JP2021110036A

JP2021110036A - 温度制御されたガス流を使用して表面を平滑化するセラミックコーティング形成

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Publication number: JP2021110036A
Application number: JP2020207891A
Authority: JP
Inventors: ゲハルト・ラモーネ・ハンソン; Lamoyne Hanson Gerhart; マーティン・ルイス・スミス; Martin Lewis Smith
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2021-08-02
Also published as: US11365470B2; CN113174555A; EP3848480A1; US20210207256A1

Abstract

【課題】温度制御されたガス流（１４２）を使用して、遮熱コーティング（ＴＢＣ）（１１２）の表面（１１４、１６６、１７０）を平滑化する方法およびコーティングシステム（１００）が提供される。【解決手段】熱溶射コーティングユニット（１１０）は、表面（１１４、１６６、１７０）上にＴＢＣ（１１２）をコーティングする。熱溶射コーティングユニット（１１０）は、表面（１１４、１６６、１７０）に向かってＴＢＣ材料（１２４）の流れを作り出す。表面（１１４、１６６、１７０）上の未硬化ＴＢＣ材料（１４４）の表面（１１４、１６６、１７０）は、表面（１１４、１６６、１７０）上のＴＢＣ（１１２）の熱溶射コーティングの後、表面（１１４、１６６、１７０）上の未硬化ＴＢＣ材料（１４４）全体に温度制御されたガス（１４２）の流れを伝達することによって平滑化される。硬化したＴＢＣ（１１２）は、より滑らかな表面（１１４、１６６、１７０）を有し、所望の表面粗さを達成するために必要とされる研磨は、はるかに少ない。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に、コーティングプロセスに関し、より具体的には、遮熱コーティング（ＴＢＣ）などのセラミックを金属構成要素に熱溶射し、表面全体に温度制御されたガス流を伝達してセラミックを平滑化する方法に関する。

セラミックは、表面のコーティングに広く使用されている。例えば、セラミックは、ターボ機械などにおける様々な金属構成要素に適用され得る遮熱コーティング（ＴＢＣ）として使用することができ、下層の金属を高い動作温度から保護する。ＴＢＣは、例えば、ガスタービン内の燃焼ガスの熱から保護するために、ガスタービン内のタービンブレード、ノズル、およびシュラウドに適用することができる。ターボ機械における金属構成要素の幾何学的形状がより複雑になり、タービンの動作温度が上昇するにつれて、より厚いＴＢＣが採用されている。より厚いＴＢＣは、性能に影響を与えない滑らかなＴＢＣ表面を維持する上で課題を提示する。典型的には、ＴＢＣの表面粗さは、コーティングされる表面に対する溶射角度と、後にその上がコーティングされる、表面上に存在する未溶融または部分的に溶融した粉末粒子による表面汚染物質の組み合わせの結果である。ＴＢＣコーティングを厚くすると、表面粗さが悪化する。現在、表面粗さの問題は、表面粗さを除去し、所望の表面仕上げを達成するために、例えば、ダイヤモンドコーティングされたディスクを用いた高価な表面研磨によって対処されている。

本開示の第１の態様は、表面上にセラミックを熱溶射コーティングすることであって、熱溶射コーティングは、表面に向かってセラミック材料の流れを作り出すことと、表面上のセラミックの熱溶射コーティング中、表面上の少なくとも部分的に溶融したセラミック材料全体に温度制御されたガスの流れを伝達することによって表面上の少なくとも部分的に溶融したセラミック材料の層を平滑化することと、セラミックを固化させることとを含む、方法を提供する。

本開示の第２の態様は、表面全体に遮熱コーティング（ＴＢＣ）を適用する熱溶射コーティングユニットであって、ＴＢＣ材料の流れを作り出す熱溶射コーティングユニットと、熱溶射コーティングユニットに動作可能に結合され、表面全体に熱溶射コーティングユニットを移動させるアクチュエータと、熱溶射コーティングユニットが表面上にＴＢＣ材料を適用するとき、表面上の少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料全体に温度制御されたガス流を伝達するように構成されたガスノズルであって、熱溶射コーティングユニットと共に移動することが可能なガスノズルとを備える、コーティングシステムを提供する。

本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または検討されていない他の問題を解決するように設計されている。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を図示する添付の図面と併せて、本開示の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、さらに容易に理解されるであろう。

本開示の実施形態によるコーティングシステムの概略側面図である。本開示の実施形態によるＴＢＣを研磨する概略側面図である。本開示の実施形態による方法のブロック図である。

