DE60316942T2 - Adaptive automatisierte Bearbeitung von überfüllten Kanälen - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen automatisierten Bearbeitungsprozess zum Bearbeiten eines verstopften Durchlasses eines Gegenstands gemäß dem Schritt des unabhängigen Anspruchs.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Während der letzten Jahrzehnte wurde die Leistungsfähigkeit von Gasturbinenkomponenten ständig erhöht. Es wurden neue, fortschrittliche Materialien eingeführt, um den hohen Brenntemperaturen moderner Maschinen Rechnung zu tragen. Gleichzeitig hat sich die Konstruktion der Komponenten von nicht gekühlten, massiven Komponenten zu hohlen Laufschaufeln und Leitschaufeln mit einer komplexen inneren Kühlstruktur gewandelt. Eine der jüngsten Entwicklungen sind Kühlkanalkonfigurationen mit einem Diffusorauslass, welcher normalerweise eine fächerförmige Geometrie aufweist. Bei dieser Konstruktion definiert der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts des Kühlkanals das Gesamt-Luftstromvolumen, während das fächerförmige Ende des Kanals eine vorteilhafte Umverteilung der Kühlluft über die benachbarte Fläche zur Folge hat. Entsprechend den Kühlanforderungen kann diese Filmkühlwirkung durch Konstruktionsänderungen des Diffusorauslasses angepasst werden.
  • Die jüngste Generation dieser Gasturbinenkomponenten muss Heißgastemperaturen standhalten, welche den Schmelzpunkt von hochlegierten, hochfesten Materialien übersteigen. Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Maschine sicherzustellen, muss die projektierte Funktionalität des Kühlsystems während der gesamten Lebensdauer der Komponenten des Heißgaspfades sichergestellt werden. Zu diesem Zweck werden Schutzbeschichtungen auf die äußeren (und manchmal auch inneren) Flächen der Teile aufgebracht.
  • Bei modernen Maschinen kann die Anzahl der Kühlbohrungen pro Komponente mehrere Hundert betragen. Die Geometrie der Kühldurchlässe hängt von ihrer Position an der Komponente ab. Es ist nicht ungewöhnlich, dass über 20 verschiedene Typen von Kühlbohrungen an einer einzigen Komponente zu finden sind.
  • Eine typische Fertigungsfolge eines derartigen Teils beginnt mit dem Gießen. Nach der anschließenden Bearbeitung wird eine erste metallische Schutzbeschichtung (gewöhnlich aus der Familie MCrAlY, wobei M Ni und/oder Co ist) auf die Komponente gespritzt. Eine zweite, keramische Wärmedämmschicht (Thermal Barrier Coating, TBC) wird anschließend auf die erste Beschichtung aufgebracht. Für die meisten Gasturbinenkomponenten liegt die Dicke beider Beschichtungen jeweils im Bereich von 100 μm bis 600 μm.
  • Kühlbohrungen werden erst hergestellt, nachdem beide Beschichtungen aufgebracht worden sind. Für diesen Zweck ist die Verwendung von Hochleistungs-Impulslasern üblich. In den meisten Fällen wird durch Schlagbohren eine Anfangsbohrung hergestellt, gefolgt von einem Schritt des Hohlbohrens, durch den die präzise Kontur des Kühldurchlasses hergestellt wird. Dieser Prozess ist gewöhnlich vollautomatisiert, wobei teure 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren verwendet werden, die mit einem leistungsstarken Nd:YAG-Laser ausgerüstet sind.
  • Probleme treten auf, wenn eine solche komplexe Komponente nach der Wartung wieder eingesetzt werden soll. Laufschaufeln und Leitschaufeln von Gasturbinen sind normalerweise für eine Gesamtlebensdauer von mehreren 10000 Betriebsstunden ausgelegt. Die Schutzbeschichtungen werden jedoch früher verbraucht und müssen während dieses Zeitraums mehrere Male erneuert werden. Dies steht in Widerspruch zu der Forderung, dass die ursprüngliche Luftströmung erhalten bleiben muss. Es sind viele Versuche unternommen worden, um Kühlbohrungen zu maskieren und die Ablagerung von Beschichtungspulver in den Kühlkanälen zu vermeiden. Bei verschiedenen Techniken wird Maskierungsmaterial entweder in der Form von UV-härtendem Material ( US-A-5,726,348 , US-B1-6,265,022 ), Epoxid, Harz oder organischem Material ( EP-A2-1 245 691 , EP-A1-1 076 106 , US-A-5,800,695 ) oder von flüchtigen Stopfen ( US-A-4,743,462 ) verwendet. Oft muss das Maskierungsmaterial in einem zeitaufwendigen manuellen Prozess aufgebracht werden, z. B. mit einer Spritze. Mit einer geeigneten Ätz- oder Wärmebehandlung kann das Maskierungsmaterial anschließend entfernt werden. Diese Maskierungsmaterialien halten jedoch normalerweise nicht den hohen Temperaturen stand, welche während der Aufbringung der MCrAlY-Schutzschicht durch Plasmabeschichtung auftreten, bei der die Vorwärmtemperaturen 700°C übersteigen, gefolgt von einer Wärmebehandlung zum Diffusionsverbinden, bei der die Temperaturen auf über 1000°C ansteigen. Dies trifft auch für die Verfahrensweise mit Verwendung flüchtiger Stopfen zu, die in US-A-4,743,462 beschrieben ist, bei welcher der Stopfen aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, welches sich bei einer Temperatur unter der des Beschichtungsprozesses verflüchtigt.
