DE112014004032T5

DE112014004032T5 - Verfahren zum Ausbilden von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen auf einer Fläche

Info

Publication number: DE112014004032T5
Application number: DE112014004032.0T
Authority: DE
Inventors: Ahmed Kamel; Gerald J. Bruck
Original assignee: Siemens Energy Inc
Current assignee: Siemens Energy Inc
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-08-04
Also published as: KR20160048994A; US20150064407A1; WO2015034645A1; KR102257946B1; US9808885B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ausbilden von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen auf einer Fläche geschaffen. Dies kann zu einem Wärmebarrieren-Beschichtungssystem führen, das eine verstärkte Haftung für seine es bildenden Beschichtungen aufweist. Das Verfahren umfasst das Aufbringen eines Laserstrahls (10) auf eine Fläche (12) eines festen Materials (14) zum Ausbilden eines verflüssigten Betts (16) auf der Fläche des festen Materials, dann das Aufbringen eines Impulses von Laserenergie (18) auf einen Abschnitt des verflüssigten Betts zum Erzeugen einer Störung, wie z. B. eines Spritzers (20) oder einer Welle (25) von verflüssigtem Material, außerhalb des verflüssigten Betts. Eine dreidimensionale Verankerungsstruktur (22) kann somit bei Verfestigung des Spritzers oder der Welle von verflüssigtem Material auf der Fläche ausgebildet werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen Wärmesperren-Beschichtungssysteme für Komponenten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie sie z. B. in der Umgebung eines Verbrennungsturbinenmotors anzutreffen sind. Insbesondere betreffen Aspekte der vorliegenden Erfindung Techniken, die eine Laserbestrahlung zum Ausbilden von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen auf einer Fläche umfassen können und zu einem Wärmesperren-Beschichtungssystem führen können, das eine verstärkte Haftung für die es bildenden Beschichtungen aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass sich der Wirkungsgrad eines Verbrennungsturbinenmotors verbessert, wenn die Verbrennungsgas-Brenntemperatur steigt. Wenn die Brenntemperatur steigt, muss sich die Hochtemperaturbeständigkeit von Komponenten der Turbine entsprechend erhöhen. Obwohl nickel- und kobaltbasierte Superlegierungsmaterialen für Komponenten in dem Heißgas-Strömungsweg, wie z. B. Verbrennerübergangsstücke und sich drehende und stationäre Turbinenschaufeln, verwendet werden können, sind selbst diese Superlegierungsmaterialien nicht in der Lage, einem langfristigen Betrieb bei Temperaturen standzuhalten, die manchmal 1.400 Grad C oder mehr übersteigen können.
Bei vielen Anwendungen wird ein Metallsubstrat mit einem keramischen Isoliermaterial beschichtet, wie z. B. einer Wärmesperrenbeschichtung (thermal barrier coating – TBC), um die Betriebstemperatur des darunterliegenden Metalls zu verringern und die Größe der Temperaturtransienten zu verringern, denen das Metall ausgesetzt ist. TBCs haben eine wesentliche Rolle bei der Realisierung von Verbesserungen des Turbinenwirkungsgrads gespielt. Eine grundlegende physikalische Realität, die nicht übersehen werden darf, besteht jedoch darin, dass die Wärmesperrenbeschichtung das Substrat nur solange schützt, wie die Beschichtung auf der Fläche einer vorgegebenen Komponente über die Lebensdauer dieser Komponente im Wesentlichen intakt bleibt.
