JP2019055475A - バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法 - Google Patents

バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019055475A
JP2019055475A JP2018098372A JP2018098372A JP2019055475A JP 2019055475 A JP2019055475 A JP 2019055475A JP 2018098372 A JP2018098372 A JP 2018098372A JP 2018098372 A JP2018098372 A JP 2018098372A JP 2019055475 A JP2019055475 A JP 2019055475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burnishing
nozzle
burnishing tool
tool
fluid communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018098372A
Other languages
English (en)
Inventor
ケヴィン・ウィリアム・マイヤー
William Mayer Kevin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2019055475A publication Critical patent/JP2019055475A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04Nozzles therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/095Cooling or lubricating during dressing operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/02Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/02Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
    • B24B39/023Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/08Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving liquid or pneumatic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/04Protective covers for the grinding wheel
    • B24B55/045Protective covers for the grinding wheel with cooling means incorporated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/08Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by burnishing or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/04Protective covers for the grinding wheel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

【課題】バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法を提供すること。【解決手段】バニシングツール100およびバニシングツールの構成要素を付加製造する方法が提供される。バニシングツールは、ワーク102をバニシングするためのバニシング要素124を含む。バニシング要素は、付加製造される上側ノズル120および下側ノズル間122に位置決めされ、バニシング流体を受容、分配、および放出するための複数の内部流体通路を画定して、バニシング要素および/またはワークの冷却および/または潤滑を促進させる。【選択図】図1

Description

本主題は、一般にバニシングツールに関し、より詳細には、冷却および/または潤滑を促進させるために内部流体通路を画定する付加製造された構成要素を含むバニシングツールに関する。
バニシングは、例えば、ワークの表面仕上げおよび物理特性を改善するために、バニシングツールを用いて圧縮応力をワークの表面層に導くためのプロセスである。バニシングツールは、一般に、ボールローラ、円筒ローラ、または、他の接触要素、すなわち、接触領域の材料が可塑的に変形するまでワークの中に押し入る加工先端を含む。特に、材料の変形およびワークおよびバニシングツール間の摩擦は、かなりの熱量を発生させて、望ましくない熱応力をワーク内に発生させる場合、および/または、バニシングツールを時期尚早に摩耗させる場合がある。したがって、ある種のバニシングツールは、バニシング流体をバニシングゾーンに供給するためのシステムを含む。
しかしながら、従来のバニシング流体供給システムは、複雑であり、多くの場合、多数の部品を必要とし、結果として、組み立てをより複雑にし、コストを上昇させ、信頼性を低下させる。例えば、バニシングツールは、多数の流体マニホルド、供給コンジット、支持構造、スプレーノズル、および、接触領域に向けて延びかつバニシング流体の流れをこの領域に提供する他の部品を含む分離された専用の流体供給システム、を含むことがある。これらの部品の個々は、個々に位置決めされ、配向され、そして、例えば、ろう付け、溶接、または他の接合方法を介して、支持構造およびバニシングツールに連結されなければならない。そういったバニシングツールの組立体およびバニシング流体システムと関連する製造の時間およびコストは、極めて高く、マニホルドおよびコンジット間の流体の漏出の可能性が、形成された接合部の数のせいで、増加する。加えて、製造上の制限は、数量、寸法、構成、および、バニシングツールを含む場合のある流体分配システムおよびマニホルドの位置、を制限する。
したがって、改善されたバニシング用流体システムを備えたバニシングツールは、役立つであろう。より具体的には、冷却および/または循環性能を改善すると共に製造および組立を単純化するバニシング流体通路を含むバニシングツールは、特に有益であろう。
米国特許第9573184号公報
本発明の態様および利点は、以下の説明において部分的に述べられるであろうし、あるいは、説明から自明であることもあるし、または、本発明の実施を通して知ることもある。
本開示の1つの例示的な実施形態では、バニシングツールが提供され、下側供給チャネルおよび複数の上側冷却チャネルを画定する上側ノズルを含み、上側冷却チャネルの個々は、上側放出ポートで終わる。下側ノズルは、複数の下側冷却チャネルを画定し、下側冷却チャネルの個々は、下側放出ポートで終わる。バニシング要素は、上側ノズルおよび下側ノズル間に位置決めされ、バニシング要素は、下側供給チャネルおよび下側冷却チャネル間に流体連通を提供する流れ通路を画定する。
本開示の他の例示的な態様では、バニシングツールを製造するための方法が提供される。本方法は、付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、付加材料の一部を融合させて下側供給チャネルおよび複数の上側冷却チャネルを画定する上側ノズルを形成するためにエネルギ源から付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、を含み、上側冷却チャネルの個々は、上側放出ポートで終わる。また、本方法は、付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、付加材料の一部を融合させて複数の下側冷却チャネルを画定する下側ノズルを形成するためにエネルギ源から付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、を含み、下側冷却チャネルの個々は、下側放出ポートで終わる。バニシング要素は、上側ノズルおよび下側ノズル間に位置決めされ、バニシング要素は、下側供給チャネルおよび下側冷却チャネル間に流体連通を提供する流れ通路を画定する。
本発明のこれらや他の特徴、態様、および利点については、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、より良く理解されるようになるであろう。本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
当業者を対象にした本発明の完全かつ実施可能な程度の開示は、そのベストモードを含めて添付図面に言及している本明細書に記載されている。
