JP3307899B2 - 遮断材料及び部材にレーザビームで孔を掘削する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、レーザ遮断
材料及び冷却空気用の内部流路を有するエアフォイルな
どの部材をレーザ加工する方法に関する。本発明は、特
に、部材のキャビティに熱可塑性の材料を配置し、壁を
貫通してキャビティへと孔を掘削する時に部材の内部に
レーザビームが衝突しないようにしてから、孔を掘削
し、最後にキャビティから材料を取り除く方法に関す
る。

【０００２】本出願は、１９９８年１１月２０日出願の
米国特許仮出願第６０／１０９，１７６号を基礎とする
ものである。また、本出願は、係属中のジェフリー デ
ィ．フリス等による米国特許出願第０９／１６２，８３
２号、名称「エアフォイルのレーザ加工法」、ジェフリ
ー ディ．フリス等による米国特許出願第０９／１６
２，６１４号、名称「レーザ加工のためにキャビティの
空隙容積を減少する方法」、ゴードン エム．リード等
による米国特許出願第０９／２１３，６９０号、名称
「エアフォイルの内部にレーザ遮断材料を配置する方
法」、クリストファピー．ジョーダン等による米国特許
出願第０９／２１３，５９２号、名称「エアフォイル内
にレーザ遮断材料を配置するための工具」、スタンレイ
ジェイ．ファンク等による米国特許出願第０９／２１
３，５８０号、名称「処理のためのエアフォイルの配置
方法及びエアフォイル用のマスクの形成方法」、及びゴ
ードンエム．リード等による米国特許出願第０９／２１
３，５９３号、名称「エアフォイルにレーザ遮断材料を
配置するための固定具」に関連する。

【０００３】

【従来の技術】ガスタービンエンジン用のエアフォイル
は、作動媒体ガス用の流路に配置されている。このよう
なエアフォイルの例としては、タービンブレードやター
ビンベーンが挙げられる。これらのエアフォイルは、ガ
スがエンジンを通って流れるのに従って熱ガスを浴び
る。タービンベーンやタービンブレードなどのエアフォ
イルの温度を許容限度内に保つために、運転状態では、
エアフォイル内部の流路を通るように冷却空気が流され
る。

【０００４】更に、エアフォイルは、エアフォイルの内
部から外部へと延びる冷却孔を含むこともできる。これ
らの冷却空気孔は、小さく、１１〜１７ミル（０．０１
１〜０．０１７インチ）の範囲内の直径を有し得る。こ
れらの孔は、所定のパターンで掘削され、エアフォイル
に確実に十分な冷却が提供される形状となっている。

【０００５】上記冷却孔は、エアフォイル内部の流路か
ら熱い壁を通ってエアフォイルの外部へと冷却空気を送
る。冷却空気は、壁を通過する時に吹出し冷却を提供
し、エアフォイルから排出された後は、冷却空気のフィ
ルムによりエアフォイルの外側面にフィルム冷却を提供
する。この冷却空気のフィルムは、エアフォイルと熱い
作動媒体ガスとの間のバリアとなる。

【０００６】これらの孔を掘削する１つの方法には、レ
ーザを用いてエアフォイルの外側面にコヒーレントエネ
ルギを有するビームを放射するものがある。レーザビー
ムによる強い放射は、エアフォイルの壁を焼き抜き、冷
却空気用の十分な管路を提供する孔を形成する。レーザ
ビームは、エアフォイルの壁を貫通してキャビティ内に
到達する時にキャビティの他方側の隣接構造体に衝突し
て許容できない程度の損傷をエアフォイルに与えるおそ
れがある。従って、レーザビームが、エアフォイル壁を
貫通した後にキャビティを囲む壁に衝突しないように、
キャビティ内に遮断材料を配置することができる。

【０００７】１つの方法は、製造工程におけるブレード
の鋳込みコアであるセラミック製鋳造コアを、エアフォ
イル内に配置したままとすることである。このセラミッ
ク製コアが、適切な遮断材料となる。このセラミックコ
アは、続いて周知の浸出技術を用いて取り除かれる。こ
の方法は、グレゴア、グリフィス、及びストラウドに付
与された米国特許第５，２２２，６１７号、名称「ター
ビンブレードの掘削」に説明されている。しかし、鋳造
後にコアが存在することによって、エアフォイル内部の
初期検査が不可能となる。また、セラミック材料は、冷
却空気孔を掘削した後での除去が困難となるおそれもあ
る。更に、冷却空気孔を再度掘削することが必要となり
得る修理工程においては、上記コアを利用することがで
きない。

【０００８】遮断材料の他の例としては、ワックスもし
くはワックス様の材料が挙げられる。この材料は、エア
フォイルの前縁流路などの流路の内部へ容易に流れるよ
うに溶融される。この溶融材料の温度は、その融点以上
であり、２５０°Ｆを超え得る。この溶融材料は、キャ
ビティ内に手作業で流し入れるかもしくは注入すること
ができ、または、保護する面に噴霧もしくは塗装するこ
ともできる。しかし、この溶融材料によって、作業員が
ひどいやけどを負うおそれがある。また、このような材
料を手作業でエアフォイルに流し入れた場合には、作業
に時間がかかってしまう。更に、このワックスは、隣接
する冷却孔の間に延在することもあり得る。この場合、
第２の孔を掘削する時にレーザビームを遮断するワック
スは、第１の孔をレーザビームで掘削する時に溶融する
おそれがある。これにより、ワックス内に空隙が生じて
しまう。従って、レーザビームは、第２の孔を掘削する
時に間隙を含む流路部分を通過することになり、そのエ
ネルギがワックスによって十分に分散されないおそれが
ある。ビームは、第２の孔の壁を貫通した後にエアフォ
イルの内部壁に衝突し得るので、第２の孔の掘削時にエ
アフォイルが損傷されるおそれがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】間隙の形成を防止する
ために添加剤を用いるワックス様の材料の１つが、コル
フェ及びストラウドに付与された米国特許第５，０４
９，７２２号、名称「レーザバリア材料及びレーザ掘削
方法」に開示されている。この特許では、ワックス基剤
にワックス様の材料であるＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチ
レン）が添加されている。ＰＴＦＥは、空隙の形成を防
止する。エアフォイルの種類によっては、前縁の流路の
内部にこのような材料を配置することが特に困難であ
る。多くの場合、前縁流路は、製造段階ではエアフォイ
ルの外部と接続していない。即ち、掘削処理の前は、隣
接する流路と連通するように設けられた小さなインピン
ジメント孔を除くと、前縁流路は、盲流路つまり袋小路
となっている。この隣接する流路は、前縁流路へと流れ
る冷却空気を受け入れる開口部も有している。従って、
作業員は、慎重にこの入口開口部に溶融材料を流し入れ
るとともに、前縁流路内の材料から気泡を除くようにエ
アフォイルを操作しなければならない。