Hohe Belastungen, die sich aufgrund ballistischer Hochgeschwindigkeits-Einwirkungen von Fremdkörpern und/oder unterschiedlicher Wärmedehnung entwickeln können, können zu einer Beschädigung oder sogar zu einer Gesamtentfernung der TBC (Absplitterung) von der Komponente führen. Es ist bekannt, einen Rauigkeitsparameter einer Fläche zu steuern, um die Haftung einer darüberliegenden Wärmesperrenbeschichtung zu verbessern. In dem US-Patent Nr. 5,419,971 ist ein Laserablationsprozess beschrieben, bei dem vorgeblich das Entfernen von Material durch direktes Bedampfen (z. B. ohne Schmelzen des Materials) angewendet wird, um dreidimensionale Teile auf der bestrahlten Fläche auszubilden. Siehe Spalte 6, Zeile 3. Somit sind solche Teile generell auf Muster auf der bestrahlten Fläche beschränkt (bilden z. B. generell keine Strukturen, die sich außerhalb der Fläche erstrecken), und somit werden Prozesse benötigt, die verbesserte Strukturausbildungen bieten können, welche einer verstärkten Haftung förderlich sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, in denen:
1 eine isometrische Ansicht eines festen Materials ist, das mit einer Laserbestrahlung bestrahlt wird, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
2 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Spritzers von verflüssigtem Material ist, der gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung die Ausbildung einer dreidimensionalen Verankerungsstruktur auf der Fläche des festen Materials bei Verfestigung des Materialspritzers ermöglicht.
3 eine Teil-Querschnittansicht eines nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiels von Verankerungsstrukturen ist, wie z. B. einer Welligkeit oder eines Hakens, die über der Fläche des festen Materials ausgebildet sind.
4 eine Teil-Querschnittansicht einer beispielhaften Gasturbinenkomponente, einschließlich eines Wärmesperren-Beschichtungssystems, ist, bei der ein Verfahren, das Aspekte der vorliegenden Erfindung enthält, auf vorteilhafte Weise zur Anwendung kommen kann.
5 eine Teil-Querschnittansicht eines Wärmesperren-Beschichtungssystems ist, bei dem die Fläche einer Verbindungsbeschichtung einer Laserbestrahlung gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung unterzogen werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier Strukturanordnungen und/oder Techniken beschrieben, die der Ausbildung von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen auf einer Fläche, welche einer gesteuerten Laserbestrahlung ausgesetzt ist, förderlich sind. In der folgenden detaillierten Beschreibung sind verschiedene spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis solcher Ausführungsformen zu ermöglichen. Fachleute auf dem Sachgebiet erkennen jedoch, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ohne diese spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden können, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die aufgezeigten Ausführungsformen beschränkt ist und dass die vorliegende Erfindung in einer Vielzahl von alternativen Ausführungsformen in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen sind Verfahren, Vorgänge und Komponenten, die für einen Fachmann auf dem Sachgebiet offensichtlich sind, nicht detailliert beschrieben worden, um eine unnötige und komplizierte Erläuterung zu vermeiden.
Ferner können verschieden Operationen als mehrere diskrete Schritte beschrieben werden, die auf eine Weise durchgeführt werden, welche für das Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hilfreich ist. Die Reihenfolge in der Beschreibung darf jedoch nicht so ausgelegt werden, dass impliziert wird, dass diese Operationen in der Reihenfolge durchgeführt werden müssen, in der sie dargelegt worden sind, noch dass sie gar von der Reihenfolge abhängig sind, sofern nicht etwas Anderes beschrieben worden ist. Ferner bezieht sich die wiederholte Verwendung des Ausdrucks ”bei einer Ausführungsform” nicht notwendigerweise immer auf die gleiche Ausführungsform, obwohl dies der Fall sein kann. Schließlich sind die Ausdrücke ”umfasst”, ”weist auf”, ”mit” und dergleichen, wie sie in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, als Synonyme zu verstehen, sofern nicht etwas Anderes angegeben ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung schlagen eine innovative Verwendung einer Laserbestrahlung zum Ausbilden von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen auf einer Fläche vor. Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, kann ein Laserstrahl 10 auf eine Fläche 12 eines festen Materials 14 aufgebracht werden, um ein verflüssigtes Bett 16 des Materials auf der Fläche des festen Materials zu bilden. Zum Beispiel kann der Laserstrahl 10 so angeordnet sein, dass er eine relativ untiefe Schicht auf der Fläche des festen Materials zum Schmelzen bringt. Vor der Verfestigung des verflüssigten Betts 16 kann ein Impuls von Laserenergie 18 zumindest auf einen Abschnitt des verflüssigten Betts aufgebracht werden, um eine Störung in dem verflüssigten Bett zu erzeugen. Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform kann eine solche Störung einen Spritzer 20 (2) von verflüssigtem Material außerhalb des verflüssigten Betts umfassen.