  • Aufgrund der beträchtlichen Anzahl von unterschiedlichen Formen des Auslassfächers und Toleranzen bei der ursprünglichen Fertigung ist es auch nicht realisierbar, Abschattungsmasken herzustellen, welche von der Außenseite des Teils her angebracht werden könnten. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren festzulegen, welches keinerlei Maskierung erfordert und welches ermöglicht, aufgespritztes Material auf eine präzise und wirtschaftliche Weise zu entfernen.
  • Das einfachste Verfahren dieses Ziel zu erreichen, ist ein manuelles erneutes Aufbohren der teilweise verstopften Kühlborungen. Jedoch ist es gewöhnlich nicht einfach, die genaue Position der Kühlkanäle im überspritzten Zustand festzustellen, da ein Teil der Bohrung unter der erneuerten Beschichtung verborgen sein kann. Außerdem ist es selbst für einen geübten Arbeiter nicht möglich, die ursprüngliche Form des Fächers in einer vertretbaren Zeit wiederherzustellen. Infolgedessen wird der Arbeitsgang des erneuten Aufbohrens entweder unvertretbar teuer und zeitaufwendig, oder die ursprüngliche Kühlwirkung des Durchlasses wird auf eine inakzeptable Weise verändert.
  • US-A-5,702,288 bietet eine Lösung für dieses Problem an. Eine Schleifmittelaufschlämmung wird von der Innenseite der Komponente aus durch die Kühlbohrungen gepresst, so dass die Reste der aufgespritzten Beschichtung entfernt werden. Diese Vorgehensweise verursacht jedoch auch einen Abrieb der anderen Wände der Kühlkanäle und beeinträchtigt somit die Gesamt-Leistungsfähigkeit des Kühlsystems.
  • Das Laserbohren stellt eine attraktive Lösung für die Herstellung von Kühlkanälen dar, und es ist daher naheliegend, dieses Verfahren für den Prozess des erneuten Aufbohrens anzuwenden. Für die Laserbearbeitung von Kühlbohrungen in Gasturbinenkomponenten wurde ein Reihe von Verfahren patentiert, z. B. US-B1-6,420,677 , WO 02/32614 , US-B1-6,359,254 , US-B1-6,329,632 oder US-B1-6,307,175 . Diese Verfahren liefern jedoch keine geeignete Lösung für den Reparaturprozess, wenn sich möglicherweise Abmessungen der Komponente während der Wartung geändert haben. Die Reparatur solcher Teile erfordert es, die neue Position des Kühlkanals genau zu bestimmen, welche gewöhnlich von der ursprünglichen Position verschieden ist. Außerdem muss nur der blockierte Teil der Kühlbohrung nachgearbeitet werden, ohne eine Beschädigung an den Rück- oder Seitenwänden der Kühlkanäle zu verursachen. Für diesen Zweck sind die hohen Impulsenergien von herkömmlichen blitzlampengepumpten Lasern wie denjenigen, die in den Patenten US-B1-6,420,677 , WO 02/32614 , US-B1-6,359,254 , US-B1-6,329,632 oder US-B1-6,307,175 genannt werden, nicht geeignet, da der Energieeintrag pro Impuls zu hoch und das von dem Laserimpuls beeinflusste Volumen zu groß ist. Andererseits ermöglichen, wenn die Impulsenergie durch externe Dämpfung verringert wird, die niedrigen Wiederholfrequenzen dieser herkömmlichen Bohrlaser keine wirtschaftliche Bearbeitung mehr.
  • Das Öffnen von im Wesentlichen blockierten Kühlbohrungen mit einem im UV-Bereich arbeitenden Excimer-Laser wurde in US-A-5,216,808 beschrieben. Der Vorteil dieses Lasertyps ist die hohe Absorption der UV-Wellenlänge in Keramikmaterial wie etwa TBC, was zu einer effizienten Abtragung von Material führt. Es wird behauptet, dass aufgrund der kurzen Impulslänge und der höheren Photonenenergie bei der UV-Wellenlänge TBC athermisch durch Photoablation abgetragen wird, was einen vernachlässigbaren Wärmeeintrag in das Material zur Folge hat. Dieser Vorteil ist jedoch für die metallische MCrAlY-Beschichtung unterhalb der TBC-Schicht weniger ausgeprägt. Ferner werden Festkörperlaser wie etwa jene vom Nd:YAG-Typ aufgrund ihrer bewährten Zuverlässigkeit und weiten Verbreitung im Allgemeinen von der Industrie für die Materialbearbeitung bevorzugt.
  • US-B1-6,172,331 und US-A-6,054,673 geben ein geeignetes Beispiel eines Festkörperlasers an, welcher in der Lage ist, sowohl metallisches als auch keramisches Material zu bohren. Hier wird ein Nd:YAG-Laser im O-Switch-Betrieb verwendet, wobei kurze Impulse mit einer Dauer von weniger als 500 ns erzeugt werden. Im Q-Switch-Betrieb ist die Spitzenimpulsleistung ausreichend hoch, um das Material zum größten Teil als Dampf abzutragen, anstelle eines Schmelzauswurfs, welcher bei einem herkömmlichen Bohren gewöhnlich erfolgt. Die Energie pro Laserimpuls ist gering, und es ist daher möglich, einen Bohrungsdurchbruch mit einer geeigneten Vorrichtung zu erkennen, bevor ein erheblicher Schaden an der Wand hinter der Kühlbohrung eintritt. Obwohl die Ver wendung eines solchen Lasers wünschenswert ist, wird nicht offenbart, wie das Verfahren vorteilhaft für die Reparatur von Komponenten angewendet werden kann, bei denen sich Abmessungen geändert haben oder bei denen die Kühlbohrung nur teilweise verstopft ist. Ferner stehen im Mittelpunkt dieser Patente die Unterbrechung des Bohrprozesses unmittelbar nach der Erkennung eines Durchbruchs ( US-A-6,054,673 ) und die zusätzliche Verwendung einer frequenzvervielfachten Komponente von demselben Laser, welche eine kürzere Wellenlänge und daher eine höhere Absorption in metallischem und keramischem Material zur Folge hat ( US-A-6,172,331 ). Es ist interessant anzumerken, dass US-A-6,172,331 die Verwendung der Erzeugung von zusätzlichen Harmonischen von der Verwendung nur der ursprünglichen Wellenlänge unterscheidet. Es wird ein Prozessparameterfenster beansprucht, das Impulsspitzenleistungen von 105 W bis 107 W umfasst. Jedoch ist es unter gewissen Bedingungen auch möglich, eine Verdampfung von Beschichtungsmaterial mit kurzen Impulsen bei einer kleineren Spitzenleistung < 105 W zu erreichen, was vorteilhaft ist, da dies die Leistungsanforderungen an die Laserquelle verringert.