【００１０】また他の方法には、流体状態でエアフォイ
ル内に配置されるエポキシ樹脂のようなマスキング剤を
用いるものがある。エポキシ樹脂は、エアフォイル内に
樹脂を単に流し入れることによって配置される。また、
エポキシ樹脂は、室温であり、作業員にやけどを負う危
険性を伴わない。エポキシ樹脂は、流体を硬化させて米
国特許第５，０４９、７２２号に開示されたＰＴＦＥワ
ックスと同様の固形材料とするために更に処理される。
しかし、この樹脂は、溶融ワックスに比べて比較的粘度
が高く、エアフォイル内部の細い接続流路を通って流れ
ることが困難である。

【００１１】エアフォイルによっては、前縁流路の内部
にこのような材料を配置することが特に困難であり得
る。多くの場合、前縁流路は、製造段階ではエアフォイ
ルの外部と接続していない。即ち、掘削処理の前は、隣
接する流路と連通するように設けられた小さなインピン
ジメント孔を除くと、前縁流路は、盲流路つまり袋小路
となっている。この隣接する流路は、前縁流路へと流れ
る冷却空気を受け入れる開口部も有している。従って、
作業員は、溶融材料をこの入口開口部に注意深く流し入
れ、前縁流路内の材料に気泡が生じてしまうのを防止す
るとともに空隙が形成されるのを防止するようにエアフ
ォイルを操作する必要がある。だが、この材料は、蒸発
する温度まで熱することで容易に取り除くことができる
という利点も有している。

【００１２】他の方法には、レーザ光を分散させる材料
を含むチキソトロピー媒体を使用するものがある。この
方法は、マァ及びピンダに付与された米国特許第４，８
７３，４１４号、名称「部材のレーザ掘削」で説明され
ている。この媒体の利点は、特に、レーザ光と接触した
ときに光を放つことである。部材から反射した光を監視
することで、第２の面を貫通するレーザビームの検出が
可能となり、レーザビームによって貫通孔が掘削された
かを判断するフィードバック制御が可能となる。加え
て、部材の内部面にわたって媒体が容易に流れるよう
に、ノズルに媒体を通過させて媒体の粘度を低下させる
こともできる。チキソトロピー媒体は、媒体をフラッシ
ング剤と接触させることで取り除くことができるが、部
材を更に操作するとともに部材に追加の材料を連続的に
流し入れることが必要となる。

【００１３】更に他の方法は、ストラウド及びコースに
付与された米国特許出願第５，１４０，１２７号、名称
「レーザ遮断材料」に開示されている。この方法は、注
入可能な遮断材料を使用し、この遮断材料は、四フッ化
エチレンと六フッ化プロピレンからなる第１のコポリマ
と、ポリ四フッ化エチレンを基礎とするとともに少なく
とも１つのフッ化アルコキシ群（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅ
ｄ ａｌｋｏｘｙ ｓｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）を含む第２
のコポリマと、からなる群から選択した組成を有する。
この材料は、部材の内部に流し入れられるかもしくは注
入される。中空のタービンブレードを、この材料で満た
してレーザ加工した後に、続いて、材料を蒸発させるこ
とによって部材から取り除く。この材料は、かなりの高
温に熱して蒸発させるといった受動的な方法で取り除く
こともできる。しかし、この場合には、燃焼生成物がフ
ッ素原子を含み、燃焼生成物を大気中に放出する前に燃
焼生成物から取り除く必要がある有害な流体を形成する
おそれがある。

【００１４】更に他の方法は、ターナに付与された米国
特許出願第５，７６７，４８２号、名称「レーザバリア
材料及び方法」に開示されている。この特許では、熱的
に安定しているとともに高い融点を有する塩化ナトリウ
ム（塩）や他の金属塩などの微細な結晶材料を使用して
いる。塩は、流し入れるかもしくは水とともにペースト
状にして注入することによって部材の内部に導入するこ
とができる。この塩は、部材を水で洗うことによって取
り除かれる。

【００１５】上記技術よりも更に、大量生産に適してい
るとともに有害な流体を形成することなく、かつ時間の
かかる作業を繰り返すことなく比較的容易に取り除くこ
とができるレーザ遮断材料を、エアフォイルの内部に配
置するための材料、方法、及び装置の開発が求められて
いる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定のポリマ
をレーザビームを遮断するために使用した場合に、量産
作業でかなり有利であり、エアフォイルなどの部材を充
填する速度を速めるために、このような材料もしくは他
の材料とともに量産作業で特定の工具や固定具を使用す
ることができることに一部基づいている。更に、特定の
ポリマは、材料をエアフォイル内に配置するとともに除
去する時に生じる、細い流路内の遮断材料からエアフォ
イルの薄い壁に伝達される力の大きさに対して有利な影
響を有する。更にこれらの材料は、その比較的低い融点
まで熱して一部流出させてから、有害な燃焼生成物を形
成しない方法により比較的高い温度で蒸発させることが
でき、除去作業において迅速な処理が可能である。

【００１７】本発明では、レーザ機械加工処理において
レーザビームの強度を弱めるための遮断材料は、熱可塑
性ポリマを含み、この熱可塑性ポリマは、炭素及び水素
のみによって形成されるとともに、３０以上のメルトフ
ローインデックスを有し、かつレーザの放射ビームを拡
散させるために４０％よりも大きい結晶化度を有するよ
うに部分的に結晶質となっている。

