層造形用粉末材料であると評価された場合に、前記金属粉末を用いて金属積層造形物を造形する積層造形ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末であると評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る金属積層造形用粉末の製造処理手順を示すフローチャートである。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係る金属粉末の評価処理の手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る金属粉末の評価基準を説明する図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末の表面分析結果（ＸＰＳ）を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末の抵抗値の温度変化を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施例に係る金属粉末の抵抗値を測定した粉末電気抵抗測定装置を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施例に係る金属粉末の抵抗値を測定した粉末電気抵抗測定治具と温度パターンとを示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第１実施例に係る金属粉末の抵抗値を測定した粉末電気抵抗測定原理を説明する図である。
【図４Ｅ】本発明の第１実施例に係る金属粉末の抵抗値を測定した測定接続と測定回路を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末のインピーダンスの変化を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末のインピーダンスから求めた容量成分の変化を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の第１実施例に係る金属粉末のインピーダンスを測定した粉末電気抵抗測定原理を説明する図である。
【図５Ｄ】本発明の第１実施例に係る金属粉末のインピーダンスを測定した測定接続と測定回路を示す図である。
【図６Ａ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテストの結果を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト方法を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る機械的予備処理を行ったジェットミルの原理を示す図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末のインピーダンスの変化を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理を行ったボールミルおよびその原理を示す図である。
【図９Ａ】本発明の第３実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の第３実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の表面分析結果（ＸＰＳ）を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の第３実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の抵抗値の温度変化を示す図である。
【図９Ｄ】本発明の第３実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末のインピーダンスの変化を示す図である。
【図９Ｅ】本発明の第３実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末によるスモークテストの結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態で使用可能な合金粉末の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る金属積層造形装置の構成を示すブロック図である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態に係る金属積層造形装置の情報処理装置の表示例を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態に係る金属積層造形装置の情報処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理を行ったボールミルおよびその動作条件を示す図である。
【図１４Ａ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（インコネル718/IN718）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。
【図１４Ｃ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）のインピーダンスから求めた容量成分の変化を示す図である。
【図１４Ｄ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）のＸＰＳ分析結果を示す図である。
【図１５Ａ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（チタン64/Ti64）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図１５Ｂ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタン64/Ti64）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。
【図１５Ｃ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタン64/Ti64）のＸＰＳ分析結果を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。
【図１６Ｃ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）のＸＰＳ分析結果を示す図である。
【図１７Ａ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（銅粉末/Cu）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図１７Ｂ】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（銅粉末/Cu）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。
【図１８】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理を行ったボールミルおよびその異なる時間の動作条件を示す図である。
【図１９】本発明の第２実施例に係る異なる時間の機械的予備処理前後の金属粉末（インコネル718/IN718）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。
【図２０】本発明の第２実施例に係る適切な時間を超えた機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の状態を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施例に係る異なる時間の機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗値の温度変化を示す図である。
【図２２】本発明の第２実施例に係る異なる時間の機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）のインピーダンスの温度変化を示す図である。
【図２３】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテストの結果を示す図である。
【図２４】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト方法を説明する図である。
【図２５】本発明の第２実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
［本実施形態の金属積層造形用粉末の評価方法］
図１Ａ乃至図２を参照して、本実施形態の金属積層造形用粉末の評価方法を説明する。
【００１７】
《金属積層造形用粉末の処理手順》
図１Ａは、本実施形態に係る金属積層造形用粉末の製造処理手順を示すフローチャートである。
【００１８】
図１Ａでは、ステップＳ１０１において、評価対象の金属粉末の評価処理を行う。ステップＳ１０３において、評価結果から評価が良好であるか否かを判定する。金属粉末の評価結果が良好（ＹＥＳ）であれば、製造処理手順を終了する。一方、金属粉末の評価結果が良好でない（ＮＯ）の場合は、ステップＳ１０５において、金属粉末の表面処理、特に表面の酸化物に対する処理を行う。