本主題の例示的な実施形態に従ってワークをバニシングする例示的なバニシングツールの斜視図であって、内部流体通路の例証を容易にするためにバニシングツールの部分が透明に例証されている図である。 図1の例示的なバニシングツールの別の斜視図であって、内部流体通路の例証を容易にするためにバニシングツールの部分が透明に例証されている図である。 図2の3−3線に沿って取った図1の例示的なバニシングツールの断面図である。 図1の例示的なバニシングツールの分解斜視断面図である。 図1の例示的なバニシングツールの下側ノズルの断面図である。 本主題の別の例示的な実施形態に従ったバニシングツールの斜視図である。 本主題の例示的な実施形態に従ってワークをバニシングする図6の例示的なバニシングツールの別の斜視図であって、内部流体通路の例証を容易にするためにバニシングツールの部分が透明に例証されている図である。 図6の8−8線に沿って取った図6の例示的なバニシングツールの断面図である。 ワークをバニシングする図6の例示的なバニシングツールの断面図である。 本主題の例示的な実施形態に従って図6の例示的なバニシングツールと共に使用され得るバニシング要素の斜視図である。 本主題の例示的な実施形態に従ってガスタービンエンジンのタービンブレードをバニシングするバニシングツールの斜視図であって、内部流体通路の例証を容易にするためにバニシングツールの部分が透明に例証されている図である。 図11の例示的なバニシングツールの断面図である。 本主題の例示的な実施形態に従った図11の例示的なバニシングツールの作動先端の斜視図である。 本主題の例示的な実施形態に従った図13の例示的な作動先端の断面図である。 本主題の例示的な実施形態に従ったバニシングツールを製造する方法を示す図である。
本明細書および図面において参照文字を繰り返し使用することは、本発明の同一または類似の特徴または要素を意味することを意図している。
さて、本発明の実施形態を詳細に参照して、その1つまたは複数の例を添付の図面に例証する。詳細な説明は、数値および文字の名称を使用して、図面の特徴部に言及する。図面および明細書において同様または類似の名称は、本発明の同様または類似の部品を参照するために使用されている。本明細書で使用するとき、用語「第1の」、「第2の」、および「第3の」は、一構成要素を他構成要素から区別するために互換的に使用することがあるが、個々の構成要素の場所や重要度を意味することを意図していない。加えて、本明細書で使用するとき、「概ね」、「実質上」、または「約」などの近似のための用語は、誤差マージンが10パーセント以内であることを表す。
本開示は、一般にバニシングツールおよびバニシングツールの構成要素を付加製造する方法に向けられている。バニシングツールは、ワークをバニシングするためのバニシング要素を含む。バニシング要素は、バニシング要素および/またはワークの冷却および/または潤滑を容易にするためにバニシング流体を受容、分配、および放出するための複数の内部流体通路を画定するために付加製造される上側ノズルおよび下側ノズル間に位置決めされる。
さて、図1〜14を概略参照すると、バニシングツール100は、本主題の様々な実施形態に従って説明される。バニシングツール100は、本主題の例示的な実施形態に従ってワーク102をバニシングするために概略構成される。しかしながら、理解すべきは、バニシングツール100が、本主題の態様を説明する目的のためだけに、例示的な構成や実施形態に従って本明細書で説明されることである。修正や変形は、本主題の範囲内にとどまったままで、バニシングツール100に対して行うことができる。
一般に、本明細書で説明するバニシングツール100の例示的な実施形態は、任意の適切なプロセスを用いて製造または形成することができる。しかしながら、本主題の幾つかの態様に従って、バニシングツール100は、3D印刷プロセスなどの付加製造プロセスを用いて形成される構成要素を含むことがある。そういったプロセスの使用は、単一のモノリシックな構成要素として、あるいは、任意の適切な数のサブ構成要素として、これらの構成要素が一体的に形成されるのを可能にすることがある。特に、製造プロセスは、これらの構成要素が一体的に形成されるのを可能にすることがあり、また、従来の製造方法を用いるときに可能ではない様々の特徴を含むことがある。例えば、本明細書で説明する付加製造方法は、様々な特徴、構成、厚さ、材料、密度、流体通路、および、従来の製造方法を用いて可能ではない取り付け構造、を有する構成要素の製造を可能にする。これらの新規な特徴の幾つかは、本明細書で説明している。
本明細書で使用するとき、用語「付加製造され」または「付加製造する技術やプロセス」は、連続的な材料の層が互いに設けられて3次元の構成要素を層ごとに「築き上げる」製造プロセスを一般に参照している。連続的な層は、全体的に互いに溶融して、モノリシックな構成要素を形成し、それは様々な一体的なサブ構成要素を有することがある。付加製造技術は、対象物を一点一点、層ごとに、典型的には鉛直方向に築くことによって、複雑な対象物の製造を可能にするとして、本明細書で説明されているが、他の製造方法が可能であり、本主題の範囲の範囲内である。例えば、本明細書の議論が材料を付加して連続的な層を形成することを参照しているが、当業者なら理解するであろうことは、本明細書で開示する方法および構造が、任意の付加製造技法や製造技術を用いて実施できるということである。例えば、本発明の実施形態は、層付加プロセス、層減少プロセス、または、ハイブリッドプロセスを使用することがある。
本開示に従った適切な付加製造技術は、例えば、熱溶解デポジションモデリング(FDM)、選択的レーザ焼結(SLS)、インクジェットやレーザジェットなどによる3D印刷、光造形法(SLA)、直接選択的レーザ焼結(DSLS)、電子ビーム焼結(EBS)、電子ビーム溶融(EBM)、レーザ操作型ネットシェイピング(LENS)、レーザネットシェイプ製造(LNSM)、直接金属デポジション(DMD)、デジタルライトプロセシング(DLP)、直接選択的レーザ溶融(DSLM)、選択的レーザ溶融(SLM)、直接金属レーザ溶融(DMLM)、および、他の公知のプロセス、を含む。
本明細書で説明する付加製造プロセスは、任意の適切な材料を用いて構成要素を形成するために使用されることがある。例えば、材料は、プラスチック、金属、コンクリート、セラミック、ポリマ、エポキシ、フォトポリマ樹脂、あるいは、固体、液体、粉末、シート材料、ワイヤ、または、任意の他の適切な形態になり得る任意の他の適切な材料でよい。より具体的には、本主題の例示的な実施形態によれば、本明細書で説明する付加製造される構成要素は、ある材料で部分的に、全体的に、あるいは、そのいくつかの組合せで、形成されることがあり、材料としては、それらに限定されないが、純粋金属、ニッケル合金、クロム合金、チタニウム、チタニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、および、ニッケル系もしくはコバルト系超合金(例えば、Special Metals Corporationから入手できるインコネル(登録商標)の名称の下で入手できるそれら)が含まれる。これらの材料は、本明細書で説明する付加製造プロセスで使用するのに適した材料の例であり、一般に「付加材料」と呼ぶことがある。
加えて、当業者なら理解するであろうことは、それらの材料を接続するための様々な材料や方法が、使用できて本開示の範囲の範囲内として企図されるということである。本明細書で使用するとき、用語「融合」は、上記材料のいずれかの接続された層を作り出すための任意の適切なプロセスを指すことがある。例えば、対象物がポリマから作られる場合、融合は、ポリマ材料間の熱硬化性の接続部を作り出すことを指すことがある。対象物がエポキシである場合、接続部は、架橋プロセスによって形成されることがある。材料がセラミックである場合、接続部は、焼結プロセスによって形成されることがある。材料が粉末状の金属である場合、接続部は、溶融または焼結プロセスによって形成されることがある。当業者なら理解するであろうことは、付加製造によって構成要素を作るために材料を融合させる他の方法が可能であり、現在開示する本主題がそれらの方法を用いて実施されることがある、ということである。
加えて、本明細書で開示する付加製造プロセスは、単一の構成要素が複数の材料から形成されることを可能にする。このように、本明細書で説明する構成要素は、上記材料の任意の適切な混合物から形成されることがある。例えば、構成要素は、多数の層、セグメント、または、部品を含むことがあり、該部品は、異なった材料、プロセスを用いて形成される、および/または、異なった付加製造機械上で形成される。この様式では、構成要素は、任意の特定の用途の要求を満たすために異なった材料および材料特性を有して構築されることがある。加えて、本明細書で説明する構成要素は、付加製造プロセスによって全体が構築されるが、理解すべきことは、代替の実施形態では、これらの構成要素の全部または一部が、鋳造、機械加工、および/または、任意の他の適切な製造プロセス、を介して形成されることがあるということである。実際、材料および製造方法の任意の適切な組合せは、これらの構成要素を形成するために使用されることがある。
例示的な付加製造プロセスについて、これから説明する。付加製造プロセスは、構成要素の3次元(3D)情報、例えば、3次元コンピュータモデルを用いて、構成要素を作製する。したがって、構成要素の3次元設計モデルは、製造の前に画定されることがある。この点に関して、構成要素のモデルまたはプロトタイプは、構成要素の3次元情報を決定するために走査されることがある。他の例として、構成要素のモデルは、構成要素の3次元設計モデルを決定するために適切なコンピュータ支援設計(CAD)を用いて構築されることがある。
