本發(fā)明涉及金屬構(gòu)件的制造方法，并且涉及通過使用諸如稱為三維(3D)打印機的三維成型裝置等制造金屬構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)：

三維成型裝置——即，所謂的3D打印機——成為人們關(guān)注的中心。三維成型裝置通過向諸如金屬粉末或可光固化的樹脂之類的材料施加光束來成型具有三維形狀的構(gòu)件。更具體地，借助于反復地形成通過向材料層的預定區(qū)域施加光束而選擇性地熔融并凝固或固化的成型層，可以制造層疊并結(jié)合有許多成型層的三維形狀的構(gòu)件。

在通過使用這種三維成型裝置來制造具有懸垂部的構(gòu)件的情況下，有必要在將作為產(chǎn)品的構(gòu)件與支承懸垂部的支承構(gòu)件成型在一起之后分離并移除所述支承構(gòu)件。支承構(gòu)件具有中空的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這便于移除操作。然而，支承構(gòu)件的移除操作通常手動地執(zhí)行，這會花費時間。鑒于此，已探索出進一步便于支承構(gòu)件的移除操作并縮短時間的技術(shù)。

日本專利申請公報No.8-025487(JP 8-025487 A)描述了一種支承件形成方法，在該方法中，在支承構(gòu)件與樹脂構(gòu)件之間設(shè)置有間隙以便于該支承構(gòu)件在由三維成型裝置成型的樹脂構(gòu)件中的移除操作。

在JP 8-025487 A中所描述的方法應用于成型金屬構(gòu)件的情況下，因為金屬構(gòu)件比樹脂構(gòu)件重，所以可能引起金屬構(gòu)件在成型期間由于支承構(gòu)件與金屬構(gòu)件之間的間隙而傾斜的問題。

因此，在JP 8-025487 A中所描述的方法不能應用于金屬構(gòu)件的制造方法。對便于金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件的移除操作以縮短時間的技術(shù)的探索仍在繼續(xù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種金屬構(gòu)件的制造方法。在該制造方法中，移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件被成型為一體，并且通過扭轉(zhuǎn)移除構(gòu)件可以容易地將移除構(gòu)件和支承構(gòu)件從如此成型為一體的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件上分離并移除。

根據(jù)本發(fā)明的一方面的金屬構(gòu)件的制造方法為這樣一種制造方法，該制造方法用于制造金屬構(gòu)件，使得借助于反復地形成成型層而將具有懸垂部的所述金屬構(gòu)件與支承所述懸垂部的中空的支承構(gòu)件一起成型，其中所述成型層通過向散布在基座上的金屬粉末層的預定區(qū)域施加光束而選擇性地熔融并凝固而成。所述制造方法包括以下步驟：在所述基座上設(shè)置移除構(gòu)件，所述移除構(gòu)件用于移除所述支承構(gòu)件；在設(shè)置于所述基座上的所述移除構(gòu)件上一體地形成所述支承構(gòu)件；在與所述移除構(gòu)件一體形成的所述支承構(gòu)件上一體地形成所述金屬構(gòu)件；以及通過扭轉(zhuǎn)所述移除構(gòu)件而將所述移除構(gòu)件和所述支承構(gòu)件從彼此形成為一體的所述移除構(gòu)件、所述支承構(gòu)件和所述金屬構(gòu)件上移除。所述移除構(gòu)件各自包括本體部、不平坦結(jié)構(gòu)和翼部，所述本體部為柱狀的實心構(gòu)件，所述不平坦結(jié)構(gòu)形成在所述本體部的底面或側(cè)面上，所述翼部形成為從所述本體部的頂面朝向豎向上側(cè)突出，并且，在移除所述支承構(gòu)件的步驟中，從外部通過所述不平坦結(jié)構(gòu)施加至所述移除構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)力從所述翼部的側(cè)面?zhèn)鬟f至所述支承構(gòu)件的側(cè)面。在這種構(gòu)型的情況下，通過使移除構(gòu)件扭轉(zhuǎn)，可以容易地分離并移除該移除構(gòu)件和支承構(gòu)件。

在一體地形成所述支承構(gòu)件的步驟中，可以將所述支承構(gòu)件形成為朝向所述豎向上側(cè)延伸的中空矩形柱，并且，可以將多個支承構(gòu)件形成為一體且布置為形成方形的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種構(gòu)型允許支承構(gòu)件具有剛度從而保持金屬構(gòu)件。同時，可以容易地移除支承構(gòu)件。

此外，在于所述基座上設(shè)置所述移除構(gòu)件的步驟中，可以設(shè)置多個移除構(gòu)件；并且，在移除所述支承構(gòu)件的步驟中，當從豎向下側(cè)觀察所述多個移除構(gòu)件時，安置在外周中的所述移除構(gòu)件可以沿著所述外周順序地被扭轉(zhuǎn)。通過這種構(gòu)型，可以減小扭轉(zhuǎn)力。

