JP2024062925A - エロージョンシールドされたタービンブレード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】浸食シールドタービンブレード及びその製造方法を提供する。【解決手段】付加製造プロセスによって粒状の耐エロージョン性材料にバインダー溶液を選択的に堆積することによりグリーン成形体を印刷し、付加製造プロセスによって印刷したグリーン成形体を焼結して高密度化した耐エロージョン性材料を含むエロージョンシールド３２６を製造する。そして、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド３２６をタービンブレード３００の前縁３０４に結合する。【選択図】図３

Description

本開示の分野は、一般に回転機械に関し、より具体的には、エロージョンシールドされた前縁を含む回転機械で使用されるブレードに関する。

少なくとも一部の既知の回転機械は、ロータシャフトに結合された少なくとも１つのロータアセンブリを含む。ロータアセンブリは、円周方向に間隔を空けて配置された複数のブレードであって、回転機械を延在する流路の一部を画定する静止ケーシングに向かって半径方向外側に延在する複数のブレードを含む。複数の静止ベーン（又はノズル）は、円周方向に配列されるようにケーシングに結合されており、静止ベーンは半径方向内側に向かって流路に延在する。静止ベーンと回転ブレードは、ベーンの列と、ベーンの列に対して直ぐ下流のブレードの列とが回転機械の「段」を形成するように、交互に並んで配置されている。ベーンは流れを下流側のブレードの列に向け、ブレードは流れからエネルギーを抽出し、それによってローター及び／又は取り付けられた負荷（例えば、発電機）を駆動するのに必要な動力を発生させる。例えば、ロータアセンブリは、蒸気タービンの一部であってもよいし、ガスタービンエンジンの圧縮機又はタービン部の一部であってもよいが、これらに限定されることはない。

少なくとも一部のの既知の蒸気タービンは、ボイラーにより発生した高温高圧の蒸気のエネルギーを、静止ベーンと回転ブレードの様々な段に蒸気を流すことによって回転エネルギーに変換し、蒸気流から仕事を取り出して動力を発生する。一般に、蒸気タービンは、高圧部、中圧部、及び低圧部を含むことができる。各部は、直列に流体が流れる方向に配置することができ、各部は、任意の数の段を含むことができ、各段は、ベーンの列と、ベーンの列に対して下流側のブレードの列とを含むことができる。各タービン段は、流路を流れる蒸気から有用な仕事を取り出すように設計されている。流路を流れる蒸気によってブレードがロータを回転駆動し、これによって、蒸気から仕事を取り出す。蒸気は徐々に膨張し、蒸気の温度と圧力は徐々に低下する。様々なタービン部の間で、蒸気がタービン排気部から排出される前に、蒸気は、次の部分で仕事をするために再加熱することができる。蒸気の温度が高いと抽出可能な全体のエネルギーが増加するため、蒸気タービンの温度が高温であるほど、多くの出力を生成することができる。

圧力と温度が変化すると、蒸気は湿気を含み、蒸気に含まれる湿気が凝縮して微細な水滴になり、ノズルを含むタービン表面に付着する。蒸気に含まれる湿気は、主にノズルの凹面に水膜の形で堆積する。水膜はノズルの表面上で広がり、水膜はその厚さを増やしながら各ノズルの後縁に向かって流れる。水膜はノズルの後縁から水滴として放出される。水膜が厚い場合、大きくて粗い水滴が放出され、蒸気流によって飛散してノズルの下流のブレードに衝突する。この衝突によって高速衝撃を受け、ブレードのトルクが減衰し、したがって、タービンの総合性能が低下する。また、粗い水滴によってブレード表面でエロージョンが引き起こされる恐れもあり、このエロージョンによってブレードの空気力学的性能が低下し、また、ブレードの断面厚さが薄くなり、その結果、ブレードの耐用年数が短くなる。

蒸気タービンでは、水滴の形をした後段の湿気によって、後段のタービンブレードでかなりのエロージョンが引き起こされることがある。一般に、水滴のサイズが大きくなるにつれて、水滴によって引き起こされるエロージョンの量も増加する。後段のブレードは、運転中に流路によってブレードの衝突領域が形成される前縁を含む。このようなブレードの運転寿命は、タービンの運転中に誘発される機械的応力及び／又は熱応力に起因するブレードの前縁の損傷又は劣化によって、短くなる恐れがある。

このような応力の影響を低減することを支援するために、少なくとも一部のブレードは、ブレードの前縁にシールドを含むことができる。シールドは、ブレードの基材とは異なる耐エロージョン性材料（コバルトクロム合金など（ペンシルベニア州のラトローブに所在するKennametal Inc.の商標Stelliteで販売されているものなど））から形成することができる。従来の方法では、通常、鋳造や鍛造などの製造技術によってエロージョンシールドが製造される。しかしながら、これらの技術によって製造されたエロージョンシールドは、製造中又はブレードに結合された後の熱処理中に亀裂が生じる傾向がある。また、エロージョンシールドの既存の製造技術は多くの時間を要する。

メンテナンス、修理、オーバーホール（ＭＲＯ）において、エロージョンシールドされたブレードのエロージョンシールドが許容閾値を超えてエロージョンが進んでいた場合、エロージョンシールドされたブレードは修理が必要になることがある。エロージョンシールドされたブレードを修理する場合、エロージョンシールドをブレードから機械加工で取り除き、新しいエロージョンシールド部品がブレードに溶接される。エロージョンシールドされたブレードの修理には時間がかかり、エロージョンシールド部品の入手しやすさにもよるが、完了までに６ヶ月かかることもある。ＭＲＯは２週間続くことがあるが、２週間は、エロージョンシールドされた全てのブレードに対して、エロージョンシールドを製造し交換するには十分な時間ではない。その結果、通常は、エロージョンシールド部品の在庫が倉庫に保管されている。従来の方法は、人件費及び製造コストと、予備のエロージョンシールドを保管するための在庫コストとの両面で費用が掛かり、時間もかかるため、エロージョンシールドを、コストと時間において効率よく、ＭＲＯの開始の間に需要に応じて製造できるプロセスが有益である。

したがって、上記の問題に対処するための、エロージョンシールドされた前縁を有するブレード、及びエロージョンシールドされた前縁を有するブレードの製造方法が必要とされている。

一態様では、タービンブレードとともに使用するエロージョンシールドを形成する方法が、回転機械と共に使用するためのタービンブレードを用意する。前記タービンブレードは、ルート部と先端部との間に延在するエアフォイルを含む。前記エアフォイルは、正圧面と、反対側の負圧面とを含み、前記正圧面及び前記負圧面の各々は、前縁と後縁との間に延在する。また、本方法は、付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料にバインダー溶液を選択的に堆積することにより、グリーン成形体を印刷することと、前記グリーン成形体を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールドを製造することとを含む。また、本方法は、前記エロージョンシールドを前記タービンブレードの前縁に結合することを含む。

別の態様では、エロージョンシールドされたタービンブレードを修理する方法が、回転機械と共に使用するタービンブレードを用意することを含む。前記タービンブレードは、ルート部と先端部との間に延在するエアフォイルを含む。前記エアフォイルは、正圧面と、反対側の負圧面とを含み、前記正圧面及び前記負圧面の各々は、前縁と後縁との間に延在し、前縁に損傷領域が存在する。また、本方法は、前記前縁から前記損傷領域を除去することを含む。また、本発明は、付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料にバインダー溶液を選択的に堆積させることにより、グリーン成形体を印刷することと、前記グリーン成形体を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールドを製造することとを含む。また、本発明は、前記損傷領域を除去した後、前記焼結後のエロージョンシールドを前記タービンブレードの前縁に結合することを含む。

別の態様では、エロージョンシールドされたタービンブレードを製造する方法は、回転機械と共に使用するためのタービンブレードを用意することを含む。前記タービンブレードは、ルート部と先端部との間に延在するエアフォイルと、前記先端部に固定的に結合された先端シュラウドとを含む。前記エアフォイルは、正圧面と、反対側の負圧面とを含み、前記正圧面及び前記負圧面の各々は、前縁と後縁との間に延在する。また、本方法は、付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料にバインダー溶液を選択的に堆積することにより、グリーン成形体を印刷することと、前記グリーン成形体を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールドを製造することとを含む。また、本方法は、前記エロージョンシールドを、前記タービンブレードの前縁と、前記先端シュラウドの、前記前縁に近い端部とに結合することであって、前記エロージョンシールドが前記先端シュラウドの端部に実質的に広がるようにすることを含む。

本開示のこれらの特徴、態様、及び利点並びに他の特徴、態様、及び利点は、添付図面を参照しながら以下の発明を実施するための形態を読むと、更に理解することができる。図面において、同様の構成要素は、図面全体にわたって同様の構成要素を表している。

例示的な回転機械の概略図である。 別の例示的な回転機械の概略図である。 図１及び図２に示す回転機械のいずれにも使用できる例示的なブレードの正面図である。 例示的な付加製造システムの概略図である。 図４の付加製造システムを用いて図３に示すブレードを形成するために実施できる例示的なプロセスフローである。 焼結温度及び焼結時間を変化させた場合の、焼結後の耐エロージョン性材料の相対密度の百分率を示すグラフである。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。 焼結後の耐エロージョン性材料の試片の光学顕微鏡画像を示す。

別段の指示がない限り、本明細書に添付される図面は、本開示の実施形態の特徴を示すためのものである。これらの特徴は、本開示の１つ又は複数の実施形態を含む様々なシステムにおいて適用可能であると考えられる。そのため、本明細書に開示される実施形態を実施するのに必要で当業者によって知られている全ての従来の特徴が図面に含まれていることを意味するものではない。