【００１８】本発明では、内部キャビティを有する部材
に孔を掘削する方法は、このキャビティに熱可塑性ポリ
マ材料を含むレーザ遮断材料を配置するステップを含
み、この熱可塑性ポリマ材料は、炭素及び水素のみによ
って形成されるとともに、３０以上のメルトフローイン
デックスを有し、かつ部分的に結晶質となっている。

【００１９】本発明の１つの実施例では、遮断材料は、
ポリオレフィンもしくは複数のポリオレフィンの混合物
を含む。

【００２０】１つの実施例では、遮断材料は、ポリエチ
レンもしくはポリプロピレン材料を含む。

【００２１】１つの実施例では、遮断材料は、弾性特性
を有し、バーンアウト処理時に膨張するのに従って負荷
に応じて変形し、材料の熱膨張による力が全て部材に伝
達されることのないように応力を逃がす。

【００２２】本発明の１つの実施例では、上記方法は、
レーザ遮断材料をその融点まで加熱することによって除
去した後に、残る遮断材料があればこれを蒸発させるよ
うに更に加熱することを含む。

【００２３】本発明の１つの実施例では、上記方法は、
鋭い器具によって孔をプローブすることによってレーザ
ビームで形成した孔を点検することを含み、この点検
は、孔及び部材の内部に配置された弾性的な遮断材料と
の接触により孔が壁を貫通したことを確認することによ
って行われる。

【００２４】本発明の１つの実施例では、上記方法は、
遮断材料の一部をプラズマとなるように蒸発させること
を含み、このプラズマは、レーザビームに対して比較的
透過性があり、レーザビームを拡散する結晶化度を有す
る材料の固形部分まで通過させる。

【００２５】遮断材料の主な特徴は、炭素及び水素が含
まれていることである。他の特徴は、材料の結晶化度で
あり、この結晶化度は、４０％よりも大きく、いくつか
の実施例では６０％よりも大きい。本発明の他の特徴
は、レーザビームによって材料を蒸発させることで形成
されるプラズマの透過性のレベルであり、このレベル
は、プラズマがレーザによる機械加工を妨げることのな
いレベルである。また、他の特徴は、遮断材料の比較的
低い融点であり、この融点は、２５０°Ｆ〜５４０°Ｆ
までの範囲にあるが、通常は３００°Ｆよりも低い。

【００２６】本発明の主な利点は、遮断材料とレーザビ
ームとの相互作用によって中空部材に掘削される孔の質
である。また、他の利点は、処理速度及びコストであ
り、これらは、ずり減粘特性及びメルトフローインデッ
クスによって部材の内部に材料を配置することが容易な
こととともに、レーザ遮断材料の燃焼生成物が無害な二
酸化炭素及び水蒸気であるためもあり、バーンアウトに
よる材料の除去が容易なためである。１つの実施例で
は、レーザ掘削処理が単純であることが利点であり、こ
れは、大気中に燃焼生成物を放出する前に特別の処理を
必要としない（二酸化炭素及び水の）無害な燃焼生成物
を形成するレーザ遮断材料を使用することによる。また
他の特徴は、上記材料の凝固速度であり、これは、材料
のずり減粘特性と材料を部材に注入する圧力が取り除か
れた後にずり応力が存在しなくなるためである。

【００２７】本発明の利点は、特に、スクラップ及びレ
ーザ機械加工における再加工が減少する点であり、これ
は、エアフォイルなどの部材の内部の狭い流路にレーザ
遮断材料が流入することができるためであり、また、材
料のメルトフローインデックス及びこのような流路を通
って圧力下で流れるこの材料固有の能力も影響する。本
発明のまた他の利点は、エアフォイルの耐久性であり、
これは、材料が膨張するに従って内部応力を軽減するよ
うに変形可能であり、エアフォイルに伝達される力が軽
減されるためである。更に他の利点は、エアフォイルの
耐久性及び完全性であり、これは、上記材料の比較的低
い融点により、材料が溶融する前に材料の熱膨張が制限
されることによる。また更に他の利点は、部材の取扱い
が容易なことであり、これは、部材内に配置した材料が
固体の状態に維持されることによる。

【００２８】本発明の上記及び他の利点は、以下の実施
形態及び添付図面によってより明らかとなる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、ガスタービンエンジン用
のエアフォイル１０として示した部材の部分説明図であ
る。また、図１には、部材の内部にレーザ遮断材料を配
置するための工具１２を示している。この工具１２は、
エアフォイル１０が充填される時にこれらのエアフォイ
ル１０が１つずつ連続的に配置されるキャビティ１３を
有している。図示したエアフォイル１０はロータブレー
ドであるが、“エアフォイル”には、ステータベーンな
どの流れを案内する面を有する他の部材も含まれる。

【００３０】図２Ａは、製造時におけるロータブレード
１０の側面の断面図である。このロータブレード１０
は、根部１４として示した第１の端部と、プラットフォ
ーム１６と、先端部１８として示した第２の端部と、を
有する。エアフォイル１０は、翼幅方向に延びる空気力
学的形状の前縁２２を備えており、空気力学的形状の後
縁２４が空気力学的形状の前縁２２から翼弦方向で離間
されている。エアフォイル１０は、複数のキャビティ即
ち冷却空気用の流路を含み、これらの流路は、ロータブ
レード１０の根部１４を通って延びる前縁流路２６及び
流路２８，３０，３２，３４として示されている。流路
２８，３０，３２，３４は、ロータブレード１０の内部
へと延びるとともに、流路３２のように蛇行しているこ
とも多い。

【００３１】図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線に沿って翼弦
方向に切断した断面図である。エアフォイル１０は、負
圧面即ち側壁４２及び正圧面即ち側壁４４として示した
流れを案内する面を備えている。これらの各面は、前縁
２２から後縁２４まで後方に延在し、かつプラットフォ
ーム１６から先端部１８まで翼幅方向に延在する。

【００３２】孔４８として示した複数の内部インピンジ
メント孔によって、前縁領域における前縁流路２６と冷
却空気の供給流路２８とが接続されている。これらのイ
ンピンジメント孔４８は、小さく、一般に４０ミルより
も小さい水力直径Ｄｈを有する（即ち、Ｄ_h＝４Ａｉ／
Ｐ＝０．０４０インチ、Ａは、孔の面積、Ｐは、孔の全
周）。いくつかの実施例では、これらの孔４８を、３０
ミルよりも小さい水力直径とすることもできる。孔４６
として示した前縁２２に隣接する複数のフィルム冷却孔
が、前縁領域におけるインピンジメント流路２６からロ
ータブレード１０の外側まで延びている。

