JP2014139428A - Method of making surface cooling channels on component using lithographic molding techniques - Google Patents

Method of making surface cooling channels on component using lithographic molding techniques Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming cooling channels in hot gas path components that eliminates the need for post-casting machining operation.SOLUTION: The invention provides a method of casting a component including one or more surface cooling channels. The method includes casting a ceramic core into a flexible mold of a core section, and casting a ceramic shell in at least two sections into respective flexible molds of a first shell section and a second shell section. A ceramic casting vessel is subsequently formed by assembling the ceramic core within the ceramic shell sections. A metal substrate material is cast into the ceramic casting vessel. Removal of the ceramic casting vessel reveals a substrate of the component having defined therein an interior passageway, one or more cooling passages in fluidic communication with the interior passageway, and one or more surface grooves in fluidic communication with the one or more cooling passages.

Description

本明細書に開示される主題は一般に、ガスタービンシステムなどのタービンシステムに関し、より詳細には中のマイクロ−チャネル冷却に関する。   The subject matter disclosed herein generally relates to turbine systems, such as gas turbine systems, and more particularly to micro-channel cooling therein.

ガスタービンエンジンにおいて、圧縮機の中で空気が圧縮され、燃焼器の中で燃料と混ぜ合わされて高温の燃焼ガスを生成する。高圧タービン(HPT)においてこのガスからエネルギーが抽出され、このエネルギーが圧縮機に動力を提供し、低圧タービン(LPT)において、これはターボファン航空機エンジン用途ではファンに動力を提供し、船舶および工業用途では外部シャフトに動力を提供する。   In a gas turbine engine, air is compressed in a compressor and mixed with fuel in a combustor to produce hot combustion gases. Energy is extracted from this gas in a high pressure turbine (HPT), which provides power to the compressor, and in a low pressure turbine (LPT), it provides power to the fan in turbofan aircraft engine applications, and in marine and industrial Applications provide power to the external shaft.

ガスタービンエンジンの作動中、燃焼ガスの温度は3000°Fを超える場合があり、これは、このようなガスに接触するエンジンの金属部分の溶融温度よりかなり高い。金属部分の溶融温度を超えるガスの温度でのこのようなエンジンの作動は、十分に確立した分野であり、種々の方法によって金属部分の外側の面に冷却空気を供給することに一部依存している。特に高温を受けやすいため、冷却作用に関して特に注意を必要とするこのようなエンジンの金属部分は、燃焼器および燃焼器の尾翼に位置する部品を形成している金属部分である。   During operation of a gas turbine engine, the temperature of the combustion gas may exceed 3000 ° F., which is significantly higher than the melting temperature of the metal part of the engine that contacts such gas. The operation of such engines at gas temperatures above the melting temperature of the metal part is a well established field and depends in part on supplying cooling air to the outer surface of the metal part by various methods. ing. The metal parts of such engines that are particularly susceptible to high temperatures and require special attention regarding the cooling action are the metal parts forming the combustor and the components located in the tail of the combustor.

エンジンの効率は、燃焼ガスの温度と共に上昇する。しかしながら燃焼ガスは、その流路に沿って種々の構成要素を加熱するため、長期のエンジンの寿命を実現するためにそれらを冷却することが必要となる。典型的には、高温ガス路構成要素は、圧縮機から空気を抜き取ることによって冷却される。このような冷却工程は、抜き取られた空気が燃焼工程において使用されないためエンジン効率を低下させる。   The efficiency of the engine increases with the temperature of the combustion gas. However, since the combustion gases heat various components along their flow paths, it is necessary to cool them to achieve a long engine life. Typically, the hot gas path components are cooled by extracting air from the compressor. Such a cooling process reduces engine efficiency because the extracted air is not used in the combustion process.

ガスタービンエンジンを冷却する技術は、発達しきっており、種々の高温ガス路構成要素における様々な態様の冷却回路および機構に関する様々な特許を含んでいる。例えば燃焼器は、半径方向外側および内側のライナーを含み、これらは作動中冷却することを必要とする。タービンノズルは、外側バンドと内側バンドの間に支持される中空の静翼を含んでおり、これもまた冷却することを必要とする。タービンロータブレードは中空であり、典型的には冷却回路を中に含んでおり、ブレードは、タービンシュラウドによって囲まれ、これもまた冷却することを必要とする。高温の燃焼ガスが、排気管から排出され、これもまた裏打ちされ、好適に冷却されてよい。   Techniques for cooling gas turbine engines have been developed and include various patents relating to various aspects of cooling circuits and mechanisms in various hot gas path components. For example, combustors include radially outer and inner liners that require cooling during operation. The turbine nozzle includes a hollow vane supported between an outer band and an inner band, which also needs to be cooled. Turbine rotor blades are hollow and typically contain a cooling circuit, which is surrounded by a turbine shroud, which also needs to be cooled. Hot combustion gases are exhausted from the exhaust pipe, which may also be lined and suitably cooled.

このような一例のガスタービンエンジン構成要素の全てにおいて、高強度の超合金の薄い金属壁が典型的に使用されることで、耐久性を高めると同時に、それを冷却する必要性を最小限にする。種々の冷却回路および機構は、エンジン内のそれぞれの対応する環境において、このような個別の構成要素に適応される。例えば一連の内部冷却路、または蛇行路が高温ガス路構成要素の中に形成される場合がある。プレナムから蛇行路に冷却流体が供給され、冷却流体は、この通路を通って流れ、高温ガス路構成要素の基体およびコーティングを冷却することができる。しかしながらこのような冷却方法は典型的には、熱伝導率が比較的低く、構成要素の温度プロフィールが不均一なものになる。   In all such example gas turbine engine components, thin metal walls of high strength superalloy are typically used to increase durability while minimizing the need to cool it. To do. Various cooling circuits and mechanisms are adapted to such individual components in each corresponding environment within the engine. For example, a series of internal cooling paths or serpentine paths may be formed in the hot gas path components. Cooling fluid is supplied from the plenum to the serpentine path, and the cooling fluid can flow through this path to cool the substrate and coating of the hot gas path components. However, such cooling methods typically have relatively low thermal conductivities and non-uniform component temperature profiles.

マイクロ−チャネル冷却技術の利用には、冷却の要件を有意に緩和させる可能性がある。マイクロ−チャネル冷却は、加熱区域のできるだけ近くに冷却装置を設置することで、所与の熱伝導率に関する負荷担持基体材料の高温側と低温側の間の温度差を縮小する。しかしながらマイクロ−チャネルを形成するための現行の技術は典型的には、マイクロ−チャネルおよび冷却材供給穴を形成するのに鋳造後に機械加工作業を利用することを必要とする。鋳造後の機械加工作業には、潜在的に破壊工程が伴い、典型的には長い時間を必要とする。   The use of micro-channel cooling technology can significantly reduce the cooling requirements. Micro-channel cooling reduces the temperature difference between the hot and cold sides of the load-carrying substrate material for a given thermal conductivity by installing a cooling device as close as possible to the heating zone. However, current techniques for forming micro-channels typically require the use of machining operations after casting to form the micro-channels and coolant feed holes. Machining operations after casting are potentially accompanied by a destructive process and typically require a long time.

したがって鋳造後の機械加工作業の必要性をなくす、高温ガス路構成要素に冷却チャネルを形成するための方法を提供することが望まれる。   Accordingly, it would be desirable to provide a method for forming a cooling channel in a hot gas path component that eliminates the need for post-cast machining operations.

米国特許出願公開第2011/0135262号明細書US Patent Application Publication No. 2011/0135262

一実施形態において、1つまたは複数の表面冷却チャネルを含む構成要素を鋳造する方法が開示されている。方法は、1つまたは複数の中核部分の可撓性の鋳型からセラミック製の中核を鋳造するステップと、少なくとも2つの部分において、第1の外殻部分と、第2の外殻部分それぞれの可撓性の鋳型内にセラミック製の外殻を鋳造するステップとを含む。次に、セラミック製の外殻部分の中でセラミック製の中核を組み立てることによって、セラミック製の鋳造容器が形成される。金属の基体材料が、セラミック製の鋳造容器に鋳造される。その後セラミック製の鋳造容器が取り外される。セラミック製の鋳造容器を取り外すことで、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを中に画定する構成要素の基体が露呈する。   In one embodiment, a method for casting a component that includes one or more surface cooling channels is disclosed. The method includes casting a ceramic core from a flexible mold of one or more core portions, and, in at least two portions, a first outer shell portion and a second outer shell portion capable of each. Casting a ceramic shell in a flexible mold. Next, a ceramic casting container is formed by assembling the ceramic core in the ceramic shell. A metal substrate material is cast into a ceramic casting vessel. Thereafter, the ceramic casting container is removed. By removing the ceramic casting vessel, an internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling passages are provided. The component substrate defined therein is exposed.