  • Die Veränderung und Reparatur von Filmkühlbohrungen in Gasturbinenkomponenten wird in US-B1-6,243,948 beschrieben, wobei die Kühlbohrungsauslässe erweitert werden und jeder Abschnitt, welcher Risse aufweisen könnte, entfernt wird. Obwohl der Einlass dieser Kühlkanäle nicht verändert wird und daher die Änderung des Gesamt-Luftstroms sehr gering ist, verändert die Erweiterung der Auslässe die Filmkühlwirkung und somit die Leistungsfähigkeit der Komponente. Es werden keine Einzelheiten hinsichtlich der Erkennung von Bohrungen oder des Schrittes der Bearbeitung angegeben, und wie beides auf eine präzise und wirtschaftliche Weise ausgeführt werden kann.
  • Ein solches automatisiertes Verfahren wird in US-B1-6,380,512 vorgeschlagen, wo ein Laserbohrverfahren zum Abtragen von Beschichtungsmaterial von (teilweise) blockierten Kühldurchlässen offenbart wird. Bei dem Verfahren kommen ein 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum und ein CNC-Komponentenprogramm mit vorprogrammierten Positionen der Kühlbohrungen zur Anwendung. Der Bohrapparat ist mit einem Bilderkennungssystem ausgestattet und kann daher Verformungen von Komponenten oder eine Abweichung von den Entwurfsmaßen kompensieren. Die Bilderkennungsausrüstung wird verwendet, um die tatsächliche Position der Kühlbohrungen entweder an der beschichteten Komponente oder in einem Zustand, in dem die Komponente für das Beschichten vorbereitet wird, zu bestimmen. Der Apparat ist mit einem blitzlampengepumpten Nd:YAG-Laser ausgestattet, und das Bilderkennungssystem ist entweder an dem Laser angebracht, so dass ein Bild durch die Laserlinse hindurch erhalten wird, oder es ist vom Laser getrennt. Mit diesem Verfahren ist es auch möglich, die Komponente aus der Spannvorrichtung zu entnehmen, welche für das ursprüngliche Bohren verwendet wurde, um sie anschließend zu verändern (zu beschichten), gefolgt von einer genauen erneuten Positionierung und Justierung der Ausrichtung der Komponente. Dieses Verfahren erkennt jedoch nur die Position der Bohrung und nicht die Ausrichtung der Kanalachse. Aus diesem Grund ist mit dem offenbarten Verfahren nur eine teilweise Kompensation einer Verformung der Komponente und von Fertigungstoleranzen möglich. Außerdem ist es, da die tatsächliche Orientierung der Kühlkanäle nicht erkannt wird, nicht möglich, den erneut bearbeiteten Diffusorauslass genau bezüglich des zylindrischen Abschnitts auszurichten, welcher von dem ursprünglichen Bohrvorgang verblieben ist.
  • Das Dokument US 2002/0076097 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen der Position und Ausrichtung von beschichteten Kühlbohrungen in einem Teil wie etwa einer Turbinenleitschaufel unter Verwendung eines Laserfleck- Sensors. Es ist ein vollständiger zweidimensionaler Scan der Oberfläche erforderlich, da jeweils immer nur ein reflektierter Laserfleck erfasst wird. Das Verfahren ist dementsprechend zeitaufwendig.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein fortgeschrittenes Verfahren für ein weiterentwickeltes und leistungsstarkes automatisiertes, adaptives Bearbeitungsverfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, Materialreste von verstopften Kühldurchlässen zu entfernen.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einen ersten Schritt, welcher die Erkennung der verstopften Durchlässe beinhaltet, und einen zweiten Schritt, welcher einen Bearbeitungsschritt zum Entfernen von verstopfendem Material beinhaltet, unterteilt, welche auf demselben oder auf separaten Bearbeitungszentren ausgeführt werden können.
  • Während des ersten erfindungsgemäßen Schrittes wird ein lokales Referenzkoordinatensystem erzeugt, welches charakteristische Merkmale des Gegenstands wie etwa Ecken oder Nuten verwendet. Es wird ein automatisiertes Abtastungs-Bilderkennungssystem verwendet, um reale 3D Informationen über die Position und Ausrichtungen des Kühldurchlasses zu beschaffen. Dieser Detektionsprozess ist vollständig automatisiert und erfordert keine Unterstützung durch eine Bedienperson. Die Position und Ausrichtung des Kühldurchlasses werden in Bezug auf ein lokales Referenzkoordinatensystem festgestellt, welches zu einem späteren Zeitpunkt exakt wiederhergestellt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, nach zwischenzeitlichen Bearbeitungsschritten wie etwa einem erneuten Beschichten gespeicherte Daten der Position und Ausrichtung von Bohrungen zu verwenden. Als ein spezielles Beispiel der vorliegenden Erfindung werden die Daten der Position und Ausrichtung von Bohrungen in einer Datei gespeichert, welche eine eindeutige Kennung für den Gegenstand enthält.