本開示の図面は、必ずしも原寸に比例しないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを図示することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面では、類似する符号は、図面間で類似する要素を表す。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意選択の」または「任意選択で」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含むことを意味する。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係について説明するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「〜の間に」に対して「直接〜の間に」、「〜に隣接して」に対して「直接〜に隣接して」など）。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組み合わせを含む。

本開示の実施形態は、温度制御されたガス流を使用して、適用される遮熱コーティング（ＴＢＣ）などのセラミックの層を平滑化する方法およびコーティングシステムを提供する。熱溶射コーティングユニットは、表面上にセラミックをコーティングする。熱溶射コーティングユニットは、表面に向かってセラミック材料の流れを作り出す。表面上の少なくとも部分的に溶融したセラミック材料の層は、表面上のセラミックの熱溶射コーティングの後、表面上の少なくとも部分的に溶融したセラミック材料全体に温度制御されたガスの流れを伝達することによって平滑化される。固化したセラミックは、ガスの流れを使用しなかった場合よりも厚くなり、かつより滑らかな表面を有することができる。１つの非限定的な例では、より滑らかな表面は、従来の４００ｒＡと比較して約２００ｒＡであり得る。したがって、セラミックはより厚くすることができ、所望の表面粗さを達成するために必要とされる研磨は、はるかに少ない。

図面を参照すると、図１は、本開示の実施形態によるコーティングシステム１００の概略側面図を示す。図示のように、コーティングシステム１００は、表面１１４全体に遮熱コーティング（ＴＢＣ）１１２などのセラミックを適用する熱溶射コーティングユニット１１０を含む。本開示の教示は任意のセラミック材料に適用することができるが、本開示は、説明の目的でＴＢＣ１１２を参照する。本明細書で使用する場合、「表面」は、構成要素のベース材料もしくは基板、ベース材料もしくは基板上の中間コーティング、またはＴＢＣの先行層の表面であり得る。すなわち、表面１１４は、構成要素１２０（例えば、金属、セラミック層、多材料セラミック層など）、または構成要素１２０上の層、例えば、金属構成要素１２０上のボンドコート１２２、またはＴＢＣの先行層の表面とすることができる。金属構成要素１２０は、ターボ機械で使用するための任意の現在知られているまたは後に開発される金属、例えば、超合金またはセラミックを含んでもよい。本明細書で使用する場合、「超合金」は、限定はしないが、Ｒｅｎｅ１０８、ＣＭ２４７、Ｈａｙｎｅｓ合金、Ｉｎｃａｌｌｏｙ、ＭＰ９８Ｔ、ＴＭＳ合金、ＣＭＳＸ単結晶合金のような高い機械的強度、高い熱クリープ変形抵抗など、従来の合金と比較して多数の優れた物理的特性を有する合金を指す。一実施形態では、本開示の教示が特に有利であり得る超合金は、高いガンマプライム（γ’）値を有する超合金である。「ガンマプライム」（γ’）は、ニッケル基合金の主要な強化相である。例示的な高ガンマプライム超合金は、限定はしないが、Ｒｅｎｅ１０８、Ｎ５、ＧＴＤ４４４、ＭａｒＭ２４７、およびＩＮ７３８を含む。

熱溶射コーティングユニット１１０は、ＴＢＣ材料１２４の流れ、例えば、セラミック材料のジェットプルームを作り出す。熱溶射コーティングユニット１１０は、任意の現在知られているまたは後に開発される熱プロセスを採用して、ＴＢＣ材料１２４、または所望の任意の他のセラミックを表面１１４上に射出することができる。一実施形態では、熱溶射コーティングユニット１１０は、プラズマ溶射ユニットを含み得る。他の実施形態では、熱溶射コーティングユニット１１０は、アーク溶射ユニット、燃焼溶射ユニット、または高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）コーティングユニットを含んでもよい。熱溶射コーティングユニット１１０はまた、様々な低圧コーティングシステムのいずれかを含み得る。