設計モデルは、構成要素の外部表面および内部表面の双方を含む構成要素の全体構成の3D数値座標を含むことがある。例えば、設計モデルは、ボディ、表面、および/または、開口、支持構造等々などの内部通路、を画定することがある。例示的な一実施形態では、3次元設計モデルは、例えば、構成要素の中心軸(例えば、軸方向A)または任意の他の適切な軸に沿って、複数のスライスまたはセグメントに変換される。各スライスは、スライスの所定の高さのために構成要素の薄い断面を画定することがある。複数の連続的な断面スライスは、3D構成要素を共同形成する。構成要素は、次いで、仕上がるまで、スライスごとに、または、層ごとに、築き上げられる。
この様式では、本明細書で説明する構成要素は、付加プロセスを用いて作製されることがあり、すなわち、より具体的には、各層は、例えば、レーザエネルギもしくは熱を用いてプラスチックを融合もしくは重合させることによって、または、金属粉末を焼結もしくは溶融させることによって、連続的に形成される。例えば、特定のタイプの付加製造プロセスは、粉末金属を焼結もしくは溶融させるために、エネルギビーム、例えば、電子ビームまたはレーザビームなどの電磁放射を使用することがある。任意の適切なレーザおよびレーザパラメータは、パワー、レーザビームスポットサイズ、および、走査速度についての考慮を含めて、使用されることがある。築き上げる材料は、任意の適切な粉末によって、または、特に、高い温度での強化された強度、耐久性、および、耐用年数、のために選択された材料によって、形成されることがある。
連続的な層の各々は、例えば、約10μmから200μmの間であることがあるが、とは言っても、厚さは、任意の数のパラメータに基づいて選択されることがあり、また、代替的な実施形態に従って任意の適切な寸法にされることがある。それ故に、上で説明する付加形成方法を利用すると、本明細書で説明する構成要素は、付加形成プロセス中に利用される、例えば、10μmの関連する粉末層の1つの厚みと同じ薄さの断面を有することがある。
加えて、付加プロセスを利用すると、構成要素の表面仕上げおよび特徴は、用途に応じて随時に変化することがある。例えば、表面仕上げは、部分表面に対応する断面層の特に周囲における付加プロセス中に、適切なレーザ走査パラメータ(例えば、レーザパワー、走査速度、レーザ焦点スポットサイズ等々)を選択することによって、調整(例えば、より円滑にまたは粗めに形成)されることがある。例えば、粗めの仕上げは、レーザ走査速度を増加させることによって、あるいは、形成される溶融プールの寸法を減少させることによって、達成されることがあり、また、より円滑な仕上げは、レーザ走査速度を減少させることによって、あるいは、形成される溶融プールの寸法を増加させることによって、達成されることがある。走査パターンおよび/またはレーザパワーは、選択したエリアの表面仕上げを変更するために、変更される場合もある。
特に、例示的な実施形態では、本明細書で説明する構成要素の幾つかの特徴は、製造の制限のせいで、以前は可能でなかった。しかしながら、本発明者は、本開示に概ね従って、そういった構成要素の例示的な実施形態を展開するために、付加製造技術における現状の進展を有利に利用してきた。本開示は、それらの構成要素を一般的に形成するために付加製造の使用に限定されないが、付加製造は、製造を容易にして、コストを低下させ、精度を高くする等々を含めて、様々な製造利益を提供する。
この点に関して、付加製造方法を利用すると、マルチパート構成要素でも、連続的な金属の単一ピースとして形成されることがあり、かくして、従来の設計と比較して少数のサブ構成要素および/または接合部を含むことがある。付加製造を介したこれらのマルチパート構成要素の一体形成は、組立てプロセス全体を有利に改善することがある。例えば、一体形成は、組立てしなければならない個々の部品の数を減少させ、関係する時間および組立てコスト全体を減少させる。追加的に、例えば、漏れ、個々の部品間の接合品質、および全体性能に関する既存の問題は、有利に減少することがある。
また、上で説明した付加製造方法は、本明細書で説明する構成要素のより複雑で入り組んだ形状および輪郭を可能にする。例えば、そういった構成要素は、薄い付加製造した層および一体取り付け特徴部付きの斬新な流体通路を含むことがある。加えて、付加製造プロセスは、異なった材料を有する単一の構成要素の製造を可能にし、したがって、構成要素の異なった部分は、異なった特性の特徴を提示することがある。製造プロセスの連続的な付加の性質は、これらの新規な特徴部の構築を可能にする。その結果、本明細書で説明する構成要素は、改善された機能性および信頼性を提示することがある。
さて、図1〜5を概略参照すると、バニシングツール100について、本主題の例示的な実施形態に従って、説明する。バニシングツール100の幾つかの実施形態は、本明細書で説明するが、類似の要素および特徴については、同一の参照符号を用いて説明する。バニシングツール100は、軸方向A、径方向R、および、軸方向Aの回りに配設された周方向Cを一般的に画定する。分かり易くするために、バニシングツール100のすべての部分が図面に例証されてはいない。例えば、図面を通して、バニシングツール100の一部は、本明細書で説明するような内部流体通路の例証を容易にするために、透明に例証されている。
図3に概略例証されているように、バニシングツール100は、バニシング動作を実行するためにバニシングツール100を必要に応じて動かすツールホルダ104に全体的に連結される。例えば、1つの例示的な実施形態によれば、ワーク102は、複数のアパーチャ108を画定するディスク106である。そういった実施形態では、ツールホルダ104は、各アパーチャ108の表面に対するバニシング動作を実行するために、ディスク106周りの周方向Cに沿って、また、軸方向Aに沿ってアパーチャ108の中およびその外に、バニシングツールを並進させる。バニシング動作が大量の熱を発生させるという理由で、バニシング流体供給システムは、バニシング流体を、ディスク106上に、あるいは、接触領域に近位のバニシングツール100上に、を提供するために使用される。この点に関して、例えば、ツールホルダ104は、バニシングツール100に流体連通して配置されるバニシング流体供給部110に流体連通させることもある。バニシング流体供給部110は、バニシングプロセスで使用するための任意の適切なバニシング流体を包含することがある。例えば、バニシング流体は、水系冷却剤、オイル、チルド空気、噴射オイル、液体窒素、液体二酸化炭素、他の適切な冷却剤、あるいは、それらの幾つかの組合せ、である場合がある。
例証のように、バニシングツール100は、一般に上側ノズル120、下側ノズル122、およびバニシング要素124を含む。上側ノズル120は、ツールホルダ104に結合されて、軸方向Aに沿って延びる。バニシング要素124は、上側ノズル120に結合され、下側ノズル122は、バニシング要素124に結合され、したがって、バニシング要素124は、上側ノズル120および下側ノズル122間に位置決めされる。バニシング動作中に、バニシング要素124は、ワーク102に接触して、上側ノズル120および下側ノズル122は、バニシング流体の流れを、ワーク102上におよび/または接触領域に近位のバニシング要素124上に、提供する。
図1〜5を概略参照すると、上側ノズル120、下側ノズル122、および、バニシング要素124について、例示的な実施形態に従って、説明する。例えば、上側ノズル120は、概ね軸方向Aに沿って延びる複数の上側冷却チャネル130を画定する。上側冷却チャネル130の個々は、バニシング要素124の近位に位置決めされる上側放出ポート132で終わる。加えて、上側ノズル120は、より詳細に下で説明するように、バニシング流体の流れを下側ノズル122に提供するために実質上軸方向Aに沿って延びる下側供給チャネル134を画定する。
上側冷却チャネル130および下側供給チャネル134は、共に入口チャネル136と流体連通し、入口チャネル136は、上側ノズル120によって画定され、バニシング流体の流れを受けるためにバニシング流体供給部110と流体連通する。例えば、図3に最良に例証されているように、上側ノズル120は、ツールホルダ104の相補的ねじ付き部分142と係合するように構成されるねじ付き入口ボア140を画定する。ツールホルダ104のねじ付き部分142は、バニシング流体供給部110および入口チャネル136間の流体連通を提供する中央ボア144を画定する。この様式では、バニシング流体の流れは、バニシング流体供給部110から、中央ボア144および入口チャネル136を通して、上側冷却チャネル130および下側供給チャネル134まで、供給されることがある。同様に、下側ノズル122は、軸方向Aに実質上沿って延びる複数の下側冷却チャネル150を画定する。下側冷却チャネル150の個々は、バニシング要素124の近位に位置決めされる下側放出ポート152で終わる。
上で説明したように、バニシング要素124は、上側ノズル120および下側ノズル122間に位置決めされて、両者を動作可能に結合する。なおも図1〜5を、そして、図10も参照すると、バニシング要素124は、下側供給チャネル134および下側冷却チャネル150間の流体連通を提供する流れ通路160を画定する。より具体的には、バニシング要素124は、一般に、上側ノズル120によって画定される上側ねじ付きボア166に係合するための上側ねじ付き部分164などの上側取り付け部分と、下側ノズル122によって画定される下側ねじ付きボア170に係合するための下側ねじ付き部分168などの下側取り付け部分と、を画定するスピンドル162を含む。例証されたように、流れ通路160は、スピンドル162を通して画定されて、軸方向Aに沿って延びる。理解すべきは、上側および下側取り付け部分が、ねじ付きボアの内部に受容されるねじ付きスピンドルのように本明細書で例証されているが、他の取り付け方法(例えば、締まり嵌め、ろう付け、保持ピン等々)が、代替的な実施形態に従って使用されてもよい、ということである。