【００１９】
（金属粉末の評価処理）
図１Ｂは、本実施形態に係る金属粉末の評価処理（Ｓ１０１）の手順を示すフローチャートである。
【００２０】
図１Ｂで、ステップＳ１１１において、評価対象の金属粉末のインピーダンスを測定する。あるいは、金属粉末の温度を変化させながら測定する。この場合の温度変化は、常温→８００℃に漸次に上昇→温度維持→常温に漸次に下降とする。ステップＳ１１３において、測定されたインピーダンスに基づいて、金属粉末の等価回路により容量成分を算出する。そして、ステップＳ１１５において、算出した容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより低いか否かを判定する。所定温度αは、例えば、２００℃や４００℃が目安である。
【００２１】
ステップＳ１１５の判定で、容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより低い場合、ステップＳ１１７において、評価対象の金属粉末が比較的低い予備加熱でもスモーク現象が発生しない良好な金属積層造形用粉末と判定する。一方、容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより高い場合、ステップＳ１１９において、評価対象の金属粉末がスモーク現象を発生させないためには比較的高い予備加熱が必要な良好でない金属積層造形用粉末と判定する。
【００２２】
《金属粉末の評価基準》
図２は、本実施形態に係る金属粉末の評価基準を説明する図である。以下、金属粉末の評価基準について、詳細に説明する。
【００２３】
（金属積層造形プロセス）
金属積層造形プロセスは、以下の粉末床形成プロセスと、予備加熱と選択的溶融プロセスと、未溶融粉末回収プロセスと、に大別される。
【００２４】
＜粉末床形成プロセス＞
未溶融欠陥などを作らない造形を行うための最も基本となるプロセスである。そのためには使用する金属粉末の形状は真球に近いもので、かつ粉末表面にサテライトの無い物が求められる。サテライトを有する異形状粉末では流動性が悪いため、粉末床（パウダーベッド）厚さが凸凹になり溶融池（メルトプール）が安定せず、凝固欠陥形成の原因となる。現状の電子ビーム積層造形法では粒度分布として40〜100μm程度の粉末が使用されているが、造形物の表面粗さの改善効果を期待して、10〜50μm程度のより細かな粒度分布の粉末を使用することも検討されている。
【００２５】
＜予備加熱と選択的溶融プロセス＞
電子ビーム積層造形ではパウダーベッドの溶融プロセスの前にパウダーベッドの予備加熱を行なう、ホットプロセス（hot process）が基本である。これは、電子ビームを加熱されていないパウダーベッドに照射すると粉末が飛散して煙状に舞い上がり（“スモーク”と呼ばれている）、パウダーベッドが消失欠損するため、正常な造形ができなくなるためである。金属粉末表面には酸化被膜が形成されており、電子ビームの負電荷を蓄えることが可能なコンデンサ（キャパシタ）の働きをする。また、その酸化被膜の電気抵抗は室温では高いが、温度上昇とともに低下する半導体的性質を示すと考えられる。
【００２６】
このため、電子ビームを室温で電気抵抗が高い状態のパウダーベットに照射すると、粉末粒子間の電子の移動は阻害されるため個々の粉末粒子は酸化被膜のキャパシタ効果によって負に帯電し、粉末同士がクーロン斥力により煙状に“飛散”する。これがスモークの起こるメカニズムと考えられる。このため、電子ビーム積層造形プロセスではパウダーベッドの個々の粉末表面の酸化被膜の電気抵抗が金属的な値になる温度まで加熱する必要がある。予備加熱温度として、金属粉末によって異なるが、おおよそ600〜1100℃の間で予備加熱が行なわれ、その後、溶融プロセスに移ることができる。
【００２７】
＜未溶融粉末回収プロセス＞
電子ビーム積層造形では上述したように予備加熱温度に保持されたまま造形が行われるため、未溶融部の粉末が焼結によって弱く結合（焼結）する。造形が終了すると造形物は焼結したパウダーベッドに埋もれたまま取り出される。焼結したパウダーベッドは、サンドブラストの要領で、圧縮空気を用いて造形物の原料粉末をブラスト粒子として高速で吹き付けることで完全に粉砕され、原料粉末の状態に戻すことができる。しかし、予備加熱温度が高すぎると造形中に個々の粉末の接触部が部分的に溶融して強固な結合部が形成され、上述したブラスト処理によるパウダーベッドの粉砕が困難となり、原料粉末の状態に戻すことができなくなる。このような場合は、粉末の再利用ができなくなるだけではなく、造形物と未溶融粉末との分離ができなくなるため部品製造が失敗に終わるこことを意味する。
【００２８】
ここで、電子ビーム積層造形では、予備加熱温度が高い合金粉末の場合はパウダーベッドの結合固化の進行が問題となる場合があるが、予備加熱により造形物中に発生する熱応力による残留ひずみが少なくなるため、造形物の反り・変形、内部き裂の発生が抑制される。このため、電子ビーム積層造形ではサポート数を最小限に抑えることが可能となる。このように、予備加熱は造形物の材質や形状制御の際に利点として効果を発揮し、金属間化合物のような延性に乏しい材料の造形にはホットプロセスを採用する電子ビーム積層造形が有利となる。
【００２９】
（電子ビームと金属粉体との相互作用）
金属は電気的には良導体であり、電子ビームが照射される際アースがとられていれば（負に）帯電することはないため、金属バルクは電子ビーム照射が連続的に可能であり溶融させることができる。一方、電子ビーム積層造形法では、粒径が40〜150μm程度の大きさに分布するパウダーベットに電子ビームを照射するため、溶融プロセスは単純ではない。後述するように、金属粉末床の電気抵抗率を室温で測定すると107Ωm以上のオーダーの値となる。これは、上述したように金属粉末表面に酸化被膜が形成されており、その多くは電気的には半導体的に振る舞うため、室温での粉体同士の接触抵抗が高いためと考えられる。その堆積物であるパウダーベッドの電気抵抗も金属的というよりは、半導体的に振る舞うと考えられる。
【００３０】
このため、電子ビームをパウダーベットに照射すると、個々の粉末粒子は負に帯電（チャージアップ）し、粉末同士はクーロン斥力により煙状に“飛散”する現象が生じる。正確には照射電子ビームの周囲に照射方向に垂直に磁場が形成されているため、負に帯電した粉末粒子が磁場中でクーロン斥力により運動し始め、ローレンツ力により大規模な粉末床の“飛散現象（スモーク）”が生じるものと考えられる。前述したように、実際の造形プロセスでは電子ビーム溶融照射を行う前に700℃以上の温度に粉末床の予熱を行うことでスモークを回避している。これは、前述したように金属粉末表面の酸化被膜は半導体的に振る舞うため、温度上昇により電気抵抗が低下するため高温になるほど粉末同士の接触抵抗が低下し、パウダーベットに金属的な電気伝導が起きるようになるためと考えられる。さらに、スモーク現象を回避するための予熱温度が高すぎると、造形中に個々の粉末の接触部分での部分溶融が進行してパウダーベッドの固化が進行し溶融部分と未溶融部分との分離が困難になり、造形上の障害となるので注意が必要である。
【００３１】
（パウダーベッドの電気的特性とスモーク発生挙動）
電子ビーム積層造形では予備加熱が無い場合、あるいは予備加熱があっても加熱温度が高くない場合は、電子ビーム照射により粉末床の溶融プロセスの前に合金粉末が飛散するスモーク現象が起こる。これは、合金粉末の表面酸化被膜の接触抵抗により電子の流れが阻害される結果起こる現象であると考えられるが、実際に表面酸化被膜の電気的挙動を調べることにより、スモーク現象が生起するメカニズムを検証する必要がある。
【００３２】
合金粉末の直流電気抵抗率の温度依存性
直流四端子法で測定された室温から800℃までの昇温過程と降温過程での電気抵抗率の変化を測定すると、合金粉末の種類により昇温過程では室温付近での抵抗率の値に違いが生じるが、昇温と共に急激に電気抵抗率の値が低下し、酸化物（半導体）的な電気抵抗の温度依存性を示し、500〜600℃で10-4Ωmのオーダーの抵抗率となる。それ以上の温度では800℃までほとんど温度依存性が消失する。これは、600℃以上の高温では合金粉末の表面酸化被膜の電気的性質は酸化物から金属的な電気伝導に変化することを示唆している。800℃からの降温過程では電気抵抗率の値は元の値には戻らず室温まで抵抗率の値はほとんど変化せず大きなヒステリシスを示す。これは、粉末表面の酸化被膜の電気的性質が温度上昇に伴い酸化物的から金属的へと変化することを示唆しており、粉末表面に形成されている酸化被膜の熱的安定性は極めて小さいものと推察できる。実際の造形プロセスでは合金粉末は650℃程度での加熱でスモークの発生がなくなり、電子ビーム積層造形が可能となるのはこのように650℃以上の予備加熱によりパウダーベッドの電気伝導が金属的になるためと理解される。
【００３３】
（合金粉末の交流インピーダンスの温度依存性）
プラズマアトマイズ法で得られたインコネル718合金粉末の、室温（RT）、50℃、100℃、200℃から100℃間隔で800℃までの温度での交流インピーダンス測定結果（Cole-Cole プロット）によれば、室温から200℃までは半円状のCole-Cole プロットが得られる。半円状のCole-Cole プロットを、図２の式２０２（Cole-Cole緩和型）にフィットさせることで、等価回路と各抵抗成分とキャパシタ成分（容量成分）との温度変化を求めることができる。  