【００３３】図２Ｂで示したように、フィルム冷却孔４
６を形成する１つの方法には、レーザビームＬとして示
したレーザビームによって、エアフォイル１０の外側か
ら前縁流路２６まで孔４６を掘削する方法がある。図２
Ｂ及び概略的に図２Ａで示しているように、レーザビー
ムＬの強度を弱めるためにレーザ遮断材料５２が前縁流
路２６内で部材の一部に配置されている。レーザ遮断材
料５２によって、掘削処理においてレーザビームＬがロ
ータブレード１０の壁を貫通するときに、このレーザビ
ームＬによって冷却空気孔に面する構造体が損傷される
ことが防がれる。

【００３４】図１に示したように、射出成形機５４の一
部として示している、圧力下で遮断材料５２を供給する
手段が、工具１２と流体的に連通している。他の同様の
機械には、エアフォイル１０に加圧したレーザ遮断材料
５２を供給する供給源となり得るトランスファ成型器や
プラスチック押し出し機などが含まれる。

【００３５】工具１２には、ロータブレード１０にレー
ザ遮断材料５２を充填するためにロータブレード１０と
係合する固定具５６が含まれる。“充填”とは、材料を
配置つまり供給するという意味であり、ブレードを部分
的に及び完全に充填することが含まれる。固定具５６
は、基部５８、スプループレート６２、及びスプループ
レート保持具６４を含む。レーザ遮断材料５２を供給す
る流路６５が、スプループレート６２及びスプループレ
ート保持具６４を通って延びている。

【００３６】射出成形機５４は、工具１２と、図４及び
図５で示したノズル７０を備えたハウジング６８と、を
収容するテーブル６６を有する。ハウジング６８は、工
具１２に対して方向Ｍで移動可能となっており、所定の
力を工具１２とロータブレード１０とに加えることがで
きる。ハウジング６８は、（概略的に示した）レーザ遮
断材料５２の供給７４を受けるチャンバ７２を有する。
供給７４の量は、レーザ遮断材料を受け入れるエアフォ
イル１０の内部容積よりも僅かに大きい。

【００３７】チャンバ７２は、流路（図示省略）からレ
ーザ遮断材料５２を受け入れ、この流路には、レーザ遮
断材料５２をチャンバ内７２内に押し入れるためのスク
リュ手段（図示省略）が設けられている。チャンバ７２
内には、ピストン７５が配置されており、このピストン
７５によって流路６５を通ってスプループレートへとハ
ウジング６８を介してレーザ遮断材料５２が送られる。
この目的のために使用できる機械の１つには、オハイオ
州，ニューベリー（Ｎｅｗｂｕｒｙ，Ｏｈｉｏ）所在の
ミニ−ジェクタマシーナリ社（Ｍｉｎｉ−Ｊｅｃｔｏｒ
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏｒｐ．）のモデル７０射出
成形機が挙げられる。他に使用できる機械としては、ニ
ュージャージー州，パインブルック，シャピン １６
（１６ Ｃｈａｐｉｎ，Ｐｉｎｅｂｒｏｏｋ ＮＪ ０
７０５３）所在のトウヨウ オブアメリカ社（Ｔｏｙｏ
ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）を通して、日立グループから
供給されているトウヨウプラスタＴＩ−９０Ｇ２があ
る。

【００３８】図１で示しているように、工具１２のスプ
リュープレート保持具６４は、ボルト（図示省略）など
によって射出成形機５４のハウジング６８に一体に接続
されている。スプループレート保持具６４は、ダブテー
ル形のスロット部７６を備えている。スプループレート
６２は、ダブテール形スロット部７６を介してスライド
してスプループレート保持具６４と係合するとともに、
ダブテール形スロット部７６と共同してスプループレー
ト６２を保持するテーパ状の端部７７を備えている。ス
プループレート６２は、レーザ遮断材料５２を受け入れ
る流路６５の一部を含む。この流路６５によって、射出
成形機５４のチャンバ７２がタービンブレード１０の根
部１４を通って延びる流路２８，３０，３２，３４と流
体的に連通する。

【００３９】テーブル６６は、射出成形機５４のハウジ
ング６８に対して調整可能となっている。工具１２の基
部５８は、テーブル６６に対して所定の方法で配置され
ている。工具１２をテーブル６６に設置する度に、基部
が同じ位置で正確にテーブル６６と係合するように、基
部５８には、位置決めドエル即ち位置決めピン（図示省
略）が設けられている。よって、工具１２の基部５８
は、テーブル６４によってハウジングに対して調整可能
となっている。

【００４０】工具１２には、マスク７８が含まれる。こ
のマスク７８は、第１のマスク部材８２と第２のマスク
部材８４として示した一対のマスク部材を有する。これ
らのマスク部材は、それぞれ第１のマスク部材８２の第
１の面８６と第２のマスク部材８４の第２の面８８とし
て示した面を備える。これらの各面は、それぞれエアフ
ォイル１０の外側面に一致する。これらのマスク部材８
２，８４は、室温加硫（ＲＴＶ）ゴムなどのエラストマ
材料で形成されている。使用可能なエラストマ材料の１
つとしては、ニューヨーク，ウォーターフォード（Ｎ
Ｙ，Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ）所在のジェネラル エレクト
リック カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）が供給するＲＴＶ６６８エラスト
マ材料が挙げられる。

【００４１】工具１２は、更に、第１のジョー９２と第
２のジョー９４として示した一対の対向するジョーを含
む。各ジョー９２，９４は、対応するマスク部材８２，
８４と係合して、これらのマスク部材をエアフォイル１
０に密着させる。例えば、第２のジョー９４は、第２の
マスク部材８４と係合する。第２のジョー９４が工具１
２の基部５８に固定されているので、この第２のジョー
９４によってハウジング６８と第２のマスク部材８４と
の両方に対して基準面９６が提供される。ハウジング６
８によって、スプループレート６２が位置決めされる。
よって、翼弦方向に面した基準面９６を備えた第２のジ
ョー９４は、スプループレート６２とスプループレート
保持具６４と組み合わさって、充填作業においてロータ
ブレード１０を射出成形機５４に対して正確に整列させ
る。

