JP2020531287A - 冷却効果を有する高ガンマプライム超合金のレーザ金属堆積 - Google Patents

Abstract

ベース材料（１０）からコンポーネントを付加製造するまたは修理するためのシステム（１００）および方法（１０００）である。本システムは、ベース材料上の溶融プール内に堆積された付加材料のレーザ処理中にベース材料を冷却するための手段（３００）に動作可能に接続されるレーザ金属堆積（ＬＭＤ）システム（２００）を含んでもよい。ＬＭＤシステムは、溶融プールをその上に形成するためにレーザエネルギーをベース材料の方へ向け、固化によりベース材料上に層を形成するために堆積された付加材料を処理するように構成されるレーザエネルギー源（２０２）を含む。冷却のための手段は、ＬＭＤプロセス中にベース材料を冷却温度範囲内まで冷却するように構成されてもよく、それは、例えば、冷却／凍結効果をもたらす。この冷却効果は、レーザ処理中の固化期間を短縮し、溶接熱がベース材料から解放されることを可能にする。

Description

本開示は、一般に材料技術の分野に関し、より詳しくは冷却効果を有する高ガンマプライム超合金のレーザ金属堆積を使用する付加製造および修理方法に関する。

超合金の溶接は、これらの合金が達成すべく最適化される高強度（および対応する低延性）の故にいろいろな技術的課題を提示する。レーザおよびアークなどの熱源が、付加製造される（ＡＭ）パーツを構築するまたは損傷した超合金コンポーネントを修理するために適用されている。残念ながら、これらの合金は、例えば、レーザ金属堆積（ＬＭＤ）プロセスおよびその後の熱処理中に非常に高温割れする傾向がある。室温における溶接中の高温割れは通常、溶融プール内の固液界面において生じ、それは構造的に、ＡＭまたは修理されるコンポーネントの完全性を危うくする。従って、溶接中に生じる高温割れを抑制するＬＭＤシステムまたはプロセスの必要性が、依然として残る。

本発明者は、上記の限界を認識しており、冷却効果、例えば、深い冷却効果、およびその後のろう付けを利用することによる、例えば、高ガンマプライム超合金の、新しいレーザ金属堆積プロセスをここで開示するということを理解すべきである。

１つの例となる実施形態では、ベース材料から超合金コンポーネントを付加製造する（ＡＭＲ）または修理するためのシステムが、提供される。ＡＭＲシステムは、ベース材料上の付加材料のビルドアップをレーザ処理する間ベース材料を冷却するための手段に動作可能に接続される少なくともレーザ金属堆積（ＬＭＤ）システムを含んでもよい。ＬＭＤシステムは、溶融プールをその上に形成するためにレーザエネルギーをベース材料の方へ向けるように動作可能に構成されるレーザエネルギー源を含んでもよい。レーザエネルギーは、固化により付加材料の層を形成するために（例えば、ベース材料上の）溶融プール内に堆積された付加材料を処理する。

ベース材料を冷却するための手段は、レーザ処理中にベース材料の、例えば、冷却／凍結効果をもたらす冷却温度範囲内の所望の温度まで、例えば、冷却媒体を介して、ベース材料を冷却するように構成されてもよく、それは、レーザ処理中により短い固化期間をもたらすこともある。所望の温度範囲は、使用される冷却媒体のタイプ、例えば、液体窒素、液体アルゴン、その他に特有のこともあり、少なくとも部分的にベース材料の冷却／凍結効果に起因してレーザ処理中に溶接熱がベース材料から解放されることを可能にする温度範囲内の温度であるべきであるということを理解すべきである。冷却範囲の例は、液体窒素については−１００℃から−１５０℃、液体アルゴンについては−１００℃から−１５０℃であってもよい。加えてまたは別法として、利用される冷却媒体のタイプに基づいて範囲が変わることに加えてまたはその代わりに、範囲は、ベース材料に加えられている熱（例えば、高い温度）および／またはベース材料の組成に依存することもあるということを理解すべきである。例えば、より高い溶融温度を有するベース材料は、レーザ処理中により多くの熱を必要とすることもあり、それは、レーザ処理中にベース材料からどんな溶接熱も解放するために、より深い冷却範囲、すなわちより低い範囲を必要とすることもある。別の方法を言えば、所望の冷却範囲は、冷却媒体タイプ、レーザエネルギー源からの熱温度およびベース材料タイプの任意の１つまたは複数に部分的に基づいてもよい。