図２に、例として、室温から200℃までのCole-Coleプロットに式２０２をフィットさせた結果２０３を示している。この図より、実測されたCole-Coleプロットは式２０２に良くフィットすることが分かり、等価回路２０１として、図２に示すように、合金粉末の表面酸化物の抵抗（Ｒoxide）とキャパシタ（Ｃoxide）の並列回路が合金粉末のバルクの電気抵抗（Ｒmetal）と直列に結合した電気回路が得られる。フィッティングによって得られた各抵抗値とキャパシタンスの値を表２０４にまとめて示す。等価回路２０１を用いて電子ビーム照射によるパウダーベッドのスモーク現象を議論する場合、電荷を蓄積するキャパシタの値が大きいものほどパウダーベッドの電荷の蓄積が大きいためスモークし易いと考えられる。反対に、キャパシタの値が小さいものほどスモークが発生し難いと考えられ、等価回路のキャパシタの変化によりスモーク発生挙動を制御することが可能となる。
【００３４】
一方、300℃以上の温度でのCole-Coleプロットは原点付近に収束し、表面酸化被膜のインピーダンス成分としてＲoxideの抵抗成分が支配的となることが示唆される。この場合の等価回路は、バルクの電気抵抗（Ｒmetal）と合金粉末の表面酸化物の抵抗（Ｒoxide）が直列に結合した回路として表現できる。このことは、パウダーベッドは予備加熱されることによりキャパシタ成分Ｃoxideが消失することを意味しており、パウダーベッドは電荷の蓄積が起こらない電気的構造に変化することを示唆しており、電子ビーム照射してもスモークが発生しないと考えられる。実際の電子ビーム積層造形において、例えば、チタン合金粉末の場合では650℃程度での予備加熱でスモークの発生がなくなるのは、チタン合金粉末のパウダーベッドのキャパシタ成分Ｃoxideが予備加熱により消失するためと解釈できる。上述した直流電気抵抗測定により明らかになったように、粉末表面の酸化被膜は熱的安定性が小さく、これは予備加熱でキャパシタ成分Ｃoxideが消失する要因となると考えられる。
【００３５】
以上のように、合金粉末の電気抵抗測定から得られた知見として、電子ビーム照射によってパウダーベッドが負の電荷に帯電し、スモークが発生するのは、合金粉末表面の酸化被膜に起因するキャパシタ成分Ｃoxideによるものであり、これを消失させることによりスモークの発生を抑制することができる。現状のスモーク回避対策として、パウダーベッドの予備加熱を行っているが、加熱によらないその他の方法によっても、キャパシタ成分Ｃoxideを消失させる方法を実施すれば、その技術は予備加熱以外のスモーク回避法となる。造形プロセス中に発生する造形物の残留応力の除去を目的とする場合は、予備加熱温度は500〜600℃で行えば十分目的を達成できると考えられる。したがって、予備加熱以外のキャパシタＣoxideを消失させる技術は従来の予備加熱温度を大幅に低温化できることになり、予備加熱プロセスでのパウダーベッドの粉末の部分溶融結合による固化の問題も生じないことから、電子ビーム積層造形技術の適用範囲を飛躍的に拡大させる。
【００３６】
《本実施形態の効果》
本実施形態によれば、金属粉末のインピーダンスを測定して、容量成分を算出することにより、算出された容量成分の温度依存に基づいて、予備加熱温度を低下させても金属粉末がスモーク現象を発生しない金属粉末であることを評価できる。
【００３７】
かかる評価により、予備焼結温度を低下させることが可能となる。例えば、インコネル718粉に機械的予備処理を施した場合、スモーク現象を発生させずに通常の予備加熱温度を１１５０℃から６００〜５００℃まで低下させることが可能となった。
【００３８】
そして、予備加熱温度を低下させることで全体の積層造形時間が短縮され、生産性が向上すると共に、予備加熱温度が低下することで積層造形後の不要粉末除去が容易となった。
【実施例】
【００３９】
以下、本実施形態に従った実施例１乃至３と、比較例とについて説明する。実施例１は、ジェットミルにより機械的予備処理を施した場合である。実施例２は、ボールミルにより機械的予備処理を施した場合である。実施例３は、金属めっき処理を施した場合である。比較例は、予備処理を施さない場合である。【００４０】
［実施例１］
《使用した金属粉末》
本実施例においては、ガスアトマイズ法で生成したニッケル系合金のインコネル718（登録商標）の金属粉末を使用した。図３Ａに、ＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)像および粒子径の分布１２０で示している。【００４１】
《機械的予備処理》
合金粉末の機械的予備処理としては、ジェットミルによる機械的予備処理を行った。【００４２】
（ジェットミルの装置）
ジェットミルとしては、日清エンジニアリング株式会社製の気流式粉砕機スーパージェットミル（ＳＪ−１５００）を使用した。圧力は0.65MPa、金属粉末の供給速度は5kg／hrとした。なお、図７にジェットミルの原理図を示す。投入された未機械的処理の金属粉末が、噴射される高圧ガス（図７ではＮ2ガス）で撹拌されて衝突を繰り返す。そして、機械的処理後の金属粉末が排出される。なお、機械的処理中に、金属粉末が１００℃〜３００℃に加熱されるのが、容量成分を削減するには望ましい。【００４３】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的および科学的特性》
機械的予備処理後の粉末粒子と、機械的予備処理の無い粉末粒子とのＳＥＭ像を観察し、その粒径度分布を調べた。図３ＡにＳＥＭ像および粒径度分布を示す。【００４４】
図３Ａには、市販品のプラズマアトマイズ法によるインコネル718のＳＥＭ像および粒径度分布１１０と、上記ガスアトマイズ法によるインコネル718のＳＥＭ像および粒径度分布１２０と、機械的予備処理を行った後の、上記ガスアトマイズ法によるインコネル718のＳＥＭ像および粒径度分布１３０と、を対比して示す。【００４５】
図３Ａによれば、機械的予備処理により粒子径が平均化しているが、全体のＳＥＭ像および粒径度分布において、予備加熱の低減に繋がると考えられる形状的な差異は見られない。すなわち、機械的予備処理（高速・高圧の気流での攪拌）で微粉が除去されている様子が見られた。また、プラズマアトマイズ粉末と比較すると粉末の形状について球形状では無く若干の変形・端面の発生が見られた。しかし、粒径度分布について、大きな差は見られずほぼ同等に揃っている。【００４６】
図３Ｂには、機械的予備処理後の粉末粒子の表面の拡大ＳＥＭ像２３０と、機械的予備処理の無い粉末粒子の表面の拡大ＳＥＭ像２１０，２２０と、を対比して示す。【００４７】
図３Ｂによれば、拡大ＳＥＭ像２１０，２２０に見られるデンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が、拡大ＳＥＭ像２３０においては機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。かかるデンドランド組織を含む凝固組織の平坦化（減少）は、予備加熱の低減に繋がる可能性があると考えられる。すなわち、機械的予備処理前の粉末ではデンドライド組織が見られたが、機械的予備処理後ではデンドライドが見られず表面が平らになっている様子が見られた。したがって、デンドライドの存在が影響を及ぼしている可能性がある。【００４８】
図３Ｃには、機械的予備処理後の粉末粒子の表面のＸＳＰ（Ｘ線光電子分光法：X-ray Photoelectron Spectroscopy）分析結果３３０と、機械的予備処理の無い粉末粒子の表面のＸＳＰ分析結果３１０と、を対比して示す。【００４９】
図３Ｃによれば、表面の酸化層についてプラズマアトマイズ粉末と機械的予備処理を実施した粉末で大きな違いは見られず、酸化層の化学的な変化は見られなかった。【００５０】
（物理的および科学的特性の評価）
図３Ａ乃至図３Ｃの結果から、次のことが想定される。図３Ａから粒径度分布について大きな差は見られなかったこと、図３Ｃから金属粉末表面の酸化層の化学的な変化は見られなかったこと、が分かった。このため、機械的予備処理により表面の酸化層が物理的な影響により変化しており、図３Ｂから明らかなデンドライドの存在が影響していると判断される。【００５１】
《機械的予備処理後の金属粉末の電気的特性》
機械的予備処理後の金属粉末の電気的特性として、温度変化に対応した抵抗値（抵抗率）の変化と、インピーダンスの変化を測定した。【００５２】
（電気抵抗の測定装置）
本実施例において、金属粉末の電気抵抗を測定した装置は、次の装置である。
・粉末電気抵抗測定装置  ＴＧ２６５９２（株式会社東栄科学産業）
・高温粉末抵抗測定用真空炉  ＴＧ２６６６７（株式会社東栄科学産業）
図４Ｂ乃至図４Ｅを参照して、本実施例における金属粉末の電気抵抗の測定を説明する。【００５３】
図４Ｂは、粉末電気抵抗測定装置４２０を示す図である。粉末電気抵抗測定装置４２０においては、高温粉末抵抗測定用真空炉４３０内に測定対象の金属粉末をセットして電気抵抗を測定する。図４Ｃは、粉末電気抵抗測定治具４４０と温度パターン４５０とを示す図である。測定条件は、例えば、雰囲気圧力：0.01Pa未満、粉末充填筒内径：φ10mm、粉末高さ：10mmである。粉末電気抵抗測定装置４２０は、温度パターン４５０に示すように、金属粉末を室温（ＲＴ）から８００℃に徐々に上げて所定時間保持し、徐々に下げながら電気抵抗を測定する。詳細には、(1)常温から開始し、(2)800℃まで加熱（昇温速度5℃/min）し、(3)800℃で1時間保持し、(4)常温まで冷却（冷却速度5℃/min）する。図４Ｄは、粉末電気抵抗測定装置４２０における測定概要４６０および高温粉末抵抗測定用真空炉４３０内の構造４７０を示す図である。粉末電気抵抗は、ＤＣ抵抗メータにより測定される。図４Ｅは、直流電気抵抗測定接続４８０および直流電気抵抗測定回路図４９０を示す図である。【００５４】