ボンドコーティング１２２は、使用される場合、限定はしないが、ニッケルまたは白金アルミナイド、ニッケルクロムアルミニウムイットリウム（ＮｉＣｒＡｌＹ）、またはニッケルコバルトクロムアルミニウムイットリウム（ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ）など、任意の現在知られているまたは後に開発されるボンドコート材料を含んでもよい。ボンドコーティング１２２は、例えば、５００ミクロン未満の厚さを有し得る。必要に応じて、ボンドコーティング１２２およびＴＢＣ１１２は、共に使用することができる。ＴＢＣ１１２は、限定はしないが、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ムライト、およびアルミナなど、任意の現在知られているまたは後に開発されるセラミックＴＢＣ材料を含んでもよい。ＴＢＣ１１２はまた、熱的に成長した酸化物などの追加の層（図示せず）を含み得る。ＴＢＣ１１２は、様々な多孔性および／または密度を有し得る。ＴＢＣ１１２は、密集して垂直方向にひびが入る場合がある。前述のように、複雑な金属構成要素１２０の幾何学的形状は、より厚いＴＢＣ１１２を必要とし得る。この目的のために、ＴＢＣ１１２は、適用される材料のタイプに応じて、例えば、約０．１２７ミリメートル（ｍｍ）（０．００５インチ）〜約２．５４ｍｍ（０．１インチ）の範囲の厚さを有し得る。ＴＢＣ１１２およびボンドコーティング１２２は、金属構成要素１２０の表面１１４全体にわたって、または表面１１４の一部のみにわたって存在してもよい。

コーティングシステム１００はまた、熱溶射コーティングユニット１１０に動作可能に結合され、すなわち、表面１１４をコーティングするときに表面１１４全体に熱溶射コーティングユニット１１０を移動させるアクチュエータ１３０を含むことができる。アクチュエータ１３０は、熱溶射コーティングユニット１１０の制御された移動を可能にする、任意の現在知られているまたは後に開発されるアクチュエータシステム、例えば、リニアアクチュエータ、モータ、ロボットシステム１３２（仮想線で示す）などを含んでもよい。表面１１４に対してほぼ垂直な角度で示されているが、アクチュエータ１３０はまた、表面に対する熱溶射コーティングユニット１１０の迎え角、すなわち、表面１１４に対するＴＢＣ材料１２４の流れの角度を制御するように構成された角度調整アクチュエータ（矢印Ａ参照）を含むことができる。迎え角により、様々なＴＢＣ属性、例えば、密度、多孔性、厚さなどを作り出すことが可能になり得る。

コーティングシステム１００はまた、表面１１４上の少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４（または他のセラミック）全体に、すなわち、熱溶射コーティングユニット１１０が表面１１４上にＴＢＣ材料１２４を適用するときまたはその後、温度制御されたガス流１４２を伝達するように構成されたガスノズル１４０を含むことができる。「少なくとも部分的に溶融した」とは、ＴＢＣ材料１４４の少なくとも一部が固化していない、例えば、半溶融していることを示す。温度制御されたガス流１４２は少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４に衝突するので、材料の表面を平滑化する。より具体的には、ガス流１４２は、少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４のピークの一部を平滑化し、ピークをより小さくする。これはまた、表面１１４上に存在する未溶融または部分的に溶融した粉末粒子を除去し得る。温度制御されたガス流１４２は、任意の現在知られているまたは後に開発される供給源、例えば、ポンプ（示されている）、加圧供給部などから提供されてもよい。温度制御されたガス流１４２は、空気、またはアルゴンもしくは窒素などの不活性ガスを含み得る。温度制御されたガスの温度を制御するために、熱制御器１５０を設けることができる。熱制御器１５０は、使用されるガスに適切な任意の形態の熱交換器、例えば、エアコン、ヒータなどを含み得る。温度は、例えば、摂氏約２０４．４度（℃）（４００°Ｆ）〜約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の範囲にあり得る。温度は、限定はしないが、場合によってＴＢＣ材料の固化に影響を与えることなく所望の平滑化を作り出す能力、表面粗さを低減する能力、ガスのタイプ、ＴＢＣ材料のタイプ、適用される室内環境など、多くの要因に基づいて選択することができる。例えば、結合要素１６０によって概略的に示されるように、ガスノズル１４０は、熱溶射コーティングユニット１１０に直接結合されて共に移動し得るか、あるいは熱溶射コーティングユニット１１０と共に移動するように構成され得る。このようにして、熱溶射コーティングユニット１１０が前進すると、ガスノズル１４０も前進する。ガスノズル１４０と熱溶射コーティングユニット１１０との間の距離は、事前定義され得るか、または例えば、金属構成要素１２０の幾何学的形状に応じて使用中に変化し得る。

コーティングシステム１００はまた、ＴＢＣ材料１２４の流れに対する温度制御されたガス流１４２の迎え角を制御するために、ガスノズル１４０に動作可能に結合された角度調整アクチュエータ１６０（矢印１６２によって概略的に示す）を含み得る。一実施形態では、角度調整アクチュエータ１６０は、温度制御されたガス流１４２の迎え角αを、ＴＢＣ材料１２４の流れに対して５°〜８５°になるように制御する。迎え角αは、事前定義され得るか、または例えば、ＴＢＣ１１２の厚さおよび／または金属構成要素１２０の幾何学的形状に応じて使用中に変化し得る。