別の例となる実施形態では、付加製造または修理方法が、提供される。本方法は、例えば、ベッセル内に、ベース材料基板（ＢＭＳ）を提供するステップおよびレーザ金属堆積（ＬＭＤ）処理のためにＢＭＳを準備するステップを含んでもよい。本方法はまた、ＢＭＳから溶接熱を解放するためにＢＭＳが冷却または凍結効果を受けることをもたらす冷却温度範囲内の温度まで、例えば、冷却手段を介して、ＢＭＳを冷却するステップを含んでもよい。冷却温度は、ＬＭＤプロセス全体にわたって維持されてもよく、もし必要ならば、ＢＭＳまたは冷却手段の冷却媒体の１つまたは複数の温度に部分的に基づいて調整されてもよいということを理解すべきである。ＢＭＳを冷却しながら、ＢＭＳ、またはＢＭＳの少なくとも一部分は、所望のコンポーネントを実現するためにＢＭＳ上に付加材料の層を形成するためのレーザ処理を受けてもよい。

本開示、および本開示の利点のより完全な理解のために、類似の数字が、類似の物体を表す、添付の図面と併用される次の記述への言及が、今からなされる。

本明細書で提供される開示による、レーザ金属堆積（ＬＭＤ）を介して超合金コンポーネントを付加製造しかつ／または修理するためのシステムを概略的に例示する図である。 本明細書で提供される開示による付加製造または修理プロセスのブロック図を例示する図である。

様々な実施形態を作り上げるとして下文に述べられるコンポーネントおよび材料は、説明に役立つことを目的とし、制限するものではない。本明細書で述べられる材料と同じまたは同様の機能を果たすということになる多くの適切なコンポーネントおよび材料は、本発明の実施形態の範囲内に受け入れられることを目的とする。

本発明者らは、冷却システム、例えば、深い冷却システムが、超合金ベース材料／基板／コンポーネント、例えば、ガスタービンブレード、ベーン、ブレード表面、その他を冷却し、溶接プロセスまたはその後の熱処理中に生じる高温割れを低減するまたは完全に除外するためにＬＭＤシステムと組み合わされる、レーザ金属堆積（ＬＭＤ）プロセスの変化を伴う新規の付加製造（ＡＭ）および／または修理方法を開発した。

図示することが、本明細書の主題の実施形態を例示するためだけであり、それを制限するためではない、図面を今から参照すると、図１は、レーザ金属堆積（ＬＭＤ）を介してベース材料／基板からコンポーネントを付加製造しかつ／または超合金コンポーネント１０を修理するためのシステム１００を例示する。

システム１００は、レーザエネルギーを、レーザエネルギー源２０２を介して、下にある基板に加えるため、および所望の超合金コンポーネント、例えば、ブレード、ブレードプラットフォーム側面（ｓｉｄｅ ｆａｃｅ）（図１に示される）、ブレード先端、ベーンまたは他のコンポーネントを製造するまたは修理するためのビルドアップ材料の層を形成するために、レーザエネルギーから生じる下にある／ベース基板１０の溶融プール内に（またはビルドアップ材料の固化層上に）付加／ビルドアップ材料を堆積するためのＬＭＤシステム２００を含んでもよい。レーザエネルギー源２０２は、溶融プールを形成するためにベース材料１０（または前に固化したビルドアップ層）の一部分を溶融するためのレーザエネルギーをレーザエネルギー源２０２からベース材料１０の方へ向けるまたは放出するように動作可能に構成されてもよい。

加えてまたは別法として、ＬＭＤシステム２００はまた、レーザエネルギーからベース材料１０上に形成される溶融プール内にビルドアップ（付加）材料を堆積するためにレーザエネルギー源２０２に動作可能に接続されかつその近くにあるまたはレーザエネルギー源２０２に動作可能に結合されるレーザ堆積ツール２１０を含んでもよい。