（電気抵抗の測定結果）
図４Ａは、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【００５５】
図４Ａにおいて、金属粉末は室温（ＲＴ）から８００℃に徐々に上がるにしたがって、電気抵抗が低下（導電性が上昇）する。そして、８００℃から常温に冷却しても、電気抵抗（導電性）はほとんど変化しない。これは、金属粉末表面に形成された酸化被膜が熱的に不安定であり、加熱によって安定するためである。【００５６】
そして、図４Ａから明らかなように、機械的予備処理後の金属粉末１３０は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫して機械的予備処理の無い金属粉末１１０，１２０よりも、電気抵抗が低い（導電性が高い）ので、電子ビームによる焼結性が向上し、短時間で焼結し易くなることにより予備加熱温度を低下することができる。【００５７】
（インピーダンスの測定装置）
本実施例において、金属粉末のインピーダンスを測定した装置は、次の装置である。
・粉末交流抵抗測定システム  ２９７１０（株式会社東栄科学産業）
・高温粉末抵抗測定用真空炉  ＴＧ２６６６７（株式会社東栄科学産業）
図５Ｃおよび図５Ｄを参照して、本実施例における金属粉末のインピーダンスの測定を説明する。なお、インピーダンス測定のためのＡＣ／ＬＲＣメータ５７０への結線以外は電気抵抗と同様であるので、図４Ｂ〜図４Ｅと同じ構成要素あるいは処理（例えば、温度パターンなど）の説明は省略する。図５Ｄは、交流インピーダンス測定接続５８０および交流インピーダンス測定回路図５９０を示す図である。【００５８】
（インピーダンスの測定結果）
図５Ａは、図５Ｂおよび図５Ｃに従い測定されたインピーダンスの変化を示す図である。図５Ａは、いわゆる、Cole-Coleプロットである。【００５９】
機械的予備処理の無いプラズマアトマイズ法の金属粉末のCole-Coleプロット５１０は、２００℃においては、インピーダンスは５桁台（X0000Ω）である。また、拡大プロット５２０によっても、３００℃で３桁台（X00Ω）であり、４００℃を越えて小さな値になる。一方、本実施例の機械的予備処理後のガスアトマイズ法の金属粉末は、１００℃で３桁（100Ω）を切り、２００℃を越えると１桁（XΩ)以下となる。【００６０】
（容量成分の算出結果）
図５Ｂは、図５Ａのインピーダンス測定結果から、等価回路モデル５４０により算出した容量成分の算出結果である。図５Ｂは、機械的予備処理の無いプラズマアトマイズ法の金属粉末の容量成分５５０と、本実施例の機械的予備処理後のガスアトマイズ法の金属粉末の容量成分５６０と、を示している。【００６１】
図５Ｂに示されるように、等価回路モデル５４０の容量成分が本実施例の機械的予備処理により減少し、さらに、低温度（２００℃程）でゼロに近付くので電荷が蓄積されないため、電子ビームの照射によるスモーク現象が発生しない（抑えられる）ものと予測される。【００６２】
《機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト》
図６Ｂは、金属粉末によるスモークテスト方法を説明する図である。【００６３】
金属積層造形装置６３０を用い、手順６４０にしたがって、条件６５０により実施した。スモークテストには、要素技術研究機(電子ビーム加工機)（多田電機株式会社）を使用した。【００６４】
図６Ａは、金属粉末によるスモークテストの結果６１０を示す図である。図６Ａの結果６１０は、機械的予備処理の無いプラズマアトマイズ法の金属粉末のスモークテスト結果と、本実施例の機械的予備処理後のガスアトマイズ法の金属粉末のスモークテスト結果と、を示している。機械的予備処理の無いプラズマアトマイズ法の金属粉末では、９５０℃の予備加熱によってもスモーク現象が発生している。【００６５】
一方、本実施例の機械的予備処理後のガスアトマイズ法の金属粉末では、予備加熱が４５０℃まではスモーク現象が発生するが、６５０℃になるとスモーク現象は発生せず、それ以上の温度６２０で、造形時の溶融温度との関係で広範囲に低い予備加熱の設定が可能となる。図６Ａには示されていないが、５００℃〜６００℃の予備加熱においてもスモーク現象が発生しない可能性がある。【００６６】
［実施例２］
《機械的予備処理》
合金粉末の機械的予備処理としては、ボールミルによる機械的予備処理を行った。【００６７】
（ボールミルの装置）
図８Ｃに、遊星型ボールミル８４０とボールミルの原理８５０とを示す。【００６８】
ボールミルとしては、遊星型ボールミル Classic Line P-7（ドイツ  フリッチュ社）を使用した。条件としては、ディスク回転数（公転）を800RPMとし、ポット回転数（自転）を1600RPM、ボール径はΦ5mmである。処理時間は、反時計周りの公転を15min、時計周りの公転15min、とした。なお、機械的処理中に、金属粉末が１００℃〜３００℃に加熱されるのが、容量成分を削減するには望ましい。なお、実際には、ボールミル処理において特に加熱はしておらず、処理直後の容器の温度を測定したところボールの摩擦熱によって１００℃以上になっている。したがって、１００℃〜２００℃の加熱しながら機械的処理することによって、より効果的に電気抵抗および容量成分の低下効果が得られると思われる。【００６９】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図８Ａは、本実施例の機械的予備処理後の金属粉末の表面像（ＳＥＭ）８１０と拡大ＳＥＭ像８２０を示す図である。【００７０】
拡大ＳＥＭ像８２０において、図２に示したように、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末においても、実施例１と同様に、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【００７１】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
以下の金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１と同様の装置で行った。【００７２】
（インピーダンスの測定結果）
図８Ｂは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末のインピーダンスの変化を示す図である。インピーダンス値が、機械的予備処理の無い金属粉末のインピーダンス（図５Ａの５１０参照）に比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【００７３】
（容量成分の算出結果）
図８Ｂのインピーダンス測定結果から、図５Ｂの等価回路モデル５４０により容量成分を算出したが、容量成分は見られなかった。【００７４】
したがって、ボールミルによる機械的予備処理によっても、ジェットミルによる機械的予備処理と同様に、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末が提供できる。【００７５】
《他の金属積層造形用粉末》
次に、ニッケル合金のインコネル718以外に、チタン合金のチタン64（Ti64/Ti-6Al-4V）やチタンアルミニウム(TiAl)を合金粉末として用いてボールミルによる機械的予備処理を行った。【００７６】
（ボールミルの装置）
図１３に、遊星型ボールミル８４０とボールミルによる処理条件１３１０とを示す。ボールミルとしては、遊星型ボールミル Classic Line P-7（ドイツ  フリッチュ社）を使用した。条件としては、ディスク回転数（公転）を800RPMとし、ポット回転数（自転）を1600RPM、ボール径はΦ5mmである。処理時間は、反時計周りの公転を15min、時計周りの公転15min、の合計30minとした。なお、金属粉末の温度は１００℃〜３００℃であった。【００７７】
＜インコネル718/IN718＞
インコネル718としては、Ａｒｃａｍ社の製品を使用した。使用したインコネル718の特性を、表１に示す。【００７８】
【表１】
0006980126.tif 000002
【００７９】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図１４Ａは、本実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（インコネル718/IN718）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。【００８０】
図１４Ａにおいて、左上図がボールミル処理前のＳＥＭ画像１４１０であり、右上図がボールミル処理後のＳＥＭ画像１４２０である。左下図がボールミル処理前の拡大ＳＥＭ画像１４１１であり、右下図がボールミル処理後の拡大ＳＥＭ画像１４２１である。右上図および右下図に示したように、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末において、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【００８１】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