別の実施形態において、1つまたは複数の表面冷却チャネルを含む構成要素を鋳造する方法が開示されている。方法は、特定のモデルの所望されるセラミック製の鋳造容器を提供し、この鋳造容器が、構成要素の幾何学形状を画定し、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを含んでいるステップを含む。このモデルは、デジタル式に複数の部分に分割され、複数の部分の各々は成形型に変換され、この場合、複数の部分が1つまたは複数の精密金属インサートを含むことで、内部通路、1つまたは複数の冷却路および1つまたは複数の表面の溝を含む構成要素の幾何学形状と、1つまたは複数の整列機能とを画定する。各々の成形型から可撓性の鋳型が次に鋳造される。セラミック製の中核が、各々の可撓性の鋳型から鋳造される。少なくとも2つの部分において、それぞれの可撓性の鋳型からセラミック製の外殻が鋳造される。セラミック製の外殻部分の中でセラミック製の中核を組み立てることによって、セラミック製の鋳造容器が形成される。次に、金属がセラミック製の鋳造容器に鋳造される。セラミック製の鋳造容器はその後に取り外されることで、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを有する構成要素の基体が露呈する。   In another embodiment, a method of casting a component that includes one or more surface cooling channels is disclosed. The method provides a particular model of a desired ceramic casting vessel, wherein the casting vessel defines a component geometry and includes an internal passage and one or more cooling fluids in fluid communication with the internal passage. Including a channel and one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling channels. This model is digitally divided into a plurality of parts, each of which is converted into a mold, where the plurality of parts include one or more precision metal inserts to create an internal passageway, 1 The component geometry, including one or more cooling channels and one or more surface grooves, and one or more alignment features are defined. A flexible mold is then cast from each mold. A ceramic core is cast from each flexible mold. In at least two parts, a ceramic outer shell is cast from each flexible mold. A ceramic casting vessel is formed by assembling a ceramic core in a ceramic shell. Next, the metal is cast into a ceramic casting vessel. The ceramic casting vessel is subsequently removed to provide an inner passage, one or more cooling passages in fluid communication with the inner passage, and one or more surfaces in fluid communication with the one or more cooling passages. The substrate of the component having a groove is exposed.

さらに別の実施形態において、1つまたは複数の表面冷却チャネルを含む構成要素を鋳造する方法が開示されている。方法は、特定のモデルの所望されるセラミック製の鋳造容器を提供し、この鋳造容器が、構成要素の幾何学形状を画定し、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを含むステップと、このモデルを複数の部分にデジタル式に分割するステップとを含む。複数の部分は、1つまたは複数の中核部分と、少なくとも2つの外殻部分とを画定する。複数の部分の各々は次に、成形型に変換される。1つまたは複数の精密金属インサートが、複数の部分の1つまたは複数に配置されることで、内部通路と、1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の表面の溝と、1つまたは複数の整列機構とを含む構成要素の幾何学形状を画定する。次に各々の成形型から可撓性の鋳型が鋳造される。それぞれの可撓性の鋳型は、その間に空洞を画定するように組み立てられる。それぞれの可撓性の鋳型からセラミック製の中核が鋳造され、少なくとも2つの部分において、それぞれの可撓性の鋳型からセラミック製の外殻が鋳造される。1つまたは複数の整列機構を利用して、セラミック製の外殻部分の中でセラミック製の中核を組み立てることによって、セラミック製の鋳造容器が形成される。その後金属が、セラミック製の鋳造容器内に鋳造される。その後セラミック製の鋳造容器を取り外すことで、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを有する構成要素の基体が露呈する。最終的には基体の表面の少なくとも一部にコーティングが配置され、1つまたは複数の表面の溝およびコーティングが、1つまたは複数の表面冷却チャネルを画定することで構成要素を冷却する。   In yet another embodiment, a method for casting a component that includes one or more surface cooling channels is disclosed. The method provides a particular model of a desired ceramic casting vessel, wherein the casting vessel defines a component geometry and includes an internal passage and one or more cooling fluids in fluid communication with the internal passage. Including a channel, one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling channels, and digitally dividing the model into a plurality of portions. The plurality of portions define one or more core portions and at least two outer shell portions. Each of the plurality of portions is then converted into a mold. One or more precision metal inserts are disposed in one or more of the plurality of portions to provide an internal passage, one or more cooling channels, one or more surface grooves, and one Or defining a component geometry including a plurality of alignment features. Next, a flexible mold is cast from each mold. Each flexible mold is assembled to define a cavity therebetween. A ceramic core is cast from each flexible mold and a ceramic shell is cast from each flexible mold in at least two parts. A ceramic casting vessel is formed by assembling a ceramic core within a ceramic shell portion utilizing one or more alignment mechanisms. The metal is then cast into a ceramic casting vessel. The ceramic casting vessel is then removed to provide an internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling passages. The substrate of the component having Finally, a coating is disposed on at least a portion of the surface of the substrate, and the one or more surface grooves and coating cool the component by defining one or more surface cooling channels.

本明細書で考察される実施形態によって提供されるこれらのおよび付加的な特徴は、以下の詳細な記載を図面と併せて考慮することで、より完全に理解されるであろう。   These and additional features provided by the embodiments discussed herein will be more fully understood in view of the following detailed description in conjunction with the drawings.

図面に記載される実施形態は例示であり、本質的に典型的なものであり、クレームによって定義される実施形態に限定することは意図されていない。例示の実施形態の以下の詳細な記載は、以下の図面と併せて読むことで理解することができ、図面では同様の構造体は、同様の参照番号によって示されている。   The embodiments described in the drawings are exemplary, exemplary in nature, and are not intended to be limited to the embodiments defined by the claims. The following detailed description of exemplary embodiments can be understood when read in conjunction with the following drawings, where like structure is indicated with like reference numerals and in which:

本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを備えた構成要素を含むガスタービンシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a gas turbine system including components with surface cooling channels according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む一例のエーロフォイル構成の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an example airfoil configuration that includes a surface cooling channel in accordance with one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法における1つのステップの断面図である。2 is a cross-sectional view of one step in a method of making a component that includes a surface cooling channel, according to one or more embodiments shown or described herein. FIG. 本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による、表面冷却チャネルを含む構成要素を作成する方法の一実装形態を描くフローチャートである。6 is a flow chart depicting one implementation of a method of creating a component that includes a surface cooling channel according to one or more embodiments shown or described herein.

本開示の1つまたは複数の特定の実施形態が以下に記載される。このような実施形態の簡潔な記載を実現しようとする中で、実際の実装形態の全ての機能が明細書に記載されない場合もある。いずれかのこのような実際の実装形態の、何らかの工学プロジェクトまたは設計プロジェクトでの開発において、例えばシステム関連および商業関連の制約に準拠するなど、この開発者の特定の目的を達成するために多数の実装形態に固有の決定を行う必要があり、これは実装形態によって異なる可能性があることを理解されたい。さらにこのような開発の取り組みは、複雑で時間がかかるものではあるが、それでもやはり、本開示の恩恵を有する当業者にとって、設計、作製および製造を請け負うことは日常的であることを理解されたい。   One or more specific embodiments of the present disclosure are described below. In an attempt to achieve a concise description of such an embodiment, not all functions of the actual implementation may be described in the specification. In the development of any such actual implementation in any engineering or design project, a number of to achieve this developer's specific objectives, for example, to comply with system-related and commercial-related constraints It should be understood that implementation specific decisions need to be made and this may vary from implementation to implementation. Further, although such development efforts are complex and time consuming, it is nevertheless understood that it is routine to undertake design, fabrication and manufacture for those skilled in the art having the benefit of this disclosure. .

本開示の種々の実施形態の要素を取り上げる際、冠詞「a」、「an」、「the」および「前記」は、1つまたは複数の要素があることを意味することが意図されている。用語「備える」、「含む」および「有する」は、包括的であり、記載される要素以外の追加の要素がある可能性があることを意味することが意図されている。   In addressing elements of various embodiments of the present disclosure, the articles “a”, “an”, “the” and “above” are intended to mean that there are one or more elements. The terms “comprising”, “including” and “having” are intended to be inclusive and mean that there may be additional elements other than the elements described.

例えばエーロフォイルなどの金属、セラミック、ポリマーおよび/または複合材料システムから作成された高性能の製品内に表面冷却チャネルを作製する方法が開示されている。この方法によって、改善された冷却特徴を持つエーロフォイル設計を製作することが可能になり、この特徴によって、表面冷却チャネルを鋳造後に機械加工する必要がなくなる。一実施形態において、冷却材出口機構が、コーティングを配置した後、塗布されたコーティング内に配置される場合がある、あるいは表面冷却チャネルが、この部分の縁部から離れて出て行くように配向される場合もある。   Methods are disclosed for making surface cooling channels in high performance products made from metals, ceramics, polymers and / or composite systems, such as airfoils. This method makes it possible to produce an airfoil design with improved cooling characteristics, which eliminates the need to machine the surface cooling channel after casting. In one embodiment, the coolant outlet mechanism may be placed in the applied coating after placing the coating, or oriented so that the surface cooling channel exits away from the edge of this portion. Sometimes it is done.