  • In einem zweiten Prozessschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in dieser Datei enthaltenen Daten für einen Präzisions-Bearbeitungsvorgang verwendet, bei dem Materialreste von einem Arbeitsgang des erneuten Beschichtens von den Kühlbohrungen entfernt werden. Auf diese Weise können eine gewünschte Kühlstrom-Durchflussmenge und eine günstige Filmverteilung des Kühlmediums wiederhergestellt werden. Unerwünschtes Material könnte eine durch Überspritzen erzeugte Beschichtung, sonstiges Material, das die Kühldurchlässe verstopft, umgeschmolzenes Material vom ursprünglichen Bohrvorgang oder Grundmaterial, falls beabsichtigt ist, einen Diffusor-Endabschnitt des Kühldurchlasses zu erweitern, sein. Dies gilt für einen Kühldurchlass einer Turbinenkomponente, welche einen Teil mit zylindrischem Querschnitt aufweist, der in einer Diffusoröffnung endet. Dann definiert der Teil mit dem zylindrischen Abschnitt die Gesamtmenge an Kühlfluid, welche durch den Durchlass geleitet werden kann.
  • Die Position jedes Durchlasses ist ein Referenzpunkt, welcher aus dem Schnitt der Kanalachse mit einer lokalen tangentialen Oberflächenebene erhalten wird. Die lokale Tangentialebene kann mit einem beliebigen geeigneten Messgerät ermittelt werden, z. B. Berührungssonden, Wirbelstromsensoren, optischen Triangulationssensoren, konoskopischen Sensoren, Interferometern.
  • Der Präzisions-Bearbeitungsvorgang wird entweder auf einem speziell dafür vorgesehenen Bearbeitungszentrum (CNC- oder Robotersystem) ausgeführt, oder auf demselben Bearbeitungszentrum, welches ursprünglich verwendet wurde, um die Daten der Position und Ausrichtung der Bohrungen zu erfassen. Vorteilhafterweise wird ein hochleistungsfähiger Q-Switch- oder Präzisionsbohr-Festkörperlaser oder Wasserstrahlbohren für den Präzi sions-Bearbeitungsvorgang angewendet, z. B. für das Entfernen des unerwünschten Materials, welches den gewünschten Fluss des Kühlmediums verhindert.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei
  • 1 eine Gasturbinen-Laufschaufel als ein Beispiel eines Gegenstands darstellt,
  • 2a–c eine überspritzte Fläche des Gegenstands und Querschnitte der Kühlbohrung vor ( 2b) und nach (2c) dem erneuten Bohren zeigen,
  • 3 eine Reihe von 3 Kühlbohrungen zeigt, wie sie von dem Bilderkennungssystem gesehen werden, und
  • 4a, b das Entfernen der TBC-Überspritzung mit einem hochleistungsfähigen Q-Switch-Nd:YAG-Laser darstellt.
  • Die Zeichnungen zeigen nur die für die Erfindung wichtigen Teile. Gleiche Elemente sind in verschiedenen Zeichnungen auf dieselbe Weise nummeriert.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Als Beispiel zeigt 1 einen Gegenstand 1 wie etwa Laufschaufeln oder Leitschaufeln von Gasturbinen, wobei die Gasturbinen-Laufschaufel einen Schaufelfußabschnitt 2, eine Fußplatte 3 und eine Schaufel 4 und Kühlbohrungen 5 aufweist. Auf die Außenfläche 7 ist eine MCrAlY-Beschichtung und/oder eine Wärmedämmschicht 6 aufgebracht. Die Komponente kann aus einer Superlegierung auf Nickelbasis hergestellt sein, die nach dem Stand der Technik bekannt ist, z. B. aus den Dokumenten US-A-5,888,451 , US-A-5,759,301 oder aus US-A-4,643,782 , und die als "CMSX-4" bekannt ist.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einen ersten Schritt, welcher die Erkennung der Kühldurchlässe 5 beinhaltet, und einen zweiten Schritt, welcher einen Bearbeitungsschritt beinhaltet, unterteilt, welche auf demselben oder auf separaten Bearbeitungszentren ausgeführt werden können.
  • Nach Anbringung der Komponente in einer Spannvorrichtung in dem für die Erkennung/Betrachtung bestimmten Bearbeitungszentrum wird ein lokales Referenzkoordinatensystem erzeugt. Es ist wichtig anzumerken, dass charakteristische Merkmale der Komponente selbst verwendet werden, um dieses Referenzkoordinatensystem zu erzeugen. Die charakteristischen Merkmale werden derart gewählt, dass die anschließenden Bearbeitungsschritte sie nicht beeinflussen. Beispiele von Merkmalen sind bearbeitete Seitenflächen, Ecken und Kanten oder Dichtnuten. Indem solche festen Merkmale für die Bestimmung des lokalen Koordinatensystems verwendet werden, kann die Komponente später in ein anderes Bearbeitungszentrum eingesetzt werden, wo es möglich ist, dasselbe Koordinatensystem wiederherzustellen. Alle Positionen von Bohrungen und Ausrichtungen von Bohrungen werden bezüglich dieses lokalen Referenzkoordinatensystems gespeichert. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da die lokalen Bohrungskoordinaten jederzeit ohne mühsames Ausrichten des Teils wiederverwendet werden können. Zum Beispiel können die lokalen Koordinaten für das erneute Öffnen von Kühlbohrungen 5 nach der Aufbringung von neuen Schutzbeschichtungen 6 mit einem thermischen Spritzverfahren verwendet werden. Es sind keine ausgeklügelten Spannvorrichtungen erforderlich, da eine Abweichung beim Aufspannen keinen Einfluss auf das lokale Koordinatensystem und auf die lokalen Bohrungskoordinaten hat.