図１４Ｂは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。なお、金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１と同様の装置で行った。【００８２】
（抵抗値の測定結果）
図１４Ｂのグラフ１４３０は、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【００８３】
図１４Ｂのグラフ１４３０から明らかなように、ボールミル処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗率は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫してボールミル処理の無い金属粉末の抵抗率よりも低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり予備加熱温度を低下することができる。【００８４】
（インピーダンスの測定結果）
図１４Ｂのグラフ群１４４０は、本実施例に係るボールミル処理前後の金属粉末（インコネル718/IN718）のインピーダンスの変化を示す図である。ここで、グラフ群１４４０の右上グラフ１４４１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、グラフ群１４４０の左グラフ１４４２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、グラフ群１４４０の右下グラフ１４４３が左グラフ１４４２の原点近傍の拡大グラフである。【００８５】
グラフ群１４４０に示されるように、ボールミル処理後の金属粉末のインピーダンスは、ボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンスに比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【００８６】
（容量成分の算出結果）
図１４Ｃは、本実施例に係るボールミル処理後のインピーダンスの測定結果から、等価回路モデルに基づいて求めた容量成分を示す図である。【００８７】
図１４Ｃのグラフ１４４４は、図１４Ｂのグラフ１４４３をさらに拡大したグラフ、等価回路シミュレーション結果１４５１は、グラフ１４４４のインピーダンスの測定結果からのシミュレーション結果、等価回路モデル１４５２は、等価回路シミュレーション結果１４５１に基づく、ボールミル処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の等価回路モデルである。図１４Ｃの等価回路モデル１４５２から、インピーダンスの測定結果には容量成分が見られないことが分かる。【００８８】
したがって、インピーダンスの測定結果は、ボールミル処理によって、ジェットミルによる機械的予備処理と同様に、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末が提供できる。【００８９】
《機械的予備処理後の金属粉末のＸＰＳ分析結果》
図１４Ｄは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）のＸＰＳ分析結果を示す図である。かかるＸＰＳ分析結果は、ボールミル処理による金属粉末（インコネル718/IN718）の材質の変化を検証するためである。【００９０】
（成分分析結果）
図１４Ｄの成分分析結果１４６０によれば、ボールミル処理の前後でXPSのピーク位置の違いは見られず、ボールや容器成分の混入は無かった。
（Ｏ1sスペクトル分析結果）
図１４ＤのＯ1sスペクトル分析結果１４７０によれば、ボールミル処理後で酸化物イオン（Ｏ2-）が増加している様子が見られた。
（Ｎ1sスペクトル分析結果）
図１４ＤのＮ1sスペクトル分析結果１４８０によれば、ボールミル処理後で窒化物が増加している様子が見られた。【００９１】
＜チタン64/Ti64＞
チタン64としては、大同特殊鋼株式会社の製品を使用した。使用したチタン64の特性を、表２に示す。【００９２】
【表２】
0006980126.tif 000003
【００９３】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図１５Ａは、本実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（チタン64/Ti64）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。【００９４】
図１５Ａにおいて、左上図がボールミル処理前のＳＥＭ画像１５１０であり、右上図がボールミル処理後のＳＥＭ画像１５２０である。左下図がボールミル処理前の拡大ＳＥＭ画像１５１１であり、右下図がボールミル処理後の拡大ＳＥＭ画像１５２１である。右上図および右下図に示したように、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末において、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【００９５】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
図１５Ｂは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタン64/Ti64）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。なお、金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１と同様の装置で行った。【００９６】
（抵抗値の測定結果）
図１５Ｂのグラフ１５３０は、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【００９７】
図１５Ｂのグラフ１５３０から明らかなように、ボールミル処理後の金属粉末（チタン64/Ti64）の抵抗率は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫してボールミル処理の無い金属粉末の抵抗率と同程度あるいはよりも低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり予備加熱温度を低下することができる。【００９８】
（インピーダンスの測定結果）
図１５Ｂのグラフ群１５４０は、本実施例に係るボールミル処理前後の金属粉末（チタン64/Ti64）のインピーダンスの変化を示す図である。ここで、グラフ群１５４０の右上グラフ１５４１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、グラフ群１５４０の左グラフ１５４２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、グラフ群１５４０の右下グラフ１５４３が左グラフ１５４２の原点近傍の拡大グラフである。【００９９】
グラフ群１５４０に示されるように、ボールミル処理後の金属粉末のインピーダンスは、ボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンスに比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【０１００】
《機械的予備処理後の金属粉末のＸＰＳ分析結果》
図１５Ｃは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタン64/Ti64）のＸＰＳ分析結果を示す図である。かかるＸＰＳ分析結果は、ボールミル処理による金属粉末（チタン64/Ti64）の材質の変化を検証するためである。【０１０１】
（成分分析結果）
図１５Ｃの成分分析結果１５６０によれば、ボールミル処理の前後でXPSのピーク位置の違いは見られず、ボールや容器成分の混入は無かった。
（Ｏ1sスペクトル分析結果）
図１５ＣのＯ1sスペクトル分析結果１５７０によれば、ボールミル処理後で酸化物イオン（Ｏ2-）が増加している様子が見られた。
（Ｎ1sスペクトル分析結果）
図１５ＣのＮ1sスペクトル分析結果１５８０によれば、ボールミル処理後で窒化物が増加している様子が見られた。【０１０２】
＜TiAl＞
TiAlとしては、大同特殊鋼株式会社の製品を使用した。使用したTiAlの特性を、表３に示す。【０１０３】
【表３】
0006980126.tif 000004
【０１０４】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図１６Ａは、本実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。【０１０５】
図１６Ａにおいて、左上図がボールミル処理前のＳＥＭ画像１６１０であり、右上図がボールミル処理後のＳＥＭ画像１６２０である。左下図がボールミル処理前の拡大ＳＥＭ画像１６１１であり、右下図がボールミル処理後の拡大ＳＥＭ画像１６２１である。右上図および右下図に示したように、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末において、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【０１０６】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