該制造方法還可以包括以下步驟：在于所述基座上設(shè)置所述移除構(gòu)件的步驟之前，在所述基座上形成所述支承構(gòu)件，并且，在于所述基座上設(shè)置所述移除構(gòu)件的步驟中，可以在形成于所述基座上的所述支承構(gòu)件上形成所述移除構(gòu)件。這種構(gòu)型便于彼此形成為一體的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件與基座的分離。

此外，所述移除構(gòu)件可以呈圓柱形形狀，所述翼部可以由多個具有與所述頂面的半徑長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度的板狀本體構(gòu)成，并且所述板狀本體的一個端部可以安置在所述頂面的中心上從而使得從所述豎向上側(cè)觀察時所述板狀本體呈放射狀布置。通過這種構(gòu)型，可以增大支承構(gòu)件與翼部之間的結(jié)合力，由此使得可以將扭轉(zhuǎn)力從不平坦結(jié)構(gòu)傳遞至支承構(gòu)件。

此外，所述不平坦結(jié)構(gòu)可以是形成在所述本體部的底面上的突出部。

此外，在于所述基座上設(shè)置所述移除構(gòu)件的步驟中，可以將預先形成的所述移除構(gòu)件的所述本體部嵌入并固定在形成于所述基座中的槽內(nèi)；并且，在一體地形成所述支承構(gòu)件的步驟中，可以將所述支承構(gòu)件與所述翼部一體地形成。通過這種構(gòu)型，可以省略通過使用帶鋸從基座移除移除構(gòu)件的操作。

所述移除構(gòu)件的所述本體部可以呈圓柱形形狀，所述翼部可以由一個具有與所述頂面的直徑長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度的板狀本體構(gòu)成，并且所述板狀本體可以沿著穿過所述頂面的中心的一個方向安置。

所述不平坦結(jié)構(gòu)可以是形成在所述本體部的側(cè)面上的凹部。

所述移除構(gòu)件的所述本體部可以呈方形柱的形狀，所述翼部可以由多個具有與所述本體部的方形頂面的一個側(cè)邊的一半長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度的板狀本體構(gòu)成，所述板狀本體的一個端部可以安置在所述頂面的中心上從而使得從所述豎向上側(cè)觀察時所述板狀本體呈放射狀布置，所述板狀本體可以安置成使得相鄰板狀本體之間形成的角度為90°，可以以矩陣的形式布置多個移除構(gòu)件，并且當從豎向下側(cè)觀察時，所述移除構(gòu)件可以相對于所述金屬構(gòu)件的邊緣斜對地布置。

所述移除構(gòu)件的所述本體部可以呈方形柱的形狀；所述翼部可以由四個具有與所述本體部的方形頂面的一個側(cè)邊長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度的板狀本體構(gòu)成，并且所述四個板狀本體可以沿著所述本體部的所述頂面的邊緣連接成盒狀。

所述移除構(gòu)件的所述本體部可以呈六邊形柱的形狀，在所述六邊形柱中，形成在所述本體部的相鄰側(cè)面之間的拐角部可以形成為圓角形狀，并且所述移除構(gòu)件可以布置成使得所述本體部的六個側(cè)面中的每個側(cè)面各自和與該本體部相鄰的本體部中對應的一個本體部的一側(cè)面相對。

在移除構(gòu)件的本體部的底面上可以形成有凹部。

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種金屬構(gòu)件的制造方法，該制造方法通過扭轉(zhuǎn)移除構(gòu)件而實現(xiàn)了移除構(gòu)件和支承構(gòu)件的容易分離和移除。

附圖說明

下面將參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義進行描述，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且在附圖中：

圖1是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖2是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法的流程圖；

圖3A是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件的立體圖；

圖3B是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件的俯視圖；

圖3C是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件的正視圖；

圖3D是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件的側(cè)視圖；

圖4A是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件的水平截面圖；

圖4B是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件的立體圖；

圖5A是根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖5B是根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖6是例示了根據(jù)比較示例的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10的立體圖；

圖7A是例示了根據(jù)實施方式的第一改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖7B是例示了根據(jù)實施方式的第一改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖7C是根據(jù)實施方式的第一改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖8A是例示了根據(jù)實施方式的第二改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖8B是例示了根據(jù)實施方式的第二改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖8C是根據(jù)實施方式的第二改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖9A是例示了根據(jù)實施方式的第三改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖9B是例示了根據(jù)實施方式的第三改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖9C是根據(jù)實施方式的第三改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖10A是例示了根據(jù)實施方式的第四改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖10B是例示了根據(jù)實施方式的第四改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖10C是例示了根據(jù)實施方式的第四改型的金屬構(gòu)件與支承構(gòu)件之間的邊界表面的放大圖；