  • Das Bearbeitungszentrum für die Erkennung von Kühlbohrungen 5 beruht auf einem Roboter, der mit einem Bilderkennungssystem und einem optischen Sensor ausgestattet ist. Um die Leistungsfähigkeit des Roboters zu erhöhen, können vor der Verwendung dieses Systems Eichverfahren für die Absolutgenauigkeit angewendet werden. Die Eichung der Absolutgenauigkeit des Roboters ermöglicht, ein besseres kinematisches Modell der Roboterachsen zu erstellen, und führt zu einer verbesserten Genauigkeit. Diese verbesserte Leistungsfähigkeit ist ein entscheidender Faktor, wenn flexible 6-Arm-Roboter für die Erkennung von Bohrungen und/oder Präzisionsbearbeitung eingesetzt werden sollen. Die folgenden Verfahren werden für diesen Zweck angewendet:
    • i) Es wird eine so genannte "Absoluteichung" implementiert. Diese Eichung führt zu einem präziseren kinematischen Modell des Roboters und zu einer erhöhten Genauigkeit.
    • ii) Es wird eine Error-Mapping-Tabelle (Fehlerkartierungs-Tabelle) erstellt und verwendet, um Restabweichungen zwischen Positionsdaten, die von dem Roboter angezeigt werden, und der tatsächlichen Absolutposition zu kompensieren. Die Error-Mapping-Tabelle kann mit Hilfe einer Referenzkomponente (Masterkomponente) erhalten werden, welche mit Merkmalen hergestellt wurde, die genau gemessen werden können. Zum Beispiel ist es möglich, mechanisch gebohrte Messingabschnitte an der Oberfläche der Komponente zu befestigen. Die Bohrungen in diesen Messingabschnitten können genau mit Stiften versehen und auf einer CMM (Co-ordinate measurement machine, Koordinatenmessmaschine) gemessen werden, was bei den ursprünglichen, lasergebohrten Bohrungen nicht möglich ist. Auf diese Weise kann eine Fehlerkarte erstellt werden, indem an Positionen, die von Interesse sind, Referenzpositionsdaten von der CMM mit Daten von dem zur Bohrungserkennung verwendeten Bearbeitungszentrum verglichen werden. Mit der Fehlerkarte ist es dann möglich, für die angegebenen Positionen und Ausrichtungen positionsabhängige Korrekturen vorzunehmen.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die 3D-Position jedes Kühlkanals ein Referenzpunkt, welcher aus dem Schnitt der Kanalachse mit einer lokalen tangentialen Oberflächenebene erhalten wird. Die lokale Tangentialebene kann mit einem beliebigen geeigneten Messgerät ermittelt werden, z. B. Berührungssonden, Wirbelstromsensoren, optischen Triangulationssensoren, konoskopischen Sensoren, Interferometern. Bei einer bevorzugten Lösung wird ein optischer Abstandssensor verwendet. Nach einer Eichung des Werkzeugmittelpunktes (Tool Centre Point, TCP) des Sensors sammelt dieser 3D-Positionsinformationen von der tangentialen Fläche, welche die untersuchte Kühlbohrung umgibt. Anschließend wird durch eine geeignete Anzahl von Messpunkten (z. B. 5 Messpunkte, wie in 3 dargestellt) eine Ebene angepasst. Unter Verwendung von Informationen von der ursprünglichen Fertigung (CAD-Daten) wird das Bilderkennungssystem in einer Startposition positioniert, welche nahe bei der tatsächlichen Position der Kühlbohrung liegt. Es werden unter verschiedenen Winkeln Bilder aufgenommen, und die optimale Ausrichtung bezüglich der Kühlkanäle wird aus einer automatisierten Bildverarbeitung unter Anwendung hochentwickelter Bildanalysewerkzeuge abgeleitet. Nach der Ausrichtung bestimmt das Bilderkennungssystem automatisch den Schwerpunkt des Kühldurchlasses und positioniert den Roboter dementsprechend. Die 3D-Referenzposition des Kühldurchlasses 5 wird aus dem Schnitt der lokalen Tangentialebene mit der Symmetrieachse des ausgerichteten Bilderkennungssystems erhalten.
  • In einem zweiten Prozessschritt werden die in dieser Datei enthaltenen Daten für einen Präzisions-Bearbeitungsvorgang verwendet, bei dem Materialreste von einem Arbeitsgang des erneuten Beschichtens von den Kühlbohrungen 5 entfernt werden. Auf diese Weise können eine gewünschte Kühlstrom-Durchflussmenge und eine günstige Filmverteilung des Kühlmediums wiederhergestellt werden. Unerwünschtes Material könnte eine durch Überspritzen erzeugte Beschichtung 6, sonstiges Material, das die Kühldurchlässe verstopft, umgeschmolzenes Material vom ursprünglichen Bohrvorgang oder Grundmaterial, falls beabsichtigt ist, einen Diffusor-Endabschnitt des Kühldurchlasses 5 zu erweitern, sein. Ein Beispiel ist die Bearbeitung eines Kühldurchlasses 5, welcher einen Teil mit zylindrischem Querschnitt aufweist, der in einer Diffusoröffnung endet. Dann definiert der Teil mit dem zylindrischen Querschnitt die Gesamtmenge an Kühlfluid, welche durch den Durchlass 5 geleitet werden kann.
  • Infolge der Anwendung von adaptiven Bearbeitungstechniken und der Verwendung von Online-Bilderkennungsgeräten kompensiert das Verfahren Verformungen von Komponenten, welche möglicherweise während des vorhergehenden Betriebs am Einsatzort aufgetreten sind. Gleichzeitig berücksichtigt es in vollem Maße Toleranzen der ursprünglichen Fertigung und Abweichungen von der Geometrie der ursprünglichen Konstruktion.