本明細書に記載の実施形態は、エロージョンシールドされた既知の回転構成要素、及びエロージョンシールドされた回転構成要素を製造する及び修理する既知の方法の不利な点の少なくとも一部を解決する。実施形態には、回転構成要素の前縁に予め形成されたエロージョンシールドを含むエロージョンシールドされた回転構成要素が含まれる。一部の実施形態では、回転構成要素は、回転機械（例えば、蒸気タービンやガスタービンなど）で使用されるブレードである。予め形成されたエロージョンシールドは、付加製造プロセスを用いて印刷される。付加製造プロセスは、エロージョンシールドの現行の製造技術及び修理技術を活用し、エロージョンシールドされた回転構成要素（例えば、タービンブレード）のリードタイムを、例えば、６ヶ月という上限期間から２週間にまで短縮することができる。更に、在庫コストが最小限に抑えられる。この理由は、例えば、エロージョンシールドを製造するために使用される付加製造プロセスによって、付加製造されたエロージョンシールドが、ＭＲＯの間にエロージョンシールドの需要に対応することができるように、高い対費用効果で、時間的に効率よく、要求に応じて、迅速に製造されるので、エロージョンシールドを備蓄する必要性が少なくなる又は無くなるからである。

本明細書に記載されたエロージョンシールドを製造するために使用される付加製造モダリティは、バインダージェット式付加製造（ＢＪＡＭ）である。ＢＪＡＭには、エロージョンシールドの形成に使用されるクラッド法及び他の付加製造技術と比較して、少なくとも２つの重要な利点がある。第１に、ＢＪＡＭによって製造されるエロージョンシールドは、等軸粒構造を示し、これは、すべての方向において特性が均一であることを意味する。第２に、ＢＪＡＭによって製造されるエロージョンシールドは、製造中に部品に残留応力がほとんど発生しないという特徴があり、これは内部応力によりクラックが発生するリスクが実質的に無視できることを意味する。エロージョンシールドは、通常、耐エロージョン性材料（例えば、ＳＴＥＬＬＩＴＥ（登録商標）６などのコバルトクロム合金）から製造されている。耐エロージョン性材料は、製造中にクラックが発生する可能性が特に高いが、ＢＪＡＭプロセスによって、当該材料から形成されたエロージョンシールドにクラックが発生するリスクを低減する又は取り除くことができる。この耐エロージョン性材料で印刷され焼結された部品に対して行われた次元解析によって、エロージョンシールドは、いくつかある有利な特性の中でも特に、許容範囲内で、所望の相対密度と均質で低い空隙率分布とを有するように製造できることが確認されている。

特に指示がない限り、本明細書で使用される近似を表す言語（「概ね」、「実質的に」、「およそ」など）は、その言語で修飾された用語が、絶対的又は完全なものではなく、当業者に認識されるような近似的なものに適用されることを示している。したがって、「およそ」、「約」、及び「実質的に」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくとも一部の例では、近似を表す言語は、値を測定するための計器の精度に対応することがある。更に、別段の指示がない限り、「第１」、「第２」などの用語は、本明細書では単にラベルとして使用され、これらの用語が表す項目に順序的要件、位置的要件、又は階層的要件を課すことを意図するものではない。更に、例えば、「第２」の項目に言及していることは、例えば、「第１」若しくは小さい番号の項目又は「第３」若しくは大きい番号の項目が存在していることを、必要とするものでもないし、これらの存在を排除するものでもない。本明細書において、「上流」という用語は、回転機械の前方端部又は入口端部を表し、「下流」という用語は、回転機械の下流端部又は排気端部を表す。

本明細書において、「付加製造」又は「付加製造技術又はプロセス」という用語は、連続する材料の層を積層して、多層三次元部品を形成する製造プロセスを表す。その後、連続する層を部分的に溶融又は融着させて、モノリシック又は一体型の部品を形成する。

本明細書において、「結合剤噴射」又は「結合剤噴射付加製造」という用語は、結合剤（例えば、接着剤）を使用して粉末の粒子を接合し、三次元物体を形成する付加製造技術を表す。特に、結合剤は、造形容積内の粉末の連続する層に選択的に堆積（又は噴射）され、粉末の層と結合材が互いに付着して三次元物体を形成する。粉末は、例えば、ポリマー、金属、金属合金、セラミックなどの材料の粒子とすることができる。結合剤が印刷された部品は「グリーン成形体」と呼ぶことができ、この部品は次に熱処理され、高密度化された最終部品が得られる。例えば、グリーン成形体を焼結炉に挿入し、グリーン成形体を高温（例えば、約５００℃以上）に加熱して結合剤を除去し、粉末粒子を互いに固化させることができる。

本明細書において、「グリーン成形体」という語句は、結合剤が印刷された部品又はワークピースであって、結合剤を除去するための熱処理を受けていない部品又はワークピースを表す。グリーン成形体は、粒状材料の焼結温度まで加熱することによって固化させることがまだ行われていない粒状材料を含むことができる。グリーン成形体は、十分な温度まで加熱されると焼結中に固化し、強い機械的特性を有する高密度化された焼結後の部品が形成される。そのため、グリーン成形体の固体密度は、焼結後の部品（例えば、９２％以上又は９８％以上）よりも空隙率が大きく相対的に低い固体密度（例えば、５０％以上７０％以下）である。

本明細書で使用される「焼結」という用語は、グリーン成形体を１つ又は複数の高温まで加熱することを表す。グリーン成形体の焼結は、１段階又は複数の段階で起こる。例えば、実施形態において、焼結することは、グリーン成形体を少なくとも第１の高温に加熱して、グリーン成形体の印刷に使用された結合剤の少なくとも一部の熱分解を誘導することを含むことができる。次いで、グリーン成形体は、第２の高温（第１の高温よりも高い温度）よりも高い温度で加熱されて粉末粒子が固化し、焼結後の固化した部品を形成することができる。

図１は、例示的な回転機械１１０の概略図である。例示的な実施形態では、回転機械１１０はガスタービンエンジンである。あるいは、回転機械１１０は、他のタービンエンジン及び／又は回転機械（蒸気タービンエンジン、ガスターボファン航空機エンジン、他の航空機エンジン、風力タービン、圧縮機、及び／又はポンプなどであるが、これらに限定されることはない）であってもよい。例示的な実施形態では、ガスタービン１１０はロータアセンブリ１１２を含んでおり、ロータアセンブリ１１２は、シャフト１１４と、軸方向に間隔を空けて配置された複数のロータホイール１１８とを含んでいる。

複数の回転ブレード又はブレード１２０は、各ブレード１２０が各ロータホイール１１８から半径方向外側に延在するように、各ロータホイール１１８に結合されている。より具体的には、ブレード１２０は、各ホイール１１８の周方向の列に配置されている。複数の静止ベーン１２２は、静止ベーン１２２の各列が、軸方向に隣接するブレード１２０の一対の列の間に存在するように、シャフト１１４に対して周方向に配列されている。例えば、タービン１１０は、静止ベーン１２２の列とロータホイール１１８から延在する回転ブレード１２０の列とを含む複数の段を含む。

圧縮機１２４が吸気部１２３の下流に結合され、複数の燃焼器１２６がロータアセンブリ１１２に対して周方向に結合され、各燃焼器１２６は圧縮機１２４と流路が連通する。タービン１１０の下流には排気部１３０が結合されている。タービン１１０は、シャフト１１４を通じて圧縮機１２４に回転可能に結合されている。

運転中、大気圧の空気は圧縮機１２４で圧縮され、下流の燃焼器１２６に送られる。圧縮機を出た空気は、燃料が空気に加えられ、得られた空気と燃料の混合物が燃焼することにより加熱される。燃焼段で燃料が燃焼することにより生じるガス流は、タービン１１０を通り膨張し、そのエネルギーの一部がタービン１１０及び負荷（発電機など）を駆動するために供給される。

必要な駆動トルクを発生させるために、タービン１１０は１つ又は複数の段から構成されている。各段は、静止ベーン１２２の列と、ロータホイール１１８に取り付けられた回転ブレード１２０の列とを含む。静止ベーン１２２は、燃焼段からの流入ガスを回転ブレード１２０に導き、それによってロータホイール１１８及びロータシャフト１１４を駆動する。

図２は、別の例示的な回転機械２１０の概略図である。例示的な実施形態では、回転機械２１０は蒸気タービンエンジンである。蒸気タービンエンジン２１０は、回転軸２１４を中心に回転可能に取り付けられたタービンロータ２１２を含む。蒸気タービンエンジン２１０は、高圧（ＨＰ）セクション２１６、中間圧（ＩＰ）セクション２１８、及び低圧（ＬＰ）セクション２２０を含んでおり、各セクションはロータ２１２に取り付けられている。図２は、ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、及びＬＰセクション２２０の１つの例示的な配置を示しているが、ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、及び／又はＬＰセクション２２０は任意の適切な配置で利用することができる。ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、及びＬＰセクション２２０の各セクションは、それぞれ、ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、及びＬＰセクション２２０のＨＰケーシング２２２、ＩＰケーシング２２４、及びＬＰケーシング２２６内のロータ２１２に周方向に取り付けられたブレード（例えば、図３に示すブレード３００）を含んでいる。ブレードは、それぞれのセクションに供給された蒸気によって駆動され、蒸気によって生じるブレードの回転によって機械的な仕事が発生する。タービン２１０で発生した機械的仕事により、ロータ２１２を通じて外部負荷２２８（発電機など）が駆動される。

図２に示すように、高圧蒸気は高圧蒸気入口部２３０から供給される。蒸気は高圧蒸気出口部２３２においてＨＰセクション２１６から排出され、再加熱器２３４に送られ、そこで蒸気に更に熱が加えられる。再加熱器２３４から、蒸気が、中間圧蒸気入口部２３６を通ってＩＰセクション２１８に送られる。蒸気は、中間圧蒸気出口部２３８においてＩＰセクション２１８から排出され、低圧蒸気入口部２４０を通ってＬＰセクション２２０に送られる。蒸気はＬＰセクション２２０から低圧出口部２４２を通って排出される。

ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、ＬＰセクション２２０の各セクションは、カップリング２４４を介してロータ２１２に沿って接続されている。カップリング２４４は、機械的なカップリング（ボルト接合など）であってもよいし、溶接接合であってもよい。一実施形態では、機器を再構成する、点検する、又は保守するのために、カップリング２４４によって、ＨＰセクション２１６、ＩＰセクション２１８、及び／又はＬＰセクション２２０のうちのいずれかのセクションの連結を選択的に解除することができる。

図３は、（図１に示す）回転機械１１０及び／又は（図２に示す）回転機械２１０で使用することができる例示的なブレード３００の正面図である。加えて又は代替的に、ブレード３００は、他の電気ターボ機械（ガスターボファン航空機エンジン、他の航空機エンジン、風力タービン、圧縮機、ファン、及び／又はポンプなどであるが、これらに限定されることはない）で使用することができる。例示的な実施形態では、回転機械１１０及び／又は回転機械２１０の各段における各周方向の列のブレード３００は同一である。代替実施形態では、各列の少なくとも１つのブレード３００は、当該列の残りのブレードと異なっていてもよい。

ブレード３００は、前縁３０４と反対側の後縁３０６とを含むエアフォイル部分又はエアフォイル３０２を含む。正圧側壁３０８及び負圧側壁３１０の各々は、前縁３０４から後縁３０６まで延在している。また、ブレード３００は、ブレード３００を回転機械（例えば、（図１に示す）回転機械１１０及び／又は（図２に示す）回転機械２１０）に取り付けることができるようにするためのルート部３１２を含んでいる。ルート部３１２によって、例えば、ブレード３００を、回転機械１１０のタービンロータホイール１１８に結合することができる。例示的な実施形態では、ルート部３１２はダブテール３１２の形態である。エアフォイル３０２とルート部３１２は、プラットフォーム３１４によって分離されており、プラットフォーム３１４は「エンジェルウイング」シール（図示せず）を含むことができる。

エアフォイル３０２は、プラットフォーム３１４と先端部３１６との間を、半径方向軸Ｒに沿って延在している。正圧側壁３０８は、半径方向軸線Ｒに対して概ね凹面であり、負圧側壁３１０は、半径方向軸Ｒに対して概ね凸面である。その結果、エアフォイル３０２は、半径方向軸Ｒの周囲に弧状の輪郭を有する。エアフォイル３０２の弧状の輪郭を画定する正圧側壁３０８及び負圧側壁３１０の曲率は、エアフォイル３０２の使用が意図される特定のタービン及び段によって異なる場合がある。本開示は、エアフォイル３０２の特定の形状に限定されず、本明細書に開示される実施形態は、様々な形状のエアフォイル３０２に使用するのに適している。特に、図３に示されるように、前縁３０４の形状は、エアフォイル３０２の弧状の輪郭に依存し、本明細書に開示される実施形態は、前縁３０４の形状の多数の変形形態で使用するのに適しており、前縁３０４の形状の多数の変形形態に適応している。

例示的な実施形態では、エアフォイル３０２は、前縁３０４において先端部３１６の近くに形成された凹部領域３１８を含む。前縁３０４は凹状面３２０を含み、凹状面３２０は、凹部領域３１８内で半径方向の長さＬ２を有し、先端部３１６から半径方向軸Ｒに沿う大きさを有する。凹部領域３１８の半径方向の長さＬ２は、プラットフォーム３１４と先端部３１６との間において半径方向軸Ｒに沿うエアフォイル３０２の半径方向の全長よりも短く、前縁３０４の一部３４２が、凹部領域３１８とプラットフォーム３１４との間に延在している。一部の実施形態では、凹部領域３１８は、運転の際にブレード３００が使用された後の前縁３０４の損傷部分を除去することによって前縁３０４に形成される。凹部領域３１８を形成すると、本明細書に更に詳細に記載されるように、ブレード３００にエロージョンシールド３２６を後から取り付けることができる。

例示的な実施形態において、エアフォイル３０２は、動作中のエアフォイル３０２の振動特性を容易に調整する及び／又は減衰させるための一対の部分スパンシュラウド３２２及び３２４も含んでいる。各部分スパンシュラウドは、エアフォイル３０２から鏡像関係で外側に離れるように延在する。より詳細には、シュラウド３２２は、エアフォイルの正圧側壁３０８から外側に延在し、シュラウド３２４は、エアフォイルの負圧側壁３１０から外側に延在する。例示的な実施形態では、部分スパンシュラウド３２２及び３２４の各々は、半径方向に同じ位置において、すなわち、半径方向軸Ｒに沿ってエアフォイル３０２の先端部３１６から半径方向の長さＬ1だけ離れた位置において、それぞれの側壁３０８及び３１０から外側に延在する。シュラウド３２２及び３２４がそれぞれ凹部領域３１８に対して半径方向の内側に存在するように、半径方向の長さＬ２は半径方向の長さＬ１よりも短い。あるいは、半径方向の長さＬ２は、半径方向の長さＬ１より長くてもよいし、半径方向の長さＬ１とほぼ等しくてもよい。回転機械１１０及び／又は回転機械２１０の周方向の各列におけるブレード３００の部分スパンシュラウド３２２及び３２４は、シュラウド３２２及び３２４の各々が半径方向に同じ位置においてそれぞれのエアフォイル３０２から外側に延在するように、実質的に周方向に整列させることができる。あるいは、シュラウド３２２及び３２４は、それぞれのエアフォイル３０２から半径方向に異なる位置において外側に延在していてもよい。部分スパンシュラウド３２２及び３２４は、各シュラウドがそれぞれの側壁３０８及び３１０から軸方向にほぼ同じ距離だけ延在するように同じサイズ及び形状を有していてもよいし、あるいは、シュラウド３２２及び３２４は、互いに異なる形状及び／又はサイズを有していてもよい。

また、各ブレード３００は先端シュラウド３３６を含んでおり、先端シュラウド３３６は、先端部３１６においてエアフォイル３０２に固定的に結合されている、又はエアフォイル３０２と一体的に形成されている。先端シュラウド３３６は、一般に、ブレード３００の半径方向の最も外側の部分を画定し、エアフォイル３０２に対して実質的に垂直に広がる表面領域を形成し、表面領域はエアフォイル３０２の先端部３１６を覆う。運転中、先端シュラウド３３６は、反対側の端部（即ち、第１の端部３３８と、反対側の第２の端部３４０）において、周方向に隣接するブレード３００の２つの先端シュラウド３３６と係合し、ブレード３００の段の位置において高温ガス経路を取り囲む概ね環状のリング又はシュラウドが形成される。この「環状リング」は、高温経路の膨張ガスをエアフォイル３０２に保持し（すなわち、ガスがエアフォイルのブレードの端部を越えて流れないようにする）、タービンブレードによって機械的エネルギーに変換される作動流体からのエネルギー量を増加させる。先端シュラウド３３６は、隣接するタービンブレード３００の先端シュラウド３３６との接触によって、各タービンブレード３００の振動が低減されるように、タービンブレード３００を「固定」することもできる。各先端シュラウド３３６は、半径方向に長さＬ４だけ延在しており、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８と第２の端部３４０との間に延在するシーリングレール（図示せず）を含むことができる。ブレード３００の一部の実施形態では、更に２つのシーリングレールを含んでもよいし、シーリングレールを含まなくてもよい。当技術分野で理解されるように、例えばブレード３００がガスタービンエンジン１１０と共に使用される一部の実施形態では、シーリングレールは、先端シュラウド３３６が冷却できるように、様々な冷却通路（図示せず）のうちのシーリングレールを貫通する冷却通路を有することができる。

各ブレード３００は、エアフォイル３０２の前縁３０４を横切るエロージョンシールド３２６も含む。好適には、エロージョンシールド３２６は、バインダージェット積層造形（ＢＪＡＭ）を用いて形成される。ＢＪＡＭについては、図４及び図５を参照して以下でより詳細に説明される。例示的な実施形態では、エロージョンシールド３２６は、基端部３３２とノーズ３３４との間の長さＬ３を有しており、内面３２８と外面３３０とを含む。内面３２８は、前縁３０４を横切り、前縁３０４に結合され、外面３３０は、エアフォイル３０２の外側を向いた表面を形成する。

例示的な実施形態において、エロージョンシールド３２６は、前縁３０４の凹部領域３１８内に受け入れられ、内面３２８は、凹状面３２０に結合される。更に、エロージョンシールド３２６は、凹部領域３１８の大きさ及び形状に実質的に対応する大きさ及び形状を有している。エロージョンシールド３２６の外面３３０は、前縁３０４の一部分３４２の輪郭と実質的に一致する又はその輪郭を補完し、エロージョンシールドと前縁と間に滑らかな移行部分が形成される。外面３３０は、エロージョンシールド３２６が本明細書に記載されるように機能できるようにするための追加の特徴を含むことが考えられる。内面３２８は、凹状面３２０の三次元形状に実質的に一致する又は三次元形状を補完する大きさ及び形状を有している。