圖11A是例示了根據(jù)實施方式的第五改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖11B是例示了根據(jù)實施方式的第五改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖11C是例示了根據(jù)實施方式的第五改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖11D是根據(jù)實施方式的第五改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖12是例示了根據(jù)實施方式的第六改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖13A是例示了根據(jù)實施方式的第七改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖13B是例示了根據(jù)實施方式的第七改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖13C是例示了根據(jù)實施方式的第七改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖13D是根據(jù)實施方式的第七改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；

圖14A是例示了根據(jù)實施方式的第八改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖14B是例示了根據(jù)實施方式的第八改型的移除構(gòu)件的立體圖；

圖14C是例示了根據(jù)實施方式的第八改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；

圖14D是根據(jù)實施方式的第八改型的從豎向下側(cè)觀察到的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖；以及

圖15是在移除構(gòu)件與基座分離之后從豎向下側(cè)觀察時的根據(jù)實施方式的第九改型的移除構(gòu)件的視圖。

具體實施方式

以下參照附圖對用于實施本發(fā)明的最佳方式進行描述。然而，本發(fā)明不限于以下實施方式。此外，為了描述清楚起見，以下描述和附圖被適當?shù)睾喕?/p>

對根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法進行描述。本實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法是一種用于在三維成型裝置(3D打印機)中制造呈具有懸垂部的形狀的金屬構(gòu)件的制造方法。

圖1是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖。圖2是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法的流程圖。

如圖1中所示，在本實施方式中，在金屬構(gòu)件10的制造過程中，形成有支承構(gòu)件20以支承金屬構(gòu)件10中的懸垂部11。應當指出的是，在圖1中，僅示出了金屬構(gòu)件10中的懸垂部11，并且省略了金屬構(gòu)件10的其他部分。此外，形成了用于在取出已完成的金屬構(gòu)件10時移除支承構(gòu)件20的移除構(gòu)件30。將分別就金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30的形成方法(圖2中的步驟S1至步驟S3)以及支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30的移除方法(圖2中的步驟S4)對根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件10的制造方法進行描述。首先將對金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30的形成方法進行描述。

如圖1中所示，準備基座40?；?0例如呈板狀?；?0的頂面41是水平的。在圖1中，出于這種描述的目的，引入了XYZ直角坐標系。Z方向是豎向方向并且是與基座40的頂面41垂直的方向。X方向和Y方向是水平方向并且是與基座40的頂面41平行的方向。

隨后，將金屬粉末呈層的形式散布在基座40上。金屬粉末例如是馬氏體時效鋼、Inconel 718或類似物。金屬粉末例如通過使用復涂器(recoater)而緊密地且薄薄地散布成厚度為0.04mm的層的形式。隨后，將光束施加至如此散布在基座40上的金屬粉末層的預定區(qū)域，以形成選擇性地熔融并凝固的成型層。在如此熔融并凝固的成型層中，形成了出自金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30中的至少一個構(gòu)件的截面形狀。未燒結(jié)的金屬粉末保持在未熔融和凝固的部分中。在進行熔融和凝固的部分中，通過使用用于燒結(jié)的STL型3D數(shù)據(jù)來控制三維成型裝置。

之后，將金屬粉末散布在所形成的成型層和未燒結(jié)的金屬粉末上。隨后，將光束施加至預定區(qū)域以形成成型層。照此，重復散布金屬粉末和施加光束，以層疊成型層。成型層向上堆疊成幾十微米的單元。通過使成型層堆積至預定高度，移除構(gòu)件30連同金屬構(gòu)件10或支承構(gòu)件20的一部分一起形成在基座40上。因此，如在圖2的步驟S1中所示出的，用于移除支承構(gòu)件20的移除構(gòu)件30被設(shè)置在基座40上。

在本實施方式中，移除構(gòu)件30由與支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10相同的金屬粉末層制成。因此，移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10可以彼此連續(xù)地且一體地形成。此時，用于燒結(jié)的3D數(shù)據(jù)包括移除構(gòu)件30的數(shù)據(jù)。

圖3A至圖3D是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的移除構(gòu)件的視圖。圖3A是立體圖，圖3B是俯視圖，圖3C是正視圖，并且圖3D是側(cè)視圖。

如圖1以及圖3A至圖3D中所示，移除構(gòu)件30形成在基座40上。基于移除構(gòu)件30形成在基座40的頂面41上的狀態(tài)來描述豎向關(guān)系。相應地，圖3A是從豎向下側(cè)觀察時的移除構(gòu)件30的立體圖。