  • Der Präzisions-Bearbeitungsvorgang wird entweder auf einem speziell dafür vorgesehenen Bearbeitungszentrum (CNC- oder Robotersystem) ausgeführt, oder auf demselben Bearbeitungszentrum, welches ursprünglich verwendet wurde, um die Daten der Position und Ausrichtung der Bohrungen zu erfassen. Vorteilhafterweise wird ein hochleistungsfähiger Q-Switch- oder Präzisionsbohr-Festkörperlaser oder Wasserstrahlbohren für den Präzisions-Bearbeitungsvorgang angewendet, z. B. für das Entfernen des unerwünschten Materials, welches den gewünschten Fluss des Kühlmediums verhindert.
  • Das Verfahren bietet eine wirtschaftliche Möglichkeit der (Wieder-)Herstellung einer gewünschten Luftdurchflussmenge und Kühlluftverteilung. Es ist vollautomatisiert und kombiniert eine Bohrungserkennung und einen anschließenden Schritt der Präzisionsbearbeitung auf zwei dafür vorgesehenen Bearbeitungszentren.
  • 2a–c zeigen eine typische Überspritzungssituation für eine Kühlbohrung 5 des Gegenstands 1 mit einem Diffusorauslass, welcher unter einem Winkel von 30° zur Oberfläche gebohrt worden ist. Die durch Überspritzen erzeugte Beschichtung 6 wurde in einem lokalen Bereich 8 auf den Diffusorauslass der Bohrung 5 aufgebracht. Das Bild unten zeigt die Situation für dieselbe Bohrung 5 vor (2b) und nach (2c) dem Entfernen der durch Überspritzen erzeugten Beschichtung 6.
  • Positionsinformationen für alle Bohrungen werden in einer komponentenspezifischen Datei mit einer eindeutigen Kennung gespeichert. Nach der Identifizierung der Positionen der Kühlbohrungen kann die Komponente für weitere Bearbeitungsschritte wie etwa eine erneute Beschichtung aus der Spannvorrichtung entnommen werden. Das Entfernen der Überspritzung kann auf demselben Bearbeitungszentrum vorgenommen werden, welches für die Erkennung der Bohrungen verwendet wurde. Stattdessen kann für die Präzisionsbearbeitung auch ein separates Bearbeitungszentrum verwendet werden, das speziell für diesen Zweck vorgesehen ist. In beiden Fällen wird das lokale Koordinatensystem unter Verwendung derselben unveränderten charakteristischen Merkmale der Komponente wiederhergestellt, die für die vorhergehende Bestimmung des lokalen Koordinatensystems verwendet wurden. Danach wird ein CNC- oder Roboterprogramm aktiviert, um die Komponente und den Laserstrahl relativ zueinander zu positionieren und zu bewegen. Diese Bewegung wird auf eine solche Weise ausgeführt, dass die ursprüngliche Geometrie durch Präzisionsbearbeitung wiederhergestellt werden kann und eventuelle Beschichtungsreste aus dem Kühldurchlass entfernt werden.
  • Um das bearbeitete Volumen zu bestimmen, können die Informationen von einer konoskopischen Sonde verwendet werden, ohne die Ausrichtung des Bearbeitungskopfes zu verändern. Die Informationen von der konoskopischen Sonde können ebenso verwendet werden, um die Strategie der Materialabtragung anzupassen.
  • Vorteilhafterweise wird die Beschichtung durch lokale Verdampfung unter Verwendung eines Q-Switch-Nd:YAG-Lasers abgetragen. Der Laserstrahl wird so geführt, dass er die Oberfläche der Kühlbohrung abtastet, und die Überspritzung wird Schicht für Schicht entfernt. Für einen wirtschaftlichen Betrieb muss der gepulste Laser in der Lage sein, Intensitäten im Bereich von 2·107 W/cm2 bis 5·108 W/cm2 bei typischen Abständen von 150 mm–300 mm und bei hohen Wiederholfrequenzen, die 10 kHz übersteigen, zu erzeugen.
  • 5 zeigt ein Beispiel für die Abtragung einer durch Überspritzen erzeugten keramischen TBC-Beschichtung 6 von einer aus einer Superlegierung hergestellten Testplatte. Unter Verwendung von Laserimpulsen von 15 kHz wurde eine TBC-Beschichtung 6 mit einer Dicke von ca. 450 μm in weniger als 10 s abgetragen. Eine schnelle und genaue Bewegung des Laserstrahls wurde mit Hilfe eines Galvanoscannerkopfes erzielt. Es trat keine Beschädigung am Grundmaterial auf, und die Dicke der umgeschmolzenen Schicht 8 konnte unter 50 μm gehalten werden.