【００４２】ジョー９２，９４は、互いに対して相対的
に移動可能となっている。図１で点線によって示されて
いるように、第１のジョー９２は、第２のジョー９４に
対して、実線で示した閉位置から点線で示した開位置へ
と移動可能である。第２のジョー９４は、このような移
動のために各側にそれぞれ配置された対となったガイド
部材を有し、これらのガイド部材は、ガイド部材９８及
びガイド部材１０２として示されている。第１のジョー
９２は、対となった第１のガイド部材９８とスライドし
て係合する第１のガイドレール１０４を備えるととも
に、対となった第２のガイド部材１０２とスライドして
係合する第２のガイドレール１０６を備える。また、こ
のような相対的な移動は、両方のジョー９２，９４を移
動することによって達成することもできる。上述したよ
うに、第２のジョー９４は、射出成形機５４のハウジン
グ６８に対してマスク７８を位置決めするための基準面
９６を提供する。この機能は、第２のジョー９４が正確
にその閉位置へと戻ることによって反復可能となってい
る。

【００４３】工具１２は、開位置から閉位置へとジョー
９２，９４を移動する手段を含み、この手段は、図１に
示したアーム部１０８とレバー１１２の機構として示さ
れている。アーム部１０８は、支点１１３を中心として
回転する。アーム部１０８が開いた移動位置へと回転す
ると、レバー１１２が第１のジョー９２及び第１のマス
ク部材８２をロータブレード１０から離れるように引っ
張り、オペレータが素早く第２のマスキング部材８４か
らロータブレード１０を除去もしくはマスキング部材８
４にロータブレード１０を挿入することが可能となる。
ジョー９２を移動する手段となり得る他の装置には、電
気的、空気式、油圧式の装置やチェーン、プーリ、バネ
などの機械的な作動装置によって作動されるものが含ま
れる。

【００４４】図３は、工具１２及び射出成形機５４の一
部を切り欠いた図１の上面図である。図３では、スプル
ープレート６２及びスプループレート６２を通って翼幅
方向に延びる流路６５に対するロータブレード１０の関
係が示されている。この流路６５によって、スプループ
レート６２が射出成形機５４のノズル７０から加圧され
た遮断材料５２を受け入れ可能となっている。スプルー
プレート６２は、第１の翼幅方向に面した面１１６を備
えた第１の側面１１４を有する。面１１６は、作動可能
な状態において、ロータブレード１０に対して翼幅方向
外側へと、翼幅方向の軸Ｓに沿って第１の方向に面して
いる。図３で示しているように、翼幅方向軸Ｓは、ロー
タブレード１０の翼弦方向部分のスタッキングラインで
ある。第１の面１１６によって、スプループレート６２
が、ノズル７０（図４参照）と係合可能となっていると
ともに、加圧した遮断材料５２を受け入れるための流路
６５の周りにシールを形成するようになっている。

【００４５】流路６５は、ロータブレード１０に加圧さ
れた遮断材料５２を放出するために細くなった部分１１
８を含んでいる。流路６５の細くなった部分１１８は、
ロータブレード１０の根部１４の流路２８，３０，３
２，３４によって形成された開口部と流体的に連通して
いる。これらの流路２８，３０，３２，３４によって、
根部１４が、射出成形機５４よりレーザ遮断材料５２を
受け入れ可能となっている。

【００４６】工具１２の第１のジョー９２を点線で示し
ている。レバー１１２は、第１のジョー９２と係合する
（点線で示した）端部１１２ａを備える。更に、このレ
バー１１２は、レバー１１２の長さを調整を可能とする
調整可能なリンク１１２ｂを備える。（点線で示した）
第２のジョー９４は、閉じた作動状態において、第１の
ジョー９２から小さな間隙Ｇによって離間されている。
この間隙は、通常小さく、１つの実施例では、２５〜３
０ミル（０．０２５〜０．０３０インチ）よりも小さ
い。

【００４７】図４は、一部切り欠いた分解図であり、工
具１２及び射出成形機５４のノズル７０の一部を示して
いる。この工具１２は、固定具５６を含んでいる。固定
具５６は、工具１２の基部５８、スプループレート６
２、及びスプループレート保持具６４を含む。スプルー
プレート保持具６４は、開口部１１９を備える。ノズル
７０は、開口部１１９を通って延びてスプループレート
６２と係合する。このノズル７０は、ボルト（図示省
略）によって第１の側面１１４の第１の面１１６に対し
て押しつけられ、これにより、ノズル７０とスプループ
レート６２とが接合される。スプループレート６２は、
第２の翼幅方向に面した面１２２を備えた第２の側面１
２０を有する。

【００４８】固定具５６は、更に、ブロック１２４（位
置決めブロック）として示した部材を含み、このブロッ
ク１２４は、スプループレート６２から翼幅方向に離間
されている。位置決めブロック１２４は、翼幅方向に面
しており、かつ作動状態においてエアフォイル１０の先
端部１８と係合する第１の基準面１２６を備える。位置
決めブロック１２４は、エアフォイル１０の先端部１８
が損傷されるのを防ぐように、エアフォイル１０の先端
部１８の材料よりも軟らかい材料で形成されている。第
２のマスク部材８４には、材料のブロック１２４を収容
するために第１の開口部１２８が設けられている。図示
のように、位置決めブロック１２４は、第２のマスク部
材８４内におさまっており（即ちその内部にぴったりと
収容されており）、第２のジョー９４が第２のマスク部
材８４を位置決めするのを補助している。

【００４９】工具１２の基部５８は、面１３２を備え
る。第１のマスク部材８２と第２のマスク部材８４と
は、この面１３２上に載っている。工具１２の基部５８
は、位置決めブロック１２４を位置決めするために、位
置決め孔１３４と、この孔１３４の底部を境界づける基
部基準面１３６と、を備える。位置決めブロック１２４
は、材料のブロック１２４を工具１２の基部５８に対し
て正確に配置するために、工具１２の基部５８の円状の
孔内に設けられている。他の実施例では、工具１２の基
部５８は、エアフォイル１０の先端部１８と係合する第
１の基準面１２６を含む部材とすることができ、基部５
８の基準面１３６をこの目的で使用することもできる。