この製作方法は、リソグラフィおよびリソグラフィ機械加工技術の利用に基づいた新規の成形または鋳造工程を利用することで、完成したエーロフォイルの三次元モデルを作り出す。方法は、本明細書により詳細に記載される。   This fabrication method utilizes a novel forming or casting process based on the use of lithography and lithographic machining techniques to create a three-dimensional model of the finished airfoil. The method is described in more detail herein.

図1は、ガスタービンシステム10の概略図である。システム10は、1つまたは複数の圧縮機12と、燃焼器14と、タービン16と、燃料ノズル20とを含むことができる。圧縮機12およびタービン16は、1つまたは複数のシャフト18に結合されてよい。シャフト18は、1本のシャフトの場合、あるいは複数のシャフト部分を併せて結合してシャフト18を形成する場合がある。   FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine system 10. The system 10 can include one or more compressors 12, a combustor 14, a turbine 16, and a fuel nozzle 20. The compressor 12 and the turbine 16 may be coupled to one or more shafts 18. The shaft 18 may be a single shaft or may be formed by combining a plurality of shaft portions together.

ガスタービンシステム10は、いくつかの高温ガス路構成要素を含む場合がある。高温ガス路構成要素は、システム10の任意の構成要素であり、これは少なくとも部分的にシステム10を通る高温のガス流に曝される。例えば動翼組立体(これはまたブレードまたはブレード組立体としても知られる)、ノズル組立体(これは静翼または静翼組立体としても知られる)、シュラウド組立体、移行部分、保持リングおよび圧縮機排気構成要素は全て、高温ガス路構成要素である。しかしながら本開示の高温ガス路構成要素は、上記の例に限定されるものではなく、高温のガス流に少なくとも部分的に曝されるいずれの構成要素でもよいことを理解されたい。さらに、本開示の高温ガス路構成要素は、ガスタービンシステム10の中の構成要素に限定されるものではなく、高温の流れに曝される可能性のある機械またはその構成要素のいずれの部品でもあり得ることを理解されたい。   The gas turbine system 10 may include several hot gas path components. The hot gas path component is an optional component of the system 10 that is at least partially exposed to the hot gas flow through the system 10. For example, blade assemblies (also known as blades or blade assemblies), nozzle assemblies (also known as vanes or vane assemblies), shroud assemblies, transition parts, retaining rings and compression All machine exhaust components are hot gas path components. However, it should be understood that the hot gas path components of the present disclosure are not limited to the above examples and may be any components that are at least partially exposed to the hot gas stream. Further, the hot gas path components of the present disclosure are not limited to components in the gas turbine system 10, but may be any machine or any component of that component that may be exposed to high temperature flows. Please understand that this is possible.

高温ガス路構成要素が、高温ガス流に曝される際、高温ガス路構成要素は、高温ガス流によって加熱され、高温ガス路構成要素が故障する温度に達する場合がある。したがってシステム10が、高温においても高温ガス流と共に作動することを可能にし、システム10の効率や性能を上げるために高温ガス路構成要素を冷却するシステムが必要になる。   As the hot gas path component is exposed to the hot gas stream, the hot gas path component may be heated by the hot gas stream and reach a temperature at which the hot gas path component fails. Accordingly, there is a need for a system that cools the hot gas path components to allow the system 10 to operate with a hot gas stream even at high temperatures and increase the efficiency and performance of the system 10.

一般に、本開示の冷却システムは、一連の小型の冷却チャネル、すなわちマイクロチャネルを含んでおり、これは高温ガス路構成要素の表面に形成される。高温ガス路構成要素は、1つまたは複数の溝と、これらの溝を埋めるコーティングを含み、マイクロチャネルを形成することができる。プレナムからマイクロチャネルに冷却流体が供給されてよく、冷却流体がマイクロチャネルを通って流れることで、コーティングと基体を冷却することができる。   In general, the cooling system of the present disclosure includes a series of small cooling channels, or microchannels, that are formed on the surface of a hot gas path component. The hot gas path component can include one or more grooves and a coating that fills these grooves to form a microchannel. A cooling fluid may be supplied from the plenum to the microchannel, and the cooling fluid may flow through the microchannel to cool the coating and the substrate.

次に図2を参照すると、エーロフォイル構成を有する高温ガス構成要素30の一例が示されている。指摘されるように、構成要素30は、外側の面34と、内側の面36を備えた基体32を備える。基体32の内側の面36は、少なくとも1つの中空の内部空間38を画定する。代替の一実施形態において、中空の内部空間の代わりに、高温ガス構成要素30が供給空洞を含む場合もある。基体32の外側の面34は、いくつかの表面冷却チャネル40を画定する。表面冷却チャネル40はそれぞれ、少なくとも部分的に基体32の外側の面34に沿って延在し、1つまたは複数の冷却路41を介して少なくとも1つの中空の内部空間38と流体連通する。基体32の外側の面34の少なくとも一部にわたって、より詳細には基体32の外側の面34の中に形成された1つまたは複数の溝44を覆うようにコーティング42が配置され、この溝がコーティング42と組み合わさって、表面冷却チャネル40を形成する。一実施形態において、高温ガス構成要素30が、複数のコーティング42を含む場合があり、表面冷却チャネル40は、基体32内または一部が基体32内、および1つまたは複数のコーティング42の中に形成される場合もある。   Referring now to FIG. 2, an example of a hot gas component 30 having an airfoil configuration is shown. As noted, the component 30 comprises a substrate 32 with an outer surface 34 and an inner surface 36. The inner surface 36 of the substrate 32 defines at least one hollow interior space 38. In an alternative embodiment, instead of a hollow interior space, the hot gas component 30 may include a supply cavity. The outer surface 34 of the substrate 32 defines a number of surface cooling channels 40. Each surface cooling channel 40 extends at least partially along the outer surface 34 of the substrate 32 and is in fluid communication with at least one hollow interior space 38 via one or more cooling passages 41. A coating 42 is disposed over at least a portion of the outer surface 34 of the substrate 32, and more specifically, over one or more grooves 44 formed in the outer surface 34 of the substrate 32, and the grooves In combination with the coating 42, the surface cooling channel 40 is formed. In one embodiment, the hot gas component 30 may include a plurality of coatings 42, and the surface cooling channel 40 may be in the substrate 32 or in part in the substrate 32 and in one or more coatings 42. Sometimes formed.

以下に記載するように、本明細書に開示される方法は、リソグラフィおよびリソグラフィ機械加工技術を含むことで、完成した構成要素、より詳細には複数の表面冷却チャネルを含むエーロフォイルの三次元モデルを作り出す。最初に、コンピュータ処理された設計システムを利用してエーロフォイルなどの構成要素のデジタルモデルが形成されるが、その利用は当分野でよく知られている。デジタルモデルはその後、鋳造するために複数の部分に分割される。複数の鋳造物が最終的に鋳造容器内に組み立てられ、その中に合金が鋳造される。鋳造容器を最終的に取り外すことで、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の開放した表面冷却チャネルとを有する冷却可能な構造体が露呈する。この方法により、構成要素が開放した表面冷却チャネルを形成するのに鋳造後に機械加工する必要がなくなる。   As described below, the methods disclosed herein include lithography and lithographic machining techniques to provide a three-dimensional model of an airfoil that includes completed components, and more particularly, a plurality of surface cooling channels. To produce. Initially, a digital model of a component such as an airfoil is formed using a computerized design system, the use of which is well known in the art. The digital model is then divided into parts for casting. A plurality of castings are finally assembled into a casting vessel in which the alloy is cast. The final removal of the casting vessel reveals a coolable structure having an internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more open surface cooling channels. . This method eliminates the need for machining after casting to form a surface cooling channel with open components.

先に指摘したように、本明細書に開示される方法によって作製される一例の実施形態は、ガスタービンエーロフォイルの作製であり、これは、複数の表面冷却チャネルと流体連通する内部の中空の通路を含んでいる。   As pointed out above, an example embodiment made by the method disclosed herein is the creation of a gas turbine airfoil, which is an internal hollow fluid in fluid communication with a plurality of surface cooling channels. Includes a passage.

より詳細に図3から図16を参照すると、構成要素30を作製する方法におけるいくつかのステップが開示されている。より詳細には、セラミック製の鋳造容器56のセラミック製の中核52と、セラミック製の外殻54を製造するための方法におけるいくつかのステップが開示されており、この容器は中に構成要素30の内部通路と、1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の表面冷却チャネルとを画定する。   Referring to FIGS. 3-16 in more detail, several steps in the method of making the component 30 are disclosed. More particularly, several steps in a method for manufacturing a ceramic core 52 and a ceramic outer shell 54 of a ceramic casting container 56 are disclosed, the container having a component 30 therein. A plurality of internal passages, one or more cooling paths, and one or more surface cooling channels.