加えてまたは別法として、レーザエネルギー源２０２は、ビルドアップ材料を溶融プール内に堆積するためにレーザ堆積ツールとして機能するように動作可能に構成されてもよい。すなわち、付加材料は、堆積ツール２１０を介して堆積されることに加えてまたはそれに代わって、レーザエネルギー源２０２を介して、またはより詳しくは、レーザエネルギー源２０２と共有される筐体に接続される供給ライン２２４を介して堆積されてもよい。ＬＭＤシステムはさらに、１つまたは複数の粉末供給システム（２２０、２２２）を含むまたはそれに動作可能に接続されてもよい。粉末供給システム２２０、２２２は、所望のコンポーネントを形成するための付加材料の層を形成するためにビルドアップ材料を溶融プール内にかつ／またはベース材料１０上に堆積するためのレーザエネルギー源２０２またはレーザ堆積ツール２１０の１つまたは複数にビルドアップ材料を供給する（配送する）ように構成されてもよい。

ビルドアップ（付加）材料は、例えば、ベース合金粉末材料を含んでもよく、それは、ベース材料１０を形成する同じまたは同様の材料を含んでもよい。ベース金属粉末は、粉末供給システム（２２０）を介してＬＭＤシステム２００を通じて供給され、ＬＭＤプロセス中に溶融プール内にまたはベース基板１０上に堆積されてもよい。ビルドアップ材料はまた、ろう付け合金粉末材料または類似のものを含んでもよく、それは、ベース金属粉末と同じ供給システム、またはそれ自身の粉末供給システム（２２２）を介してレーザエネルギー源２０２を通じて供給され、ＬＭＤプロセス中に、例えば、レーザエネルギーを用いたレーザ処理のために溶融プール内にまたは下にある基板１０上に堆積されてもよい。粉末供給システム２２０は、ＬＭＤシステム２００に、またはより詳しくは、ビルドアップ材料を、例えば、材料のコンテナから、下にある基板１０に供給するための１つもしくは複数の供給ライン２２４を介してレーザ堆積ツール２１０に動作可能に接続されてもよい。加えてまたは別法として、コントローラ（図示されず）が、ＬＭＤシステム２００または粉末供給システム２２０の１つまたは両方に動作可能に接続されてもよく、ＬＭＤプロセス中に、例えば、レーザツール２１０を通じてビルドアップ材料の供給量を制御するように構成されてもよい。

ＬＭＤプロセス中に堆積されるビルドアップ材料の各々、例えば、ベース合金材料およびろう付け合金材料は、それ自身の粉末供給システム２２０、すなわち各材料について単一のシステムによって供給され／提供されてもよく、またはさらなる実施形態では、単一の粉末供給システム２２０が、両方のタイプのビルドアップ材料を供給するために使用されてもよい。もし３つ以上のタイプの材料が、ＬＭＤプロセス中に利用されるならば、追加の粉末供給システム２２０が、追加の材料を供給するために使用されてもよく、または単一の粉末供給システムが、必要に応じて材料の各々を供給するように構成されてもよい。

図を続けて参照すると、システム１００はまた、ＬＭＤプロセス、ろう付けプロセス、または任意のその後の熱処理プロセスと関連するどんな高温割れも低減するまたは除外するために、例えば、ＬＭＤプロセス中にベース基板１０を冷却するための冷却手段を含んでもよい。１つの例となる実施形態では、冷却手段３００は、冷却システム、例えば、深い冷却システムであってもよく、それは、ベッセル、チャンバ、または同様のコンテナ３０２を含んでもよく、それは、ベース基板１０またはその中で修理すべき他の超合金コンポーネントを少なくとも部分的に受け取るためのサイズにされかつ適合されてもよく、それは、その中のかつ／またはベッセル３０２内のベース基板１０を冷却するためにそれを通って流れる冷却媒体３１０を含有するための容積を規定してもよい。ベッセル３０２は、冷却媒体３１０を受け取るために適合される入口３０４および、例えば、ベッセルから冷却媒体を捨てるための出口３０６を含んでもよい。加えてまたは別法として、ベース基板１０は、付加製造または修理プロセスを受けながら、例えば、深い冷却効果のために、流れる冷却媒体３１０の経路内に置かれてもよい。