内面３２８が凹状面３２０に結合されると、エロージョンシールド３２６のノーズ３３４は、凹状面３２０と、凹部領域３１８とプラットフォーム３１４との間の前縁３０４の一部分３４２との間に画定される交差点に隣接する。基端部３３２とノーズ３３４との間のエロージョンシールド３２６の長さＬ３は、凹部領域３１８の半径方向の長さＬ２にほぼ等しくすることができ、基端部３３２はエアフォイル３０２の先端部３１６に隣接し、その先端部３１６と実質的に面一になる。あるいは、エロージョンシールド３２６の長さＬ３は、基端部３３２がエアフォイル３０２の先端部３１６を越えて、エロージョンシールド３２６が先端シュラウド３３６の第１の端部３３８を部分的に覆うような長さであってもよい。先端シュラウド３３６は、エアフォイル３０２と同様の基材から形成され、動作中に第１の端部３３８で浸食しやすい。エロージョンシールド３２６が先端シュラウド３３６の第１の端部３３８を部分的にしか覆わない又は全く覆わない実施形態では、別個の耐エロージョン部品を、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８及びエロージョンシールド３２６の基端部３３２に結合（例えば、溶接）することができる。このような別個の耐エロージョン部品は、基端部３３２に隣接するエロージョンシールドの外面３３０を越えて突出し、隣接するブレード３００の先端シュラウド３３６の第２の端部３４０に接触することができる。あるいは、エロージョンシールド３２６が先端部３１６を越えた長さＬ３を有し、エロージョンシールド３２６が、凹部領域３１８だけでなく、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８も実質的に覆い、基端部３３２に隣接する内面３２８が先端シュラウド３３６の第１の端部３３８に結合（例えば、溶接）されるようにすることができる。これらの実施形態において、エロージョンシールド３２６を、凹部領域３１８と先端シュラウド３３６の第１の端部３３８とを覆う一体部品として作製すると、別個の耐エロージョン部品が先端シュラウド３３６の第１の端部３３８を覆うように取り付けられる実施形態と比較して、組立（例えば、溶接）工程の時間を短縮することができる。加えて、これらの実施形態において、基端部３３２とノーズ３３４との間のエロージョンシールド３２６の長さＬ３は、凹部領域３１８の半径方向の長さＬ１と先端シュラウド３３６の半径方向の長さＬ４との合計にほぼ等しくてもよい。理解されるように、エロージョンシールド３２６の内面３２８は、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８の三次元形状だけでなく、前縁３０４の凹状面３２０の三次元形状を補完する、又はこれらの三次元形状に実質的に一致するように、大きさ及び形状を決めることができ、内面３２８は、凹状面３２０及び第１の端部３３８に結合（例えば、溶接）される領域において、適切なサイズ及び形状を有している。エロージョンシールド３２６の、基端部３３２に近接する外面３３０は、エロージョンシールド３２６が先端シュラウド３３６を実質的に覆う場合の突起（図示せず）を含むことができ、外面３３０の突起は、隣接するブレード３００の先端シュラウド３３６の周方向に隣接する第２の端部３４０に接触することができる。

エロージョンシールド３２６は、好適には、エロージョンシールド３２６の延在する部分（及び、一部の実施形態では、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８）にわたってエアフォイル３０２の前縁３０４の浸食を低減する又は浸食しないように選択された耐エロージョン性材料で形成される。好適には、エロージョンシールド３２６は、前縁３０４に延在し、任意選択で、先端シュラウド３３６において前縁３０４の近くに位置する第１の端部３３８にも延在し、回転機械の動作中に外面３３０が衝撃領域を形成する。好適な耐エロージョン性材料としては、コバルト系合金、クロム系合金、タングステン系合金、炭化クロム材料、及び／又はそれらの組み合わせがあるが、これらに限定されることはない。一部の実施形態では、耐エロージョン性材料はコバルトクロム合金（ドイツのコブレンツのDeloro Wear Solutions GmbH社から入手可能な、STELLITE（登録商標）６を含むコバルトクロム合金のSTELLITE（登録商標）のファミリーのうちの１つのコバルトクロム合金など）である。

エロージョンシールド３２６は、エロージョンシールド３２６を本明細書に記載されるように機能させることができる適切な厚さＴ１を有する。一実施形態では、エロージョンシールド３２６の厚さＴ１は、例えば、ブレード３００の想定される寿命の間、十分な耐摩耗性及び／又は十分な耐エロージョン性が得られるように選択される。様々な実施形態において、ブレード３００の用途に応じて、エロージョンシールド３２６の好適な厚さＴ１は、約５ｍｍ～約５００ｍｍの間、約５ｍｍ～約１００ｍｍの間、約１０ｍｍ～約５０ｍｍの間、約１００ｍｍ～約５００ｍｍの間、約２００ｍｍ～約４００ｍｍの間、約１００ｍｍ～約２００ｍｍの間、最大で約５ｍｍ、最大で約１０ｍｍ、最大で約１００ｍｍ、最大で約５００ｍｍ、約５ｍｍよりの厚い、約１０ｍｍより厚い、約１００ｍｍより厚い、約５ｍｍ、約１０ｍｍ、約１００ｍｍ、約５００ｍｍ、又はそれらの任意の適切な組合せ、厚さを小さくした下位の組合せ、適切な範囲、又は範囲を狭くした下位の範囲とすることができる。更に、一部の実施形態では、エロージョンシールドの厚さＴ１は、凹部領域３１８の形状に応じて、エロージョンシールド３２６の長さＬ３の方向に変化させることができる。例えば、図３に示すように、厚さＴ１は、エロージョンシールド３２６が基端部３３２からノーズ３３４に向かうにつれて次第に薄くなり、厚さＴ１は基端部３３２の隣接部分で最大となる。

内面３２８を前縁３０４（及び、任意選択で、先端シュラウド３３６の、前縁３０４に近接する第１の端部３３８）に結合（例えば、溶接）するために使用される材料は、内面３２８を前縁３０４に結合するプロセスを促進するように選択される溶加材である。一部の実施形態において、溶加材は、溶接（例えば、レーザ溶接、ガスメタルアーク溶接（又はメタル不活性ガス溶接）、電子ビーム溶接、又はガスタングステンアーク溶接など）によって、内面３２８を結合することができる材料である。また、溶加材は、好適には、運転中にタービン内で受ける熱条件に耐えることができる材料である。溶加材は、任意の所望の特性を追加することができる。例えば、一部の実施形態では、溶加材は、剥離、疲労、溶接するときの難点、亀裂伝播、及び／又は他の望ましくない影響を低減する又は排除する支援ができるように選択される。例えば、一部の実施形態では、溶加材は、エアフォイル３０２とエロージョンシールド３２６に存在する高炭素材料との間の炭素の移動を制限する障壁の機能を果たし、それによって溶接部又は熱の影響を受ける部分を弱くなりにくくする又は弱くならないようにする。好適な溶加材としては、例えば、ニッケル系材料及び鉄系材料が挙げられるが、これらの材料だけに限定されることはない。例示的な一実施形態では、溶加材は、ニッケル－クロム合金材料（例えば、ウェストヴァージニア州ハンティントンのSpecial Metals社から入手可能な、INCONEL（登録商標）合金６００、INCONEL（登録商標）合金６１７、INCONEL（登録商標）合金６２５を含むインコネル（登録商標）ニッケル－クロム超合金材料など）である。

図４は、バインダージェットによりグリーン成形体４０２を付加製造（又は印刷）する付加製造システム４００の概略図である。グリーン成形体４０２は、その後、適切な温度で適切な時間で焼結され、相対焼結密度を有するエロージョンシールド３２６が製造される。後述するように、得られたエロージョンシールド３２６の焼結密度は、理論上の最大密度の９２％以上、９５％以上、あるいは９８％以上である。また、本明細書に記載されるように、グリーン成形体４０２を印刷し焼結することによって製造されたエロージョンシールド３２６は、他の製造技術（例えば、鋳造又は鍛造）によって製造されたエロージョンシールドと比較して、等軸粒構造であり、均質で低い空隙率分布であり、残留応力が低減されており、及び他の特性も改善される（例えば、破壊靭性、硬度、引張強度、及び耐エロージョン性が良くなる）。

図示されるように、付加製造システム４００は、ハウジング４０４と、ハウジング４０４内に設けられた、プリントヘッド４０６、粉末供給アセンブリ４０８、及び造形チャンバ４１０とを含む。粉末供給アセンブリ４０８は、粉末４１２の供給部を含む。粉末４１２は、エロージョンシールド３２６を形成するために使用される粒状の耐エロージョン性材料である。例えば、粉末４１２はコバルトクロム合金粒子（STELLITE（登録商標）６の粒子など）である。また、粉末供給アセンブリ４０８は、粉末４１２を含む粉末供給チャンバ４１８内に配置された粉末ピストン４１６を含んでいる。粉末ピストン４１６は粉末供給チャンバ４１８内で上昇させることができ、それによって粉末４１２の一部が粉末供給開口部４３８を通って粉末供給チャンバ４１８から出ることができる。リコータ４２０（ローラ又はブレード／ワイパーなど）は、粉末供給開口部４３８を横断して、粉末供給チャンバ４１８から排出された粉末４１２を押し出して作業面４２２に移動させ、造形チャンバ開口部４４０から造形チャンバ４１０に投入するように動作可能である。

また、付加製造システム４００は、造形チャンバ４１０内に配置された造形プラットフォーム４２４を含む。造形プラットフォーム４２４は、印刷されているグリーン成形体４０２を支持する平坦な造形面４４２と、粉末供給チャンバ４１８からの余剰粉末４１２（すなわち、造形チャンバ４１０内に移動し、グリーン成形体４０２の印刷には使用されない粉末４１２）を含む粉末ベッド４１４とを有する。造形プラットフォーム４２４は、造形方向に沿ってプリントヘッド４０６に対して移動可能であり（すなわち、造形プラットフォーム４２４は、造形プラットフォーム４２４に動作可能に結合されたプラットフォームアクチュエータ４２６によって上昇又は下降することができ）、印刷中にグリーン成形体４０２の高さを変化させることができる。グリーン成形体４０２の印刷中、リコータ４２０は、粉末供給チャンバ４１８から排出された粉末４１２の層を造形プラットフォーム４２４の造形面４４２全体に広げる。次に、プリントヘッド４０６は、グリーン成形体４０２の印刷されている層を表す粉末４１２の層にバインダー溶液４２８を選択的に堆積する。付加製造システム４００は、適切な数のプリントヘッド４０６を含むことができる。例えば、図示の実施形態では、付加製造システム４００は、単一のプリントヘッド４０６を含んでいる。しかしながら、代替実施形態では、付加製造システム４００は、２つ以上のプリントヘッド４０６を含んでいてもよい。粉末４１２の複数の層が造形面４４２に連続的に塗布され、プリントヘッド４０６は、粉末４１２の各層にバインダー溶液４２８を選択的に堆積させる。造形プラットフォーム４２４は、粉末４１２の各層を塗布する前であって、バインダー溶液４２８が選択的に堆積された後に下降する。