Der Laserstrahl 10 kann defokussiert werden oder eine ausreichend niedrige und gesteuerte Leistungsdichte aufweisen, um ein Schmelzen nur bis zu einer gewünschten und gesteuerten Tiefe zu bewirken. Der Impuls von Laserenergie 18 kann ein fokussierter Impuls mit einer ausreichend hohen Leistungsdichte zum Hervorrufen einer Unterbrechung (Spritzer 20 (2); oder eine Welle 25 (3)) in dem verflüssigten Bett 16, wie z. B. aufgrund einer lokalisierten Flashverdampfung des Materials, sein. Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform kann eine typische Energiedichte für ein generelles großflächiges Schmelzen im Bereich von ungefähr 3 kJ/cm² bis ungefähr 10 kJ/cm² liegen. Für eine Unterbrechung können Impulse von fokussierter Energie vorgesehen sein. Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform können solche Impulse Parameter mit jeweiligen Bereichen, die für eine Laserablationsverarbeitung typisch sind, aufweisen. Karl-Heinz Leitz et al. hat in einem Aufsatz mit dem Titel ”Metal Ablation with Short and Ultrashort Laser Pulses”, veröffentlicht in Physics Procedia, Band 12, 2011, Seite 230–238, wie folgt solche Bereiche in Parameter zusammengefasst:

Impuls	Aufgebrachte Leistung	Impulsenergie	Spitzenfluenz	Fokusradius
80 Mikro-s	44 W	90 Milli-J	200 Mikro-m	140 J/cm²
60 Nano-s	34 W	280 Mikro-J	20 Mikro-m	45 J/cm²
10 Pico-s	7,5 W	150 Mikro-J	40 Mikro-m	6 J/cm²
170 Femto-s	300 Mikro-W	300 Mikro-J	30 Mikro-m	23 J/cm²

Die zwei Aufbringungen von Laserenergie können mittels unterschiedlicher Laser oder mittels desselben Lasers, der so gesteuert wird, dass seine Energiedichte und/oder sein Fokus variiert werden, geliefert werden. Dabei kann konzeptionell einen Analogie zu einem Stein (Hochenergieimpuls) hergestellt werden, der auf einen Wasserpool (verflüssigtes Bett) geworfen wird. Diese Unterbrechung des verflüssigten Betts (z. B. Spritzer, Welle) ermöglicht das Ausbilden einer dreidimensionalen Verankerungsstruktur 22 auf der Fläche des festen Materials bei Verfestigung des Spritzers oder der Welle von verflüssigtem Material, bevor dieses auf den Flüssigkeitspoolpegel zurückkehrt. Die dreidimensionale Verankerungsstruktur 22 kann mindestens einen Finger 24 (2), einen Haken 26 oder eine Welle 25 (3) aufweisen.
Die Verformung (z. B. Spritzer, Welle) von verflüssigtem Material in dem verflüssigten Bett 16 kann mittels eines anderen Energieimpulses als Laserenergie, wie z. B. Ultraschallenergie, mechanischer Energie (z. B. eines Luftstoßes, eines festen Objekts) etc. erzeugt werden.
Der vorstehend beschriebene Prozess kann iterativ über die Fläche 12 durchgeführt werden, um eine große Anzahl von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen 22 auf einer solchen Fläche auszubilden. Ferner können dreidimensionale Verankerungsstrukturen 22 selektiv über die Fläche 12 verteilt werden. Zum Beispiel können Flächenregionen, bei denen erwartet wird, dass sie einem relativ großen Belastungspegel ausgesetzt sind, so ausgeführt sein, dass sie eine größere Anzahl von dreidimensionalen Verankerungsstrukturen 22 pro Flächenbereich aufweisen im Vergleich zu Flächenregionen, bei denen erwartet wird, dass sie einem relativ niedrigeren Belastungspegel ausgesetzt sind.
Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform kann der Laserstrahl 10 durch Anwendung einer Strahlabtasttechnik (z. B. zweidimensionales Abtasten) des Laserstrahls 10 auf der Fläche des festen Materials auf die Fläche 12 des festen Materials 14 aufgebracht werden, wie durch Abtastgitter 28 dargestellt ist. Eine relative Bewegung der Fläche 12 relativ zu einem stationären Laserstrahl 10 wäre eine weitere Alternative zum Ermöglichen einer Strahlabtastung. Es sei darauf hingewiesen, dass der Laserstrahl 10 nicht mittels der Strahlabtasttechnik aufgebracht zu werden braucht. Zum Beispiel kann ein nicht abtastender Laserstrahl (z. B. aus einem Diodenlaser) zum Ausbilden des verflüssigten Betts 16 verwendet werden. Der Impuls von Laserenergie 18 kann im Anschluss an das Aufbringen des Laserstrahls 10 auf die Fläche des festen Materials auf den Abschnitt des verflüssigten Betts aufgebracht werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Impuls von Laserenergie 18 während des Aufbringens des Laserstrahls 10 auf die Fläche des festen Materials hier und da aufgebracht werden. Zum Beispiel kann zu einer bestimmten Zeit während des Abtastens der Impuls von Laserenergie 18 auf eine vorgegebene Stelle des verflüssigten Betts 16, bei der in Kürze eine Wiederverfestigung erwartet wird, fokussiert werden, um einen Spritzer an der vorgegebenen Stelle hervorzurufen und somit bei Verfestigung des Spritzers von verflüssigtem Material die dreidimensionale Verankerungsstruktur 22 auf der Fläche des festen Materials zu bilden. Der Prozess kann kontinuierlich über die Fläche 12 angewendet werden, und zwar dadurch, dass der Laserstrahl 10 die Fläche durchquert (oder eine relative Bewegung dazwischen ausführt), um einen sich kontinuierlich bewegenden Schmelzpool 16 zu bilden, wobei die gepulste Energie 18 mehrfach nahe dem sich bewegenden hinteren Rand des Schmelzpools 16 aufgebracht wird, und zwar unmittelbar bevor sich das Material wieder verfestigt, was zum Erzeugen einer jeweiligen Vielzahl von Verankerungsstrukturen über die Fläche, während sich der Pool bewegt und sich die Fläche wieder verfestigt, wirksam ist. Ein Fachmann auf dem Sachgebiet erkennt, dass die zwei Energiequellen 10, 18 gesteuert werden können, um eine gewünschte Pooltiefe und eine gewünschte Zeitsteuerung des Spritzers 20 relativ zu der Wiederverfestigung zu erreichen.
Es wird in Betracht gezogen, beim Durchführen des vorstehend beschriebenen Laserbestrahlungsprozesses die Umgebungsbedingungen für das Verfahren unter Verwendung einer geeigneten Einhausung zu steuern. Zum Beispiel kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer vorgegebenen Anwendung gewählt werden, den Laserbestrahlungsprozess unter Vakuumbedingungen anstatt bei Atmosphärendruck durchzuführen, oder es kann gewählt werden, ein inertes Gas anstelle von Luft einzuleiten. Schmelzmittel stellen noch eine weitere Alternative zur Verwendung von inertem Schutzgas dar.
Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Anwendung kann ein Verfahren, das Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst, angewendet werden, um ein Wärmesperren-Beschichtungssystem aufzubauen (oder zu reparieren), das als Wärmeschutz einer Komponente 32 (4) (z. B. einer Schaufel, eines Flügels etc.) verwendet werden kann, die in der Hochtemperaturumgebung eines Gasturbinenmotors arbeitet. Die Komponente 32 kann ein Metallsubstrat 34 (z. B. eine Superlegierung) aufweisen, das von einer Sperrbeschichtung, wie z. B. einer Schicht einer keramischen Wärmesperrenbeschichtung (TBC) 36, zur Verwendung in der Hochtemperaturumgebung des Turbinenmotors bedeckt ist. Wie für einen Fachmann auf dem Gebiet der TBC-Beschichtungen offensichtlich ist, kann eine Verbindungsbeschichtung 38 (z. B. ein MCrAlY-Material) vor dem Aufbringen der TBC 36 auf das Substrat 34 abgeschieden werden, um die Haftung der Beschichtung 36 an dem Substrat 34 zu verbessern. Es sei darauf hingewiesen, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht auf die in 4 gezeigte beispielhafte Beschichtungsanordnung beschränkt sind, noch sind solche Aspekte auf Komponenten mit einer TBC-Beschichtung beschränkt.
Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Anwendung kann die Fläche des festen Materials, das einer Laserbestrahlung unterzogen wird, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf seiner Fläche auszubilden, das Metallsubstrat 34 sein. Bei der Ausbildung solcher dreidimensionalen Verankerungsstrukturen kann dann eine Schicht der Verbindungsbeschichtung 38 auf die Fläche des Metallsubstrats, das die dreidimensionalen Verankerungsstrukturen aufweist, abgeschieden werden. Somit kann bei dieser Anwendung die Verbindungsbeschichtung mittels der dreidimensionalen Verankerungsstrukturen (z. B. Superlegierungsverankerungen) verankert werden, die mit dem Substrat 34 metallurgisch einstückig ausgebildet sind.
Bei einer weiteren nicht als Einschränkung zu verstehenden Anwendung kann die Fläche des festen Materials, das einer Laserbestrahlung unterzogen wird, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf seiner Fläche auszubilden, die Verbindungsbeschichtung 38 sein. Bei der Ausbildung solcher dreidimensionalen Verankerungsstrukturen kann dann eine Schicht der TBC 36 auf die Fläche der Verbindungsbeschichtung, die die dreidimensionalen Verankerungsstrukturen aufweist, abgeschieden werden. Somit kann bei dieser Anwendung die TBC 36 mittels der dreidimensionalen Verankerungsstrukturen (z. B. Verbindungsbeschichtungsverankerungen) verankert werden, die mit der Verbindungsbeschichtung 36 metallurgisch einstückig ausgebildet sind.
Bei noch einer weiteren nicht als Einschränkung zu verstehenden Anwendung können die jeweiligen Flächen des Metallsubstrats und dann die Verbindungsbeschichtung einer jeweiligen Laserbestrahlung unterzogen werden, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf beiden dieser Flächen auszubilden. Zum Beispiel kann die Fläche des Metallsubstrats 34 zuerst einer Laserbestrahlung unterzogen werden, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf seiner Fläche auszubilden. Eine Schicht der Verbindungsbeschichtung 38 wird dann auf die Fläche des Metallsubstrats, das die dreidimensionalen Verankerungsstrukturen aufweist, abgeschieden. Dann kann die Fläche der Verbindungsbeschichtung 38 einer Laserbestrahlung unterzogen werden, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf ihrer Fläche auszubilden, und zwar typischerweise nicht direkt oben auf den Verankerungsstrukturen, die in dem Metallsubstrat 34 ausgebildet sind. Schließlich kann dann eine Schicht der TBC 36 auf die Fläche der Verbindungsbeschichtung, die die dreidimensionalen Verankerungsstrukturen aufweist, abgeschieden werden. Somit kann bei dieser Anwendung die Verbindungsbeschichtung mittels der dreidimensionalen Verankerungsstrukturen (z. B. Superlegierungsverankerungen) verankert werden, die mit dem Substrat 34 metallurgisch einstückig ausgebildet sind. Des Weiteren wird die TBC 36 mittels der dreidimensionalen Verankerungsstrukturen (z. B. Verbindungsbeschichtungsverankerungen) verankert, die mit der Verbindungsbeschichtung 38 metallurgisch einstückig ausgebildet sind.
Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, kann es unter der Annahme, dass die Fläche des festen Materials, das einer Laserbestrahlung unterzogen wird, um dreidimensionale Verankerungsstrukturen auf seiner Fläche auszubilden, die Verbindungsbeschichtung 38 ist, wünschenswert sein, eine Tiefe (D) des verflüssigten Betts 16 so zu steuern, dass sich das verflüssigte Bett 16 nicht in das Substrat 34 hinein erstreckt. Zum Beispiel sollte eine Region T1 der festen Verbindungsbeschichtung 38 (z. B. eine nicht geschmolzene Schicht der Verbindungsbeschichtung 38) zwischen der unteren Fläche des verflüssigten Betts 16 und der Grenze zu dem Substrat 34 verbleiben. Bei einer nicht als Einschränkung zu verstehenden Ausführungsform kann die Dicke (T2) der Verbindungsbeschichtung 38 in einem Bereich von ungefähr 150 Mikrometer bis ungefähr 300 Mikrometer liegen und kann die nicht geschmolzene Region T1 in einem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 50% der Dicke T2 liegen.