【００５０】第２のマスク部材８４は、第２の開口部１
３８を備えており、この開口部１３８は、エアフォイル
１０の前縁２２などの空気力学的な端部と一致する。第
２のマスク部材８４は、エアフォイル１０の負圧側４２
及び正圧側４４の両方でエアフォイル１０の前縁を覆っ
ている。このような接触は、マスク部材８２，８４が、
互いに対して相対的に、かつエアフォイル１０と係合す
るように移動するのに伴って、マスク７８がエアフォイ
ル１０を支持及び位置決めするのを助ける。他の実施例
では、このマスク７８は、エアフォイル１０の両端部も
しくは後縁２４のみを覆うこともあり得る。

【００５１】図５は、マスク７８ａを有する図４で示し
た工具１２の他の実施例である。マスク７８ａは、第１
のマスク部材８２ａと第２のマスク部材８４ａを含む。
マスク７８ａの接合面にライナ７８ｂのような柔軟性の
ある材料を設けることができ、このライナ７８ｂは、位
置決めブロック１２４で使用されるタイプの材料で形成
された堅い支持部７８ｃと組み合わせて設けることがで
きる。各マスク部材８２ａ，８４ａは、エアフォイル１
０の翼幅方向に面する面１７と接触する第１の基準面１
２６ａの一部を含む。図示のように、翼幅方向に面する
面１７は、エアフォイル１０のプラットフォーム１６ａ
上にある。この面１７は、エアフォイル１０の第２の端
部即ち先端部１８の翼幅方向に面する面と同様に、位置
決めブロック１２４の第１の基準面１２６ａと接触し
て、エアフォイル１０を翼幅方向に位置決めするように
設けられている。

【００５２】図６は、スプループレート６２の下側から
の説明図である。第２の翼幅方向に面する面１２２は、
領域Ａ１を有する。第２の面１２２は、作動状態でロー
タブレードに向かって翼幅方向に面する。第２の側面１
２０は、約６０ミルの距離Ｄだけ翼幅方向に延在する突
出部１４２を有する。この突出部１４２は、流路６５の
周囲に延在し、この流路６５を境界づける周辺部となっ
ている。この突出部１４２は、更に、第３の面１４４を
有し、この面は、エアフォイル１０と接触するように翼
幅方向に面する別の（第２の）基準面となっている。第
３の面１４４（第２の翼幅方向に面する基準面）は、領
域Ａ１より小さい翼幅方向に面する領域Ａ２を含んでい
る（Ａ２＜Ａ１）。

【００５３】領域Ａ２は、スプループレート６２のシー
ル領域即ちシール面となる。領域Ａ２（第２の翼幅方向
に面する基準面）を有する第３の面１４４は、表面粗さ
Ｒａの測定値が約６３ミクロインチである滑らかな機械
仕上げに対応する表面仕上げを有している。上記測定値
は、測定値を平均値からの平均として示した米国規格協
会発行の仕様書“ＡＮＳＩ Ｂ４６．１−１９８５ 表
面組織”に記載の手順に基づいて測定したものである。
ロータブレード１０は、表面粗さ仕上げＲａが約１２５
ミクロインチである微細な機械仕上げに対応する表面を
有している。

【００５４】スプループレート保持具６４は、固定手段
や接着などによって射出成形機５４と一体となるように
取り付けられている。スプループレート６２は、一組の
ねじもしくはプレート６２を保持具６４に固定する他の
装置によってスプループレート保持具６４に固定されて
いる。開示した実施例では、固定手段（図示省略）によ
って、スプループレート保持具６４が射出成形機５４の
ハウジング６８に押しつけられ、スプループレート保持
具６４によって、スプループレート６２がノズル７０に
対して上向きに押しつけられる。作動状態では、スプル
ープレート６２と射出成形機５４のノズル７０とは、流
路６５からレーザ遮断材料５２が漏れることを防ぐシー
ルを形成するように互いに対して充分にきつく押しつけ
られる。射出成形機５４のハウジング６８は、スプルー
プレート保持具６４に対して下向きに約１００ポンドの
力Ｆを加える。これにより、スプループレート６２の他
方側がエアフォイル１０に対して押しつけられ、（面積
が減少された領域Ａ１とエアフォイル１０の根部との間
の境界面に）シールが形成される。力Ｆは、エアフォイ
ル１０を通して伝達され、これにより、エアフォイル１
０の先端部１８（第２の端部）がブロック１２４に対し
て押しつけられ、ブロック１２４とスプループレート６
２との間にエアフォイル１０が翼幅方向に捕捉される。

【００５５】他の実施例では、スプループレート６２に
対してノズル７０を押しつけることもでき、この場合に
は、この力によってスプループレート６２がエアフォイ
ル１０の根部１４（第２の端部）に対して押しつけられ
る。同様に、これにより、スプループレート６２と根部
１４との間の第２の翼幅方向に面する基準面１４４にお
いてスプループレート６２とエアフォイル１０との間に
シールが形成される。

【００５６】上述のように、射出成形機５４によってエ
アフォイル１０がブロック１２４に対して押しつけられ
る時にロータブレード１０の先端部１８が損傷されるこ
とのないように、位置決めブロック面１２６（第１基準
面）は、ロータブレード１０の先端部１８よりも軟らか
くなっている。作動状態では、加圧された材料が、約１
６００ｐｓｉの圧力及び約３００°Ｆの温度でノズルか
ら放出される。

【００５７】図７は、図６に示したスプループレート６
２の他の実施例６２ｂである。このスプループレート６
２ｂは、ミシガン州，イースト ランシング，ドーン
アベニュー（４９１７ Ｄａｗｎ Ａｖｅｎｕｅ，Ｅａ
ｓｔ Ｌａｎｓｉｎｇ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ ４８８２３
−５６９１）所在のシバ−ゲイジ コーポレイション
（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）か
ら供給されている硬化された二液型エポキシ（ｔｗｏ−
ｐａｒｔ ｅｐｏｘｙ）から形成される。この材料は、
Ｒ１５００硬化剤とともにＲ４０３６樹脂として供給さ
れている。これは、位置決めブロック１２４に適する材
料の一例である。