図１６Ｂは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。なお、金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１と同様の装置で行った。【０１０７】
（抵抗値の測定結果）
図１６Ｂのグラフ１６３０は、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【０１０８】
図１６Ｂのグラフ１６３０から明らかなように、ボールミル処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の抵抗率は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫してボールミル処理の無い金属粉末の抵抗率と同程度あるいはよりも低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり予備加熱温度を低下することができる。【０１０９】
（インピーダンスの測定結果）
図１６Ｂのグラフ群１６４０は、本実施例に係るボールミル処理前後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）のインピーダンスの変化を示す図である。ここで、グラフ群１６４０の右上グラフ１６４１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、グラフ群１６４０の左グラフ１６４２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、グラフ群１６４０の右下グラフ１６４３が左グラフ１６４２の原点近傍の拡大グラフである。【０１１０】
グラフ群１６４０に示されるように、ボールミル処理後の金属粉末のインピーダンスは、ボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンスに比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【０１１１】
《機械的予備処理後の金属粉末のＸＰＳ分析結果》
図１６Ｃは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）のＸＰＳ分析結果を示す図である。【０１１２】
（成分分析結果）
図１６Ｃの成分分析結果１６６０によれば、ボールミル処理の前後でXPSのピーク位置の違いは見られず、ボールや容器成分の混入は無かった。
（Ｏ1sスペクトル分析結果）
図１６ＣのＯ1sスペクトル分析結果１６７０によれば、ボールミル処理後で酸化物イオン（Ｏ2-）が増加している様子が見られた。
（Ｎ1sスペクトル分析結果）
図１６ＣのＮ1sスペクトル分析結果１６８０によれば、ボールミル処理後で窒化物が増加している様子が見られた。【０１１３】
＜Cu＞
Cu粉末としては、福田金属箔粉工業株式会社の製品を使用した。使用したCu粉末の特性を、表４に示す。【０１１４】
【表４】
0006980126.tif 000005
【０１１５】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図１７Ａは、本実施例に係る機械的予備処理前後の金属粉末（銅粉末/Cu）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。【０１１６】
図１７Ａにおいて、左図がボールミル処理前のＳＥＭ画像１７１０であり、右図がボールミル処理後のＳＥＭ画像１７２０である。右図に示したように、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末において、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【０１１７】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
図１７Ｂは、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末（チタンアルミニウム合金/TiAl）の抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化を示す図である。なお、金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１と同様の装置で行った。【０１１８】
（抵抗値の測定結果）
図１７Ｂのグラフ１７３０は、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【０１１９】
図１７Ｂのグラフ１７３０から明らかなように、ボールミル処理後の金属粉末（銅粉末/Cu）の抵抗率は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫してボールミル処理の無い金属粉末の抵抗率と同程度あるいはよりも低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり予備加熱温度を低下することができる。【０１２０】
（インピーダンスの測定結果）
図１７Ｂのグラフ群１７４０は、本実施例に係るボールミル処理前後の金属粉末（銅粉末/Cu）のインピーダンスの変化を示す図である。ここで、グラフ群１７４０の右上グラフ１７４１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、グラフ群１７４０の左グラフ１７４２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、グラフ群１７４０の右下グラフ１７４３が左グラフ１７４２の原点近傍の拡大グラフである。【０１２１】
グラフ群１７４０に示されるように、ボールミル処理後の金属粉末のインピーダンスは、ボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンスに比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【０１２２】
＜他の金属粉末＞
その他の金属粉末としては、鉄系(Fe)粉末やタングステン(W)粉末を使用して機械的予備処理を行い、抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化の測定を行った。いずれも、抵抗値の温度変化およびインピーダンスの温度変化において、同様の改善傾向が見られた。使用したタングシテン(W)粉末の特性を、表５に示す。【０１２３】
【表５】
0006980126.tif 000006
【０１２４】
《処理時間を変えた機械的予備処理》
次に、ニッケル合金のインコネル718を用いてボールミルによる処理時間を変えて機械的予備処理を行った。インコネル718としては、Ａｒｃａｍ社の製品を使用した。製品の特性は、表１に示した。【０１２５】
（異なる時間の動作条件）
図１８は、本実施例に係る機械的予備処理を行ったボールミル８４０およびその異なる時間の動作条件１８１０を示す図である。なお、処理時間以外の条件は、実施例３と同様である。【０１２６】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図１９は、本実施例に係る異なる時間の機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の表面像（ＳＥＭ）を示す図である。図１９には、１０分処理後のＳＥＭ画像１９１０と、３０分処理後のＳＥＭ画像１９２０と、６０分処理後のＳＥＭ画像１９３０と、が示されている。【０１２７】
図１９に示したように、ＳＥＭ画像１９１０および１９２０においては、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が機械的予備処理における粉末粒子の衝突により平坦化されているのが分かる。したがって、ボールミルによる機械的予備処理を行った金属粉末において、インピーダンスが小さくなることが予測できる。しかしながら、ＳＥＭ画像１９３０においては、金属粉末（インコネル718/IN718）が崩れて凝集していることが分かる。【０１２８】
図２０は、本実施例に係る適切な時間を超えた機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の状態２０１０を示す図である。すなわち、ボールミル８４０による６０分処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の状態２０１０を示す図であり、800rpmで処理時間を６０分まで長くボールミル処理をしてしまうと粉砕ボールおよびミル容器と粉末が合金化してしまう様子が見られた。したがって、本条件によるボールミル処理は６０分を超えないことが好ましく、３０分当たりがより好ましいと思われる。【０１２９】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
（抵抗値の測定結果）
図２１は、本実施例に係る異なる時間の機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗値の温度変化を示す図である。図２１は、異なる時間の機械的予備処理後に、図４Ｂ乃至図４Ｅに従い測定された電気抵抗の変化を示す図である。【０１３０】