Obwohl hier verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es offensichtlich, dass solche Ausführungsformen nur beispielhaft dargestellt sind. Zahlreiche Variationen, Veränderungen und Ersetzungen können durchgeführt werden, ohne dass dadurch von der hier dargelegten Erfindung abgewichen wird. Entsprechend ist vorgesehen, dass die Erfindung nur durch das Wesen und den Umfang der beiliegenden Patentansprüche eingeschränkt wird.

Claims

Verfahren, das umfasst: Aufbringen eines Laserstrahls auf eine Fläche eines festen Materials zum Ausbilden eines verflüssigten Betts auf der Fläche des festen Materials; Aufbringen eines Impulses von Laserenergie zumindest auf einen Abschnitt des verflüssigten Betts zum Hervorrufen eines Spritzers von verflüssigtem Material außerhalb des verflüssigten Betts; und Ausbilden einer dreidimensionalen Verankerungsstruktur auf der Fläche des festen Materials bei Verfestigung des Spritzers von verflüssigtem Material.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dreidimensionale Verankerungsstruktur mindestens einen Haken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dreidimensionale Verankerungsstruktur mindestens eine Welle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen des Laserstrahls auf die Fläche des festen Materials ein Abtasten über der Fläche des festen Materials mittels des Laserstrahls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen des Impulses von Laserenergie auf den Abschnitt des verflüssigten Betts im Anschluss an das Aufbringen des Laserstrahls auf die Fläche des festen Materials durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen des Impulses von Laserenergie auf den Abschnitt des verflüssigten Betts während des Aufbringens des Laserstahls auf die Fläche des festen Materials durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen des Impulses von Laserenergie das Fokussieren des Impulses von Laserenergie auf den Abschnitt des verflüssigten Betts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Steuern von Umgebungsbedingungen beim Durchführen der in Anspruch 1 aufgeführten Schritte umfasst.
Wärmesperren-Beschichtungssystem, das Verankerungsstrukturen umfasst, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 aufgebaut sind.
Gasturbinenmotor, der eine Komponente mit einem Wärmesperren-Beschichtungssystem aufweist, das Verankerungsstrukturen umfasst, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 aufgebaut sind.
Verfahren, das umfasst: Aufbringen von Energie mit einer ersten Leistungsdichte auf eine Fläche eines festen Materials zum Ausbilden eines verflüssigten Betts auf der Fläche des festen Materials; Aufbringen eines Energieimpulses mit einer zweiten Leistungsdichte, die größer ist als die erste Leistungsdichte, zum Hervorrufen einer Unterbrechung zumindest in einem Abschnitt des verflüssigten Betts; und Ermöglichen des Erstarrens der Unterbrechung auf der Fläche des festen Materials zum Ausbilden einer Verankerungsstruktur.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Energieimpuls einen Energieimpuls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Laserenergie, Ultraschallenergie und mechanischer Energie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Energieimpuls einen Impuls von Laserenergie umfasst und die Unterbrechung einen Spritzer von verflüssigtem Material außerhalb des verflüssigten Betts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verankerungsstruktur mindestens einen Haken aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verankerungsstruktur mindestens eine Welle aufweist.
Verfahren, das umfasst: Liefern eines Energiemusters zum Abtasten einer Fläche eines festen Materials zum Erzeugen eines sich bewegenden Pools von verflüssigtem Material, das sich entlang eines hinteren Rands verfestigt; und mehrfaches Beaufschlagen des sich bewegenden Pools von verflüssigtem Material mit jeweiligen Energieimpulsen, die zum Herstellen einer jeweiligen Vielzahl von Verankerungsstrukturen über die Fläche, wenn sich der Pool bewegt und sich die Fläche wieder verfestigt, wirksam ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das feste Material eine Verbindungsbeschichtung eines Wärmesperren-Beschichtungssystems ist und das ferner das Steuern des sich bewegenden Energiemusters so umfasst, dass eine Tiefe des sich bewegenden Pools kleiner ist als eine Dicke der Verbindungsbeschichtung.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Energiemuster Laserenergie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Energiepulse Laserenergie umfassen.