    • 1
    Gegenstand
    2
    Schaufelfußabschnitt
    3
    Fußplatte
    4
    Schaufel
    5
    Kühlbohrung, Kühldurchlass
    6
    Beschichtung
    7
    Außenfläche des Gegenstands 1
    8
    Bereich
    9
    Umgeschmolzene Schicht

Claims (9)

  1. Verfahren zur automatisierten Bearbeitung eines verstopften Durchlasses (5) eines Gegenstandes (1), welches beinhaltet – Festlegen eines lokalen Referenzkoordinatensystems unter Verwendung charakteristischer Merkmale des Gegenstands, welche von anschließender Bearbeitung nicht beeinflusst werden, – Verwenden eines automatisierten Abtastungs-Bilderkennungssystems und einer Abstandsmessvorrichtung, um dreidimensionale Positions- und Ausrichtungsdaten des Durchlasses (5) als lokale Koordinaten bezüglich des Referenzkoordinatensystems zu erhalten, durch Ermitteln einer lokalen tangentialen Oberflächenebene unter Verwendung einer Berührungssonde, eines Wirbelstromsensors, eines optischen Triangulationssensors, eines konoskopischen Sensors, eines Interferometers oder einer optischen Abstandsmesseinrichtung und Erhalten der Positionsdaten des Durchlasses (5) aus dem Schnitt der Achse des Durchlasses (5) mit der lokalen tangentialen Oberflächenebene und durch Ableiten der Ausrichtung des Durchlasses (5) durch Aufnehmen von Bildern aus wenigstens zwei verschiedenen Winkeln und Ableiten der optischen Ausrichtung mit dem Durchlass (5) unter Verwendung von Bildanalysewerkzeugen, – Speichern der Positions- und Ausrichtungsdaten des Durchlasses (5), – Entfernen von verstopfendem Material aus dem Durchlass (5) unter Verwendung der gespeicherten Positions- und Ausrichtungsdaten des Durchlasses (5).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Ecken, Kanten, bearbeitete Seitenflächen oder Dichtnuten verwendet werden, um das lokale Referenzkoordinatensystem festzulegen.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verstopfendes Material aus dem Durchlass (5) mittels Laserverdampfung unter Verwendung eines hochleistungsfähigen Q-Switch-Lasers oder Präzisionsbohr-Festkörperlasers entfernt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verstopfendes Material aus dem Durchlass (5) unter Verwendung eines Q-Switch-Nd:YAG-Lasers mit einer Leistungsdichte im Bereich von 2·107 bis 5·108 W/cm2 entfernt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verstopfendes Material aus dem Durchlass (5) mittels Wasserstrahlbohren entfernt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positions- und Ausrichtungsdaten des Durchlasses (5) unter Verwendung eines ersten Roboter- oder CNC-Systems erhalten werden und das verstopfende Material aus dem Durchlass (5) unter Verwendung eines zweiten Roboter- oder CNC-Systems, das von dem ersten verschieden ist, entfernt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positions- und Ausrichtungsdaten des Durchlasses (5) unter Verwendung eines ersten Roboter- oder CNC-Systems erhalten werden und das verstopfende Material aus dem Durchlass (5) unter Verwendung desselben Roboter- oder CNC-Systems entfernt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Fehlerkarte unter Verwendung eines Referenzgegenstands erstellt wird und Restabweichungen zwischen Positionsdaten, die von dem Roboter angezeigt werden, und den Daten der tatsächlichen Absolutposition kompensiert werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gegenstand eine Turbinenkomponente aus Superlegierung ist, die Kühldurchlässe (5) aufweist, und vor dem Verfahren ein Verfahren des erneuten Beschichtens auf die Turbinenkomponente angewendet worden war.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204806A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Neuherstellung von Durchgangslöchern in einem Schichtsystem
DE102011056623B4 (de) 2010-12-23 2022-11-10 General Electric Company Verfahren zum Modifizieren eines Substrats zur Ausbildung eines Durchgangslochs in diesem sowie verwandte Gegenstände

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060291716A1 (en) * 2005-06-28 2006-12-28 Janakiraman Vaidyanathan Thermal imaging and laser scanning systems and methods for determining the location and angular orientation of a hole with an obstructed opening residing on a surface of an article
US7333218B2 (en) * 2005-06-28 2008-02-19 United Technologies Corporation Systems and methods for determining the location and angular orientation of a hole with an obstructed opening residing on a surface of an article
DE102005042270B4 (de) * 2005-09-06 2015-11-19 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Fertigen von Bohrungen und Fertigungsanordnung hierfür
EP1767743A1 (de) * 2005-09-26 2007-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines zu beschichtenden Gasturbinen-Bauteils mit freigelegten Öffnungen, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und beschichtbare Turbinenschaufel mit Filmkühlöffnungen
US7574035B2 (en) * 2006-04-07 2009-08-11 United Technologies Corporation System and method for inspection of hole location on turbine airfoils
EP1844892A1 (de) 2006-04-13 2007-10-17 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zur Laserentfernung von Beschichtenmaterialen in Kühlenlöchern eines Turbinenbauteiles
US8380338B2 (en) * 2008-04-29 2013-02-19 Huffman Corporation Method and apparatus for stripping holes in a metal substrate
EP2312122A1 (de) * 2009-10-15 2011-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Referenzbestimmung zur Ermittlung der Lage von verschlossenen Löchern, Vorrichtung und Bearbeitungsvorrichtung
EP2314987A1 (de) * 2009-10-20 2011-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Oberflächenanalyse zur Detektierung verschlossener Löcher und Vorrichtung
EP2317076B1 (de) * 2009-10-30 2018-02-14 Ansaldo Energia IP UK Limited Verfahren zum Reparieren einer Gasturbinenkomponente
PL2322683T3 (pl) * 2009-11-16 2020-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Sposób powlekania komponentu z częściowo zamkniętymi otworami i sposób otwierania otworów
US8857055B2 (en) * 2010-01-29 2014-10-14 General Electric Company Process and system for forming shaped air holes
EP2385214A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung der Lage von verschlossenen Löchern, Vorrichtung und Bearbeitungsvorrichtung
EP2386824A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Oberflächenanalyse zur Detektierung veschlossener Löcher und Verfahren zur Wiederöffnung