図４に示すように、グリーン成形体支持構造体４４４も、造形面４４２に印刷することができる。支持構造体４４４を使用して、印刷後の熱プロセス（例えば、焼結）中にグリーン成形体４０２を支持し、印刷されたグリーン成形体４０２の特定の構造的特徴の歪みを軽減し、グリーン成形体４０２に含まれる複雑な形状を全般的に容易に製造することができる。例示的な実施形態では、支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２と共に印刷され、支持構造体４４４の少なくとも一部が、グリーン成形体４０２に取り付けられる又はグリーン成形体４０２と一体的に形成される。他の実施形態では、支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２とは別に印刷又は製造されてもよい。支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２の、印刷後の熱処理（例えば、焼結）中に熱により誘発される歪みを受ける恐れがある１つ又は複数の領域を支持する。支持構造体４４４は、印刷されたグリーン成形体４０２の１つ又は複数の領域を支持することに加えて、印刷後の熱処理中にグリーン成形体４０２に生じる寸法変化と同様の寸法変化（例えば、体積変化）が生じる。支持構造体４４４に、グリーン成形体４０２と同様の寸法変化が生じると、支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２が脱バインダーにより固化された中間体になり、そして最後に焼結後のエロージョンシールド３２６に移行するまでの全体を通じて、所望の領域を支持することにより、グリーン成形体４０２の歪みを軽減することができる。支持構造体４４４は、印刷後の熱処理（例えば、脱バインダー及び焼結）の後に、例えば、機械加工、溶解、エッチング、レーザー切断、又は支持構造体４４４を分離することができる他の適切なプロセスによって、除去することができる。

一部の実施形態では、印刷された支持構造体２４４は、印刷されたグリーン成形体４０２の組成とは異なる組成を有する。例えば、支持構造体４４４及びグリーン成形体４０２は、異なる種類の粉末４１２を用いて印刷されてもよい。例えば、支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２の印刷に使用された粉末４１２とは異なる焼結特性を有する粉末４１２を使用して印刷してもよい。焼結中、支持構造体４４４とグリーン成形体４０２（この段階では、脱バインダー処理されたかもしれず、この場合は、ブラウン成形体４０２と呼ぶことができる）との間の表面積と体積の比率が変化し、支持構造体４４４は、焼結中に、印刷されたブラウン成形体４０２から引き離される。例えば、支持構造体４４４の焼結温度は、ブラウン成形体４０２の焼結温度より高くてもよい。焼結温度の差により、ブラウン成形体４０２は支持構造体４４４よりも早く収縮する。支持構造体４４４とブラウン成形体４０２との間の高密度化の速度の差によって、支持構造体４４４が破損する又は支持構造体４４４が成形体４０２から分離し、それによって、焼結後の固化したエロージョンシールド３２６を形成することができる。他の実施形態では、支持構造体４４４を印刷するために使用される粉末４１２により、焼結後の支持構造体４４４の強度が焼結後の固化したエロージョンシールド３２６の強度よりも低くなる。そのため、支持構造体４４４は割れやすくすることができる、又は支持構造体４４４を破壊してエロージョンシールド３２６から取り除きやすくすることができる。特定の実施形態では、支持構造体４４４及びグリーン成形体４０２は、異なるバインダー溶液４２８を用いて印刷することができる。例えば、支持構造体４４４は、焼結防止剤を含むバインダー溶液４２８を用いて印刷することができる。焼結防止剤は、支持構造体４４４の少なくとも一部が焼結中に固化するのを防止することができ、焼結後の支持構造体４４４をエロージョンシールド３２６から容易に取り除くことができる。

また、付加製造システム４００は、付加製造システム４００の１つ又は複数の構成要素（例えば、プリントヘッド４０６、粉末ピストン４１６、リコータ４２０、及び／又はプラットフォームアクチュエータ４２６）に通信可能に結合されたコンピューティングシステム４３０を含み、コンピューティングシステム４００は、これらの構成要素の動作を電子的に又は自動的に制御することができる。一般に、コンピューティングシステム４３０は、プロセッサを使用した１つ又は複数の装置（所定のコントローラもしくはコンピューティング装置、又はコントローラもしくはコンピューティング装置の任意の適切な組み合わせなど）を含むことができる。したがって、一部の実施形態において、コンピューティングシステム４３０は、コンピュータで実施される様々な機能を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサ４３２及び関連するメモリ装置４３４を含むことができる。本明細書において、「プロセッサ」という用語は、コンピュータに含まれるものとして当該技術分野で言及される集積回路を表すだけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、及び他のプログラマブル回路も表す。更に、コンピューティングシステム４３０のメモリ装置４３４は、一般に、メモリ要素を含み、メモリ要素としては、コンピュータ可読媒体（例えば、ランダムアクセスメモリＲＡＭ））、コンピュータ可読不揮発性媒体（例えば、フラッシュメモリ）、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、及び／又は他の適切なメモリ要素があるが、これらに限定されることはない。そのようなメモリ装置４３４は、一般に、適切なコンピュータ可読命令を記憶するように構成することができ、この命令は、プロセッサ４３２によって実行されると、コンピューティングシステム４３０が、コンピュータにより実施される様々な機能（本明細書に記載される方法及びアルゴリズムの１つ又は複数の態様など）を実行するように設定する。更に、コンピューティングシステム４３０は、様々な他の適切な構成要素（ユーザインターフェース、通信回路又は通信モジュール、１つ又は複数の入力チャネル／出力チャネル、データバス／制御バスなど）も含むことができる。

コンピューティングシステム４３０の様々な機能は、単一のプロセッサ装置によって実行されてもよいし、任意の数のプロセッサ装置に分散されていてもよい。この場合、プロセッサ装置は、コンピューティングシステム４３０の一部を形成することができる。例えば、コンピューティングシステム４３０の機能は、複数の特定用途用のコントローラ（付加製造装置コントローラ、リモート装置（例えば、ラップトップ、デスクトップ、サーバなど）のコントローラ／コンピューティング装置など）に分散させることができる。

例示的な実施形態では、コンピューティングシステム４３０は、通信リンク４３６を通じて、粉末ピストン４１６、リコータ４２０、及びプラットフォームアクチュエータ４２６の各々に通信可能に結合されている。コンピューティングシステム４３０は、グリーン成形体４０２を印刷する際に付加製造システム４００の構成要素の動作を制御するように構成される。例えば、コンピューティングシステム４３０は、粉末供給チャンバ４１８から造形面４４２に粉末４１２を供給するときに協働するように粉末ピストン４１６及びリコータ４２０を制御し、造形面４４２に広がる粉末４１２の層にバインダー溶液４２８を選択的に堆積させるようにプリントヘッド４０６を制御し、造形面４４２に粉末４１２を連続的に追加するために、造形プラットフォーム４２４が下降するようにプラットフォームアクチュエータ４２６を制御し、リコータ４２０によって粉末４１２の連続層を造形面４４２に広げるために、粉末ピストン４１６が上昇するように制御する、などである。

上記のように、プリントヘッド４０６は、印刷されているグリーン成形体４０２の層（及び任意選択で、支持構造体４４４の層）を表すパターンで、粉末４１２の層にバインダー溶液４２８を選択的に堆積させる。特に、コンピューティングシステム４３０は、プリントヘッド４０６を制御して、印刷されたグリーン成形体４０２（及び任意選択で、印刷された支持構造体４４４）が所望の幾何学的形状を有するように、バインダー溶液４２８を選択的に堆積させる。グリーン成形体４０２の所望の幾何学的形状は、グリーン成形体４０２が焼結されたときに、エロージョンシールド３２６の所望の幾何学的形状が得られるような形状である。コンピューティングシステム４３０は、例えば、グリーン成形体４０２及び／又はエロージョンシールド３２６のＣＡＤモデルをメモリ装置４３４に記憶し、ＣＡＤモデルを使用してグリーン成形体４０２が印刷されるようにプリントヘッドを制御することができる。加えて又は代替的に、コンピューティングシステム４３０は、グリーン成形体４０２及び／又はエロージョンシールド３２６の所望の幾何学的形状の入力（例えば、（付加加工システム４００又は別の製造方法のいずれかを使用して）以前に製造されたエロージョンシールド３２６の測定値）を、（例えば、ユーザインターフェースから）受け取ることができる。支持構造体４４４の形状のＣＡＤモデル及び／又は入力を受け取って、コンピューティングシステム４３０が支持構造体４４４の印刷を制御してもよいことを理解されたい。

付加製造システム４００を用いてグリーン成形体４０２の意図された構造全体が形成された後、バインダー溶液４２８が堆積された粉末４１２の複数の層を硬化温度（例えば、約２５℃以上で約１００℃以下の温度）まで加熱して、バインダー溶液４２８中の溶媒の少なくとも一部を蒸発させることができる。印刷されたグリーン成形体４０２を、ＩＲランプ及び／又は加熱プレートを用いて（例えば、装置内で）加熱してもよいし、印刷されたグリーン成形体４０２をオーブン内に配置することによって（例えば、装置外で）加熱してもよい。硬化すると、結合剤は、粉末４１２の各層に印刷されたバインダー溶液４２８のパターンに従って、粒状の耐エロージョン性材料（例えば、STELLITE（登録商標）６の粒子などのコバルトクロム合金の粒子）を結合して、グリーン成形体４０２を形成する。適切なバインダーとしては、熱可塑性バインダー、熱硬化性バインダー、及び非ポリマーバインダー（ワックス及び糖など（例えば、グルコース、フルクトース、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせ））あるが、これらに限定されることはない。硬化プロセスは、グリーン成形体４０２が支持構造体４４４に取り付けられた状態、グリーン成形体４０２が支持構造体４４４と一体化された状態、又はグリーン成形体４０２が他の方法で支持構造体４４４に支持された状態で実行されてもよく、支持構造体４４４を形成する粒状材料も硬化してよいことが理解されるべきである。