図２１から明らかなように、ボールミル処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）の抵抗率は、１０分および３０分のいずれのボールミル処理後も、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫してボールミル処理の無い金属粉末の抵抗率と同程度あるいはよりも低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり予備加熱温度を低下することができると思われる。しかし、６０分の処理後には、予備加熱による抵抗率低下の効果が小さくなっている。【０１３１】
（インピーダンスの測定結果）
図２２は、本実施例に係る異なる時間の機械的予備処理後の金属粉末（インコネル718/IN718）のインピーダンスの温度変化を示す図である。図２２には、１０分処理後のインピーダンス測定結果２２１０と、３０分処理後のインピーダンス測定結果２２２０と、６０分処理後のインピーダンス測定結果２２３０と、が示されている。【０１３２】
そして、インピーダンス測定結果２２１０の右上グラフ２２１１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、左グラフ２２１２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、右下グラフ２２１３が左グラフ２２１２の原点近傍の拡大グラフである。また、インピーダンス測定結果２２２０の右上グラフ２２２１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、左グラフ２２２２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、右下グラフ２２２３が左グラフ２２２２の原点近傍の拡大グラフである。また、インピーダンス測定結果２２３０の右上グラフ２２３１がボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンス、左グラフ２２３２がボールミル処理後の金属粉末のインピーダンス、右下グラフ２２３３が左グラフ２２３２の原点近傍の拡大グラフである。【０１３３】
いずれのインピーダンス測定結果２２１０〜２２３０に示されるように、ボールミル処理後の金属粉末のインピーダンスは、ボールミル処理の無い金属粉末のインピーダンスに比較して極端に小さいことが分かる。このことから、その容量成分も小さく、低い予備加熱でゼロに近付くことが予測できる。【０１３４】
《ボールミルの処理時間の考察》
本実施例における、表面のＳＥＭ画像、ボールミル処理後の粉末の状態、抵抗値の測定結果、および、インピーダンスの測定結果から複合的に判断すると、本条件によるボールミル処理は１０分以上で６０分を超えないことが好ましく、３０分当たりがより好ましいと思われる。なお、ボール寸法、回転数、温度などの動作条件により好ましい時間帯が変わるものと考えられる。【０１３５】
《機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト》
（スモークテスト結果）
図２３は、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテストの結果２３１０を示す図である。【０１３６】
図２３に示すように、本実施例に係るボールミル処理による機械的予備処理前には、７００℃以上の予備加熱がなければスモーク現象を抑制でできなかったが、本実施例に係るボールミル処理による機械的予備処理後には、室温（ＲＴ）においてもスモーク現象の発生はなかった。したがって、溶融ビームの条件によっては、室温で予備加熱無しであってもスモークが発生しないという結果が得られた。しかしながら、溶融条件で一番厳しいと思われる条件を想定すると、現状の溶融条件では６００〜５００℃まで予備加熱を実施することが望ましい。以下、この結果を得たスモークテストについて説明する。【０１３７】
（スモークテスト方法および条件）
図２４は、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト方法を説明する図である。【０１３８】
図２４のスモークテスト・システム２４１０は、スモークテスト対象の積層造形用金属粉末へのビーム照射を制御するビーム照射制御部と、ビーム照射された積層造形用金属粉末の状態を観察する金属粉末観察部と、を備える。ビーム照射制御部は、造形データを生成する造形装置（ＰＣ）と、造形装置からのビームオン指令に対応してビームの出力を制御するビーム出力制御基板と、ビーム出力制御基板からのビーム出力信号によりビームを出力するビーム出力部と、を含む。また、金属粉末観察部は、スモークテスト中の積層造形用金属粉末を撮像する高速度カメラと、ビーム出力制御基板からの制御信号に同期して高速度カメラによる撮像タイミングを制御するオシロスコープと、高速度カメラを制御して撮像画像を取得して記憶するカメラ制御・記憶装置（ＰＣ）と、を含む。なお、図２４のスモークテスト・システムは一例であって、これに限定されるものではない。【０１３９】
図２５は、本実施例に係る機械的予備処理後の金属粉末によるスモークテスト条件を示す図である。すなわち、図２４のスモークテスト・システム２４１０における動作条件を含むスモークテスト条件である。【０１４０】
図２５には、高速度カメラのカメラ条件２５１０と、スモークテスト対象の積層造形用金属粉末を配置する配置部の構造２５２０と、ビーム出力制御基板からのビームオン信号２５３０と、が示されている。【０１４１】
［実施例３］
《表面被覆処理》
次に、金属粉末の表面をめっきにより金属被覆する処理について説明する。めっき装置によるコーティングには、上村工業株式会社製の「フロースループレーターＲＰ−１」を使用した。なお、株式会社奈良機械製作所製の「ハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−Ｏ型」を使用した成膜処理法によるコーティングによっても、めっき処理と同等の効果があった。【０１４２】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の物理的特性》
図９Ａは、本実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の表面像（ＳＥＭ）および被覆膜厚９１０〜９３０を示す図である。【０１４３】
ＳＥＭ像９１０〜９３０において、デンドランド組織（樹枝状結晶）を含む凝固組織が金属被覆処理により緩和されているのが分かる。したがって、表面被覆処理を行った金属粉末においても、実施例１および２と同様に、インピーダンスが小さくなることが予測できる。【０１４４】
図９Ｂは、本実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の表面分析結果（ＸＰＳ）９４０を示す図である。図９Ｂによれば、表面は酸化被膜でなく水酸化基物であり、酸化層は見られなかった。【０１４５】
《機械的予備処理後の金属粉末表面の電気的特性》
以下の金属粉末表面の電気的特性の測定は、実施例１および２と同様の装置で行った。【０１４６】
（電気抵抗の測定結果）
図９Ｃは、本実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末の抵抗値の温度変化９５０を示す図である。【０１４７】
図９Ｃから明らかなように、金属被覆処理後の金属粉末は、加熱前の常温（ＲＴ）時から一貫して金属被覆処理の無い金属粉末よりも、電気抵抗が低い（導電性が高い）ので、低温領域でも電子線照射による金属粉末の帯電性が弱まり、より予備加熱温度を低下することができる。【０１４８】
（インピーダンスの測定結果）
図９Ｄは、本実施例に係る表面被覆処理後の金属粉末のインピーダンスの変化９７０を示す図である。図９Ｄから明らかなように、本実施例の金属被覆処理後の金属粉末は、常温（ＲＴ）からの全ての温度で１桁（XΩ)以下となる。【０１４９】
《金属被覆処理後の金属粉末によるスモークテスト》
スモークテストは、図６Ａに示した装置と手順で実施した。【０１５０】
図９Ｅは、金属被覆処理後の金属粉末によるスモークテストの結果９８０を示す図である。図９Ｅの結果９８０は、本実施例の金属被覆処理後のプラズマアトマイズ法の金属粉末のスモークテスト結果と、金属被覆処理後のガスアトマイズ法の金属粉末のスモークテスト結果と、を示している。【０１５１】
本実施例の金属被覆処理後のプラズマアトマイズ法の金属粉末では、３５０℃まではスモーク現象が発生するが、４５０℃からは発生しなかった。また、本実施例の金属被覆処理後のガスアトマイズ法の金属粉末では、常温（ＲＴ）からスモーク現象は発生しなかった（図９Ｅの９８１参照）。【０１５２】
《本実施例の効果》
本実施例によれば、容量成分で金属粉末を評価することによって、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末であるか否かが判定される。そして、容量成分を低下させるための様々な金属粉末の表面処理を施すことによって、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末を提供できる。【０１５３】