移除構(gòu)件30包括本體部30a，本體部30a是柱狀的實心構(gòu)件。移除構(gòu)件30的本體部30a具有例如圓柱形形狀。移除構(gòu)件30包括翼部32，翼部32形成為從圓柱形本體部30a的頂面31的一部分沿豎向方向向上突出。翼部32由多個——例如四個——板狀本體32a構(gòu)成，板狀本體32a具有與頂面31的半徑長度相同的寬度并且具有預定高度和預定厚度。板狀本體32a的一個端部布置在頂面31的中心31a上以使得板狀本體32a呈放射狀——即，從豎向上側(cè)觀察時呈十字形形狀——布置。此外，板狀本體32a布置成使得在相鄰的板狀本體32a之間形成的角度相等地為90°。應當指出的是，相鄰的板狀本體32a之間的角度可以彼此不相等。

移除構(gòu)件30具有形成在本體部30a的底面33上的不平坦結(jié)構(gòu)。例如，該不平坦結(jié)構(gòu)是凹部34。當從豎向下側(cè)觀察凹部34時，凹部34的形狀是六邊形形狀。凹部34的內(nèi)表面由內(nèi)部側(cè)表面35和頂部表面36構(gòu)成。內(nèi)部側(cè)表面35形成在底面33與頂部表面36之間。在內(nèi)部側(cè)表面35與水平面之間形成的角度是90°。在頂部表面36與水平面之間形成的角度是45°或更大。在凹部34的內(nèi)表面相對于水平面的角度為45°或更大的情況下，沒有必要形成用于支承凹部34的內(nèi)表面的支承構(gòu)件20。相反地，在該相對于水平面的角度小于45°并且存在突出于空中的部分的情況下，該部分必須由支承構(gòu)件20進行支承。

多個移除構(gòu)件30以其底面33面向下的狀態(tài)形成在基座40上。當許多支承構(gòu)件20附接至一個移除構(gòu)件30時，使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)所需要的扭轉(zhuǎn)力增大。因此，所述多個移除構(gòu)件30形成為防止附接至一個移除構(gòu)件30的支承構(gòu)件20的數(shù)目增大。這使得可以降低使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)所需要的力。

移除構(gòu)件30的沿著水平方向的截面面積優(yōu)選地為大約0.8cm²至2.5cm²。這些移除構(gòu)件30布置在它們彼此不依附的位置。應當指出的是，凹部34可以形成為減號形孔、加號形孔或者TORX形(注冊商標)(星形)孔而非六邊形孔。

翼部32的形狀優(yōu)選地允許經(jīng)由不平坦結(jié)構(gòu)施加至移除構(gòu)件30的扭轉(zhuǎn)力從翼部32的側(cè)面?zhèn)鬟f至支承構(gòu)件20的側(cè)面。翼部32的形狀優(yōu)選地在與扭轉(zhuǎn)力的方向垂直的方向上與支承構(gòu)件20具有較大的接觸面積。像這樣，在翼部32的形狀允許扭轉(zhuǎn)力從翼部32的側(cè)面?zhèn)鬟f至支承構(gòu)件20的側(cè)面的情況下，翼部32可以具有不平坦的形狀、孔的形狀、翼的形狀等而非具有板狀本體32a。

之后，將金屬粉末以層的形式散布在基座40上，并且隨后，將光束施加至由此形成的金屬粉末層的預定區(qū)域，以形成選擇性地熔融并凝固的成型層。重復該操作以層疊成型層。由此，支承構(gòu)件20與金屬構(gòu)件10的一部分一起被形成。像這樣，如在圖2的步驟S2中所示出的，支承構(gòu)件20一體地形成在設(shè)置于基座40上的移除構(gòu)件30上。

圖4A是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件的水平截面圖，并且圖4B是例示了根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件的立體圖。

如圖1、圖4A和圖4B中所示，例如，當支承構(gòu)件20被一體地形成時，支承構(gòu)件20形成為朝向豎向上側(cè)延伸的中空矩形柱，并且多個支承構(gòu)件20以成一體的方式布置從而呈方形的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。由于支承構(gòu)件20形成為具有方形的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因此支承構(gòu)件20可以具有用于保持金屬構(gòu)件10的剛度。與此同時，支承構(gòu)件20可以被容易地移除。支承構(gòu)件20具有下述單元結(jié)構(gòu)：在該單元結(jié)構(gòu)中，具有一個側(cè)邊為1mm的方形截面并具有0.15mm的壁厚的矩形柱集合地設(shè)置而沒有任何間隙。在圖1中，示意性地示出了支承構(gòu)件20。