冷却システム３００はさらに、その中の基板１０を冷却するために冷却媒体３１０をベッセル３０２に提供するための１つもしくは複数のポンプ（図示されず）または同様のポンプ／供給システム３５０を含んでもよい。ポンプは、システム１００もしくはＬＭＤシステム２００のコントローラのいずれかによって制御されてもよく、または追加としてもしくは別法として、ポンプシステムは、ＬＭＤプロセス中にベッセル３０２内のまたはそれを通る冷却媒体の所望の冷温範囲を維持するために、ベッセル３０２を満たすまたはそれを通って流れる冷却媒体３１０の流量および含有量を制御するために動作可能に構成されるそれ自身のコントローラを含んでもよい。

冷却媒体３１０は、例えば、液体窒素、アルゴン、ヘリウム、その他であってもよく、またはベース基板１０もしくは取り組み中のコンポーネントからどんな溶接熱も除去するために、所望の冷却温度範囲を達成するためにベッセル３０２内に供給することができる任意の他の液体媒体であってもよい。一実施形態では、冷却範囲は、間であってもよい。

図を続けて参照すると、システム１００はさらに、冷却およびＬＭＤプロセス中に温度を感知し、所望の冷却範囲が達成されたかどうかを決定するための、かつ／または加熱および／もしくは冷却パラメータを調整するためのシステムコントローラのいずれかに感知した温度を送るもしくは伝えるたに、ＬＭＤシステム２００および冷却手段３００の１つまたは複数に動作可能に接続されるセンサシステム４００を含んでもよい。

一実施形態では、センサシステム４００は、温度を感知し、感知された温度を、例えば、１つまたは複数のトランスミッタを介して、ＬＭＤおよび／または冷却プロセス中に感知された温度を使用するためにセンサコントローラまたはシステムコントローラのいずれかに伝えるように動作可能に構成される１つまたは複数のセンサ４０２を含んでもよい。センサ４０２は、冷却媒体３１０、基板１０、および／または周囲のエリアの１つまたは複数の温度を感知するために、ベッセル内にまたはその近くに均一に配置されるまたは任意の構成で配置されてもよい。図１に例示されるように、センサ４０２は、ベッセル３０２内に位置決めされてもよく、例えば、ベッセルの壁に付着され、冷却媒体３１０内に浸され（部分的にもしくは完全に）、かつ／またはレーザ源２０２、レーザ源の筐体もしくはその近くに取り外し可能に固定されてもよい。

ＬＭＤプロセス中に、例えば、ＬＭＤプロセス中に基板１０を冷却するまたは深く冷却するための所望の温度範囲が達成されかつ／または維持されているかどうかを決定するために、センサは、感知された温度をコントローラに送るまたはさもなければ伝えてもよく、加熱および／または冷却パラメータのいずれかが、感知された温度に少なくとも部分的に基づいて調整されてもよい。例えば、冷却システム３００では、冷却媒体の流量および／または含有量は、必要に応じてかつ感知された温度に基づいて、所望の冷却温度範囲、例えば、少なくともニッケルベースの超合金について−１００℃から−１５０℃を達成するように調整されてもよい。

所望の温度範囲は、取り組んでいる超合金ベース材料１０のタイプに応じて、例えば、±２０から４０℃で変化してもよいということを理解すべきである。加えてまたは別法として、レーザエネルギー源２０２によって放出される熱は、感知された温度に基づいて調整されてもよく、すなわち増加されまたは減少されてもよい。

図を、今では図２を続けて参照すると、ＬＭＤプロセス（方法）１０００の一実施形態が、提供される。本明細書で開示されるどんなステップも、任意の特定の順序で行われることを必要とされず、これによって例示目的のために提供されるということを理解すべきである。例えば、ベッセル３０２を冷却媒体３１０で満たすためのステップは、ＬＭＤ処理のためにベッセル内にベース材料１０を置くまたは固定するためのステップより前にまたはそのステップの後に生じてもよい。