【００５８】図７に示したスプループレート６２ｂは、
ロータブレード１０の根部１４を受け入れるリセス１４
ｂを有する。このリセス１４ｂは、シール面１４７を有
し、このシール面１４７によって、スプループレート６
２ｂがポリ四フッ化エチレン製のシールを受け入れるこ
とができるようになっている。ポリ四フッ化エチレン製
のシールは、射出成形機５４によってスプループレート
６２ｂ及びロータブレード１０に対してきつく押しつけ
られる。ポリ四フッ化エチレン製のシールは、スプルー
プレート６２ｂからロータブレード１０までの流路６５
に沿って遮断材料５２を通す開口部１５２を有する。１
つの実施例では、このシールは、長さが４分の３インチ
で、かつ幅が２分の１インチであり、エアフォイル１０
の根部１４まで遮断材料５２を流し入れるための適切な
開口部を有している。シール用の好適な材料の１つに
は、コールドフローのおそれが非常に小さいメカニカル
グレードのテフロン（登録商標）材料がある。この材料
は、ニュージャージー州，バーリントン，コネチカット
ドライブ１（Ｏｎｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ Ｄｒ
ｉｖｅ，Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ
０８０１６−４１０１）所在のインタープラスト イ
ンコーポレイテッド（Ｉｎｔｅｒｐｌａｓｔ，Ｉｎ
ｃ．）よりシート形状で供給されている。インタプラス
トは、デゥポン テフロン（登録商標）材料のプロセッ
サである。

【００５９】固定具５６は、射出成形機５４などのレー
ザ遮断材料５２を注入するどのような機械に対してもエ
アフォイル１０を配置する工程で使用することができ
る。ここでは、工具１２を用いて同様のエアフォイル１
０を連続的に充填することができるように、新しいエア
フォイル１０を射出成形機５４に対して配置する１つの
方法を説明する。第１のステップは、工具１２を機械か
ら取り除くとともに、図８で示した装置１５４に工具１
２を設置することである。この装置１５４は、射出成形
機５４用に開示したテーブル６６と同様のテーブル１５
６を有する。このテーブルは、工具１２をテーブル１５
６に対して所定の関係で位置決めする位置決めピン（図
示省略）を有する。工具１２の基部５８は、位置決めブ
ロック１２４を位置決めするための位置決め孔１３４を
有している。位置決めブロック１２４によって、エアフ
ォイル１０の先端部１８と第１の基準面１２６とが接触
する。工具１２とテーブル１５８との組み合わせによっ
て、エアフォイル１０の先端部１８（第２の端部）が装
置に対して位置決めされるように、位置決めブロック１
２４が装置に対する既知の位置に配置される。ブロック
１２４を適切な高さのブロックに変更することで、異な
る長さのエアフォイル１０を容易に固定具１５６に配置
することができる。

【００６０】この装置は、溝１５８を備えた垂直部材１
５４を有する。また、装置は、側方に延びるプレート１
６４を含んでいる。このプレート１６４は、溝１５８と
スライド可能に係合する垂直な支持部１６６を有する。
プレート１６４は、垂直な支持部１６６に一体に取り付
けられているとともに、止めクランプ１６８によって垂
直部材１５４に対して調整可能となっている。開示した
実施例では、装置のプレート１６４は、スプループレー
ト保持具６４とスプループレート６２を、位置決めブロ
ック１２４の第１の基準面１２６に対して翼幅方向で正
確に配置するようにスプループレート保持具６４と係合
するように設けられており、作動状態においても第１の
基準面１２６に対して翼幅方向で同様な関係となるよう
に配置される。

【００６１】第１の基準面１２６に対してエアフォイル
１０の根部（第１の端部）１４が正確に配置される限
り、スプループレート６２と疑似するスプループレート
要素などの装置を、スプループレート６２の代わりに使
用することもできる。スプループレート要素及びスプル
ープレートは、共に図８のスプループレート６２として
示されている。スプループレート６２及びスプループレ
ート保持具６４もしくはスプループレート保持具の擬似
的な装置を用いる利点は、作動状態においてエアフォイ
ル１０や工具１２の他の部分に対するスプループレート
６２の接触を再現することができる点である。

【００６２】射出成形機５４に対してエアフォイル１０
を配置する方法には、キャビティ１３を有するように工
具１２を形成することが含まれる。このキャビティ１３
によって、固定具１２は、作動状態においてエアフォイ
ル１０と接触するマスク７８の弾性マスク部材８２，８
４を受け入れ可能となっている。

【００６３】この方法には、エアフォイル１０と接触す
るマスク７８を形成することも含まれる。これは、少な
くともマスク７８と接触する領域にわたって、充填する
エアフォイル１０と寸法的に等しいエアフォイル部を有
するコアを形成するステップを含む。また、実際のエア
フォイル１０をコアとして用いることもできる。コアを
キャビティ１３に配置した後に、エアフォイル１０、固
定された第２のジョー９４、及び位置決めブロック１２
４の第１の基準面１２６に対してスプループレート６２
を配置するように、装置のプレート１６４とスプループ
レート１１４を調整する。この方法は、スプループレー
ト６２に対するコアの配置及び第１の基準面１２６に対
するコアの配置が作動状態と同様となるように、コアを
スプループレート６２と第１の基準面１２６との間に捕
捉することを含む。

【００６４】また、この方法は、流体状のマスキング材
料をキャビティ１３内に配置するとともに、この材料を
硬化させることを含む。好適な材料には、ジェネラル
エレクトリック カンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ）からＲ６６８として供給
されている室温硫化材料などの弾性材料がある。

【００６５】図３に示されているように、第１のジョー
９２と第２のジョー９４とは、溝１７４ａ，１７４ｂ及
び溝１７６ａ，１７６ｂとして示した翼幅方向に延びる
一対の溝をそれぞれ備えている。マスキング材料は、こ
れらの溝の内部へと流れる。この材料は、マスク７８に
ストリップを形成するように硬化する。これらのストリ
ップは、第１のジョーの溝１７４ａ，１７４ｂと係合す
るストリップ１７８ａ，１７８ｂと、第２のジョーの溝
１７６ａ，１７６ｂと係合するストリップ１８２ａ，１
８２ｂとして示される。これらのストリップは、溝の内
部で延在してジョー９２，９４の表面に対して実質的に
垂直に翼弦方向でジョーと係合する。