図３は、本開示の実施形態による方法３００のブロック図を示す。動作中、プロセス３１０で図３に示すように、コーティングシステム１００は、表面１１４上にＴＢＣ１１２（または他のセラミック）、例えば、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ムライト、およびアルミナを熱溶射コーティングする。すなわち、熱溶射コーティングユニット１１０は、例えば、ＴＢＣ材料１２４のプラズマ溶射を使用して表面１１４に向かってＴＢＣ材料１２４の流れを作り出す。表面１１４上のＴＢＣ材料１２４は、材料に応じて、例えば、約０．１２７ミリメートル（ｍｍ）（０．００５インチ）〜２．５４ｍｍ（０．１インチ）の厚さを有し得る。これが行われると、図３のプロセス３１２において、表面１１４上の少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４の層は、表面上のＴＢＣの熱溶射コーティングの後、表面１１４上の少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４全体に温度制御されたガス流１４２の流れを伝達することによって平滑化される。プロセスＰ１０およびＰ１２は、同時に行われる場合がある。表面１１４全体に温度制御されたガスの流れを伝達するためのガスノズル１４０は、熱溶射コーティングユニット１１０が表面１１４上を移動するとき、すなわち、ガスノズル１４０が熱溶射コーティングユニット１１０に結合されているか、あるいは共に移動するように構成されているため、ＴＢＣ１１２をプラズマ溶射コーティングするための熱溶射コーティングユニット１１０と共に移動することができる。前述のように、温度制御されたガス流１４２は、空気、またはアルゴンもしくは窒素のような不活性ガスを含み得、例えば、摂氏約２０４．４度（℃）（４００°Ｆ）〜約１０９３．３℃（２０００°Ｆ）の範囲の温度を有し得る。温度制御されたガス流１４２の流れの伝達は、平滑化を最適化するために、ＴＢＣ材料１２４の流れに対する流れの迎え角を制御することを含み得る。温度制御されたガス流１４２の流れの迎え角αは、ＴＢＣ材料１２４の流れに対して５°〜８５°である。温度制御されたガス流１４２の圧力はまた、例えば、約０．０３４メガパスカル（ＭＰａ）（５ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））〜約０．８２ＭＰａ（１２０ｐｓｉ）の間に制御することができる。温度制御されたガス流１４２の他のパラメータ、例えば、流量も制御され得る。

完了すると、図３のプロセス３１４において、ＴＢＣ１１２（または他のセラミック）を固化させることができる。固化は、任意の現在知られているまたは後に開発される固化処理、例えば、何もしない（大気の進行）、冷却、加熱、乾燥、特定のタイプの光への曝露などを含んでもよい。必要な硬化プロセスが、固化に続くことができる。従来、ＴＢＣ１１２は、固化後、約４００Ｒａの表面粗さを有することになる。粗さは、表面の理想的なレベルからの方向のばらつきによって定量化することができる。ばらつきが大きいと表面が粗くなり、ばらつきが小さいと表面が滑らかになる。アメリカ機械学会（ＡＳＭＥ）Ｂ４６．１で説明されているように、Ｒａは、評価長さ内に記録された、平均線からのプロファイル高さ偏差の絶対値の算術平均である。すなわち、Ｒａは、表面の最小高さと最大高さの一連の個々の測定値の平均である。本開示の実施形態によるＴＢＣ１１２の形成は、約２００Ｒａの粗さをもたらし得、これにより、例えば、４０Ｒａの所望の表面粗さを達成するために必要とされる研磨が著しく少なくなる。図２は、ＴＢＣの表面をさらに平滑化するためのＴＢＣ１１２の研磨面１７０を示す。研磨は、任意の現在知られているまたは後に開発される研磨システム１７２を使用して、例えば、ダイヤモンドコーティングされたディスクを用いて実施されてもよい。

本開示による方法の実施形態は、金属構成要素１２０の表面を洗浄するだけでなく、温度制御されたガス流１４２のクロスプルームジェットを作り出してピークを平滑化することによって、少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料１４４の層のピークを平滑化する。その結果、最終的なＴＢＣ表面がはるかに滑らかになる。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。

以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を実施するための、一切の構造、材料、または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されており、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの修正および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の用途を最良に説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態の本開示を他の当業者が理解することができるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。