形成ステップ及び硬化ステップの後、グリーン成形体４０２（この段階では、ブラウン成形体４０２と呼ばれることもある）を焼結炉（図示せず）に挿入し、ブラウン成形体４０２を圧密化してエロージョンシールド３２６を製造することができる。ブラウン成形体４０２は、粉末４１２の層を形成するために使用される粒状の耐エロージョン性材料を体積で約５０％～約７０％含むことができる。ブラウン成形体４０２の体積の他の約１％～約２％は、硬化したバインダー溶液（例えば、バインダー溶液４２８から硬化したもの）を含む。ブラウン成形体４０２の体積の残りの部分は、空隙を含む。付加製造システム４００による製造後、ブラウン成形体４０２の密度は、一般に、約５０％から約７０％である。そのような密度は、ブラウン成形体４０２の印刷後のプロセス（例えば、移動、検査、粉末除去など）の実行後の密度であってもよいことを理解すべきである。また、焼結プロセスは、ブラウン成形体４０２が支持構造体４４４に取り付けられた状態、支持構造体４４４に一体化された状態、又は支持構造体４４４により他の方法で支持された状態で実行することができること、支持構造体４４４を形成する粒状材料は、焼結による圧密化を受けてもよいことが理解されるべきである。

ブラウン成形体４０２を焼結（又は高密度化）するために、ブラウン成形体４０２（及び支持構造体４４４）は、ブラウン成形体４０２（及び支持構造体４４４）を少なくとも適切な昇温温度まで適切な時間加熱する焼結炉（図示せず）に移される。焼結中、成形体４０２を形成するために使用される粒状の耐エロージョン性材料（例えば、STELLITE（登録商標）６の粒子などのコバルトクロム合金の粒子）の固化によって、エロージョンシールド３２６を製造するときに、粒状の耐エロージョン性材料が圧密化され、成形体４０２の体積が収縮する。このように、焼結後のエロージョンシールド３２６は、圧密化によって成形体４０２の体積が縮小したものであるが、成形体４０２及びエロージョンシールド３２６の幾何学的形状は実質的に同じである。また、支持構造体４４４は、成形体４０２について上述したような体積収縮及び体積スケールダウンを受けて、焼結後の固化した部品に変形することができることも理解されるべきである。

実施形態において、成形体４０２（及び支持構造体４４４）の焼結は、複数の段階で実行される。例えば、実施形態において、焼結することは、成形体４０２を（適切な第１の時間）少なくとも適切な第１の高温に加熱して、成形体４０２を印刷するために使用されるバインダーのなくとも一部の熱分解を誘導する（例えば、成形体４０２を「脱バインダー」する）ことを含む。次いで、成形体４０２を、第１の高温よりも高い第２の高温を超えた温度で加熱して、粉末粒子を固化し、焼結後の固化した部品（例えば、エロージョンシールド３２６）を形成することができる。第２の高温は、焼結温度と呼ぶことができ、焼結温度では、粉末４１２の層を形成するために使用される粒状の耐エロージョン性材料（例えば、STELLITE（登録商標）６の粒子などのコバルトクロム合金の粒子）が成形体４０２を固化し始め、グリーン成形体を焼結後のエロージョンシールド３２６に圧密化する。

好適には、第２の高温は、約１２００℃以上（例えば、約１２５０℃以上、約１２６０℃以上、約１２８０℃以上）である。成形体４０２が焼結温度で加熱される時間は、好適には、約１時間以上、約２時間以上、約３時間以上、約４時間以上（例えば、約２時間～約４時間の間）とすることができる。実施形態において、成形体４０２は、約２時間から約４時間の間、約１２６０℃から約１３００℃の間の焼結温度で焼結され、エロージョンシールド３２６が製造される。実施形態において、焼結後のエロージョンシールド３２６は、約９２％以上（例えば、約９５％以上、又は約９８％以上）の密度を有する。すなわち、エロージョンシールド３２６は、体積百分率が約８％以下、体積百分率が約５％以下、又は体積百分率が約２％以下の空隙率を有することができる。更に、焼結後のエロージョンシールド３２６は、他の製造技術（例えば、鋳造又は鍛造）によって製造されたエロージョンシールドと比較して、等軸粒構造で、残留応力が低く、他の特性が改善された（例えば、破壊靭性、硬度、引張強度、及び耐エロージョン性の向上）特徴を有する。

次に、エロージョンシールド３２６を含むタービンブレード３００を製造する（例えば、修理する）例示的な方法５００を、図５を参照して説明する。方法５００は、回転機械（例えば、回転機械１１０及び／又は回転機械２１０）と共に使用するタービンブレード３００を用意すること５０２を含む。上記のように、タービンブレード３００は、前縁３０４と、反対側の後縁３０６とを含むエアフォイル３０２を含む。エアフォイル３０２は、正圧側面又は正圧側壁３０８と、負圧側面又は負圧側壁３１０とを含み、各側面又は側壁は、前縁３０４から後縁３０６まで延在する。また、ブレード３００は、ブレード３００を回転機械（例えば、回転機械１１０（図１に示す）及び／又は回転機械２１０（図２に示す））に設置できるようにするためのルート部３１２を含み、エアフォイル３０２及びルート部３１２は、プラットフォーム３１４によって分離されている。エアフォイル３０２は、プラットフォーム３１４と先端部３１６との間に延在している。また、ブレード３００は、先端部３１６においてエアフォイル３０２に固定的に結合された又は一体化された先端シュラウド３３６を含むことができる。先端シュラウド３３６は、ブレード３００の半径方向最外側部分を概ね画定することができ、先端シュラウド３３６は、エアフォイル３０２に対して実質的に垂直に広がる表面領域を提供し、表面領域は、エアフォイル３０２の先端部３１６を覆う。先端シュラウド３３６は、前縁３０４に近い第１の端部３３８と後縁３０６に近い反対側の第２の端部３４０との間を延在している。

例示的な方法５００の一部の実施態様では、５０２において用意されたタービンブレード３００は運転中に使用されていたものであり、方法５００はタービンブレード３００を修理するために実行される。例えば、５０２において用意されたタービンブレード３００は、前縁３０４の、先端部３１６に近接する領域であって、タービン運転中に誘発された機械的応力及び／又は熱応力によって損傷又は劣化した領域を含むことがある。方法５００は、前縁３０４の損傷領域を除去して、先端部３１６に近接する前縁３０４に凹部領域３１８（図３に示す）を形成すること５０４を含むことができる。損傷領域を除去して凹部領域３１８を形成すること５０４は、例えば、機械加工、溶解、エッチング、レーザー切断、又は前縁３０４の損傷領域を除去すること５０４ができる他の適切なプロセスによって実行することができる。用意されたタービンブレード３００の損傷領域から凹部領域３１８を形成することにより、損傷したタービンブレード３００に、本明細書に記載されたエロージョンシールド３２６を取り付けることができる。

別の例として、５０２において用意されたタービンブレード３００は、前縁３０４に結合されたエロージョンシールド３２６を含むことがあり、運転中、エロージョンシールド３２６は、タービン運転中に誘発される機械的応力及び／又は熱応力によって損傷する又は劣化することがある。方法５００は、前縁３０４からエロージョンシールド３２６（図３に示す）を取り外すこと５０４を含む場合がある。５０４においてタービンブレード３００から取り外されるエロージョンシールド３２６は、本明細書では第１のエロージョンシールド３２６と呼ばれることがある。第１のエロージョンシールド３２６を除去すること５０４は、例えば、機械加工、溶解、エッチング、レーザ切断、又は前縁３０４から第１のエロージョンシールド３２６を除去すること５０４することをできるようにする他の適切なプロセスによって実行することができる。

また、方法５００は、付加製造プロセスによってグリーン成形体４０２を印刷すること５０６を含む。具体的には、付加製造プロセスは、バインダージェットプロセスである。グリーン成形体４０２を印刷する（５０６）ためのバインダージェット付加製造は、付加製造システム４００又は任意の他の適切なバインダージェット付加製造システムを用いて実行することができる。上記のように、グリーン成形体４０２は、５０６において、造形面４４２に印刷される。リコータ４２０が造形面４４２に粉末４１２の層を広げ、粉末４１２は粉末供給チャンバ４１８から排出され続け、プリントヘッド４０６が粉末４１２の層にバインダー溶液４２８を選択的に堆積させる。粉末４１２は、好適には粒状の耐エロージョン性材料（例えば、STELLITE（登録商標）６の粒子などのコバルトクロム合金の粒子）である。このプロセスが繰り返されて粉末４１２の連続層が造形面４４２に広がり、バインダー溶液４２８が粉末４１２の各層に選択的に堆積される。粉末４１２の各層に対して、バインダー溶液４２８は、５０６において印刷されているグリーン成形体４０２の層を表すパターンで選択的に堆積される。上記のように、グリーン成形体４０２を印刷する（５０６）ためのバインダージェットプロセスは、コンピューティングシステム４３０によって制御することができる。コンピューティングシステム４３０は、グリーン成形体４０２及び／又はその後に続くグリーン成形体４０２の熱処理によって製造される焼結後のエロージョンシールド３２６のＣＡＤモデル又は入力された測定値に従って、印刷されたグリーン成形体４０２の形状を制御する。後続の熱処理（例えば、焼結）中にグリーン成形体４０２を支持するためのグリーン成形体支持構造体４４４は、グリーン成形体４０２を印刷しながら（５０６）印刷してもよいし、支持構造体４４４は別に印刷してもよい。