バニシング要素124は、上側ねじ付き部分164および下側ねじ付き部分168間のスピンドル162の回りに位置決めされたバニシングボディ172をさらに含む。バニシングボディ172は、作動先端174を画定するために、スピンドル162から径方向Rに沿って概ね外方に延びる。作動先端174は、ワーク102に接触およびバニシングするために概ね構成される。ワーク102と、2つの間の接触領域の近位のバニシング要素124と、が最大温度を経験するという理由で、冷却チャネル130および150は、バニシング流体の流れをその領域に向けて導くことができる。例えば、例示的な実施形態によれば、上側放出ポート132は、ワーク102の一方側に位置決めされて、第1の方向に沿ってワーク102に向けて噴射し、他方、下側放出ポート152は、ワーク102の他方側に位置決めされて、第2の方向に沿ってワーク102に向けて噴射する。
より詳細には、例えば、上側放出ポート132および下側放出ポート152は、軸方向Aに対して画定される放出角度176(図9参照)を画定する。放出角度176は、バニシング流体の流れがバニシング要素124の作動先端174上に導かれるように選択される。例えば、本明細書で例証するように、放出角度176は、例示的な実施形態に従って、約20度から70度の間、または、約45度にすることがある。流れを作動先端174上に導くための他の適切な放出角度が可能であり、本主題の範囲の範囲内である。
上側ノズル120は、様々な内部貯蔵部、チャネル、および流体通路の間におけるバニシング流体の適切な分配を確実にするための様々な特徴をさらに含むことがある。例えば、例示的な実施形態によれば、バニシング流体の流れを半分に分割して、一方の半分を、上側冷却チャネル130に送達し、他方の半分を、下側供給チャネル134を介して下側冷却チャネル150に送達することが望ましい。様々な内部流体流れ特徴部の寸法および構成を調整することによって、バニシング流体の任意の適切な分配が達成されることがある。
例えば、例証した実施形態によれば、バニシング流体の適切な分配を達成するために、上側ノズル120は、入口チャネル136に流体連通する上側分配貯蔵部180を画定する。上側分配貯蔵部180は、上側冷却チャネル130および下側供給チャネル134に流体連通する複数の出口182を画定する。任意の適切な数および寸法の出口182は、バニシング流体の流れを、上側冷却チャネル130および下側供給チャネル134間で、所望の様式で分割するために提供されることがある。
同様に、例証した実施形態によれば、下側ノズル122は、流れ通路160に流体連通する下側分配貯蔵部184を画定する。下側分配貯蔵部184は、下側冷却チャネル150に流体連通する複数の出口186を画定する。この様式では、バニシング流体の流れの一部分は、上側分配貯蔵部180から、下側供給チャネル134および流れ通路160を通して、下側分配貯蔵部184の中に、また、出口186を通して下側冷却チャネル150まで、進行することがある。
周方向Cの周りのバニシング流体の流れの公平な分配を確実にするために、上側ノズル120は、上側冷却チャネル130に流体結合される環状分配リング190と、上側分配貯蔵部180および環状分配リング190の間の流体連通を提供する複数の上側分配チャネル192と、をさらに画定する場合がある。例えば、例証のように、上側ノズル120は、バニシング流体の流れを均一に供給するために、周方向C周りに等距離に離隔され且つ上側分配貯蔵部180および環状分配リング190間に延びる3つの上側分配チャネル192を画定する。バニシング流体は、上側冷却チャネル130と通過する前に、環状分配リング190の周りにさらに分配される。
加えて、例証した実施形態によれば、上側ノズル120は、下側供給チャネル134に流体結合された収集チャンバ194と、上側分配貯蔵部180および収集チャンバ194間の流体連通を提供する複数の下側分配チャネル196と、を画定する。例示的な実施形態によれば、収集チャンバ194は、1つまたは複数の下側分配チャネル196からのバニシング流体の流れの一部を受容するために、また、そのバニシング流体を下側供給チャネル134を通して供給する前に収集するために、構成される。理解すべきは、本明細書で説明する実施形態が、本主題の態様を説明する目的のために、流体貯蔵部、収集チャンバ、分配チャネル、および、他の流体通路、の特定の数、寸法、位置、および、配向を例証している、ということである。他の構成は、本主題の範囲の範囲内にとどまったままでも可能である。
図1〜5に例証しているように、バニシングボディ172は、軸方向Aに直角に画定された平面に沿って取った非円形の断面を有する。この様式では、バニシングボディ172は、図1に例証しているようなディスク106のアパーチャ108などの非円形の特徴部をバニシングするために使用されることがある。しかしながら、バニシングボディ172が、上側ノズル120または下側ノズル122に対して回転できないという理由で、マルチパート上側ノズル120およびマルチパート下側ノズル122は、例示的な実施形態に従って本明細書で使用される。
さて、特に図4および5を、例えば、参照すると、上側ノズル120は、スピンドル162の上側ねじ付き部分164に係合するための上側ねじ付きボア166を画定する第1のピース200を含む。加えて、上側ノズル120は、第1のピース200およびバニシングボディ172間に位置決めされた第2のピース202を含む。第2のピース202は、中央ボア204および非円形キャビティ206を画定する。上側ノズル120が組み立てられると、スピンドル162の上側ねじ付き部分164は、バニシング要素124を上側ノズル120に固定するために、中央ボア204を通って上側ねじ付きボア166の中に延びる。加えて、非円形キャビティ206は、バニシングボディ172と相補的でありバニシングボディ172を受容するように構成され、したがって、バニシングボディ172は、第2のピース202に対して回転できない。
特に、上側ノズル120が2つのピース200および202に分割されると、上側冷却チャネル130も2つのセグメントに分割される。より具体的には、各上側冷却チャネル130の第1のセグメント210は、第1のピース200の中に画定され、各上側冷却チャネル130の第2のセグメント212は、第2のピース202の中に画定される。冷却チャネル130が周方向Cに沿って離隔され、第1のピース200および第2のピース202が組立て中に互いに対して回転する、という理由で、環状溝214は、第1のピース200または第2のピース202の内部に画定されて、様々の第1のセグメント210および第2のセグメント212間に流体連通を提供する。第1のピース200または第2のピース202間の漏れを防止するために、1つまたは複数のシール、例えば、環状のシール216が、第1のピース200または第2のピース202間の環状溝214の周りに位置決めされる。
加えて、バニシングツール100は、バニシングツール100の構成要素間の流体漏れを防止するために位置決めされる追加の流体シールを含むことがある。例えば、流体シール、例えば、Oリング220は、スピンドル162の遠位端および上側ノズル120間の上側ねじ付きボア166の内部に位置決めされることがあり、下側供給チャネル134および流れ通路160間の流体シールを提供する。上側ノズル120の構造は、上で説明しているが、理解すべきは、下側ノズル122が、同様の参照符号で図面に示されているように同様に構成できるということである。
図6〜10に例証されている他の例示的な実施形態によれば、バニシングボディ172は、軸方向Aに直角に画定された平面に沿って取った非円形の断面を有する。この様式では、上側ノズル120および下側ノズル122は、個々が単一で一体でモノリシックなピースとして付加製造されることがあり、単純なねじ付き連結部を介してバニシング要素124に取り付けられることがある。加えて、図6に例証されているように、下側ノズル122は、六角頭部222を画定するために付加製造されることがあり、ソケットレンチの使用、あるいは、上側ノズル120、下側ノズル122、およびバニシング要素124を引き締めるための他の適切なツールの使用を可能にする。
さて、図11〜14を概略参照すると、さらに別の例示的な実施形態のバニシングツール100は、本主題の例示的な実施形態に従って例証されている。図11に例証されているように、バニシングツール100は、ガスタービンエンジンのタービンブレードをバニシングするために使用されている。しかしながら、バニシングツール100は、任意の他の適切なバニシング動作において使用されることがある。例証のように、下側ノズル122は、図11〜14に下側プロファイル(例えば、軸方向に沿って測定したときの高さ)を有し、よりコンパクトなバニシングツールが到達のより困難な構成要素のエリアをバニシングできるようにする。
バニシングツール100の様々な部分は、必要に応じて、任意の適切な材料を任意の適切なジオメトリ、密度、および厚さで用いて構成されることがあり、バニシングプロセスを容易にするために、必要な構造的サポートおよびバニシング流体を提供する。例えば、バニシングツール100のバニシング要素124は、カーバイドのような任意の強化された切削材料から形成されることがある。加えて、上側ノズル120および下側ノズル122は、上で提供したような任意の適切な材料から付加製造されることがあり、取り付け、組み立て、および動作の間においてバニシングツール100が経験する負荷のための構造的サポートを提供する、ならびに、内部流体通路を可能にする。理解すべきは、それらの材料を使用することが単に例示であること、しかも、他の適切な材料および構成が可能であり、本主題の範囲の範囲内である、ということである。