指摘されるように、方法は、高温ガス構成要素30の外側の面34に、内部通路38と流体連通するように1つまたは複数の表面チャネル、すなわち溝44を形成するステップ(図2に最もよく示される)を提供する。例示の例の場合、複数の溝44が、外側の面34に形成される。溝44の各々は、少なくとも部分的に構成要素30の表面34に沿って延在する。一実施形態において、例えば図3に示されるように、最初に所望のセラミック製の鋳造容器56のモデル50が設けられ、これは、構成要素30を画定し、複数のインサート(以下に記載する)を含むことで、内部通路38(図2)と、1つまたは複数の冷却路41(図2)と、1つまたは複数の溝44(図2)とを画定する。モデルは図4に示されるように、複数の部分にデジタル式に分割される。より具体的にはモデルがデジタル式に分割されることで、1つまたは複数の中核部分と(その1つの中核部分60が示される)、少なくとも2つの外殻部分62および64を画定する。例示の実施形態において、中核部分60は、単独の部分によって画定されるように示されているが、単独の部分として形成するのに複雑過ぎる場合もあり、代替として複数の中核部分として形成される場合もあることに留意されたい。一実施形態において、中核および外殻の各々を2つ以上の部分に分割することで、作製し易くすることができ、より精密な細部を含むことが可能になる。   As noted, the method includes forming one or more surface channels, or grooves 44, in the outer surface 34 of the hot gas component 30 so as to be in fluid communication with the internal passage 38 (most in FIG. 2). Well-provided). In the illustrated example, a plurality of grooves 44 are formed in the outer surface 34. Each of the grooves 44 extends at least partially along the surface 34 of the component 30. In one embodiment, for example, as shown in FIG. 3, a model 50 of a desired ceramic casting vessel 56 is first provided, which defines a component 30 and includes a plurality of inserts (described below). To define an internal passage 38 (FIG. 2), one or more cooling passages 41 (FIG. 2), and one or more grooves 44 (FIG. 2). The model is digitally divided into a plurality of parts, as shown in FIG. More specifically, the model is digitally partitioned to define one or more core portions (with one core portion 60 shown) and at least two outer shell portions 62 and 64. In the illustrated embodiment, the core portion 60 is shown as being defined by a single portion, but may be too complex to be formed as a single portion, and alternatively is formed as a plurality of core portions. Note that this may be the case. In one embodiment, each of the core and outer shell can be divided into two or more parts to facilitate fabrication and to include more precise details.

次に図5を参照すると、次に複数の部分の各々を、より具体的には中核部分60と、複数の外殻部分62および64が成形型66に変換される。各々の成形型66は、よく知られた機械加工工程を利用してデジタルモデル50から形成され、各々の部分60、62、64をそれぞれの成形型66に変換する。成形型66の各々は、デジタルモデル50から既知の機械加工工程を利用して形成され、各々の部分60、62、64をそれぞれの成形型66に変換する。複数の部分60、62および64の少なくとも1つが、複数の精密金属インサート70を含むことで、1つまたは複数の冷却路41と、1つまたは複数の表面の溝44を含む構成要素30の幾何学形状を画定する。このような部品の図面に示される二次元断面ではなく、三次元性を念頭に置くことで、一実施形態において金属インサート70は、それ自体の複数の層で形成されてよく、例えばエッチングされ、その後所定の位置に積み重ねられた、または固定された銅製のシートで形成されてよい。これに加えて、1つまたは複数の精密金属インサート70は、1つまたは複数の整列機構72を画定するために含まれる場合もある。より具体的には図5に示されるように、中核部分60は、2つの協働する成形型67および69に変換され、これらは最終的には、セラミック製の鋳造容器56のセラミック製の中核52を形成する。成形型66の各々は、機械加工することが可能な何らかの柔軟で安定した金属または金属合金で形成される。好ましい一実施形態において、成形型66は、費用の利点および機械加工し易いようにアルミニウム材料で形成される。成形型66の各々、より詳細には成形型67および69は、機械加工された面68と、精密金属インサート70と、整列機構72とを組み込み、鋳造されるべき構成要素の目的とする形状を反映する。好ましい一実施形態において、精密金属インサート70は、エッチングされた銅で形成され、1つまたは複数の冷却路41(図2)および1つまたは複数の表面の溝44を含む最終製品の幾何学形状を反映している。エッチングまたはリソグラフィ技術によって容易に細工されるという点で、銅が精密金属インサート70に好ましい材料であるが、任意の金属または合金も、このような技術が作用する対象となる。例えば図3に示されるように、それぞれの溝44の最終的な幾何学形状は、底部46と頂部48を有し、底部46は頂部48より幅が広いため、各々の溝44は、内側にくぼんだ形状の溝44である。例えば図3で指摘されるように、方法はさらに、それぞれの溝44の底部46に結合した1つまたは複数の冷却路56を形成することで、溝44と1つの中空の内部空間38の間の流体連通を実現するステップを含む。1つまたは複数の冷却路56は典型的には、円形または楕円形の断面である。1つまたは複数の冷却路56は、それぞれの溝44(図3に示される)の底部46に対して直角である、あるいはより一般的には、溝44の底部46に対して20−90度の範囲の角度で形成されてよい。溝44は本明細書には内側にくぼんだタイプの溝として記載されるが、溝44を開放した形式の溝として作製することも本明細書では予想される。成形型66の結果として生じる全体の表面の幾何学形状74は、機械加工された面68と、精密機械インサート70を組み合わせたものであり、セラミック製の中核52の最終的な形状を示すものである。   Next, referring to FIG. 5, each of the plurality of portions, more specifically, the core portion 60 and the plurality of outer shell portions 62 and 64 are converted into a mold 66. Each mold 66 is formed from the digital model 50 using well-known machining processes and converts each portion 60, 62, 64 to a respective mold 66. Each of the molds 66 is formed from the digital model 50 using known machining processes and converts each portion 60, 62, 64 to a respective mold 66. At least one of the plurality of portions 60, 62 and 64 includes a plurality of precision metal inserts 70 so that the geometry of the component 30 includes one or more cooling channels 41 and one or more surface grooves 44. Define the geometric shape. With the three-dimensionality in mind, rather than the two-dimensional cross section shown in the drawings of such parts, in one embodiment, the metal insert 70 may be formed with its own multiple layers, eg, etched, It may then be formed of copper sheets stacked or fixed in place. In addition, one or more precision metal inserts 70 may be included to define one or more alignment features 72. More specifically, as shown in FIG. 5, the core portion 60 is converted into two cooperating molds 67 and 69 which ultimately will be the ceramic core of the ceramic casting vessel 56. 52 is formed. Each of the molds 66 is formed of some flexible and stable metal or metal alloy that can be machined. In a preferred embodiment, the mold 66 is formed of an aluminum material for cost advantages and ease of machining. Each of the molds 66, and more specifically the molds 67 and 69, incorporate a machined surface 68, a precision metal insert 70, and an alignment mechanism 72 to provide the desired shape of the component to be cast. reflect. In one preferred embodiment, the precision metal insert 70 is formed of etched copper and includes one or more cooling channels 41 (FIG. 2) and one or more surface grooves 44. Is reflected. Copper is the preferred material for the precision metal insert 70 in that it is easily crafted by etching or lithographic techniques, but any metal or alloy is also a subject for such techniques to work. For example, as shown in FIG. 3, the final geometry of each groove 44 has a bottom 46 and a top 48, and the bottom 46 is wider than the top 48 so that each groove 44 is on the inside. It is a groove 44 having a hollow shape. For example, as pointed out in FIG. 3, the method further includes forming one or more cooling passages 56 coupled to the bottom 46 of each groove 44 to provide a space between the groove 44 and one hollow interior space 38. Realizing the fluid communication. The one or more cooling channels 56 are typically circular or elliptical in cross section. The one or more cooling channels 56 are perpendicular to the bottom 46 of each groove 44 (shown in FIG. 3), or more generally, 20-90 degrees relative to the bottom 46 of the groove 44. It may be formed at an angle in the range. Although the groove 44 is described herein as an inwardly recessed type groove, it is also contemplated herein that the groove 44 is made as an open type groove. The overall surface geometry 74 resulting from the mold 66 is a combination of a machined surface 68 and a precision machine insert 70 that represents the final shape of the ceramic core 52. is there.

次に図6を参照すると、複数の可撓性の鋳型80が次に、成形型66から、より詳細には成形型67および69から鋳造される。この可撓性の鋳型80によって、各々の成形型66の結果として生じる表面の幾何学形状74、より詳細には各々の成形型67および69の機械加工された面68と、精密金属インサート70を複製することが可能になる。   Referring now to FIG. 6, a plurality of flexible molds 80 are then cast from mold 66, and more specifically from molds 67 and 69. With this flexible mold 80, the resulting surface geometry 74 of each mold 66, more specifically the machined surface 68 of each mold 67 and 69, and the precision metal insert 70 are provided. It becomes possible to duplicate.

