特許ウォッチ

公開番号2025041941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024231340,2023033116
出願日2024-12-26,2023-03-03
発明の名称積層造形用金属粉末
出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人個人,個人
主分類B22F 1/05 20220101AFI20250318BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】針状粒子の含有割合の少ない金属粉末であって、ノズルから粉末を供給するデポジション方式の積層造形装置に適した金属粉末を提供すること。
【解決手段】アスペクト比が0.4以下でかつ最大長径が150μm以上である粉末粒子の個数割合が全構成粉末中0.30%以下である、積層造形用金属粉末である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アスペクト比が０．４以下でかつ最大長径が１５０μｍ以上である粉末粒子の個数割合が全構成粉末中０．３０％以下である、積層造形用金属粉末。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
粉末を構成する粉末粒子の最大長径の最大値が１０００μｍ以下である請求項１に記載の積層造形用金属粉末。
【請求項３】
アスペクト比が０．４以下でかつ最大長径が１５０μｍ以上である粉末粒子の個数割合が全構成粉末中０．０１％以上である請求項１または請求項２に記載の積層造形用金属粉末。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属積層造形に適した金属粉末に関する。とりわけ、デポジション方式にも好適な金属積層造形に適した金属粉末に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
（金属積層造形の背景）
近年、金属から構成される造形物の製作に際し、積層造形法が適用されはじめている。金属積層造形法の代表的な方式にはパウダーベッド方式（粉末床溶融結合方式）やデポジション方式（指向性エネルギー堆積方式）などがある。
【０００３】
（パウダーベッド方式の説明）
パウダーベッド方式では、レーザービームまたは電子ビームの照射によって、敷き詰められた粉末のうち照射された部位が溶融し凝固する。この溶融と凝固により、粉末粒子同士が結合する。照射は、金属粉末の一部に選択的になされ、照射がなされなかった部分は、溶融せず、照射がなされた部分のみにおいて、結合層が形成される。
【０００４】
形成された結合層の上に、さらに新しい金属粉末が敷き詰められ、それらの金属粉末にレーザービームまたは電子ビームの照射が行われる。すると、照射により、金属粒子が溶融、凝固し、新たな結合層が形成される。また、新たな結合層は、既存の結合層とも結合される。
【０００５】
照射による溶融・凝固が順次繰り返されていくことにより、結合層の集合体が徐々に成長する。この成長により、三次元形状を有する造形体が得られる。こうした積層造形法を用いると、複雑な形状の造形物が、容易に得られる。（パウダーベッド方式による積層造形法の一例として特許文献１参照。）
【０００６】
（デポジション方式の説明）
一方で、デポジション方式では、レーザーを熱源として、レーザー集光部にノズルから金属粉末を噴射し、金属粉末を溶かして積層していく。（デポジション方式による積層造形法の一例として特許文献２参照。）
【０００７】
ところで、金属積層造形向けに適した粉末を開発するために、レーザー吸収率、介在物濃度、流動性などといった粉末特性を向上させる工夫が試みられている。そして、流動性は、パウダーベッドで粉末を均一に敷き詰める点や、デポジション方式においてノズルから絶え間なく粉末を供給するといった点で、非常に重要な特性の１つである。
【０００８】
金属粉の流動度測定方法については、２０２０年に日本産業規格（ＪＩＳ）Ｚ２５０２が規定されている。ＪＩＳによる金属粉末の流動性は、試料を入れた漏斗から５０ｇの粉末が落下するのに要する時間（ｓ／５０ｇ）を測定することで評価される。一般的に粉末粒子が球形に近い程に流動性が高くなることが知られており、可能な限り粉末粒子の球形度を高くして、流動性を高める取り組みが金属積層造形向け粉末に対して行われてきた。また、ナノ粒子を混合することで金属粉末粒子同士の付着力を低減して、金属粉末の流動性を改善するといった手法も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第４６６１８４２号公報
特開２０１５－１９６２６４号公報
特開２０２１－７５７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
さて、一般的にデポジション方式で使用される金属粉末の公称粒度の範囲は４５～１５０μｍであり、パウダーベッド方式で使用される粒度範囲（１０～４５μｍ）に比べて大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許