理解すべきは、バニシングツール100が、本主題の態様を説明する目的だけのために本明細書で説明されている、ということである。例えば、バニシングツール100は、例示的な構成、構造、および、バニシングツール100を製造する方法を説明するために本明細書で使用される。理解すべきは、本明細書で見当する付加製造技法が、任意のバニシングプロセスを任意の適切な構成要素に対して実行するための他のバニシングツールを製造するために使用されることがある。このように、本明細書で説明する例示的な構成要素および方法は、本主題の例示的な態様を例証するためだけに使用され、どのような様式であっても本開示の範囲を限定することを意図していない。
本主題の幾つかの例示的な実施形態に従ったバニシングツール100の構造および構成が提供された以上、本主題の例示的な実施形態に従ってバニシングツールを形成するための例示的な方法300は、提供される。方法300は、製造者がバニシングツール100または任意の他の適切なバニシングツールを形成するために使用する場合がある。理解すべきは、例示的な実施形態300が、本主題の例示的な態様を説明するためだけに本明細書で検討され、限定であることを意図していない、ということである。
さて、図15を参照すると、方法300は、ステップ310で、付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、付加材料の一部を融合させて上側ノズルを形成するためにエネルギ源から付加材料の層上に選択的にエネルギを導くこと、を含む。例示的な実施形態によれば、上側ノズルは、下側供給チャネルおよび複数の上側冷却チャネルを画定し、上側冷却チャネルの個々は、上側放出ポートで終わる。上側ノズルは、本明細書で説明するものなどの任意の適切な付加製造技法を用いて、単一のモノリシックな構成要素として一体形成されることがある。
方法300は、ステップ320で、付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、および、付加材料の一部を融合させて下側ノズルを形成するためにエネルギ源から付加材料の層上に選択的にエネルギを導くこと、をさらに含む。例示的な実施形態によれば、下側ノズルは、下側冷却チャネルを画定し、下側冷却チャネルの個々は、下側放出ポートで終わる。下側ノズルは、本明細書で説明するものなどの任意の適切な付加製造技法を用いて、単一のモノリシックな構成要素として一体形成されることがある。
方法300は、ステップ330で、バニシング要素を上側ノズルおよび下側ノズル間に位置決めすることによって、上側ノズルおよび下側ノズルを動作可能に結合することをさらに含むことがある。例示的な実施形態によれば、バニシング要素は、流体連通を下側供給チャネルおよび下側冷却チャネル間に提供する流れ通路を画定する。この様式では、バニシング流体の流れは、例えば、入口チャネルに流体連通するバニシング流体供給源から、上側ノズルに供給されることがある。バニシング流体は、上側冷却チャネルを通して分配されることがあり、また、上側放出ポートからバニシング要素および/またはワークの一方側上に放出されることがある。加えて、バニシング流体は、下側供給チャネルおよび流れ通路を通して下側冷却チャネルに分配されることがある。バニシング流体は、次いで、下側放出ポートからバニシング要素および/またはワークの他方側上に放出されることがあり、改善された冷却および/または潤滑プロセスがもたらされる。
図15は、例証および検討の目的のために特定の順番で実行されるステップを示す。当業者が本明細書で提供する開示内容を用いて理解するであろうことは、本明細書で検討する方法のうちの任意のもののステップが、本開示の範囲から逸脱せずに様々のやり方で、適合、再配置、拡張、省略、および修正することができる、ということである。そのうえ、方法300の態様が、バニシングツール100を一例として用いて説明されるが、理解すべきは、それらの方法が、任意の適切なバニシングツール、または、バニシング流体を温度制御のために利用する他のツール、を製造するために適用されることがある、ということである。
付加製造されたバニシングツールおよびそのバニシングツールを製造するための方法は、上で説明している。特に、バニシングツール100は、一般に、性能向上ジオメトリ、交換式の部品、内部流体通路、および、キャビティ、ならびに、改善されたバニシング流体分配構成(その実際の実行が下で説明するように付加製造プロセスによって促進される)を含むことがある。これらの特徴は、バニシングツールの設計中に導入されることがあり、したがって、築くプロセス中に追加のコストがほんの少しかまたは無しで、バニシングツールの中に容易に統合されることがある。そのうえ、上側ノズルおよび下側ノズルは、様々な内部流体通路、貯蔵部、および、本明細書で説明するような他の特徴部を含めて、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成される場合がある。
ここに記載した説明は、例を用いて、ベストモードを含めて本発明を開示していると共に、任意のデバイスやシステムを作製および使用することと任意の組み入れた方法を実行することとを含めて任意の当業者が本発明を実施できるようにもしている。特許性を有する本発明の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者の想到する他の例を含むことができる。そういった他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と異ならない構造要素を含む場合に、あるいは、特許請求の範囲の文字通りの用語に対する差異の実体がない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図している。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
下側供給チャネル(134)および複数の上側冷却チャネル(130)を画定する上側ノズル(120)であって、前記上側冷却チャネル(130)の個々が上側放出ポート(132)で終わる、上側ノズル(120)と、
複数の下側冷却チャネル(150)を画定する下側ノズル(122)であって、前記下側冷却チャネル(150)の個々が下側放出ポート(152)で終わる、下側ノズル(122)と、
前記上側ノズル(120)および前記下側ノズル(122)間に位置決めされ、前記下側供給チャネル(134)および前記下側冷却チャネル(150)間に流体連通を提供する流れ通路(160)を画定するバニシング要素(124)と、
を含むバニシングツール(100)。
[実施態様2]
前記上側ノズル(120)は、
バニシング流体の流れを受容するための流体供給部(110)に流体連通する入口チャネル(136)と、
前記入口チャネル(136)に流体連通する上側分配貯蔵部(180)と、を含み、
前記上側分配貯蔵部(180)は、前記バニシング流体の流れを前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)間で分割するための前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)に流体連通する複数の出口(182)を画定する、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様3]
前記上側ノズル(120)は、
前記複数の上側冷却チャネル(130)に流体結合される環状分配リング(190)と、
前記上側分配貯蔵部(180)および前記環状分配リング(190)間に流体連通を提供する複数の上側分配チャネル(192)と、を含む、実施態様2に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様4]
前記上側ノズル(120)は、
前記下側供給チャネル(134)に流体結合される収集チャンバ(194)と、
前記上側分配貯蔵部(180)および前記収集チャンバ(194)間に流体連通を提供する複数の下側分配チャネル(196)と、を含む、実施態様2に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様5]
前記下側ノズル(122)は、
前記流れ通路(160)に流体連通する下側分配貯蔵部(184)を画定し、
前記下側分配貯蔵部(184)は、前記複数の下側冷却チャネル(150)に流体連通する複数の出口(186)を画定する、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様6]
前記バニシング要素(124)は、
前記上側ノズル(120)に係合するための上側取り付け部分(164)と前記下側ノズル(122)に係合するための下側取り付け部分(168)とを画定するスピンドル(162)であって、前記流れ通路(160)が前記スピンドル(162)を介して画定される、スピンドル(162)と、
前記上側取り付け部分(164)および前記下側取り付け部分(168)間の前記スピンドル(162)の周りに位置決めされるバニシングボディ(172)と、を含み、