グリーン成形体４０２を印刷した（５０６）後、方法５００は、グリーン成形体４０２を焼結して焼結後のエロージョンシールド３２６を製造すること５０８を含む。上記のように、焼結５０８は、適切な温度で適切な時間の間行われ、グリーン成形体４０２の粒状の耐エロージョン性材料の高密度化が促進され、焼結後のエロージョンシールド３２６は、高密度化され圧密化された耐エロージョン性材料（例えば、高密度化されたSTELLITE（登録商標）６の材料などの高密度化されたコバルトクロム合金材料）を含む。焼結５０８は、好適には、高密度化された耐エロージョン性材料を製造するのに十分な温度及び時間で実行され、焼結後の所望の特性を有するエロージョンシールド３２６が形成される。例えば、焼結５０８は、等軸粒構造を有する高密度化された耐エロージョン性材料を製造するのに十分な温度及び時間で実行することができる。加えて又は代替的に、焼結５０８は、９２％以上（例えば９５％以上、又は９８％以上）の相対密度（すなわち、高密度化された耐エロージョン性材料の理論的最大値に対する相対密度）を有する高密度化された耐エロージョン性材料を製造するのに十分な温度及び時間で実施することができる。加えて又は代替的に、焼結５０８は、体積百分率が約８％以下、体積百分率が約５％以下、又は体積百分率が約２％以下の空隙率を有する（実質的に均質な分布を有する）高密度化された耐エロージョン性材料を製造するのに十分な温度及び時間で実行することができる。好適には、焼結５０８は、約１２００℃以上（約１２５０℃以上、約１２６０℃以上、又は約１２８０℃以上など）の温度で実行される。好適には、焼結５０８は、約１時間以上、約２時間以上、約３時間以上、又は約４時間以上の間実行される。一部の実施形態において、焼結５０８は、約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の間、実行される。実施形態において、焼結５０８は、約１２６０℃から約１３００℃の間の温度で、約２時間から約４時間の間実行され、エロージョンシールド３２６が製造される。高密度化された耐エロージョン性材料の等軸粒構造、高い相対密度、及び均質で低い空隙率分布に加えて、焼結後のエロージョンシールド３２６は、他の製造技術（例えば、鋳造又は鍛造）によって製造されたエロージョンシールドと比較して、改善された他の特性（例えば、破壊靭性、硬度、引張強度、及び耐エロージョン性の向上）を有する。

焼結５０８中の条件は、高い焼結密度と望ましい空隙率分布と均一性を達成するように最適化される。この説明のため、図６を参照すると、エロージョンシールド３２６を製造するために使用される耐エロージョン性の一例である高密度化されたSTELLITE（登録商標）６の材料の、様々な焼結条件で得られた相対密度が示されている。焼結温度が約１２６０℃を超え、時間が約２時間から約４時間の場合に、高密度化されたSTELLITE（登録商標）６の材料の相対密度が高くなった。具体的には、最適な焼結条件（試験３～６）では、９８％を超える相対密度が達成された。図７Ａ－図７Ｃ及び図８Ａ－図８Ｃを参照すると、焼結されたSTELLITE（登録商標）６の材料試片の光学顕微鏡観察により、焼結条件によっても、焼結された耐エロージョン性材料に、均質な低い空隙率分布が生じることが明らかになった。具体的には、図７Ａ～図７Ｃは、焼結されたSTELLITE（登録商標）６の材料試片の上端部（図７Ａ）の５０倍（図７Ｂ）及び５００倍（図７Ｃ）の光学顕微鏡画像を示し、図８Ａ～図８Ｃは、焼結されたSTELLITE（登録商標）６の材料試片の中央部（図８Ａ）の５０倍（図８Ｂ）及び５００倍（図８Ｃ）の光学顕微鏡画像を示す。光学顕微鏡像から、焼結された試片が均質な低い空隙率分布を有していることが確認された。

再び図５を参照すると、方法５００は、印刷すること５０６及び焼結すること５０８の後に、焼結後のエロージョンシールド３２６をタービンブレード３００の前縁３０４に結合すること５１０も含む。方法５００が前縁３０４の損傷領域を除去すること５０４を含む実施形態では、焼結後のエロージョンシールド３２６を結合すること５１０は、損傷領域を除去した（５０４）後に実行される。例えば、焼結後のエロージョンシールド３２６を結合すること５１０は、損傷した第１のエロージョンシールド３２６を除去した（５０４）後に実行することができる。加えて又は代替的に、焼結後のエロージョンシールド３２６を結合すること５１０は、損傷領域を除去して前縁３０４に凹部領域３１８を形成した（５０４）後に実行することができ、焼結後のエロージョンシールド３２６を結合すること５１０は、凹部領域３１８の全域にわたって焼結後のエロージョンシールド３２６を結合することを含む。焼結後のエロージョンシールド３２６を前縁３０４に結合すること５１０は、溶接すること（例えば、レーザ溶接、ガスメタルアーク溶接（又は金属不活性ガス溶接）、電子ビーム溶接、又はガスタングステンアーク溶接によって）を含む。充填材（例えば、ニッケル系材料や鉄系材料など）を使用して、エロージョンシールド３２６を前縁３０４に結合する（例えば、溶接する）５１０ことを実行してもよい。一部の実施形態では、溶接後熱処理を、エロージョンシールド３２６及び／又はエアフォイル３０２の溶接領域に対して実行して、熱影響部が、必要な材料特性を得ることができる。エロージョンシールド３２６と前縁３０４との間の溶接シームの余分な材料は、機械加工して（例えば、研削によって）、エロージョンシールドされたタービンブレード３００の目標公差を実現することができる。

一部の実施形態では、焼結後のエロージョンシールド３２６を結合すること５１０は、焼結後のエロージョンシールド３２６を、前縁３０４と、先端シュラウド３３６の、前縁３０４に近い第１の端部３３８とに結合すること５１０を含むことができる。従来は、別個の耐摩耗性部品が先端シュラウド３３６の第１の端部３３８に結合される。本明細書に記載された実施形態では、グリーン成形体４０２を印刷する（５０６）ために使用されるバインダージェット付加製造技術は、エロージョンシールド３２６と、別個の耐摩耗性部品とを、前縁３０４の所望の部分に広がる単一の形状であって、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８に実質的に広がる単一の形状（すなわち、単一のエロージョンシールド３２６）に固化することができる。あるいは、エロージョンシールド３２６は、前縁３０４の一部分及び先端シュラウド３３６の一部分に広がり（先端シュラウド３３６の第１の端部３３８の全体に広がっていてもよいし、先端シュラウド３３６の第１の端部３３８の実質的に全体に広がっていてもよい）、タービンブレード３００のこれらの領域に対して追加の摩耗部品が必要とされない。これらの摩耗部品を単一の形状に（すなわち、エロージョンシールド３２６に）固化することにより、製造時間及び製造コストを削減すること、溶接時間を短くし複雑さを削減することができ、他の利点も提供することができる。

エロージョンシールドされた回転部品の実施形態、及びこのエロージョンシールドされた回転部品を製造する方法は、既知の回転部品の少なくとも一部の欠点を克服し、従来の設計及びプロセスに比べていくつかの利点を実現する。本実施形態によるエロージョンシールドは、エロージョンシールドされたタービンブレードを製造し修理する（例えば、保守、修理、及びオーバーホールの作業中）ときにエロージョンシールドのリードタイムを短縮するバインダージェットの付加製造技術を用いて付加製造される。複数のバインダージェット付加製造システム、又は複数のプリントヘッドを有するバインダージェット付加製造システムを利用して、ＭＲＯ作業でのエロージョンシールドのスループットを更に向上させることができる。バインダージェット付加製造技術は、所望の材料特性を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含むエロージョンシールドを製造するという追加の利点もある。例えば、必要な形状を有するグリーン成形体を印刷し、その後焼結することによって製造された焼結後のエロージョンシールドは、等軸粒構造を有し、残留応力がほとんどなく、これにより、耐エロージョン性材料に、応力により引き起こされるクラックが形成される恐れを低減する又は排除することができる。上記の実施形態によって製造されるエロージョンシールドの材料特性によって、このエロージョンシールドは、鍛造又は鋳造などの従来技術、更には他の付加製造プロセス（例えば、レーザー粉末床溶融プロセス、電子ビーム溶融プロセス、及び直接エネルギー堆積プロセス）によって製造されるエロージョンシールドと比較して、有利に差別化される。

エロージョンシールドされた回転構成要素、回転構成要素に取り付けられるエロージョンシールドを形成する方法、及びエロージョンシールドされた回転構成要素を形成する方法の例示的な実施形態が、上記で詳細に説明されている。エロージョンシールドされた回転構成要素及びエロージョンシールドは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、システムの構成要素は、本明細書に記載された他の構成要素とは独立して、別個に利用されてもよい。例えば、本明細書に記載されているように形成されたエロージョンシールドは、本明細書に具体的に記載された回転構成要素以外の回転構成要素と組み合わせて使用することができ、エロージョンシールドされた回転構成要素も、他の回転機械及び方法と組み合わせて使用することができ、本明細書に記載されたガスタービンエンジンアセンブリ又は蒸気タービンエンジンアセンブリに使用する実施にのみ限定されることはない。例示的な実施形態は、他の多くの回転機械の用途に関して実施する及び利用することができる。

