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公開番号2025164080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067841
出願日2024-04-18
発明の名称熱交換器の製造方法及び熱交換器
出願人川崎重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B22F 10/38 20210101AFI20251023BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】熱交換器の製造において、造形不良の発生を抑制する製造方法を提供する。
【解決手段】熱交換器の製造方法は、第1照射エリアA1内への第1ビームの照射によって第2板を部分的に形成することと、第1照射エリアA1と部分的に重複する第2照射エリアA2内への第2ビームb2の照射によって第2板を部分的に形成することとを含む。第n層において、第2板の断面は、長手方向d0を有する線条の形状を有する。第2板のうち第1ビームによって形成される部分S1の長手方向d0の一端部は、第1照射エリアA1と第2照射エリアA2とが重複するエリアA3に位置する第1連結部を含む。第2板のうち第2ビームb2によって形成される部分S2の長手方向d0の一端部は、重複するエリアA3に位置し且つ第1連結部と連結される第2連結部C2を含む。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
フィン又は隔壁である板を備えた熱交換器を付加製造によって製造する、熱交換器の製造方法であって、
第１照射エリア内への第１ビームの照射によって前記板を部分的に形成することと、
前記第１照射エリアと部分的に重複する第２照射エリア内への第２ビームの照射によって前記板を部分的に形成することとを含み、
一の層において、
前記板の断面は、長手方向を有する線条の形状を有し、
前記板のうち前記第１ビームによって形成される部分の前記長手方向の一端部は、前記第１照射エリアと前記第２照射エリアとが重複するエリアに位置する第１連結部を含み、
前記板のうち前記第２ビームによって形成される部分の前記長手方向の一端部は、前記重複するエリアに位置し且つ前記第１連結部と連結される第２連結部を含み、
前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みは、前記板のうち前記第１ビーム及び前記第２ビームの何れか一方によって形成される部分であって且つ前記重複するエリアに隣接する隣接部分の厚みよりも大きい、熱交換器の製造方法。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方のビーム出力を、前記隣接部分を形成する前記第１ビーム又は前記第２ビームのビーム出力よりも大きくすることにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方を、ジグザグ状に前記長手方向へ走査することにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方を、前記長手方向と交差する第１方向と、前記第１方向とは反対の第２方向とに交互に前記長手方向へ位置を変えながら繰り返し走査することにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方を、前記長手方向と交差する第１方向と前記長手方向及び前記第１方向の両方と交差する第２方向とに交互に前記長手方向へ位置を変えながら繰り返し走査することにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方による前記長手方向と交差する方向への走査を前記長手方向へ位置を変えながら繰り返すことにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記第１連結部を形成する前記第１ビーム及び前記第２連結部を形成する前記第２ビームの少なくとも一方による前記長手方向への走査を前記板の厚み方向への位置を変えて複数回行うことにより、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みを前記隣接部分の厚みよりも大きくする、熱交換器の製造方法。
【請求項８】
それぞれがフィン又は隔壁である複数の板を備えた熱交換器を付加製造によって製造する、熱交換器の製造方法であって、
第１照射エリア内へ照射される第１ビーム、及び前記第１照射エリアと部分的に重複する第２照射エリア内へ照射される第２ビームの何れか一方によって前記複数の板のうち１つの板を形成することと、
前記第１ビーム及び前記第２ビームの両方によって前記複数の板のうち別の１つの板を形成することとを含み、
一の層において、前記別の板の厚みは、前記１つの板の厚みよりも大きい、熱交換器の製造方法。
【請求項９】
積層方向に積層された積層造形体である熱交換器であって、
フィン又は隔壁である板を備え、
前記板は、第１部分と前記第１部分よりも厚い第２部分とを含み、
前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、積層方向に並ぶ複数の溶融池痕を含む溶融池痕列を有し、
