JP2013513029A5 - コールド・スプレー・ノズル組立体、及び基材に粒子の被膜を付着させる方法 - Google Patents

Claims (15)

1. 基材に粒子の被膜を付着させる
   ためのコールド・スプレー・ノズル組立体であって、
   ノズル出口を有する内部通路を画定する、ノズルと、
   ガスを前記ノズルの前記内部通路に供給して、前記ノズルの前記内部通路を通って流すためのガス供給部材と、
   前記内部通路と連通しており、前記内部通路を通って流れ且つ前記供給されたガスによって、加速して前記ノズル出口を介して前記ノズルから外に出て表面を被膜すべき前記基材に向かう粒子を供給する、粒子供給部材と、
   前記供給されたガスを含む前記内部通路を通して伝送されるレーザ光線を発し、前記粒子を前記内部通路で融点未満に加熱し、且つ前記基材を加熱して前記粒子による前記基材のコールド・スプレー被膜を促進する、レーザ装置と、
   を備える、コールド・スプレー・ノズル組立体。
2. 前記内部通路が、実質的に一直線の長手軸を有し、前記レーザ光線が、前記長手軸と実質的に平行に配向されて前記ノズル出口から外に出て前記基材に向かう、請求項１に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
3. 前記内部通路が、ノズル入口を備え、前記長手軸が、前記ノズル入口及び前記ノズル出口の両方を貫通して延在し、前記レーザ装置が、前記レーザ光線が前記ノズル入口を介して前記ノズル内に伝送されるように、前記ノズルに動作可能に連結される、請求項２に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
4. 前記ノズルの前記内部通路が、前記内部通路の長手軸に直角をなす断面において実質的に矩形である、請求項１に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
5. 前記ノズルが、前記内部通路の長手軸を横切る軸を有する粒子供給入口を備え、前記粒子供給部材が、前記粒子供給入口を介して前記内部通路と連通している、請求項１に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
6. 前記内部通路が、先細区間、及び前記先細区間の下流にある末広区間を備え、前記粒子供給入口が、前記末広区間と直接連通している、請求項５に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
7. 前記粒子供給部材が、前記粒子が前記レーザ光線によって加熱されるように、前記レーザ装置の下流で前記内部通路と連通している、請求項１に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
8. 前記レーザ装置と前記ノズルとの間に配置され前記内部通路と流体連通している圧力管をさらに備え、また前記ノズルの前記内部通路を通って前記ノズル出口から外に出るガスを前記圧力管に供給するガス供給部材をさらに備える、請求項１に記載のコールド・スプレー・ノズル組立体。
9. 基材に粒子の被膜を付着させる方法であって、
   ノズルの内部通路を通って流れ且つ供給されたガスによって加速してノズル出口を介して前記ノズルから外に出て前記基材に向かう粒子を供給するステップと、
   前記粒子を前記内部通路で融点未満に加熱し、且つ前記基材を加熱して前記粒子による前記基材のコールド・スプレー被膜を促進するために、前記供給されたガスを含む前記内部通路を通してレーザ光線を伝送するステップと、
   前記ノズル及び前記基材のうちの少なくとも一方を他方に対して移動させるステップと、
   を含む、方法。
10. 前記レーザ光線を前記ノズル出口の外に伝送するステップが、前記レーザ光線で前記基材を加熱するステップを含み、前記レーザ光線で前記基材を加熱するステップが、前記内部通路を通って流れる前記粒子を供給するステップの前に起こる、請求項９に記載の方法。
11. 前記レーザ光線を前記ノズル出口の外に伝送するステップが、前記レーザ光線で前記基材を加熱するステップを含み、前記ノズルの前記内部通路を通って流れ且つ加速する前記粒子を供給するステップの間に、前記レーザ光線で前記基材を加熱するステップが行われる、請求項９に記載の方法。
12. 前記レーザ光線を伝送するステップが、前記レーザ光線を、前記内部通路の長手軸と実質的に平行且つ同軸に伝送するステップを含む、請求項９に記載の方法。
13. 前記内部通路を加圧するために前記内部通路内にガスを供給するステップをさらに含み、前記ガスが、前記内部通路を通って前記基材に向かう前記粒子を加速する、請求項９に記載の方法。
14. 前記レーザを伝送するステップが、前記粒子及び前記基材の両方を前記レーザ光線で加熱するステップを含む、請求項９に記載の方法。
15. 基材に粒子の被膜を付着させるためのコールド・スプレー・ノズル組立体であって、
    ノズル入口と、ノズル出口と、前記ノズル入口及び前記ノズル出口を貫通して延在する実質的に一直線の長手軸とを有する内部通路を画定する、ノズルを備え、前記内部通路が、前記長手軸に直角をなす断面において実質的に矩形であり、前記内部通路がまた、前記ノズル入口に隣接した先細区間、及び前記ノズル出口に隣接した末広区間を備え、前記ノズルがまた、前記末広区間と連通し且つ前記内部通路の前記長手軸を横切って延在する粒子供給入口を備え、コールド・スプレー・ノズル組立体がさらに、
    前記粒子供給入口と連通し、前記内部通路を通って流れ且つ加速して前記ノズル出口を介して前記ノズルから外に出て表面を被膜すべき前記基材に向かう前記粒子を供給する、粒子供給部材と、
    前記ノズルの前記内部通路を通って流れて前記粒子を加速させるガスを前記内部通路に供給する、ガス供給部材と、
    前記ノズル入口を介して前記ノズル内に伝送され、前記供給されたガスを含む前記内部通路を通過し、前記ノズル出口を介して前記ノズルから外に出るレーザ光線を発するレーザ装置であり、前記粒子を前記内部通路で融点未満に加熱し、且つ前記基材を加熱して、前記粒子による前記基材のコールド・スプレー被膜を促進する、前記レーザ装置と、
    前記ノズル及び前記基材のうちの少なくとも一方を他方に対して移動させる、取扱装置と、
    を備える、コールド・スプレー・ノズル組立体。