図7に最もよく示されるように、硬化作業に続いて、成形型67および69が取り外されることで、可撓性の鋳型80が露呈する。可撓性の鋳型80は、その間に空洞82を画定するように、互いに対して位置決めされ整列される。空洞82は、セラミック製の中核52の形状を示すものである。一実施形態において、整列機構72の形態で整列インサート84を利用することで、可撓性の鋳型80の各々の片側を互いに対して適切に整列させるのを助ける。   As best shown in FIG. 7, following the curing operation, molds 67 and 69 are removed, exposing flexible mold 80. The flexible molds 80 are positioned and aligned with respect to each other so as to define a cavity 82 therebetween. The cavity 82 indicates the shape of the core 52 made of ceramic. In one embodiment, utilizing an alignment insert 84 in the form of an alignment mechanism 72 helps to properly align each side of each flexible mold 80 with respect to each other.

次に図8を参照して、可撓性の鋳型80の2つの片側を整列させた後、空洞82は、セラミック製の鋳造材86によって満たされる。硬化させた後、可撓性の鋳型80が取り外されることで、セラミック製の中核52が露呈し、これは1つまたは複数の冷却路41と、1つまたは複数の表面の溝44を形成する正確な機構を含んでおり、これらは最終的には1つまたは複数の表面冷却チャネル40を形成する。   Referring now to FIG. 8, after aligning the two sides of the flexible mold 80, the cavity 82 is filled with a ceramic casting 86. After curing, the flexible mold 80 is removed, exposing the ceramic core 52, which forms one or more cooling channels 41 and one or more surface grooves 44. The precise features are included, which ultimately form one or more surface cooling channels 40.

セラミック製の中核52の作製に加えて、セラミック製の鋳造容器56はさらに、セラミック製の外殻54を含んでいる。したがって次に少なくとも2つの部分62および64においてセラミック製の外殻54が鋳造され、これらはその後一緒に接合され、セラミック製の中核52と組み合わせることで、1つまたは複数の表面の溝44を含む構成要素30を作製することが可能になる。先に詳細に記載したように、例えば図2のエーロフォイル30などのエーロフォイルの作製の好ましい一実施形態において、外殻部分62および64は、セラミック製の外核54のデジタルモデル50(図3および図5)に基づいて作製される。好ましい一実施形態では、デジタルモデル50、より詳細にはセラミック製の鋳造容器56は、吸引側と圧力側に分けられる。セラミック製の鋳造容器56の分割に関する代替の場所も本明細書では予想され、これは、形状および作製のしやすさを含めた設計パラメータに左右され、この場合、一部の部品が3つ以上の外殻部分を必要とする場合もあることが理解される。   In addition to making the ceramic core 52, the ceramic casting container 56 further includes a ceramic outer shell 54. Accordingly, the ceramic shell 54 is then cast in at least two portions 62 and 64, which are then joined together and combined with the ceramic core 52 to include one or more surface grooves 44. The component 30 can be made. As described in detail above, in a preferred embodiment of making an airfoil, such as, for example, airfoil 30 of FIG. 2, the outer shell portions 62 and 64 are made of a digital model 50 of a ceramic outer core 54 (FIG. 3). And FIG. 5). In a preferred embodiment, the digital model 50, more specifically a ceramic casting vessel 56, is divided into a suction side and a pressure side. Alternative locations for the division of the ceramic casting vessel 56 are also envisaged herein, depending on design parameters including shape and ease of fabrication, where some parts are more than two It is understood that the outer shell portion may be required.

次に図9および図11を参照すると、セラミック製の鋳造容器56のセラミック製の外殻54を備える各々の外殻部分62および64に対する成形型が作製される。より詳細には、示されるように、中核部分60に関して先に記載したのと同様の一般的なやり方で、各々の外殻部分62および64に対して第1の成形型90および第2の成形型92が作製される。図9は、外殻部分62の外側94の第1の成形型90を示しており、これはその後に続く外側94の可撓性の鋳型の鋳造に備えて作製されている。図11は、外殻部分62の内側96の第2の成形型92を示しており、これはその後に続く内側96の可撓性の鋳型の鋳造に備えて作製されている。示されていないが、外殻部分64に対しても同様のやり方で付加的な成形型が作製され、これは外殻部分64の内側と外側両方を描いている。一実施形態において成形型90および92は、アルミニウムなどの柔軟な金属材料または金属合金で形成される。先に詳細に記載したように、正確な工具による仕上げ作業が必要な場合、図3−8の精密金属インサート70と同様の精密金属インサート(図示せず)が、成形型90および92に挿入される場合もある。これに加えて、一実施形態において協働する整列機構98が各々の成形型90および92に含まれることで、その後の可撓性の鋳型を作製するステップにおいて成形型90および92を整列し易くする場合もある。   Referring now to FIGS. 9 and 11, a mold for each outer shell portion 62 and 64 comprising the ceramic outer shell 54 of the ceramic casting vessel 56 is made. More particularly, as shown, first mold 90 and second mold for each outer shell portion 62 and 64 in a general manner similar to that described above with respect to core portion 60. A mold 92 is produced. FIG. 9 shows a first mold 90 on the outer side 94 of the outer shell portion 62, which is made in preparation for the subsequent casting of the outer 94 flexible mold. FIG. 11 shows a second mold 92 on the inner side 96 of the outer shell portion 62 that is made in preparation for the subsequent casting of the inner 96 flexible mold. Although not shown, additional molds are made in a similar manner for the shell portion 64, which depicts both the inside and the outside of the shell portion 64. In one embodiment, molds 90 and 92 are formed of a flexible metal material such as aluminum or a metal alloy. As detailed above, a precision metal insert (not shown) similar to the precision metal insert 70 of FIGS. 3-8 is inserted into the molds 90 and 92 when precise tooling is required. There is also a case. In addition, in one embodiment, a cooperating alignment mechanism 98 is included in each mold 90 and 92 to facilitate aligning the molds 90 and 92 in subsequent steps of making a flexible mold. There is also a case.

可撓性の鋳型が次に、各々の成形型90および92に対して作成される。より具体的には図10および図12に示されるように、可撓性の鋳型100が、成形型90から形成され、可撓性の鋳型102は、成形型92から形成される。可撓性の鋳型100および102は、中核部分60の可撓性の鋳型80に関して概ね上記に記載したやり方で形成される。これに加えて、外殻部分64に対しても同様のやり方で付加的な可撓性の鋳型が作製され、これは外殻部分64の内側と外側の両方を描いている。   A flexible mold is then created for each mold 90 and 92. More specifically, as shown in FIGS. 10 and 12, the flexible mold 100 is formed from a mold 90, and the flexible mold 102 is formed from a mold 92. The flexible molds 100 and 102 are formed in the manner generally described above with respect to the flexible mold 80 of the core portion 60. In addition, an additional flexible mold is made in a similar manner for the shell portion 64, which depicts both the inside and the outside of the shell portion 64.

次に図13に最もよく示されるように、外殻部分62に対して作成された可撓性の鋳型100および102が、その間に空洞82を画定するように位置決めされ整列される。示される実施形態では、空洞104は、最終的なセラミック製の外殻54の一部の形状を示すものである。形成された整列機構98において整列インサート106を利用することで、可撓性の鋳型100および102の各々の片側を互いに対して適切に位置決めするのを助けることができる。可撓性の鋳型100および102の2つの片側を整列させた後、空洞104は、セラミック製の鋳造材108によって満たされる。硬化させた後、可撓性の鋳型100および102が取り外されることで、セラミック製の鋳造容器56の一部、より詳細にはセラミック製の外殻54の片側が露呈する。この工程は、セラミック製の鋳造容器56のセラミック製の外殻54の残りの片側を作製するために繰り返される。   Next, as best shown in FIG. 13, the flexible molds 100 and 102 created for the shell portion 62 are positioned and aligned to define a cavity 82 therebetween. In the embodiment shown, the cavity 104 represents the shape of a portion of the final ceramic shell 54. Utilizing the alignment insert 106 in the formed alignment mechanism 98 can help to properly position one side of each of the flexible molds 100 and 102 relative to each other. After aligning the two sides of the flexible molds 100 and 102, the cavity 104 is filled with a ceramic casting 108. After curing, the flexible molds 100 and 102 are removed, exposing a portion of the ceramic casting vessel 56, more specifically one side of the ceramic outer shell 54. This process is repeated to produce the remaining side of the ceramic shell 54 of the ceramic casting vessel 56.