當從豎向上側(cè)觀察時，沿著矩形柱布置成方形的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的兩個垂直方向每隔5mm形成有被稱為斷片的貫穿槽21。例如，貫穿槽21的寬度為0.2mm。由于貫穿槽21，當從豎向上側(cè)觀察時，支承構(gòu)件20以5mm的間隔形成為網(wǎng)格形狀。當從豎向上側(cè)觀察時，4×4個支承構(gòu)件20布置在一個網(wǎng)格中。貫穿槽21從支承構(gòu)件20的上端部穿透支承構(gòu)件20至其下端部。由于貫穿槽21，支承構(gòu)件20不能被容易地移除。矩形柱的中空部填充有保持處于未燒結(jié)狀態(tài)的金屬粉末。如上文所述，由于連接至移除構(gòu)件30的支承構(gòu)件20的數(shù)目較小，因此用以使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)力可以變小。然而，在此情況下，移除構(gòu)件30的數(shù)目增大，這增大了扭轉(zhuǎn)次數(shù)。連接至一個移除構(gòu)件30的支承構(gòu)件20的數(shù)目設(shè)定為適當?shù)臄?shù)目。

之后，將金屬粉末散布在基座40上，并且隨后，將光束施加至如此形成的金屬粉末層的預定區(qū)域，以形成選擇性地熔融并凝固的成型層。重復這個操作以層疊成型層。由此，形成了金屬構(gòu)件10。也就是說，借助于反復地形成通過向散布在基座40上的金屬粉末層的預定區(qū)域施加光束而選擇性地熔融并凝固的成型層，具有懸垂部11的金屬構(gòu)件10與支承該懸垂部11的中空的支承構(gòu)件20成型在一起。像這樣，如在圖2中的步驟S3中所示出的，金屬構(gòu)件10一體地形成在與移除構(gòu)件30一體地形成的支承構(gòu)件20上。由此，形成了圖1中所示的結(jié)構(gòu)。

接下來將對金屬構(gòu)件10的制造方法中的支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30的移除方法進行描述。例如，沿著圖1中所示的線A-A'放置帶鋸(平鋸)。隨后，使帶鋸沿著基座40的頂面41移動。由此，彼此一體地形成的金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30與基座40分離。

圖5A和圖5B是根據(jù)實施方式的金屬構(gòu)件的制造方法中的從豎向下側(cè)觀察時的與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。如圖5A和圖5B中所示，當從豎向下側(cè)觀察與基座40分離的金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30時，凹部34出現(xiàn)在移除構(gòu)件30的底面33上。應當指出的是，在金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30與基座40分離之后，金屬粉末保持處于凹部34中，因此金屬粉末被移除。

隨后，如在圖2的步驟S4中所示出的，扭轉(zhuǎn)移除構(gòu)件30以從彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10移除該移除構(gòu)件30和該支承構(gòu)件20。從外部通過移除構(gòu)件30的不平坦結(jié)構(gòu)施加至移除構(gòu)件30的扭轉(zhuǎn)力從翼部32的側(cè)面?zhèn)鬟f至支承構(gòu)件20的側(cè)面。由此，支承構(gòu)件20被移除。

更具體地，將六角扳手插入到形成在移除構(gòu)件30的底面上的六邊形凹部34(不平坦結(jié)構(gòu))中。隨后通過扭轉(zhuǎn)六角扳手而扭轉(zhuǎn)移除構(gòu)件30。這相應地使翼部32扭轉(zhuǎn)。因此，扭轉(zhuǎn)力傳遞至支承構(gòu)件20。由此，支承構(gòu)件20被移除。

如圖5A中所示，當從豎向下側(cè)觀察多個移除構(gòu)件30時，彼此相鄰的三個底面33布置成置于等邊三角形的三個拐角處。也就是說，底面33在沿著Y軸的方向上和相對于X軸傾斜30°的方向上排列。移除構(gòu)件30按通過以畫筆的單行程涂畫實現(xiàn)最短距離的順序扭轉(zhuǎn)并被移除。

在扭轉(zhuǎn)并移除支承構(gòu)件20時，優(yōu)選的是，當從豎向下側(cè)觀察所述多個移除構(gòu)件30時布置在外周上的移除構(gòu)件30沿著外周順序地被扭轉(zhuǎn)，如圖5B中所示。位于拐角部處的移除構(gòu)件30可以以較小的扭轉(zhuǎn)力進行移除以移除該移除構(gòu)件30。在拐角部處，移除構(gòu)件30的側(cè)面之間的接觸面積較小，因此扭轉(zhuǎn)力可以變得較小。因此，布置在拐角部處的移除構(gòu)件30被容易地移除。通過沿著外周呈螺旋形形狀移除移除構(gòu)件30，布置在拐角部處的移除構(gòu)件30的出現(xiàn)次數(shù)增大。由此，可以在從一體成型的產(chǎn)品移除所有的移除構(gòu)件30時減小扭轉(zhuǎn)力。另一方面，在從布置于中央部中的移除構(gòu)件30中移除移除構(gòu)件30的情況下，相鄰的移除構(gòu)件30之間的結(jié)合力和相鄰的支承構(gòu)件20之間的結(jié)合力較大。因此，需要較大的扭轉(zhuǎn)力。通過使所有的移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)，將移除構(gòu)件30和支承構(gòu)件20從金屬構(gòu)件10移除。因此，制造出金屬構(gòu)件10。