方法１０００は、ベース材料１０または修理すべき他のコンポーネントをベッセル３０２内に置くステップ（１０１０）を含んでもよい。このステップでは、ベース材料／基板１０または損傷したコンポーネントは、ベッセル３０２内にかつ、例えば、ビルドアップおよび／または修理のためのプラットフォーム（図示されず）に取り外し可能に固定されてもよい。コンポーネントが修理されている実施形態では、方法１０００は、コンポーネントを産業用機械から取り外すためのステップ、ならびに、例えば、コンポーネントの任意の損傷した部分を掘り出すこと、およびＬＭＤプロセスのためにコンポーネントをベッセル内に置くより前のコンポーネントの予熱または溶体化処理（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）により、ＬＭＤのためのコンポーネントを準備するためのステップを含んでもよい。

コンポーネントを準備しかつ／またはコンポーネントもしくはベース基板１０をベッセル３０２内に置くと、方法１０００は、冷却手段を介してベース基板１０またはその少なくとも一部分を冷却するステップ（１０２０）を含んでもよい。このステップでは、基板１０、またはその一部分は、少なくとも部分的にベッセル３０２を満たす冷却媒体３１０内に浸されてもよい。１つの例となる実施形態では、ベッセル３０２は、基板１０の少なくとも一部が、ＬＭＤプロセス中に基板を深く冷却するために冷却媒体内に浸されてもよいように、冷却媒体３１０で満たされてもよい。冷却媒体３１０は、どんな溶接熱も、基板１０から解放されまたは除去されてもよいように、基板１０を所望の温度範囲まで冷却することができる液体窒素または任意の他の液体媒体であってもよい。液体窒素を使用することによって、ベース材料１０（例えば、タービンブレードまたはベーン）は、ベッセル内部で−１００℃から−１５０℃の範囲内の温度まで冷却されることもあるということを理解すべきである。

基板が、冷却される、すなわち所望の温度範囲に維持されている間、方法１０００は、ビルドアップ（付加）粉末化材料（例えば、下にあるベース金属合金粉末およびろう付け合金材料）を基板上に堆積し、基板１０上のビルドアップ材料をレーザ処理するステップ（１０３０）を含んでもよい。冷却温度および深い冷却効果を維持するために、温度勾配／冷却速度が、例えば、溶接プロセス中に最小の割れを達成するために増加されてもよい。このステップでは、粉末ビルドアップ（付加）材料、例えばベース合金材料およびろう付け合金材料は、例えば、粉末供給システムを介してレーザ源ツールを通じて供給され、基板１０上にまたは基板の溶融プール内に堆積されてもよいということを理解すべきである。溶融プールは、遮蔽ガス、例えば、アルゴン、ヘリウムまたはそれらの混合物によって保護されてもよいということを理解すべきである。加えてまたは別法として、付加材料は、遮蔽ガスを使用して溶融プールに輸送され、例えば、搬送されてもよいということをさらに理解すべきである。

堆積されると、レーザエネルギーは、ビルドアップ材料を処理し／溶融し、それはその後、所望のパーツまたはコンポーネントを形成するための超合金材料の層を形成するために固化する。ベース合金およびろう付け合金粉末の混合物は、層状と検証されることが可能であり、堆積しかつレーザ処理するステップは、所望のコンポーネントの形状および／または幾何学が達成されるまで繰り返されてもよいということを理解すべきである。本発明者らの新規なＬＭＤプロセスを介したコンポーネントの修理は、ベース材料と同じ材料である同じベース合金材料を使用することによってコンポーネントの構造修理を可能にする。すなわち、ＬＭＤプロセスは、例えば、下にある（ベース）基板１０と同一のまたは同一に近い組成を有する材料（付加材料）を用いてコンポーネントの修理を可能にする。

冷却システム３００から生じる深い凍結効果は、基板１０がＬＭＤプロセス中に冷たいままであることを可能にし、それは、例えば、抑制すべき溶融プール内の固液界面におけるどんな高温割れの抑制ももたらす。この抑制は、どんな溶接熱も、基板１０から解放されてもよいような、基板１０の深い冷却および／または凍結効果を達成するために、基板１０について望ましい温度までかつ／または冷却温度範囲内に基板が冷却されることから直接生じる非常に短い固化プロセスから生じる。