本開示のさらなる態様は、以下の対象によって提供される。
[実施形態1]
エロージョンシールドされたタービンブレードを製造する方法であって、
回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するためのタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３０２）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在する、タービンブレード（３００）を用意すること、
付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、及び
前記エロージョンシールド（３２６）を前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）に結合すること
を含む、方法。
[実施形態2]
前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、等軸粒構造を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
[実施形態3]
前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、約９２％以上の相対密度を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、実施形態１又は２に記載の方法。
[実施形態4]
前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、体積百分率が約８％以下の空隙率を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、実施形態１～３のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態5]
約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間、前記グリーン成形体（４０２）を焼結することを含む、実施形態１～４のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態6]
前記グリーン成形体（４０２）を印刷することが、粒状のコバルトクロム合金材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することを更に含む、実施形態１～５のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態7]
焼結中に前記グリーン成形体（４０２）を支持するグリーン成形体の支持構造体（４４４）を印刷すること、
前記グリーン成形体（４０２）と、前記グリーン成形体の支持構造体（４４４）を焼結した後、焼結後の支持構造体（４４４）を焼結後のエロージョンシールド（３２６）から取り除くこと
を更に含む、実施形態１～６のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態8]
前記タービンブレードは、前記エアフォイルの先端部に固定されるように結合された先端シュラウドを含み、前記エロージョンシールドを前記タービンブレードの前縁に結合することは、前記先端シュラウドの、前記前縁に近い端部に実質的に広がるように前記エロージョンシールドを結合することを更に含む、実施形態１～７のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態9]
エロージョンシールドされたタービンブレードを修理する方法であって、
回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３００）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在し、前縁（３０４）に損傷領域が存在する、タービンブレード（３００）を用意すること、
前記前縁（３０４）から前記損傷領域を除去すること、
付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積させることにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、
前記損傷領域を除去した後、前記焼結後のエロージョンシールド（３２６）を前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）に結合すること
を含む、方法。
[実施形態10]
前記前縁（３０４）の損傷領域は、前記前縁（３０４）に結合された第１のエロージョンシールド（３２６）であり、前記損傷領域を除去することは、前記前縁（３０４）から第１のエロージョンシールド（３２６）を除去することを含む、実施形態１～９のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態11]
前記損傷領域を除去することが、前記前縁の、前記先端部（３１６）の近くに、凹部領域（３１８）を形成することをを含み、焼結後のエロージョンシールド（３２６）を前記前縁（３０４）に結合することは、前記凹部領域（３１８）に、焼結後のエロージョンシールドを結合することを含む、実施形態１～１０のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態12]
前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を、適切な温度で適切な時間の間焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）であって、等軸粒構造を有し相対密度が９２％以上のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、実施形態１～１１のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態13]
前記グリーン成形体（４０２）を、約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間焼結することを更に含む、実施形態１～１２のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態14]
前記グリーン成形体（４０２）を印刷することが、粒状のコバルトクロム合金材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することを更に含む、実施形態１～１３のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態15]
焼結中に前記グリーン成形体（４０２）を支持するグリーン成形体の支持構造体（４４４）を印刷すること、
前記グリーン成形体（４０２）と、前記グリーン成形体の支持構造体（４４４）を焼結した後、焼結後の支持構造体（４４４）を焼結後のエロージョンシールド（３２６）から取り除くこと
を更に含む、実施形態１～１４のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態16]
前記タービンブレードは、前記エアフォイルの先端部に固定されるように結合された先端シュラウドを含み、焼結後のエロージョンシールドを前記タービンブレードの前縁に結合することは、前記先端シュラウドの、前記前縁に近い端部に実質的に広がるように焼結後のエロージョンシールドを結合することを更に含む、実施形態１～１５のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態17]
エロージョンシールドされたタービンブレードを製造する方法であって、
回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するためのタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３００）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在し、先端シュラウド（３３６）が、前記先端部（３１６）に固定的に結合される、タービンブレード（３００）を用意すること、
付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、及び
前記エロージョンシールド（３２６）を、前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）と、前記先端シュラウド（３３６）の、前記前縁（３０４）に近い端部（３３８）とに結合することであって、前記エロージョンシールド（３２６）が前記先端シュラウド（３３６）の端部（３３８）に実質的に広がるようにすること
を含む方法。
[実施形態18]
前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を、適切な温度で適切な時間の間焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）であって、等軸粒構造を有し相対密度が９２％以上のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、実施形態１～１７のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態19]
前記グリーン成形体（４０２）を、約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間焼結することを更に含む、実施形態１～１８のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。
[実施形態20]
前記グリーン成形体（４０２）を印刷することが、粒状のコバルトクロム合金材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することを更に含む、実施形態１～１９のうちのいずれかの実施形態に記載の方法。

本発明の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面に示され、他の図面には示されていない場合があるが、これは単なる便宜上の理由によるものである。更に、上記の「一実施形態」に言及することは、言及された特徴も組み込む追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図するものではない。本発明の原理に従って、ある図面の任意の特徴は、他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照する及び／又は特許請求の範囲に記載することができる。

ここに記載された説明は、実施例を用いて本発明（最良の態様を含む）を開示し、また、当業者が本発明を実施する（任意の装置又はシステムを製造すること及び使用すること、並びに組み込まれた任意の方法を実行することを含む）ことができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者に思い浮かぶ他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異なっていない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異なっていない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

１１０、２１０ 回転機械
１１２ ローターアセンブリ
１１４ シャフト
１１８ ロータホイール
１２０ ブレード
１２２ 静止ベーン
１２３ 吸気部
１２４ 圧縮機
１２６ 燃焼器
１３０ 排気部
２１２ ロータ
２１４ 回転軸
２１６ ＨＰセクション
２１８ ＩＰセクション
２２０ ＬＰセクション
２２２ ＨＰケーシング
２２４ ＩＰケーシング
２２６ ＬＰケーシング
２２８ 外部負荷
２３０ 高圧蒸気入口部
２３２ 高圧蒸気出口部
２３４ 再加熱器
２３６ 中間圧蒸気入口部
２３８ 中間圧蒸気出口部
２４０ 低圧蒸気入口部
２４４ カップリング
３００ ブレード
３０２ エアフォイル
３０４ 前縁
３０６ 後縁
３０８ 正圧側壁
３１０ 負圧側壁
３１２ ルート部
３１４ プラットフォーム
３１６ 先端部
３１８ 凹部領域
３２０ 凹部面
３２２，３２４ 部分スパンシュラウド
３２６ エロージョンシールド
３２８ 内面
３３０ 外面
３３２ 基端部
３３４ ノーズ
３３６ 先端シュラウド
３３８ 第１の端部
３４０ 第２の端部
４００ 付加製造システム
４０２ グリーン成形体
４０４ ハウジング
４０６ プリントヘッド
４０８ 粉体供給アセンブリ
４１０ 造形チャンバ
４１２ 粉末
４１４ 粉末ベッド
４１６ 粉末ピストン
４１８ 粉体供給チャンバ
４２０ リコータ
４２２ 作業面
４２４ 造形プラットフォーム
４２６ プラットフォームアクチュエータ
４２８ バインダー溶液
４３０ コンピューティングシステム
４３２ プロセッサ
４３４ メモリ装置
４３６ 通信リンク
４３８ 粉末供給開口部
４４０ チャンバ開口部
４４２ 造形面
４４４ 支持構造体

Claims (15)

1. エロージョンシールドされたタービンブレードを製造する方法であって、
   回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するためのタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３０２）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在する、タービンブレード（３００）を用意すること、
   付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
   前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、及び
   前記エロージョンシールド（３２６）を前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）に結合すること
   を含む、方法。
2. 前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、等軸粒構造を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、約９２％以上の相対密度を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を適切な温度で適切な時間の間焼結して、体積百分率が約８％以下の空隙率を有する高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間、前記グリーン成形体（４０２）を焼結することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記グリーン成形体（４０２）を印刷することが、粒状のコバルトクロム合金材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 焼結中に前記グリーン成形体（４０２）を支持するグリーン成形体の支持構造体（４４４）を印刷すること、
   前記グリーン成形体（４０２）と、前記グリーン成形体の支持構造体（４４４）を焼結した後、焼結後の支持構造体（４４４）を焼結後のエロージョンシールド（３２６）から取り除くこと
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
8. エロージョンシールドされたタービンブレードを修理する方法であって、
   回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３００）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在し、前縁（３０４）に損傷領域が存在する、タービンブレード（３００）を用意すること、
   前記前縁（３０４）から前記損傷領域を除去すること、
   付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積させることにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
   前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、
   前記損傷領域を除去した後、前記焼結後のエロージョンシールド（３２６）を前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）に結合すること
   を含む、方法。
9. 前記前縁（３０４）の損傷領域は、前記前縁（３０４）に結合された第１のエロージョンシールド（３２６）であり、前記損傷領域を除去することは、前記前縁（３０４）から第１のエロージョンシールド（３２６）を除去することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記損傷領域を除去することが、前記前縁の、前記先端部（３１６）の近くに、凹部領域（３１８）を形成することをを含み、焼結後のエロージョンシールド（３２６）を前記前縁（３０４）に結合することは、前記凹部領域（３１８）に、焼結後のエロージョンシールドを結合することを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を、適切な温度で適切な時間の間焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）であって、等軸粒構造を有し相対密度が９２％以上のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記グリーン成形体（４０２）を、約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間焼結することを更に含む、請求項８に記載の方法。
13. エロージョンシールドされたタービンブレードを製造する方法であって、
    回転機械（１１０及び／又は２１０）と共に使用するためのタービンブレード（３００）を用意することであって、前記タービンブレード（３００）は、ルート部（３１２）と先端部（３１６）との間に延在するエアフォイル（３００）を含み、前記エアフォイル（３０２）は、正圧面（３０８）と、反対側の負圧面（３１０）とを含み、前記正圧面（３０８）及び前記負圧面（３１０）の各々は、前縁（３０４）と後縁（３０６）との間に延在し、先端シュラウド（３３６）が、前記先端部（３１６）に固定的に結合される、タービンブレード（３００）を用意すること、
    付加製造プロセスによって、粒状の耐エロージョン性材料（４１２）にバインダー溶液（４２８）を選択的に堆積することにより、グリーン成形体（４０２）を印刷すること、
    前記グリーン成形体（４０２）を焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）を製造すること、及び
    前記エロージョンシールド（３２６）を、前記タービンブレード（３００）の前縁（３０４）と、前記先端シュラウド（３３６）の、前記前縁（３０４）に近い端部（３３８）とに結合することであって、前記エロージョンシールド（３２６）が前記先端シュラウド（３３６）の端部（３３８）に実質的に広がるようにすること
    を含む方法。
14. 前記グリーン成形体（４０２）を焼結することは、前記グリーン成形体（４０２）を、適切な温度で適切な時間の間焼結して、高密度化された耐エロージョン性材料を含む焼結後のエロージョンシールド（３２６）であって、等軸粒構造を有し相対密度が９２％以上のエロージョンシールド（３２６）を製造することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記グリーン成形体（４０２）を、約１２６０℃以上の温度で、約２時間以上の時間の間焼結することを更に含む、請求項１３に記載の方法。