次に図14を参照すると、2つのセラミック製の外殻54の中でセラミック製の中核52を組み立て、これにより構成要素30の完全な鋳型を画定することにより、次にセラミック製の鋳造容器56が形成される。セラミック製の鋳造容器56は、中に画定された複数の空洞112を有する。一実施形態において、少なくとも2つの外殻部分62および64の中に、よって結果として生じる2つのセラミック製の外殻54に位置特定機構がある場合があり、これは1つまたは複数の中核部分60、よって結果として生じるセラミック製の中核52の中の頂部開放位置と整列しその中に挿入される。このような位置特定機構によって、中核と外殻の両方において「固定する」ことが可能になり、これにより表面チャネルを開放したままにし、溶融した金属が、セラミック製の中核52とセラミック製の外殻54の間のウェブを埋めないように維持することが可能になる。   Referring now to FIG. 14, by assembling a ceramic core 52 in two ceramic shells 54, thereby defining a complete mold for the component 30, a ceramic casting vessel 56 is then formed. Is formed. The ceramic casting vessel 56 has a plurality of cavities 112 defined therein. In one embodiment, there may be a locating mechanism in the at least two outer shell portions 62 and 64, and thus in the resulting two ceramic outer shells 54, which is one or more core portions 60. , Thus aligned with and inserted into the top open position in the resulting ceramic core 52. Such a positioning mechanism makes it possible to “fix” in both the core and the outer shell, thereby leaving the surface channels open, and the molten metal can be separated from the ceramic core 52 and the ceramic outer. It becomes possible to keep the web between the shells 54 from filling.

セラミック製の鋳造容器56はその後、当分野で既知のよく知られた工程を利用して溶融した金属110をセラミック製の鋳造容器56の中に、より詳細には、その中に画定された空洞112の中で受けることで、複数の表面の溝44を含んだ鋳造ガスタービンブレード30を形成する。好ましい一実施形態において、溶融した金属110は、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許第5,626,462号、Melvin R. Jackson等の「Double-wall airfoil」において考察されるように、任意の好適な金属材料を含むことができる。構成要素30の目的とする用途に応じて、これはニッケルベース、銅ベースおよび鉄ベースの超合金を含む可能性がある。ニッケルベースの超合金は、γとγ’層の両方を含むものであってよく、詳細にはγとγ’層の両方を含むニッケルベースの超合金であってよく、この場合、γ’層は、この超合金の体積の少なくとも40%を占める。このような合金は、高温強度および高温クリープ抵抗を含む望ましい特性が組み合わされることから、有利であることが知られている。金属材料110はまた、NiAl金属間合金である場合もあり、これらの合金は、高温強度および高温クリープ抵抗を含めた優れた特性を組み合わせたものを有することが知られており、これらの特性は、航空機に使用されるタービンエンジン用途で使用するのに有利である。ニオブベースの合金の場合、優れた耐酸化性を有するコーティングされたニオブベースの合金が好ましく、特にそのような合金は、Nb-(27-40)Ti-(4.5-10.5)Al-(4.5-7.9)Cr-(1.5-5.5)Hf-(0-6)Vであり、この場合、その組成の範囲は、原子の割合である。金属材料はまた、少なくとも1つの二次相を含むニオブベースの合金である場合もあり、例えばケイ化物、カーバイドまたはホウ化物などのニオブを含有する金属間化合物などである。このような合金は、延性相(すなわちニオブベースの合金)と、強化相(すなわちニオブを含有する金属間化合物)の複合材料である。他の構成の場合、金属材料は、モリブデンベースの合金であり、例えばMo5SiB2および/またはMo3Siの二次相を備えたモリブデン(固溶体)ベースの合金などである。他の構成の場合、金属材料は、セラミック基複合材料(CMC)であり、例えばSiCファイバで強化されたシリコンカーバイド(SiC)マトリクスなどである。他の構成の場合、金属材料は、TiAlベースの金属間化合物である。 The ceramic casting vessel 56 then utilizes a well-known process known in the art to melt the molten metal 110 into the ceramic casting vessel 56, and more particularly, the cavity defined therein. By receiving in 112, a cast gas turbine blade 30 including a plurality of surface grooves 44 is formed. In one preferred embodiment, the molten metal 110 is prepared from US Pat. No. 5,626,462, Melvin R., which is incorporated herein in its entirety. Any suitable metallic material can be included, as discussed in Jackson et al. “Double-wall airfoil”. Depending on the intended use of the component 30, this may include nickel-based, copper-based and iron-based superalloys. The nickel-based superalloy may include both γ and γ ′ layers, and in particular may be a nickel-based superalloy including both γ and γ ′ layers, in which case the γ ′ layer Occupies at least 40% of the volume of the superalloy. Such alloys are known to be advantageous because they combine desirable properties including high temperature strength and high temperature creep resistance. Metal material 110 may also be NiAl intermetallic alloys, and these alloys are known to have a combination of superior properties including high temperature strength and high temperature creep resistance, these properties being This is advantageous for use in turbine engine applications used in aircraft. In the case of niobium-based alloys, coated niobium-based alloys with excellent oxidation resistance are preferred, especially such alloys are Nb- (27-40) Ti- (4.5-10.5) Al. -(4.5-7.9) Cr- (1.5-5.5) Hf- (0-6) V, where the composition range is the proportion of atoms. The metallic material may also be a niobium-based alloy containing at least one secondary phase, such as an intermetallic compound containing niobium such as silicide, carbide or boride. Such an alloy is a composite material of a ductile phase (ie, a niobium-based alloy) and a reinforcing phase (ie, an intermetallic compound containing niobium). In other configurations, the metal material is a molybdenum-based alloy, such as a molybdenum (solid solution) -based alloy with a secondary phase of Mo 5 SiB 2 and / or Mo 3 Si. In other configurations, the metal material is a ceramic matrix composite (CMC), such as a silicon carbide (SiC) matrix reinforced with SiC fibers. In other configurations, the metal material is a TiAl-based intermetallic compound.

セラミック製の鋳造容器56が次に取り外されることで、内部通路38と、内部通路38と流体連通する1つまたは複数の冷却路41と、1つまたは複数の冷却路41と流体連通する1つまたは複数の表面の溝44とを有する構成要素30が露呈し、その一部が図15に示されている。例えば図15で指摘されるように、方法はさらに、構成要素30の基体32の表面34の少なくとも一部にわたってコーティング42を配置するステップを含む。より詳細には、一実施形態においてコーティング42は、1つまたは複数の溝44の開放した溝を直接覆うように基体32の表面34の少なくとも一部にわたって配置される。本明細書で使用されるように「開放した」とは、溝44が空であることを意味しており、すなわちそれらが犠牲充填材で満たされていないことを意味している。図15に示されるように、例えば溝44とコーティング42が、いくつかの内側にくぼんだ形状のチャネル40を画定することで構成要素30を冷却する。基板32とコーティング42はさらに、複数の出口フィルム穴(図示せず)を画定することができる。一例のコーティング42は、米国特許第5,640,767号および米国特許第5,626,462号において提供されており、これらはその全体が参照により本明細書に組み込まれている。米国特許第5,626,426号で考察されるように、コーティング42は、基体32の表面34の一部に付着されている。   The ceramic casting vessel 56 is then removed to provide an internal passage 38, one or more cooling passages 41 in fluid communication with the internal passage 38, and one in fluid communication with the one or more cooling passages 41. Alternatively, a component 30 having a plurality of surface grooves 44 is exposed, some of which are shown in FIG. For example, as pointed out in FIG. 15, the method further includes disposing a coating 42 over at least a portion of the surface 34 of the substrate 32 of the component 30. More particularly, in one embodiment, the coating 42 is disposed over at least a portion of the surface 34 of the substrate 32 so as to directly cover the open grooves of the one or more grooves 44. “Open” as used herein means that the grooves 44 are empty, that is, they are not filled with sacrificial filler. As shown in FIG. 15, for example, grooves 44 and coating 42 cool component 30 by defining several inwardly-shaped channels 40. The substrate 32 and the coating 42 can further define a plurality of exit film holes (not shown). An example coating 42 is provided in US Pat. No. 5,640,767 and US Pat. No. 5,626,462, which are hereby incorporated by reference in their entirety. As discussed in US Pat. No. 5,626,426, the coating 42 is applied to a portion of the surface 34 of the substrate 32.

有利には、内側にくぼんだ溝44を形成することで、基体32にコーティング42を塗布するのに犠牲充填材(図示せず)を使用する必要がなくなる。これにより、充填工程およびより困難な取り外し工程も必要なくなる。狭い開口部48(頂部)を有する内側にくぼんだ形状の溝を形成することによって(例えば、およそ10−12ミルの幅の範囲内の開口部48を備える)、犠牲充填材を使用せずに、開口部48をコーティング42によって埋めることができ、これにより従来のチャネル形成技術に関する先に記載した機械加工後のステップがなくなることの他に、付加的な処理ステップ(充填および浸出)もなくすことができる。例えば図15に示される一例の構成の場合、コーティング42は、各々の溝44を完全に埋めており、そのためコーティング42は各々の表面冷却チャネル40を密閉している。これに加えて、一実施形態において少なくとも1つの冷却材出口45が、コーティング42を貫通するように画定される場合もある。   Advantageously, the formation of inwardly recessed grooves 44 eliminates the need to use a sacrificial filler (not shown) to apply the coating 42 to the substrate 32. This eliminates the need for filling and more difficult removal steps. By forming an inwardly recessed groove with a narrow opening 48 (top) (eg, with an opening 48 in the range of approximately 10-12 mils wide) without using sacrificial filler The opening 48 can be filled with a coating 42, thereby eliminating the additional processing steps (filling and leaching) in addition to eliminating the post-machining steps previously described for conventional channel formation techniques. Can do. For example, in the example configuration shown in FIG. 15, the coating 42 completely fills each groove 44 so that the coating 42 seals each surface cooling channel 40. In addition, in one embodiment, at least one coolant outlet 45 may be defined to penetrate the coating 42.