加えてまたは別法として、方法１０００は、基板１０の高温ろう付け、例えば、トーチろう付け、炉内ろう付け、その他のステップ（１０４０）を含んでもよい。その後の高温ろう付けプロセス１０４０中に、基板１０または所望のコンポーネントの自己回復が、ＬＭＤプロセス中のろう付け合金材料堆積に少なくとも部分的に起因して達成されてもよいということを理解すべきである。これは、溶接プロセス中に生じることもあるどんな最小の割れも、例えば、最後の高温ろう付けプロセスによって除去されるという結果をもたらすこともある。加えてまたは別法として、方法１０００は、所望のコンポーネントを仕上げるためのステップを含んでもよい。損傷したコンポーネントを修理するためのプロセスは、例えば、ターボ機械エンジンから損傷したコンポーネントを取り外すためのステップを必要とすることもあり、従って修理する方法１０００はまた、コンポーネントがＬＭＤプロセスまたはその後のろう付けプロセスを受けるより前にコンポーネントを予熱処理するまたは溶体化処理することに加えて、コンポーネントを取り外すためのステップを含むこともあるということを理解すべきである。

本明細書で開示される例となるシステム、例えば、ＬＭＤシステム、粉末供給および／またはポンプシステム、センサシステム、その他の態様は、任意の適切なプログラミング言語またはプログラミング技法を使用する任意の適切なプロセッサシステムによって実施されてもよいということを理解すべきである。システムは、ハードウェア実施形態、ソフトウェア実施形態またはハードウェアおよびソフトウェア要素の両方を備える実施形態を伴ってもよいなどの、任意の適切な回路の形をとることができる。一実施形態では、システムは、ソフトウェアおよびハードウェア（例えば、プロセッサ、センサ、その他）を通じて実施されてもよく、それは、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、その他を含んでもよいが、しかしそれらに限定されない。

さらに、プロセッサシステムの一部は、プロセッサもしくは任意の命令実行システムによってまたはそれと接続して使用するためのプログラムコードを提供するプロセッサ使用可能またはプロセッサ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形をとることができる。プロセッサ可読媒体の例は、半導体もしくは固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスクおよび光ディスクなどの、非一時的有形プロセッサ可読媒体を含んでもよい。光ディスクの現在の例は、コンパクトディスク−−読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−−読み出し／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）およびＤＶＤを含む。

具体的な実施形態が、詳細に述べられたが、当業者は、それらの詳細に対する様々な変更および代替案が、本開示の全体的教示を考慮して開発されることもあり得るということを理解することになる。例えば、異なる実施形態と関連して述べられる要素は、組み合わされてもよい。それに応じて、開示される特定の配置は、説明に役立つだけを意図されており、クレームまたは開示の範囲を限定すると解釈すべきでなく、それらは、添付のクレームの全幅、およびそれらの任意のかつすべての等価物を与えられるべきである。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素またはステップを排除せず、冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は、複数を排除しないことに留意すべきである。

１０ 超合金コンポーネント、ベース基板、ベース材料
１００ 超合金コンポーネントを付加製造するまたは修理するためのシステム
２００ レーザ金属堆積（ＬＭＤ）システム
２０２ レーザエネルギー源
２１０ レーザ堆積ツール
２２０ 粉末供給システム
２２２ 粉末供給システム
２２４ 供給ライン
３００ 冷却手段、冷却システム
３０２ ベッセル、コンテナ
３０４ 入口
３０６ 出口
３１０ 冷却媒体
３５０ ポンプシステム、ポンプ／供給システム
４００ センサシステム
４０２ センサ
１０００ ＬＭＤプロセス、方法

Claims (19)