US8905713B2 (en) 2010-05-28 2014-12-09 General Electric Company Articles which include chevron film cooling holes, and related processes
EP2428765A1 (de) * 2010-09-14 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Turbinenschaufeln
US8739404B2 (en) * 2010-11-23 2014-06-03 General Electric Company Turbine components with cooling features and methods of manufacturing the same
JP5627434B2 (ja) * 2010-12-10 2014-11-19 三菱重工業株式会社 コーティング部材の孔位置特定装置
US9089933B2 (en) 2010-12-20 2015-07-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Method for making and repairing effusion cooling holes in cumbustor liner
DE102011003209A1 (de) * 2011-01-26 2012-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion eines Objekts zur Erfassung von Oberflächenschäden
US10113435B2 (en) 2011-07-15 2018-10-30 United Technologies Corporation Coated gas turbine components
US9052707B2 (en) * 2011-12-02 2015-06-09 United Technologies Corporation Turbomachine component machining method
EP2737965A1 (de) * 2012-12-01 2014-06-04 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Herstellung einer metallischen Komponente mittels Zusatzlaserfertigung
EP2950942B1 (de) * 2013-01-30 2019-06-26 United Technologies Corporation Beschichtungsverfahren für gasturbinenmotorkomponente mit kühllöchern
WO2014151479A2 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 Videojet Technologies Inc. Method of removing a coating of a substrate
US9348001B2 (en) 2013-10-21 2016-05-24 General Electric Company Method and system for detecting surface features on turbine components
US9707645B2 (en) * 2014-01-09 2017-07-18 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for locating and drilling closed holes of a turbine component
US9746848B2 (en) 2014-11-15 2017-08-29 Advanced Simulation Technology, Incorporated System and method for adaptive positioning of a work piece
US11752573B2 (en) 2017-08-07 2023-09-12 Rtx Corporation Laser clearance of coating
SG10201708210PA (en) 2017-10-05 2019-05-30 United Technologies Corp Multi-step clearance of coating
US11407067B2 (en) 2018-06-29 2022-08-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Method for repairing a part
DE102018211288A1 (de) 2018-07-09 2020-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenanalyse von Bauteilen mit Kühlfluidöffnungen
US10955815B2 (en) 2018-11-09 2021-03-23 Raytheon Technologies Corporation Method of manufacture using autonomous adaptive machining
US11413703B2 (en) 2019-05-22 2022-08-16 General Electric Company Method of forming cooling holes
US11840032B2 (en) 2020-07-06 2023-12-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of repairing a combustor liner of a gas turbine engine

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663511A (en) * 1986-05-02 1987-05-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Stereoscopic optical viewing system
US5125035A (en) * 1989-12-18 1992-06-23 Chromalloy Gas Turbine Corporation Five axis generated hole inspection system
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
DE4207169A1 (de) * 1992-03-06 1993-09-09 Siemens Solar Gmbh Laserbearbeitungsverfahren fuer ein werkstueck mit nicht ebener oberflaeche
US5841099A (en) * 1994-07-18 1998-11-24 Electro Scientific Industries, Inc. Method employing UV laser pulses of varied energy density to form depthwise self-limiting blind vias in multilayered targets
US6044308A (en) * 1997-06-13 2000-03-28 Huissoon; Jan Paul Method and device for robot tool frame calibration
GB9723762D0 (en) * 1997-11-12 1998-01-07 Rolls Royce Plc A method of coating a component
US6748112B1 (en) * 1998-07-28 2004-06-08 General Electric Company Method and apparatus for finding shape deformations in objects having smooth surfaces
GB2345455B (en) * 1999-01-06 2002-11-06 M J Technologies Ltd Method of micromachining aerofoil components
EP1076106B1 (de) 1999-08-09 2003-10-08 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zum Abdecken von Kühlungsöffnungen eines Gasturbinenbauteils
US6611731B2 (en) * 1999-12-13 2003-08-26 M J Technologies Limited Micromachining aerofoil components
US6573474B1 (en) 2000-10-18 2003-06-03 Chromalloy Gas Turbine Corporation Process for drilling holes through a thermal barrier coating
US6909800B2 (en) * 2000-12-15 2005-06-21 United Technologies Corporation Process and apparatus for locating coated cooling holes on turbine vanes
US6720567B2 (en) * 2001-01-30 2004-04-13 Gsi Lumonics Corporation Apparatus and method for focal point control for laser machining
US6522993B1 (en) * 2001-09-14 2003-02-18 General Electric Company Method and system for marking surface deviations on a three dimensional surface
US6380512B1 (en) * 2001-10-09 2002-04-30 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for removing coating material from a cooling hole of a gas turbine engine component
US6792655B2 (en) * 2001-11-09 2004-09-21 General Electric Company Apparatus for correcting airfoil twist
EP1319632A1 (de) 2001-12-13 2003-06-18 Klimapol Sp.Z O.O.J.V. Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von Schlamm, insbesondere von Abwasserschlamm
ATE464535T1 (de) * 2001-12-28 2010-04-15 Rudolph Technologies Inc Stereoskopisches dreidimensionales metrologiesystem und -verfahren
US6847004B2 (en) * 2003-01-10 2005-01-25 General Electric Company Process of removing a ceramic coating deposit in a surface hole of a component
US6723951B1 (en) * 2003-06-04 2004-04-20 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for reestablishing holes in a component
US6977356B2 (en) * 2003-09-30 2005-12-20 United Technologies Corporation Stereovision guided laser drilling system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011056623B4 (de) 2010-12-23 2022-11-10 General Electric Company Verfahren zum Modifizieren eines Substrats zur Ausbildung eines Durchgangslochs in diesem sowie verwandte Gegenstände
DE102014204806A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Neuherstellung von Durchgangslöchern in einem Schichtsystem
US10190419B2 (en) 2014-03-14 2019-01-29 Siemens Aktiengesellschaft Method for the new production of through holes in a layer system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1510283B1 (de) 2007-10-17
US20060157456A1 (en) 2006-07-20
ATE375841T1 (de) 2007-11-15
DE60316942D1 (de) 2007-11-29
WO2005021205A1 (en) 2005-03-10
US7329832B2 (en) 2008-02-12
MY135867A (en) 2008-07-31
EP1510283A1 (de) 2005-03-02

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