次に図16を参照すると、本明細書に示される、または記載される1つまたは複数の実施形態による表面冷却チャネル40を含む構成要素30を作成する方法150の1つの実装形態を描くフローチャートが示されている。方法150は、ステップ152において、最初に構成要素30を画定する所望のセラミック製の鋳造容器のモデルを形成することによって、最終的に1つまたは複数の表面冷却チャネル40を含むように構成要素30を鋳造するステップを含む。このモデルは、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを含む。次にステップ154において、モデルは、1つの中核部分と、複数の外殻部分を含む複数の部分にデジタル式に分割される。複数の部分の各々は、ステップ156で金属製の成形型に変換される。複数の部分が複数の精密金属インサートを含むことで、内部通路と、1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の表面の溝と、1つまたは複数の整列機構とを含む構成要素の幾何学形状を画定することができる。成形型は次に、ステップ158において整列されることで、各々の金属製の成形型から可撓性の鋳型を鋳造する。可撓性の鋳型の硬化作業に続いて、成形型が取り外されることで、可撓性の鋳型が露呈し、これはその後整列され、それぞれの可撓性の鋳型からステップ160でセラミック製の中核を鋳造し、ステップ162でセラミック製の外殻を鋳造するのに利用される。セラミック製の外殻部分の中でセラミック製の中核を組み立てることによって、ステップ164でセラミック製の鋳造容器が次に組み立てられ、この場合、組み立てステップは、1つまたは複数の整列機構を利用するステップを含む場合がある。金属材料がステップ166で、その後セラミック製の鋳造容器内に鋳造される。冷却した後、ステップ168でセラミック製の鋳造容器が取り外され、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを含む構成要素が露呈する。   Referring now to FIG. 16, a flowchart depicting one implementation of a method 150 for creating a component 30 that includes a surface cooling channel 40 according to one or more embodiments shown or described herein. It is shown. The method 150, in step 152, initially includes one or more surface cooling channels 40 by forming a model of the desired ceramic casting vessel that defines the component 30. A step of casting. The model includes an internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling passages. Next, in step 154, the model is digitally divided into a plurality of portions including a core portion and a plurality of outer shell portions. Each of the plurality of portions is converted to a metal mold at step 156. The plurality of portions includes a plurality of precision metal inserts to provide a component including an internal passage, one or more cooling passages, one or more surface grooves, and one or more alignment features. Geometric shapes can be defined. The molds are then aligned in step 158 to cast a flexible mold from each metal mold. Subsequent to the curing of the flexible mold, the mold is removed to expose the flexible mold, which is then aligned and the ceramic core from each flexible mold in step 160. And is used in step 162 to cast a ceramic outer shell. A ceramic casting vessel is then assembled at step 164 by assembling the ceramic core within the ceramic shell portion, wherein the assembling step comprises utilizing one or more alignment mechanisms. May be included. The metal material is cast in step 166 and then into a ceramic casting vessel. After cooling, the ceramic casting vessel is removed at step 168 and the internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more in fluid communication with the one or more cooling passages. The components including the surface grooves are exposed.

開示される方法を、限定された数の実施形態のみに関連して詳細に記載してきたが、開示される方法は、このような開示される実施形態に限定されるものではないことを容易に理解されたい。むしろ方法は、これまで記載されない任意の数の変形形態、代替形態、代用品または等価な構成を組み込むように改変させることができ、これらは本開示の精神および範囲に見合ったものである。加えて方法の種々の実施形態が記載されてきたが、方法の態様は、記載される実施形態の一部のみを含む場合があることを理解されたい。したがって開示される方法は、上記の記載によって限定されるものとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるのみである。   Although the disclosed method has been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the disclosed method is not limited to such disclosed embodiments. I want you to understand. Rather, the method can be modified to incorporate any number of variations, alternatives, substitutes or equivalent arrangements not heretofore described, which are commensurate with the spirit and scope of the present disclosure. In addition, while various embodiments of the method have been described, it should be understood that aspects of the method may include only some of the described embodiments. Accordingly, the disclosed method should not be considered limited by the above description, but only by the scope of the appended claims.

10 ガスタービンシステム
12 圧縮機
14 燃焼器
16 タービン
18 シャフト
20 燃料ノズル
30 高温ガス構成要素
32 基体
34 外側の面
36 内側の面
38 内部空間
40 表面冷却チャネル
41 冷却路
42 コーティング
44 溝
45 冷却材出口
46 底部
48 頂部
50 モデル
52 セラミック製の中核
54 セラミック製の外殻
56 セラミック製の鋳造容器
60 中核部分
62 外殻部分
64 外殻部分
66 成形型
68 機械加工された面
70 精密金属インサート
72 整列機構
74 結果として生じる表面
80 可撓性の鋳型
82 空洞
84 整列インサート
86 セラミック材
90 成形型
92 成形型
94 部分62の外側
96 部分62の内側
98 整列機構
100 可撓性の鋳型
102 可撓性の鋳型
104 空洞
106 整列インサート
108 セラミック製の鋳造材
110 溶融した金属
120 コーティング
122 内側のくぼんだ形状の表面冷却チャネル
150 方法
152 構成要素を画定し、内部通路と、1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の表面の溝とを含む所望のセラミック製の鋳造容器のモデルを形成する。
154 このモデルをデジタル式に複数の部分に分割する。
156 複数の部分の各々が成形型に変換され、この場合複数の部分が、複数の精密金属インサートを含むことで、構成要素の幾何学形状を画定することができる。
158 各々の成形型から可撓性の鋳型を鋳造する。
160 各々の可撓性の鋳型からセラミック製の中核を鋳造する。
162 少なくとも2つの部分において、各々の可撓性の鋳型からセラミック製の外殻を鋳造する。
164 セラミック製の外殻部分の中でセラミック製の中核を組み立てることによってセラミック製の鋳造容器を形成し、組み立てステップが、1つまたは複数の整列機構を利用するステップを含む場合がある。
166 金属をセラミック製の鋳造容器内で鋳造する。
168 セラミック製の鋳造容器を取り外すことで、内部通路と、内部通路と流体連通する1つまたは複数の冷却路と、1つまたは複数の冷却路と流体連通する1つまたは複数の表面の溝とを有する構成要素が露呈する。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine system 12 Compressor 14 Combustor 16 Turbine 18 Shaft 20 Fuel nozzle 30 Hot gas component 32 Base body 34 Outer surface 36 Inner surface 38 Interior space 40 Surface cooling channel 41 Cooling path 42 Coating 44 Groove 45 Coolant outlet 46 bottom 48 top 50 model 52 ceramic core 54 ceramic outer shell 56 ceramic casting vessel 60 core portion 62 outer shell portion 64 outer shell portion 66 mold 68 machined surface 70 precision metal insert 72 alignment mechanism 74 Resulting surface 80 Flexible mold 82 Cavity 84 Alignment insert 86 Ceramic material 90 Mold 92 Mold 94 Outside part 62 96 Inside part 62 98 Alignment mechanism 100 Flexible mold 102 Flexible mold 104 cavity 106 Alignment Insert 108 Ceramic Cast Material 110 Molten Metal 120 Coating 122 Inner Recessed Surface Cooling Channel 150 Method 152 Define Components, Internal Passage, One or More Cooling Paths, and One or More And a desired ceramic casting vessel model including a surface groove.
154 This model is digitally divided into a plurality of parts.
156 Each of the plurality of portions is converted into a mold, where the plurality of portions can include a plurality of precision metal inserts to define a component geometry.
158 Cast a flexible mold from each mold.
160 Cast the ceramic core from each flexible mold.
162 Cast the ceramic shell from each flexible mold in at least two parts.
164 Forming a ceramic casting container by assembling a ceramic core within a ceramic shell portion, the assembly step may include utilizing one or more alignment mechanisms.
166 Metal is cast in a ceramic casting vessel.
168 By removing the ceramic casting vessel, an internal passage, one or more cooling passages in fluid communication with the internal passage, and one or more surface grooves in fluid communication with the one or more cooling passages The component having is exposed.