1. ベース材料（１０）から超合金コンポーネントを付加製造するまたは修理するためのシステム（１００）において、
   レーザ金属堆積（ＬＭＤ）システム（２００）であって、
   付加材料の層を前記ベース材料上に形成するために、溶融プールをその上に形成し、前記溶融プール内に堆積された前記付加材料をレーザ処理するためにレーザエネルギーを前記ベース材料の方へ向けるように動作可能に構成されるレーザエネルギー源（２０２）を備える、レーザ金属堆積（ＬＭＤ）システム（２００）と、
   レーザ処理中に前記ベース材料を冷却するための手段（３００）とを備える、システム（１００）。
2. 前記付加材料は、ベース金属粉末およびろう付け金属粉末の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ベース材料を冷却するための前記手段は、レーザ処理中に前記ベース材料を支持するように適合されるベッセル（３０２）であって、前記ベース材料を所望の冷却温度まで冷却するために冷却媒体を前記ベッセル内に分注するための手段に動作可能に接続されるベッセル（３０２）を備える冷却システムである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ベッセルは、その中の前記冷却媒体の流量を制御するために入口（３０４）および出口（３０６）を備える、請求項３に記載のシステム。
5. 前記冷却媒体を分注するための前記手段は、前記冷却媒体をその中に分注するために前記ベッセルの少なくとも前記入口に動作可能に接続されるポンプシステム（３５０）である、請求項４に記載のシステム。
6. 前記ポンプシステムは、前記冷却媒体を分注するために前記入口に接続されるポンプならびに所望の冷却温度を達成するために前記冷却媒体の前記流量および含有量を制御するためのコントローラを備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ベッセル内の前記ベース材料および冷却媒体の少なくとも１つの温度を感知するために、かつ前記所望の冷却温度を達成するために前記流量および含有量を制御し、前記ベース材料から溶接熱を解放するために前記所望の冷却温度を維持するための前記コントローラに前記感知された温度を提供するために、前記ポンプシステムに動作可能に接続されるセンサシステム（４００）をさらに備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記ＬＭＤシステムはさらに、
   粉末供給システムに動作可能に接続され、いったん堆積されるとレーザ処理のために前記付加材料を配送するように構成される堆積ツール（２１０）を備える、請求項１に記載のシステム。
9. 前記堆積ツールは、前記配送された付加材料のレーザ処理のために前記レーザエネルギー源に動作可能に接続される、請求項８に記載のシステム。
10. レーザ金属堆積（ＬＭＤ）処理のためにベース材料基板（ＢＭＳ）を準備するステップと、
    前記ＢＭＳの冷却効果をもたらす冷却温度範囲内の温度まで前記ＢＭＳを冷却し、前記温度を前記冷却温度範囲内に維持するステップと、
    前記ＢＭＳの前記温度を維持しながらまたは前記冷却温度範囲を達成すると、前記ＢＭＳの少なくとも一部分を溶融することによって前記ＢＭＳのＬＭＤ処理を開始し、付加材料のビルドアップ層を前記ＢＭＳ上に形成するために前記溶融した部分内に前記付加材料を堆積するステップとを含む、付加製造または修理方法。
11. 前記ＢＭＳを準備する前記ステップは、前記ＢＭＳをベッセル内に提供するステップを含み、冷却手段は、前記ＢＭＳを前記冷却温度範囲内まで冷却するために前記ベッセルに動作可能に接続されている、請求項１０に記載の方法。
12. 前記冷却手段は、前記ベッセルに動作可能に接続され、前記ＢＭＳを冷却するために前記ベッセル内に冷却媒体を分注しかつ前記冷却温度範囲内の所望の温度を達成するために前記冷却媒体の流量および含有量を制御するように構成される冷却媒体分配システムを備える、請求項１１に記載の方法。
13. 前記冷却媒体分配システムは、前記冷却媒体を分注しかつ前記ベッセル内の前記冷却媒体の前記流量および含有量を制御するように動作可能に構成されるポンプシステムを備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記冷却媒体分配システムは、冷却媒体温度またはＢＭＳ温度の１つまたは複数を感知するために構成されるセンサシステムに動作可能に接続され、前記ポンプシステムは、前記センサシステムによって感知される温度に部分的に基づいて前記冷却媒体の前記流量および含有量を調整する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記冷却媒体は、液体窒素、液体アルゴンおよび液体ヘリウムの１つまたは複数から選択される、請求項１２に記載の方法。
16. 前記付加材料は、ベース金属粉末およびろう付け金属粉末の少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記付加材料は、前記ＢＭＳと同様のまたは同じ化学組成を含む、請求項１６に記載の方法。
18. 所望のコンポーネントを達成するために前記ＢＭＳまたはその少なくとも一部分をろう付けするステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
19. 前記ベース材料は、超合金ベース材料である、請求項１０に記載の方法。