前記第２部分における厚み方向の前記溶融池痕列の列数は、前記第１部分における厚み方向の前記溶融池痕列の列数よりも多い熱交換器。
【請求項１０】
積層方向に積層された積層造形体である熱交換器であって、
フィンを備え、
前記フィンは、第１部分と前記第１部分よりも厚い第２部分とを含み、
前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、積層方向に並ぶ複数の溶融池痕を含む溶融池痕列を有し、
前記第１部分は、厚み方向に一列の前記溶融池痕列を有し、
前記第２部分は、厚み方向に複数列の前記溶融池痕列を有する熱交換器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、熱交換器の製造方法及び熱交換器に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、複数の流体通路を含む熱交換器が開示されている。複数の流体通路は、付加製造によって製造されている。付加製造法では、例えばビームエネルギを使用してプラスチックを溶融又は重合することにより、又は金属粉末を焼結することにより、各層が連続的に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２０－５０９３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、１つのビーム源によるビームの照射エリアは限られているため、生産性の向上、物体の大型化等を考慮して、複数のビーム源を用いて付加製造することが考えられる。この場合、各ビームの照射エリアが互いに重複する重複エリアでは、物体が一のビームと別のビームとの両方で形成される。重複エリアにおいて、一のビームの照射位置と別のビームの照射位置とがずれた場合、造形不良が発生する虞がある。
【０００５】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、造形不良の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された熱交換器の製造方法は、フィン又は隔壁である板を備えた熱交換器を付加製造によって製造する、熱交換器の製造方法であって、第１照射エリア内への第１ビームの照射によって前記板を部分的に形成することと、前記第１照射エリアと部分的に重複する第２照射エリア内への第２ビームの照射によって前記板を部分的に形成することとを含み、一の層において、前記板の断面は、長手方向を有する線条の形状を有し、前記板のうち前記第１ビームによって形成される部分の前記長手方向の一端部は、前記第１照射エリアと前記第２照射エリアとが重複するエリアに位置する第１連結部を含み、前記板のうち前記第２ビームによって形成される部分の前記長手方向の一端部は、前記重複するエリアに位置し且つ前記第１連結部と連結される第２連結部を含み、前記第１連結部及び前記第２連結部のうち少なくとも一方の厚みは、前記板のうち前記第１ビーム及び前記第２ビームの何れか一方によって形成される部分であって且つ前記重複するエリアに隣接する隣接部分の厚みよりも大きい。
【０００７】
ここに開示された熱交換器の別の態様の製造方法は、それぞれがフィン又は隔壁である複数の板を備えた熱交換器を付加製造によって製造する、熱交換器の製造方法であって、第１照射エリア内へ照射される第１ビーム、及び前記第１照射エリアと部分的に重複する第２照射エリア内へ照射される第２ビームの何れか一方によって前記複数の板のうち１つの板を形成することと、前記第１ビーム及び前記第２ビームの両方によって前記複数の板のうち別の１つの板を形成すること、とを含み、一の層において、前記別の板の厚みは、前記１つの板の厚みよりも大きい。
【０００８】
ここに開示された熱交換器は、積層方向に積層された積層造形体である熱交換器であって、フィン又は隔壁である板を備え、前記板は、第１部分と前記第１部分よりも厚い第２部分とを含み、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、積層方向に並ぶ複数の溶融池痕を含む溶融池痕列を有し、前記第２部分における厚み方向の前記溶融池痕列の列数は、前記第１部分における厚み方向の前記溶融池痕列の列数よりも多い。
【０００９】
ここに開示された別の態様の熱交換器は、積層方向に積層された積層造形体である熱交換器であって、フィンを備え、前記フィンは、第１部分と前記第１部分よりも厚い第２部分とを含み、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、積層方向に並ぶ複数の溶融池痕を含む溶融池痕列を有し、前記第１部分は、厚み方向に一列の前記溶融池痕列を有し、前記第２部分は、厚み方向に複数列の前記溶融池痕列を有する。
【００１０】
ここに開示された別の態様の熱交換器は、積層方向に積層された積層造形体である熱交換器であって、フィン又は隔壁である板を備え、前記板は、第１部分と前記第１部分よりも厚い第２部分とを含み、前記板の厚み方向及び前記積層方向の両方に平行な断面における前記第２部分の結晶粒径は、前記板の厚み方向及び前記積層方向の両方に平行な断面における前記第１部分の結晶粒径よりも大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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