前記バニシングボディ(172)は、前記スピンドル(162)から径方向(R)に沿って外方に延びる作動先端(174)を画定する、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様7]
前記バニシングボディ(172)は、前記軸方向(A)に直角に画定された平面に沿って取った円形の断面を有する、実施態様6に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様8]
前記バニシングボディ(172)は、前記軸方向(A)に直角に画定された平面に沿って取った非円形の断面を有する、実施態様6に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様9]
前記上側ノズル(120)は、
前記バニシングツール(100)の前記スピンドル(162)に係合するためのねじ付きボア(166)を画定する第1のピース(200)と、
前記第1のピース(200)および前記バニシングボディ(172)間に位置決めされ、中央ボア(204)および非円形のキャビティ(206)を画定する第2のピース(202)と、を含み、
前記スピンドル(162)は、前記中央ボア(204)を通って前記ねじ付きボア(166)の中に延び、前記非円形のキャビティ(206)は、前記バニシングボディ(172)と相補的であり前記バニシングボディ(172)を受容するように構成される、実施態様8に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様10]
前記上側冷却チャネル(130)の個々の第1のセグメント(210)は、前記第1のピース(200)の中に画定され、
前記上側冷却チャネル(130)の個々の第2のセグメント(212)は、前記第2のピース(202)の中に画定され、
前記上側ノズル(120)は、
前記第1のピース(200)または前記第2のピース(202)の中に画定され、前記第1のセグメント(210)および前記第2のセグメント(212)間に流体連通を提供する環状溝(214)をさらに含む、実施態様9に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様11]
前記第1のピース(200)および前記第2のピース(202)間の環状溝(214)の周りに位置決めされる環状シール(216)をさらに含む、実施態様10に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様12]
前記上側放出ポート(132)および前記下側放出ポート(152)の個々は、軸方向(A)に対して画定される放出角度(176)を画定し、
前記放出角度(176)は、バニシング流体の流れを前記バニシング要素(124)の作動先端(174)上に導くために選択される、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様13]
前記上側ノズル(120)は、ツールホルダ(142)に係合するためのねじ付き表面を画定する、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様14]
前記バニシング要素(124)は、カーバイドで構成され、前記上側ノズル(120)および前記下側ノズル(122)は、金属で構成される、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様15]
前記上側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成され、前記下側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成される、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様16]
前記上側ノズルおよび前記下側ノズルは個々が、付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、前記付加材料の一部を融合させるためにエネルギ源から前記付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、によって形成される複数の層を含む、実施態様1に記載のバニシングツール(100)。
[実施態様17]
付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、前記付加材料の一部を融合させて下側供給チャネルおよび複数の上側冷却チャネルを画定する上側ノズルを形成するためにエネルギ源から前記付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、であって、前記上側冷却チャネルの個々が上側放出ポート(210)で終わる、堆積させて導くことと、
付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、前記付加材料の一部を融合させて複数の下側冷却チャネルを画定する下側ノズルを形成するためにエネルギ源から前記付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、であって、前記下側冷却チャネルの個々が下側放出ポート(220)で終わる、堆積させて導くことと、
前記上側ノズルおよび前記下側ノズル間にバニシング要素を位置決めすることであって、前記バニシング要素が、前記下側供給チャネルおよび前記下側冷却チャネル(230)間に流体連通を提供する流れ通路を画定する、位置決めすることと、
を含む、バニシングツールを製造するための方法(200)。
[実施態様18]
前記上側ノズルは、
バニシング流体の流れを受容するための流体供給部(110)に流体連通する入口チャネル(136)と、
前記入口チャネル(136)に流体連通する上側分配貯蔵部(180)であって、前記バニシング流体の流れを前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)間で分割するための前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)に流体連通する複数の出口(182)を画定する上側分配貯蔵部(180)と、
前記流れ通路(160)に流体連通する下側分配貯蔵部(184)であって、
前記複数の下側冷却チャネル(150)に流体連通する複数の出口(186)を画定する下側分配貯蔵部(184)と、
を画定する、実施態様17に記載の方法(200)。
[実施態様19]
前記上側ノズルは、
前記複数の上側冷却チャネル(130)に流体結合される環状分配リング(190)と、
前記上側分配貯蔵部(180)および前記環状分配リング(190)間に流体連通を提供する複数の上側分配チャネル(192)と、
前記下側供給チャネル(134)に流体結合される収集チャンバ(194)と、
前記上側分配貯蔵部(180)および前記収集チャンバ(194)間に流体連通を提供する複数の下側分配チャネル(196)と、
を含む、実施態様17に記載の方法(200)。
[実施態様20]
前記上側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成され、前記下側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成される、実施態様17に記載の方法(200)。
100 バニシングツール
102 ワーク
104 ツールホルダ
106 ディスク
108 アパーチャ
110 冷却流体供給部
120 上側ノズル
122 下側ノズル
124 バニシング要素
130 上側冷却チャネル
132 上側放出ポート
134 下側供給チャネル
136 入口チャネル
140 ねじ付き入口ボア
142 ねじ付き部分(ツールホルダ)
144 中央ボア
150 下側冷却チャネル
152 下側放出ポート
160 流れ通路
162 スピンドル
164 上側ねじ付き部分
166 上側ねじ付きボア
168 下側ねじ付き部分
170 下側ねじ付きボア
172 バニシングボディ
174 作動先端
176 放出角度
180 上側分配貯蔵部
182 出口(上側)
184 下側分配貯蔵部
186 出口(下側)
190 環状分配リング
192 上側分配チャネル
194 収集チャンバ
196 下側分配チャネル
200 第1のピース(上側ノズル)
202 第2のピース8上側ノズル)
204 中央ボア
206 非円形キャビティ
210 第1のセグメント
212 第2のセグメント
214 環状溝
216 環状シール
220 Oリング
222 六角頭部
300 方法
310 ステップ
320 ステップ
330 ステップ
A 軸方向
C 周方向
R 径方向

Claims (15)

  1. 下側供給チャネル(134)および複数の上側冷却チャネル(130)を画定する上側ノズル(120)であって、前記上側冷却チャネル(130)の個々が上側放出ポート(132)で終わる、上側ノズル(120)と、
    複数の下側冷却チャネル(150)を画定する下側ノズル(122)であって、前記下側冷却チャネル(150)の個々が下側放出ポート(152)で終わる、下側ノズル(122)と、
    前記上側ノズル(120)および前記下側ノズル(122)間に位置決めされ、前記下側供給チャネル(134)および前記下側冷却チャネル(150)間に流体連通を提供する流れ通路(160)を画定するバニシング要素(124)と、
    を含むバニシングツール(100)。
  2. 前記上側ノズル(120)は、