根據(jù)本實施方式的金屬構(gòu)件10的制造方法，通過使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)，將移除構(gòu)件30和支承構(gòu)件20從彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10移除。在這里，移除構(gòu)件30是柱狀的實心構(gòu)件，并且包括翼部32以及形成在本體部30a的底面33或側(cè)面37上的不平坦結(jié)構(gòu)，翼部32形成為從本體部30a的頂面朝向豎向上側(cè)突出。在移除支承構(gòu)件20時，扭轉(zhuǎn)力從外部通過不平坦結(jié)構(gòu)施加至移除構(gòu)件30，使得扭轉(zhuǎn)力經(jīng)由翼部32傳遞至支承構(gòu)件20。因此，通過使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)，移除構(gòu)件30和支承構(gòu)件20可以容易地被分離并被移除。

翼部32設(shè)置在移除構(gòu)件30中。由此，從外部通過不平坦結(jié)構(gòu)施加至移除構(gòu)件30的扭轉(zhuǎn)力從翼部32的側(cè)面?zhèn)鬟f至支承構(gòu)件20的側(cè)面。翼部32呈在與扭轉(zhuǎn)力的方向垂直的方向上與支承構(gòu)件20具有較大接觸面積的形狀。這使移除構(gòu)件30與支承構(gòu)件20之間的結(jié)合力大于支承構(gòu)件20與金屬構(gòu)件10之間的結(jié)合力。否則，從移除構(gòu)件30傳遞的力(扭轉(zhuǎn)、彎曲力矩)會被支承構(gòu)件20的變形吸收，使得作用在金屬構(gòu)件10與支承構(gòu)件20之間的邊界表面上的力減小。因此，移除構(gòu)件30自移除構(gòu)件30與支承構(gòu)件20之間的邊界表面脫離支承構(gòu)件20。

圖6是例示了根據(jù)比較示例的金屬構(gòu)件的制造方法中的支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10的立體圖。如圖6中所示，在比較示例中，沒有設(shè)置移除構(gòu)件30。鑒于此，例如，能夠想到將以下方法作為比較示例中的支承構(gòu)件20的移除方法。即，(a)通過水射流來移除支承構(gòu)件20；(b)通過電場磨削來移除支承構(gòu)件20；(c)通過用刻刀敲打并破碎來移除支承構(gòu)件20；(d)通過機加工來切割并移除支承構(gòu)件20。

然而，比較示例的方法(a)除了需要本身昂貴的處理機之外，還需要較高的運行成本。此外，切割厚度具有限制(幾厘米)，并且難以形成小部件。另外，切割需要較長的時間。此外，存在由于水分而在金屬構(gòu)件中生銹的問題。在比較示例的方法(b)中，環(huán)境負荷由于電解溶液的廢水和污泥處理而較大，這增加了成本。在比較示例的方法(c)中，操作者的工作負荷增大。此外，通過用刻刀敲打，未燒結(jié)的金屬粉末散播。因此，有必要執(zhí)行用以減小這種灰塵的影響的處理。在比較示例的方法(d)中，機加工本身較昂貴。如上文所述，在比較示例中，難以容易地分離并移除支承構(gòu)件20。

而在本實施方式中，扭轉(zhuǎn)移除構(gòu)件30使得將移除構(gòu)件30和支承構(gòu)件20從彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10移除。除了上述效果以外，這使得可以削減成本并且減少環(huán)境負荷。此外，可以通過扭轉(zhuǎn)來容易地執(zhí)行所述移除并且抑制灰塵的出現(xiàn)。

(第一改型)接下來將對第一改型進行描述。在第一改型中，移除構(gòu)件30的本體部30a形成為矩形柱而非圓柱。此外，支承構(gòu)件20形成在基座40與移除構(gòu)件30之間。

圖7A是例示了根據(jù)實施方式的第一改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖7B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；并且圖7C是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖7A至圖7C中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a例如具有矩形柱的形狀，如方形柱的形狀。本體部30a的頂面31呈方形形狀。翼部32由一個板狀本體32a構(gòu)成，該板狀本體32a具有與頂面31的一個側(cè)邊長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度。板狀本體32a穿過頂面31的中心而沿著一個方向——例如X方向——布置。在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。

在第一改型中，移除構(gòu)件30的本體部30a是方形柱。移除構(gòu)件30以矩陣形式沿著X方向和Y方向布置。移除構(gòu)件30形成在形成于基座40上的支承構(gòu)件20上。這種構(gòu)型通過以下形成方法來形成。即，在于基座40上設(shè)置移除構(gòu)件30之前在基座40上形成支承構(gòu)件20。此后，在由此形成于基座40上的支承構(gòu)件20上形成移除構(gòu)件30。像這樣，形成了圖7A中所示的構(gòu)型。此后，將彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10與基座40分離。通過在移除構(gòu)件30與基座40之間形成支承構(gòu)件20，可以容易地使彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10與基座40分離。