例えば、ジェットミルによる機械的予備処理を行うことによって、電気抵抗およびインピーダンスを低下させ、容量成分がゼロに近付く温度を下げることにより、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末を提供する。また、ボールミルによる機械的予備処理を行うことによって、電気抵抗およびインピーダンスを低下させ、容量成分がゼロに近付く温度を下げることにより、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末を提供する。なお、本実施例では、ジェットミルとボールミルとによる機械的予備処理を示したが、金属粉末を衝突させてインピーダンス、特にその容量成分を低減させることができる機械的処理であれば、ジェットミルとボールミルとに限らず同様の効果を奏すものである。【０１５４】
さらに、金属めっきなどの表面被覆処理を行うことによって、電気抵抗およびインピーダンスを低下させ、容量成分がゼロに近付く温度を下げることにより、予備加熱温度を低下させてもスモーク現象が発生しない金属積層造形用粉末を提供する。【０１５５】
［金属積層造形用粉末の他の実施形態］
上記実施例においては、合金粉末として、ニッケル系合金のインコネル718(登録商標：Inconel 718／UNS Number N07718)、チタン系合金のチタン64やTiAlなど、を使用したが、合金粉末はこれに限定されない。【０１５６】
図１０に、本発明を適用可能な他の合金粉末の例１０００を示す。これら他の合金粉末は、他のニッケル系合金や、ニッケルを所定比率含有する他の金属系合金、例えば、コバルト系合金や鉄系合金、銅合金、タングステン合金などを含む。【０１５７】
［金属積層造形装置の実施形態］
本発明の実施形態に係る金属積層造形装置について説明する。本実施形態に係る金属積層造形装置は、本実施形態の機械的予備処理を行う機能を有する。【０１５８】
《金属積層造形装置の構成》
図１１は、本実施形態に係る金属積層造形装置１１００の構成を示すブロック図である。【０１５９】
金属積層造形装置１１００は、情報処理装置１１１０と、積層造形装置１１２０と、を備える。【０１６０】
情報処理装置１１１０は、通信制御部１１１１と、入出力インタフェース１１１２と、表示部１１１３と、操作部１１１４と、オプションとして記憶媒体と、を備える。また、情報処理装置１１１０は、データベース１１１５と、インピーダンス取得部１１１６と、容量成分算出部１１１７と、金属粉末評価部１１１８と、予備加熱設定部１１１９と、を備える。【０１６１】
通信制御部１１１１は、積層造形装置１１２０の造形制御部１１２１および外部のインピーダンス測定装置１１３０との通信を制御する。入出力インタフェース１１１２は、表示部１１１３、操作部１１１４、記憶媒体、との入出力をインタフェースする。なお、表示部１１１３と操作部１１１４は、タッチパネルとして合体していてもよい。データベース１１１５は、情報処理装置１１１１が本実施形態の処理をするためのデータを保持する。例えば、インピーダンスから容量成分を算出するためのアルゴリズムや、容量成分から金属粉末を評価するためのアルゴリズムを格納する。また、インピーダンスから容量成分を算出するためのテーブルや、容量成分から金属粉末を評価するためのテーブルを記憶する。【０１６２】
インピーダンス取得部１１１６は、インピーダンス測定装置１１３０から評価対象の金属粉末のインピーダンス情報を取得する。なお、評価対象の金属粉末のインピーダンス情報は、記憶媒体から取得してもよい。容量成分算出部１１１７は、インピーダンス情報からデータベース１１１５に格納されたアルゴリズムに従って容量成分を算出する。金属粉末評価部１１１８は、算出された容量成分に基づいてデータベース１１１５に格納されたアルゴリズムに従って評価対象の金属粉末を評価する。予備加熱設定部１１１９は、金属粉末評価部１１１８の結果やオペレータの操作などに基づいて、積層造形装置１１２０における予備加熱温度を設定する。【０１６３】
（情報処理装置の表示例）
図１２Ａは、本実施形態に係る金属積層造形装置１１００の情報処理装置１１１０の表示例を示す図である。図１２Ａの表示例は、図１１の表示部１１１３および操作部１１１４により実現される。【０１６４】
表示画面１２１０には、金属粉末の製造会社や製品名などが出力される。そして、表示画面１２１０には、評価結果１２１１が出力される。その評価結果１２１１となった特性が出力され、例えば、容量成分がゼロとなる温度１２１２が出力される。さらに、機械的予備処理や表面被覆処理などの要否１２１３が出力される。なお、出力情報は図１２に限定されない。【０１６５】
《情報処理装置の処理手順》
図１２Ｂは、本実施形態に係る金属積層造形装置１１００の情報処理装置１１１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、情報処理装置１１１０を制御するＣＰＵによりＲＡＭを使用して実行され、図１１の情報処理装置１１１０の機能構成部を実現する。【０１６６】
情報処理装置１１１０は、ステップＳ１２１１において、評価対象の金属粉末のインピーダンス情報を取得する。情報処理装置１１１０は、ステップＳ１２１３において、インピーダンスから評価対象の金属粉末の容量成分を算出する。そして、情報処理装置１１１０は、ステップＳ１２１５において、算出された容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより低いか否かを判定する。容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより低い場合、情報処理装置１１１０は、ステップＳ１２１７において、評価対象の金属粉末の評価が良好であることを通知する。一方、容量成分がゼロに近付く温度が所定温度αより高い場合、情報処理装置１１１０は、ステップＳ１２１９において、評価対象の金属粉末の評価が良好でないことを通知する。【０１６７】
本実施形態の金属積層造形装置とその情報処理装置によれば、使用する金属粉末を予備加熱が低くて済む金属粉末か否かを評価することで、効率的な金属積層造形を実現することができる。すなわち、予備加熱温度を低下させることで全体の積層造形時間が短縮され、生産性が向上すると共に、予備加熱温度が低下することで積層造形後の不要粉末除去が容易となる。【０１６８】
［他の実施形態］
なお、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。【０１６９】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる
【図１Ａ】
0006980126.tif 000007
【図１Ｂ】
0006980126.tif 000008
【図２】
0006980126.tif 000009
【図３Ａ】
0006980126.tif 000010
【図３Ｂ】
0006980126.tif 000011
【図３Ｃ】
0006980126.tif 000012
【図４Ａ】
0006980126.tif 000013
【図４Ｂ】
0006980126.tif 000014
【図４Ｃ】
0006980126.tif 000015
【図４Ｄ】
0006980126.tif 000016
【図４Ｅ】
0006980126.tif 000017
【図５Ａ】
0006980126.tif 000018
【図５Ｂ】
0006980126.tif 000019
【図５Ｃ】
0006980126.tif 000020
【図５Ｄ】
0006980126.tif 000021
【図６Ａ】
0006980126.tif 000022
【図６Ｂ】
0006980126.tif 000023
【図７】
0006980126.tif 000024
【図８Ａ】
0006980126.tif 000025
【図８Ｂ】
0006980126.tif 000026
【図８Ｃ】
0006980126.tif 000027
【図９Ａ】
0006980126.tif 000028
【図９Ｂ】
0006980126.tif 000029
【図９Ｃ】
0006980126.tif 000030
【図９Ｄ】
0006980126.tif 000031
【図９Ｅ】
0006980126.tif 000032
【図１０】
0006980126.tif 000033
【図１１】
0006980126.tif 000034
【図１２Ａ】
0006980126.tif 000035
【図１２Ｂ】
0006980126.tif 000036
【図１３】
0006980126.tif 000037
【図１４Ａ】
0006980126.tif 000038
【図１４Ｂ】
0006980126.tif 000039
【図１４Ｃ】
0006980126.tif 000040
【図１４Ｄ】
0006980126.tif 000041
【図１５Ａ】
0006980126.tif 000042
【図１５Ｂ】
0006980126.tif 000043
【図１５Ｃ】
0006980126.tif 000044
【図１６Ａ】
0006980126.tif 000045
【図１６Ｂ】
0006980126.tif 000046
【図１６Ｃ】
0006980126.tif 000047
【図１７Ａ】
0006980126.tif 000048
【図１７Ｂ】
0006980126.tif 000049
【図１８】
0006980126.tif 000050
【図１９】
0006980126.tif 000051
【図２０】
0006980126.tif 000052
【図２１】
0006980126.tif 000053
【図２２】
0006980126.tif 000054
【図２３】
0006980126.tif 000055
【図２４】
0006980126.tif 000056
【図２５】
0006980126.tif 000057