    バニシング流体の流れを受容するための流体供給部(110)に流体連通する入口チャネル(136)と、
    前記入口チャネル(136)に流体連通する上側分配貯蔵部(180)と、を含み、
    前記上側分配貯蔵部(180)は、前記バニシング流体の流れを前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)間で分割するための前記複数の上側冷却チャネル(130)および前記下側供給チャネル(134)に流体連通する複数の出口(182)を画定する、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  3. 前記上側ノズル(120)は、
    前記複数の上側冷却チャネル(130)に流体結合される環状分配リング(190)と、
    前記上側分配貯蔵部(180)および前記環状分配リング(190)間に流体連通を提供する複数の上側分配チャネル(192)と、を含む、請求項2記載のバニシングツール(100)。
  4. 前記上側ノズル(120)は、
    前記下側供給チャネル(134)に流体結合される収集チャンバ(194)と、
    前記上側分配貯蔵部(180)および前記収集チャンバ(194)間に流体連通を提供する複数の下側分配チャネル(196)と、を含む、請求項2記載のバニシングツール(100)。
  5. 前記下側ノズル(122)は、
    前記流れ通路(160)に流体連通する下側分配貯蔵部(184)を画定し、
    前記下側分配貯蔵部(184)は、前記複数の下側冷却チャネル(150)に流体連通する複数の出口(186)を画定する、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  6. 前記バニシング要素(124)は、
    前記上側ノズル(120)に係合するための上側取り付け部分(164)と前記下側ノズル(122)に係合するための下側取り付け部分(168)とを画定するスピンドル(162)であって、前記流れ通路(160)が前記スピンドル(162)を介して画定される、スピンドル(162)と、
    前記上側取り付け部分(164)および前記下側取り付け部分(168)間の前記スピンドル(162)の周りに位置決めされるバニシングボディ(172)と、を含み、
    前記バニシングボディ(172)は、前記スピンドル(162)から径方向(R)に沿って外方に延びる作動先端(174)を画定する、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  7. 前記バニシングボディ(172)は、前記軸方向(A)に直角に画定された平面に沿って取った円形の断面を有する、請求項6記載のバニシングツール(100)。
  8. 前記バニシングボディ(172)は、前記軸方向(A)に直角に画定された平面に沿って取った非円形の断面を有する、請求項6記載のバニシングツール(100)。
  9. 前記上側ノズル(120)は、
    前記バニシングツール(100)の前記スピンドル(162)に係合するためのねじ付きボア(166)を画定する第1のピース(200)と、
    前記第1のピース(200)および前記バニシングボディ(172)間に位置決めされ、中央ボア(204)および非円形のキャビティ(206)を画定する第2のピース(202)と、を含み、
    前記スピンドル(162)は、前記中央ボア(204)を通って前記ねじ付きボア(166)の中に延び、前記非円形のキャビティ(206)は、前記バニシングボディ(172)と相補的であり前記バニシングボディ(172)を受容するように構成される、請求項8記載のバニシングツール(100)。
  10. 前記上側冷却チャネル(130)の個々の第1のセグメント(210)は、前記第1のピース(200)の中に画定され、
    前記上側冷却チャネル(130)の個々の第2のセグメント(212)は、前記第2のピース(202)の中に画定され、
    前記上側ノズル(120)は、
    前記第1のピース(200)または前記第2のピース(202)の中に画定され、前記第1のセグメント(210)および前記第2のセグメント(212)間に流体連通を提供する環状溝(214)と、
    前記第1のピース(200)および前記第2のピース(202)間の環状溝(214)の周りに位置決めされる環状シール(216)と、をさらに含む、請求項9記載のバニシングツール(100)。
  11. 前記上側放出ポート(132)および前記下側放出ポート(152)の個々は、軸方向(A)に対して画定される放出角度(176)を画定し、
    前記放出角度(176)は、バニシング流体の流れを前記バニシング要素(124)の作動先端(174)上に導くために選択される、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  12. 前記バニシング要素(124)は、カーバイドで構成され、前記上側ノズル(120)および前記下側ノズル(122)は、金属で構成される、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  13. 前記上側ノズル(120)は、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成され、前記下側ノズル(122)は、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成される、請求項1記載のバニシングツール(100)。
  14. 付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、前記付加材料の一部を融合させて下側供給チャネルおよび複数の上側冷却チャネルを画定する上側ノズルを形成するためにエネルギ源から前記付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、であって、前記上側冷却チャネルの個々が上側放出ポート(210)で終わる、堆積させて導くことと、
    付加材料の層を付加製造機械のベッド上に堆積させること、および、前記付加材料の一部を融合させて複数の下側冷却チャネルを画定する下側ノズルを形成するためにエネルギ源から前記付加材料の層上にエネルギを選択的に導くこと、であって、前記下側冷却チャネルの個々が下側放出ポート(220)で終わる、堆積させて導くことと、
    前記上側ノズルおよび前記下側ノズル間にバニシング要素を位置決めすることであって、前記バニシング要素が、前記下側供給チャネルおよび前記下側冷却チャネル(230)間に流体連通を提供する流れ通路を画定する、位置決めすることと、を含む、バニシングツールを製造するための方法(200)。
  15. 前記上側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成され、前記下側ノズルは、単一のモノリシックな構成要素として一体的に形成される、請求項14記載の方法(200)。
JP2018098372A 2017-05-26 2018-05-23 バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法 Pending JP2019055475A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/606,348 2017-05-26
US15/606,348 US10603764B2 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Burnishing tool and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019055475A true JP2019055475A (ja) 2019-04-11

Family

ID=62386046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018098372A Pending JP2019055475A (ja) 2017-05-26 2018-05-23 バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10603764B2 (ja)
EP (1) EP3406403A1 (ja)
JP (1) JP2019055475A (ja)
CN (1) CN108942697A (ja)
CA (1) CA3005724A1 (ja)
SG (1) SG10201803871QA (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020231394A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 Brinkman Products, Inc. Burnishing devices adapted for use in smaller diameter pipes
CN113118982A (zh) * 2021-04-06 2021-07-16 芜湖信华机械有限公司 一种树脂砂轮生产时自动上料机构

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US919855A (en) * 1907-11-04 1909-04-27 Arthur H Gurley Device for overcoming dead-centers.