(第二改型)接下來將對第二改型進行描述。在第二改型中，凹部34沒有形成在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上，但是凹部34形成在本體部30a的側(cè)面37上。

圖8A是例示了根據(jù)實施方式的第二改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖8B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；并且圖8C是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖8A至圖8C中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a例如具有圓柱形形狀。本體部30a的頂面31具有圓形形狀。翼部32由一個板狀本體32a構(gòu)成，該板狀本體32a具有與頂面31的直徑長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度。板狀本體32a穿過頂面31的中心而沿著一個方向——例如X方向——布置。凹部34沒有形成在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上。移除構(gòu)件30的不平坦結(jié)構(gòu)為形成在本體部30a的側(cè)面37上的凹部34。凹部34的內(nèi)表面形成為相對于水平面具有45°或更大的角度而不懸垂。通過在移除構(gòu)件30的側(cè)面上形成凹部34，可以使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)而不會使彼此成一體地形成的金屬構(gòu)件10、支承構(gòu)件20和移除構(gòu)件30與基座40分離。

(第三改型)接下來將對第三改型進行描述。在第三改型中，在移除構(gòu)件30中設(shè)置有一個翼部32。

圖9A是例示了根據(jù)實施方式的第三改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖9B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；并且圖9C是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖9A至圖9C中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a呈圓柱形形狀。本體部30a的頂面31呈圓形形狀。翼部32由一個板狀本體32a構(gòu)成，該板狀本體32a具有與頂面31的直徑長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度。板狀本體32a穿過頂面31的中心而沿著一個方向——例如X方向——布置。在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。移除構(gòu)件30以矩陣形式沿X方向和Y方向布置。

(第四改型)接下來將對第四改型進行描述。在第四改型中，移除構(gòu)件30設(shè)置成嵌入在基座40中。

圖10A是例示了根據(jù)實施方式的第四改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖10B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；并且圖10C是例示了金屬構(gòu)件與支承構(gòu)件之間的邊界表面的放大圖。

如圖10A中所示，在將移除構(gòu)件30設(shè)置在基座40上時，移除構(gòu)件30的預先形成的本體部30a嵌入在形成于基座40中的槽中從而固定至基座40。移除構(gòu)件30的本體部30a具有方形柱的形狀。支承構(gòu)件20與位于移除構(gòu)件30的頂面31上的翼部32(未示出)一體地形成。當從豎向上側(cè)觀察，在基座40中形成有方形槽。多個移除構(gòu)件30以矩陣形式布置并且嵌入在如此形成于基座40中的槽中。在這種構(gòu)型的情況下，可以省略通過使用帶鋸來從基座40移除移除構(gòu)件30的操作。如圖10B中所示，在移除構(gòu)件30的底面33上形成有凹部34。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。

此外，在第四改型中，如圖10C中所示，在一體地形成支承構(gòu)件20時，在支承構(gòu)件20與金屬構(gòu)件10之間的邊界表面23上以預定間隔形成有多個凹口22。通過在邊界表面23上形成凹口22，和移除構(gòu)件30與支承構(gòu)件20之間的結(jié)合力相比，支承構(gòu)件20與金屬構(gòu)件10之間的結(jié)合力減小。因此，通過使移除構(gòu)件30扭轉(zhuǎn)，可以容易地將移除構(gòu)件30和支承構(gòu)件20從彼此成一體地形成的移除構(gòu)件30、支承構(gòu)件20和金屬構(gòu)件10移除。

(第五改型)接下來將對第五改型進行描述。在第五改型中，翼部由三個部分形成。圖11A是例示了根據(jù)實施方式的第五改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖11B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；圖11C是例示了根據(jù)實施方式的第五改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；并且圖11D是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖11A至圖11D中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a具有圓柱形形狀。翼部32由三個板狀本體32a構(gòu)成，該板狀本體32a具有與頂面31的半徑長度相同的寬度并具有預定高度和預定厚度。板狀本體32a的一個端部布置在頂面31的中心31a上從而使得從豎向上側(cè)觀察時板狀本體32a呈放射狀布置。此外，板狀本體32a布置成使得在相鄰的板狀本體32a之間形成的角度是120°。在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。當從豎向下側(cè)觀察多個移除構(gòu)件30時，這些移除構(gòu)件30以與實施方式相同的方式布置。應當指出的是，沒有特別地限制板狀本體32a的數(shù)目。例如，可以呈放射狀地布置六個板狀本體32a從而使得相鄰的板狀本體32a之間的角度為60°。

(第六改型)接下來將對第六改型進行描述。在第六改型中，在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上形成有突出部。圖12是例示了根據(jù)實施方式的第六改型的移除構(gòu)件的立體圖。