Claims (10)

1つまたは複数の表面冷却チャネル(40)を含む構成要素(30)を鋳造する方法であって、
1つまたは複数の中核部分(60)の可撓性の鋳型(80)からセラミック製の中核(52)を鋳造するステップ(160)と、
少なくとも2つの部分において、少なくとも2つの外殻部分(62、64)のそれぞれの可撓性の鋳型(100、102)にセラミック製の外殻(54)を鋳造するステップ(162)と、
前記セラミック製の外殻部分(54)の中で前記セラミック製の中核(52)を組み立てることによって、セラミック製の鋳造容器(56)を形成するステップ(164)と、
金属基体材料(110)を前記セラミック製の鋳造容器(56)内に鋳造するステップ(166)と、
前記セラミック製の鋳造容器(56)を取り外すことで、内部通路(38)と、前記内部通路(38)と流体連通する1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と流体連通する1つまたは複数の表面の溝(44)とを中に画定する前記構成要素(30)の基体(32)を露呈するステップ(168)とを含む方法。
A method of casting a component (30) comprising one or more surface cooling channels (40) comprising:
Casting (160) a ceramic core (52) from a flexible mold (80) of one or more core portions (60);
Casting (162) a ceramic outer shell (54) in each flexible mold (100, 102) of at least two outer shell portions (62, 64) in at least two portions;
Forming a ceramic casting vessel (56) by assembling the ceramic core (52) in the ceramic shell portion (54);
Casting (166) a metal substrate material (110) into the ceramic casting vessel (56);
By removing the ceramic casting vessel (56), an internal passage (38), one or more cooling passages (41) in fluid communication with the internal passage (38), and the one or more cooling passages. Exposing (168) the substrate (32) of said component (30) defining therein one or more surface grooves (44) in fluid communication with the channel (41).
前記構成要素(30)の幾何学形状を画定し、前記内部通路(38)と、前記内部通路(38)と流体連通する1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と流体連通する1つまたは複数の表面の溝(44)とを含む所望のセラミック製の鋳造容器(56)のモデルを形成するステップ(152)と、
前記モデルを、前記中核部分(52)、前記第1の外殻部分(62)および前記第2の外殻部分(64)を画定する複数の部分にデジタル式に分割するステップ(154)と、
前記複数の部分(52、62、64)の各々を成形型(66、69、90、92)に変換するステップ(156)であって、前記複数の部分(52、62、64)が、1つまたは複数の精密金属インサート(70)を含むことで、前記内部通路(38)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の表面の溝(44)とを含む前記構成要素(30)の幾何学形状を画定するステップ(156)と、
各々の成形型(66、69、90、92)から前記可撓性の鋳型(80、100、102)を鋳造するステップ(158)とをさらに含む、請求項1記載の方法。
Defining the geometry of the component (30), the internal passage (38), one or more cooling passages (41) in fluid communication with the internal passage (38), and the one or more Forming a model (152) of a desired ceramic casting vessel (56) including one or more surface grooves (44) in fluid communication with the cooling passage (41);
Digitally dividing (154) the model into a plurality of portions defining the core portion (52), the first outer shell portion (62) and the second outer shell portion (64);
Converting each of the plurality of portions (52, 62, 64) into a mold (66, 69, 90, 92) (156), wherein the plurality of portions (52, 62, 64) is 1 By including one or more precision metal inserts (70), the internal passage (38), the one or more cooling passages (41), and the one or more surface grooves (44) Defining (156) a geometry of said component (30) comprising:
The method of claim 1, further comprising casting (158) the flexible mold (80, 100, 102) from each mold (66, 69, 90, 92).
前記基体(32)の表面(34)の少なくとも一部を覆うようにコーティング(42)を配置するステップであって、前記1つまたは複数の冷却路(41)、前記1つまたは複数の表面の溝(44)および前記コーティング(42)が、前記1つまたは複数の表面冷却チャネル(40)を画定することで、前記構成要素(30)を冷却するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。 Placing a coating (42) over at least a portion of the surface (34) of the substrate (32), the one or more cooling channels (41), of the one or more surfaces The method of any preceding claim, wherein the groove (44) and the coating (42) further comprise cooling the component (30) by defining the one or more surface cooling channels (40). . 前記コーティング(42)を貫通する少なくとも1つの冷却材出口(45)を画定するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。 The method of any preceding claim, further comprising defining at least one coolant outlet (45) through the coating (42). 前記1つまたは複数の表面の溝(41)が、内側にくぼんだ形状の溝である、請求項1記載の方法。 The method of any preceding claim, wherein the one or more surface grooves (41) are inwardly recessed grooves. 1つまたは複数の表面冷却チャネル(40)を含む構成要素(30)を鋳造する方法であって、
前記構成要素(30)の幾何学形状を画定し、前記内部通路(38)と、前記内部通路(38)と流体連通する1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と流体連通する1つまたは複数の表面の溝(44)とを含む所望のセラミック製の鋳造容器(56)のモデル(50)を形成するステップ(152)と、
前記モデル(50)を複数の部分(52、62、64)にデジタル式に分割するステップ(154)と、
前記複数の部分(52、62、64)の各々を成形型(67、69、90、92)に変換するステップ(156)であって、前記複数の部分(60、62、64)が、1つまたは複数の精密金属インサート(70)を含むことで、前記内部通路(38)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の表面の溝(44)と、1つまたは複数の整列機構(72、98)とを含む前記構成要素(30)の幾何学形状を画定するステップ(156)と、
各々の成形型(67、69、90、92)から可撓性の鋳型(80、100、102)を鋳造するステップ(158)と、
それぞれの可撓性の鋳型(67、69)からセラミック製の中核(52)を鋳造するステップ(160)と、
少なくとも2つの部分において、それぞれの可撓性の鋳型(90、92)からセラミック製の外殻(54)を鋳造するステップ(162)と、
前記セラミック製外殻部分(54)の中で前記セラミック製の中核(52)を組み立てることによって、前記セラミック製の鋳造容器(56)を形成するステップ(164)と、
金属(110)を前記セラミック製の鋳造容器(56)中に鋳造するステップ(166)と、
前記セラミック製の鋳造容器(56)を取り外すことによって、前記内部通路(38)と、前記内部通路(38)と流体連通する1つまたは複数の冷却路(41)と、前記1つまたは複数の冷却路(41)と流体連通する1つまたは複数の表面の溝(44)とを有する前記構成要素(30)の基体(32)を露呈するステップ(168)とを含む方法。
A method of casting a component (30) comprising one or more surface cooling channels (40) comprising:
Defining the geometry of the component (30), the internal passage (38), one or more cooling passages (41) in fluid communication with the internal passage (38), and the one or more Forming (152) a model (50) of the desired ceramic casting vessel (56) including one or more surface grooves (44) in fluid communication with the cooling passage (41);
Digitally dividing the model (50) into a plurality of parts (52, 62, 64) (154);
Converting each of the plurality of portions (52, 62, 64) into a mold (67, 69, 90, 92), wherein the plurality of portions (60, 62, 64) are 1 Including one or more precision metal inserts (70), said internal passage (38), said one or more cooling passages (41), said one or more surface grooves (44), Defining (156) a geometry of the component (30) including one or more alignment features (72, 98);
Casting (158) a flexible mold (80, 100, 102) from each mold (67, 69, 90, 92);
Casting (160) a ceramic core (52) from each flexible mold (67, 69);
Casting (162) a ceramic outer shell (54) from a respective flexible mold (90, 92) in at least two parts;
Forming the ceramic casting vessel (56) by assembling the ceramic core (52) in the ceramic shell portion (54);
Casting (166) metal (110) into said ceramic casting vessel (56);
By removing the ceramic casting vessel (56), the internal passage (38), one or more cooling passages (41) in fluid communication with the internal passage (38), and the one or more Exposing (168) the substrate (32) of the component (30) having one or more surface grooves (44) in fluid communication with the cooling passage (41).
前記基体(32)の表面(34)の少なくとも一部を覆うようにコーティング(42)を配置するステップをさらに含み、前記1つまたは複数の表面の溝(44)と、前記コーティング(42)が、前記1つまたは複数の表面冷却チャネル(40)を画定することで前記構成要素(30)を冷却する、請求項6記載の方法。 The method further includes disposing a coating (42) over at least a portion of the surface (34) of the substrate (32), wherein the one or more surface grooves (44) and the coating (42) The method of claim 6, wherein the component (30) is cooled by defining the one or more surface cooling channels (40). 前記1つまたは複数の表面の溝(44)が、内側にくぼんだ形状の溝である、請求項6記載の方法。 The method of claim 6, wherein the one or more surface grooves (44) are inwardly recessed grooves. 前記成形型(67、69、90、92)の各々が、金属材料で形成される、請求項6記載の方法。 The method of claim 6, wherein each of the molds (67, 69, 90, 92) is formed of a metallic material. 前記複数の部分(60、62、64)が、1つまたは複数の中核部分(62)と、少なくとも2つの外殻部分(62、64)とを画定する、請求項6記載の方法。 The method of claim 6, wherein the plurality of portions (60, 62, 64) define one or more core portions (62) and at least two outer shell portions (62, 64).
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