US3945098A (en) 1975-04-18 1976-03-23 Petr Ivanovich Yascheritsyn Pulse impact tool for finishing internal surfaces of revolution in blanks
SU919855A2 (ru) 1980-05-20 1982-04-15 Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения Инструмент дл чистовой обработки тел вращени методом пластической деформации
US4574442A (en) 1980-09-02 1986-03-11 Dickinson Lawrence C Single pass boring, skiving and roller burnishing tool
SU1038203A2 (ru) 1982-04-26 1983-08-30 Могилевский Машиностроительный Институт Инструмент дл чистовой обработки тел вращени методом пластической деформации
US5826453A (en) 1996-12-05 1998-10-27 Lambda Research, Inc. Burnishing method and apparatus for providing a layer of compressive residual stress in the surface of a workpiece
DE19947985A1 (de) * 1999-10-05 2001-04-12 Wilhelm Koenig HGA-Werkzeug
US6415486B1 (en) 2000-03-01 2002-07-09 Surface Technology Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing a residual stress distribution in the surface of a part
DE10032036A1 (de) * 2000-07-05 2002-01-17 Wendt Gmbh Senkerwerkzeug
US7513121B2 (en) * 2004-03-25 2009-04-07 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials
US8707484B2 (en) 2005-02-22 2014-04-29 Roger P. Jackson Patient positioning support structure
US8024846B2 (en) 2006-01-27 2011-09-27 General Electric Company Preparation of an article surface having a surface compressive texture
US7530792B2 (en) 2006-06-30 2009-05-12 General Electric Company Component of variable thickness having residual compressive stresses therein, and method therefor
US8051565B2 (en) 2006-12-30 2011-11-08 General Electric Company Method for increasing fatigue notch capability of airfoils
US8601659B2 (en) 2011-02-10 2013-12-10 Surface Technology Holdings, Ltd. Burnishing tool and method for burnishing
US20130260168A1 (en) 2012-03-29 2013-10-03 General Electric Company Component hole treatment process and aerospace component with treated holes
DE102012018605A1 (de) 2012-09-20 2014-03-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Walzwerkzeugvorrichtung
DE102012018604A1 (de) 2012-09-20 2014-03-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Walzwerkzeugvorrichtung
CN103213076A (zh) * 2013-04-25 2013-07-24 常熟市巨力砂轮有限责任公司 一种带有螺旋冷却通道的砂轮
US9573184B2 (en) 2013-12-18 2017-02-21 United Technologies Corporation Deep rolling tool for processing blade root
GB201419965D0 (en) 2014-10-06 2014-12-24 Rolls Royce Plc Fan
CN206084804U (zh) * 2016-10-17 2017-04-12 蓝思科技(长沙)有限公司 一种自喷水成型砂轮棒

Also Published As

Publication number Publication date
CN108942697A (zh) 2018-12-07
SG10201803871QA (en) 2018-12-28
CA3005724A1 (en) 2018-11-26
US20180339398A1 (en) 2018-11-29
EP3406403A1 (en) 2018-11-28
US10603764B2 (en) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2946547C (en) Additive manufacturing method for making complex film holes
CA2903808C (en) Production of turbine components with heat-extracting features using additive manufacturing
US10562092B2 (en) Tool for hot stamping and method for making the tool
EP3601748B1 (en) An additively manufactured mechanical fastener with cooling fluid passageways
US6269540B1 (en) Process for manufacturing or repairing turbine engine or compressor components
US8946585B2 (en) Method for the manufacture of a cutting tool
US10392944B2 (en) Turbomachine component having impingement heat transfer feature, related turbomachine and storage medium
US10746326B2 (en) Additively manufactured tube array
JP2017526544A (ja) 側フライスおよび製造方法
US20220162963A1 (en) Additively Manufactured Component Including an Impingement Structure
JP2019055475A (ja) バニシングツールおよびバニシングツールを製造する方法
JP2022544565A (ja) 付加製造された押出機構成要素
EP3844370B1 (en) Additive supports with integral film cooling
CA2965242A1 (en) Cooled component with porous skin
US20220213583A1 (en) Process for coating substrates with aperture(s)
US11692485B2 (en) Gas turbine engine with spoolie fluid transfer connection
US20220389872A1 (en) Additively manufactured gas turbine fuel injector ring and uni-body turbine engine
JP7313880B2 (ja) 断熱のためのコーティング捕捉機構を有するターボ機械構成要素
WO2022246394A1 (en) Fluid sprayers for powertrains and manufacturing methods for the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20190402