如圖12中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a具有圓柱形形狀。翼部32具有與第五改型的翼部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。移除構(gòu)件30具有形成在本體部30a的底面33上的不平坦結(jié)構(gòu)。該不平坦結(jié)構(gòu)為具有六邊形柱的形狀并形成在底面上的突出部38。當從豎向下側(cè)觀察突出部38時，突出部38的形狀為六邊形形狀。除突出部38以外的底面33形成為使得相對于水平面形成的角度為45°或更大。在本改型中，通過用扳手或類似物夾住突出部38來施加扭轉(zhuǎn)力。在這種構(gòu)型的情況下，可以增加與傳遞扭轉(zhuǎn)力的方法有關(guān)的選擇。

(第七改型)接下來將對第七改型進行描述。在第七改型中，當從豎向上側(cè)觀察時，移除構(gòu)件30相對于金屬構(gòu)件10的邊緣斜對地布置。

圖13A是例示了根據(jù)實施方式的第七改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖13B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；圖13C是例示了根據(jù)實施方式的第七改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；并且圖13D是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖13A至圖13D中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a具有方形柱的形狀。翼部32由多個——例如四個——板狀本體32a構(gòu)成，板狀本體32a具有與方形頂面31的一個側(cè)邊的一半長度相同的寬度并且具有預定高度和預定厚度。此外，板狀本體32a的一個端部布置在頂面31的中心31a上從而使得從豎向上側(cè)觀察時板狀本體32a呈放射狀——即，呈十字形形狀——布置。此外，板狀本體32a布置成使得在相鄰的板狀本體32a之間形成的角度是90°。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。多個移除構(gòu)件30以矩陣形式布置。然而，如圖13D中所示，當從豎向下側(cè)觀察時，移除構(gòu)件30相對于金屬構(gòu)件10的邊緣斜對地布置。

(第八改型)接下來將對第八改型進行描述。在第八改型中，移除構(gòu)件30的翼部32呈凹進的形狀。圖14A是例示了根據(jù)實施方式的第八改型的移除構(gòu)件、支承構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；圖14B是例示了移除構(gòu)件的立體圖；圖14C是例示了根據(jù)實施方式的第八改型的移除構(gòu)件和金屬構(gòu)件的立體圖；并且圖14D是從豎向下側(cè)觀察時與基座分離的移除構(gòu)件的視圖。

如圖14A至圖14D中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a具有方形柱的形狀。翼部32由四個板狀本體32a構(gòu)成，板狀本體32a具有與方形頂面31的一個側(cè)邊長度相同的寬度并且具有預定高度和預定厚度。此外，所述四個板狀本體32a沿著本體部30a的頂面31的邊緣連接成盒狀。在翼部32的中央部中形成有凹部51。在移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33上形成有凹部34。凹部34具有與實施方式的凹部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。當從豎向下側(cè)觀察多個移除構(gòu)件30時，這些移除構(gòu)件30以與第一改型相同的方式布置。

(第九改型)接下來將對第九改型進行描述。在第九改型中，移除構(gòu)件30的本體部30a形成為六邊形柱的形狀。在六邊形柱中，形成在相鄰的側(cè)面之間的拐角部形成為R形形狀(圓角形狀)。

圖15是在移除構(gòu)件與基座分離之后從豎向下側(cè)觀察時的根據(jù)實施方式的第九改型的移除構(gòu)件的視圖。如圖15中所示，移除構(gòu)件30的本體部30a具有六邊形柱的形狀。在六邊形柱中，形成在相鄰的側(cè)面之間的拐角部形成為R形形狀(圓角形狀)。在本體部30a的底面33上形成有凹部34。當從豎向下側(cè)觀察時，凹部34具有六邊形形狀。凹部34的內(nèi)部具有與實施方式的凹部的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。當從豎向下側(cè)觀察多個移除構(gòu)件30時，這些移除構(gòu)件30以交錯的方式布置。也就是說，本體部30a的六個側(cè)面37a中的每個側(cè)面均布置成與其相鄰本體部30a中對應的一個本體部的側(cè)面37a相對。由此，當從豎向下側(cè)觀察所述多個移除構(gòu)件30時，彼此相鄰的三個底面33布置成置于等邊三角形的三個拐角處。也就是說，底面33在沿著Y軸的方向上和相對于X軸傾斜30°的方向上排列。

上文已對根據(jù)本發(fā)明的金屬構(gòu)件的制造方法的實施方式進行了描述，但是本發(fā)明不限于上述構(gòu)型，并且可以在不背離本發(fā)明的技術(shù)理念的情況下對上述實施方式進行修改。

例如，移除構(gòu)件30的本體部30a的底面33和側(cè)面37兩者都可以具有不平坦結(jié)構(gòu)。此外，翼部32的形狀和移除構(gòu)件30的凹部34的形狀可以是適當?shù)剡x擇的并且被組合地使用。