１００コーティングシステム
１１０熱溶射コーティングユニット
１１２遮熱コーティング（ＴＢＣ）
１１４表面
１２０金属構成要素
１２２ボンドコーティング、ボンドコート
１２４ＴＢＣ材料
１３０アクチュエータ
１３２ロボットシステム
１４０ガスノズル
１４２温度制御されたガス流
１４４少なくとも部分的に溶融したＴＢＣ材料
１５０熱制御器
１６０結合要素、角度調整アクチュエータ
１６６表面
１７０研磨面
１７２研磨システム
３００方法
３１０プロセス
３１２プロセス
３１４プロセス

Claims

表面（１１４、１６６、１７０）上にセラミック（１１２）を熱溶射コーティングすること（３１０）であって、前記熱溶射コーティングは、前記表面（１１４、１６６、１７０）に向かってセラミック材料（１２４）の流れを作り出すことと、
前記表面（１１４、１６６、１７０）上の前記セラミック（１１２）の前記熱溶射コーティング中、前記表面（１１４、１６６、１７０）上の少なくとも部分的に溶融したセラミック材料（１４４）全体に温度制御されたガス（１４２）の流れを伝達することによって前記表面（１１４、１６６、１７０）上の前記少なくとも部分的に溶融したセラミック材料（１２４）の層を平滑化すること（３１２）と、
前記セラミック（１１２）を固化させること（３１４）と
を含む、方法（３００）。
前記温度制御されたガス（１４２）は、空気、アルゴン、および窒素の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
前記温度制御されたガス（１４２）は、摂氏約２０４．４度（℃）〜約１０９３．３℃の範囲の温度を有する、請求項１に記載の方法（３００）。
前記温度制御されたガス（１４２）の流れを前記伝達することは、前記セラミック材料（１２４）の流れに対する前記温度制御されたガス（１４２）の流れの迎え角を制御することを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
前記温度制御されたガス（１４２）の流れの前記迎え角は、前記セラミック材料（１２４）の流れに対して５°〜８５°である、請求項４に記載の方法（３００）。
前記表面（１１４、１６６、１７０）を研磨して前記セラミック（１１２）の前記表面（１１４、１６６、１７０）をさらに平滑化することをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
熱溶射コーティングユニット（１１０）が前記表面（１１４、１６６、１７０）上を移動するとき、前記セラミック（１１２）を熱溶射コーティングするための前記熱溶射コーティングユニット（１１０）と共に、前記表面（１１４、１６６、１７０）全体に前記温度制御されたガス（１４２）の流れを伝達するためのガスノズル（１４０）を移動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
前記表面（１１４、１６６、１７０）は、前記固化後に約２００Ｒａの表面粗さを有する、請求項１に記載の方法（３００）。
前記熱溶射コーティングは、前記セラミック材料（１２４）にプラズマ溶射することを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
前記セラミック材料（１２４）は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ムライト、およびアルミナを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
前記表面（１１４、１６６、１７０）上の前記セラミック材料（１２４）は、２．５４ミリメートルを超える厚さを有する、請求項１に記載の方法（３００）。
表面（１１４、１６６、１７０）全体に遮熱コーティング（ＴＢＣ）（１１２）を適用する熱溶射コーティングユニット（１１０）であって、ＴＢＣ材料（１２４）の流れを作り出す熱溶射コーティングユニット（１１０）と、
前記熱溶射コーティングユニット（１１０）に動作可能に結合され、前記表面（１１４、１６６、１７０）全体に前記熱溶射コーティングユニット（１１０）を移動させるアクチュエータ（１３０）と、
前記熱溶射コーティングユニット（１１０）が前記表面（１１４、１６６、１７０）上に前記ＴＢＣ材料（１２４）を適用した後、前記表面（１１４、１６６、１７０）上の未硬化ＴＢＣ材料（１４４）全体に温度制御されたガス流（１４２）を伝達するように構成されたガスノズル（１４０）であって、前記熱溶射コーティングユニット（１１０）に動作可能に結合されて共に移動するガスノズル（１４０）と
を備える、コーティングシステム（１００）。
前記温度制御されたガス（１４２）は、空気、アルゴン、および窒素の少なくとも１つを含む、請求項１２に記載のコーティングシステム（１００）。
前記温度制御されたガス（１４２）の温度を制御する熱制御器（１５０）をさらに備え、前記温度は、摂氏約２０４．４度（℃）〜約１０９３．３℃の範囲にある、請求項１３に記載のコーティングシステム（１００）。
前記ＴＢＣ材料（１２４）の流れに対する前記温度制御されたガス流（１４２）の迎え角を制御するために、前記ガスノズル（１４０）に動作可能に結合された角度調整アクチュエータ（１６２）をさらに備える、請求項１４に記載のコーティングシステム（１００）。