【００６６】材料が硬化した後で、マスク７８を形成す
るステップは、単一部材のマスクが望ましい場合には単
一のパーティングラインを形成するように、２つの部材
を含むマスクが望ましい場合には、２つのパーティング
ラインを形成するように、マスキング材料を実質的に翼
幅方向で切断することを含む。これらのパーティングラ
インによってコアの除去と作動状態におけるエアフォイ
ル１０の挿入が可能となる。

【００６７】図８で示した実施例では、マスク部材を一
対のマスク部材８２，８４に分割するように、２つのパ
ーティングラインがエアフォイル１０の両側に形成され
ている。他の実施例では、２つ以上のマスク部材が含ま
れることが望ましいこともあり得る。これらのマスク部
材は、各パーティングラインが、最終的に製造されるエ
アフォイル１０の各冷却孔の間で延びるように切断され
る。これにより、遮断材料がエアフォイル１０の孔４６
から流出するのをマスク７８によって塞いで、この材料
がエアフォイル１０上のレーザ掘削工程用の位置決め面
へと流れるのを防止することができる。これは、修繕し
たエアフォイル１０を再度掘削する場合や新しく製造し
たエアフォイル１０を再加工する場合に、エアフォイル
１０の表面に既にいくつかの冷却孔４６が形成されてい
るときに重要である。

【００６８】工具１２のジョー９２，９４は、互いに対
して移動可能となっている。マスク７８を形成すること
によってエアフォイル１０を配置する方法には、閉位置
においてジョー９２，９４を間隙Ｇで互いから離間させ
ることが含まれる（間隙Ｇは、ジョーが作動状態で離間
される距離である）。間隙Ｇを埋めるように、成形材料
の層がジョー９２，９４の間に配置される。この成形材
料は、型から流体状のマスキング材料が流出することを
防ぐ。このための好適な材料の１つには、みつろうが挙
げられる。また、ジョー９２，９４は、間隙Ｇよりも大
きい間隙Ｇ１で離間させることもできる。これは、マス
ク７８を形成するステップにおいて、ジョー９２，９４
を完全に閉じないことによって達成することができる。
これにより、作動状態において、マスクの側方の長さが
キャビティの側方の幅よりも僅かに大きくなる。このよ
うな構成では、作動状態においてジョー９２，９４から
マスキング部材に所定の力が加わる。同様の効果は、ジ
ョー９２，９４を移動させるレバー１１２の長さを調整
することによっても得られる。これは、ジョー９２，９
４が、作動状態において間隙Ｇを有するように完全に閉
じた位置まで移動可能となっている一方で、調整可能な
リンク１１２ｂを使用してジョー９２，９４が間隙Ｇ１
によって離間されるように調整することによって可能と
なる。好適な間隙Ｇ１の一例は、約８分の１インチ（１
２５ミル）である。１つの実施例では、閉位置の工具１
２の間隙Ｇ１は、作動状態における工具１２の間隙Ｇの
約４倍である。

【００６９】工具１２の利点は、特に、第２のジョー９
４が移動しないことである。このジョー９４と第２の翼
弦方向に面する基準面９６とは、共に固定されているの
で、位置決め孔１３４に対して所定の関係を有してい
る。また、位置決め孔の位置は、第１の基準面１２６を
備える位置決めブロック１２４の位置を定める。これら
の既知の関係によって、ジョー９２，９４と係合するマ
スク７８及びそのマスク部材８２，８４と（第１の基準
面と係合する）エアフォイル１０との関係が既知のもの
となるとともに、第２のジョー９４の基準面９６に対す
るエアフォイル１０の関係も既知のものとなる。また、
第２のジョー９４に対する固定具１２の基部５８の関
係、そして装置のテーブル６６に対するハウジング６２
の関係を通してスプループレート６２に対するエアフォ
イル１０及びマスク７８との関係も既知のものとなる。
例えば、作動状態において、間隙Ｇと比較した間隙Ｇ１
の寸法に応じて側方に多少調整することも必要となり得
る。これは、これらの部材が作動状態で正しい関係とな
るようにするためである。従って、マスク７８を形成す
る装置における上記の関係は、作動状態での関係と同様
であるかあるいは作動状態での関係へと容易に調整する
ことができる。

【００７０】いくつかの熱可塑性ポリマは、レーザ遮断
材料５２をロータブレード１２の内部に配置してレーザ
ビームの強度を弱めるのに有利な特性を有している。こ
れらの特性は、エアフォイル１０の充填時やレーザでの
掘削時、及び後に遮断材料５２をエアフォイル１０から
取り除くときに有利に働く。例えば、レーザ遮断材料５
２は、炭素及び水素のみで形成された熱可塑性ポリマを
含む。この熱可塑性ポリマは、材料がバーンアウト時に
完全燃焼した場合には、無害の生成物を形成する。ま
た、このポリマは、約５０よりも大きいメルトフローイ
ンデックスを有し、これにより、流れが促進される。こ
の熱可塑性ポリマは、一部非結晶質でかつ一部結晶質で
あり、レーザの放射ビームを拡散するために結晶化度が
４０％よりも大きくなっている。

【００７１】ポリオレフィン族の物質を使用して実験を
行った。“ポリオレフィン”という用語及び“ポリプロ
ピレン”，“ポリエチレン”などのポリオレフィンの特
定の形態には、そのコポリマやホモポリマも含まれる。
例えば、このような物質には、直鎖状低密度ポリエチレ
ン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリプロピレン
（ＰＰ）が含まれる。

【００７２】好適な材料の１つには、ミシガン州，ミッ
ドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ ４８６
７４）所在のダウ ケミカル カンパニー（Ｄｏｗ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造され、
アシュランド ケミカル カンパニー（Ａｓｈｌａｎｄ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）のジェネラルポ
リマ デヴィジョンからダウレックス２５０３（Ｄｏｗ
ｌｅｘ ２５０３）として供給されている直鎖状低密度
ポリエチレンがある。このポリエチレンは、（２３℃
で）０．９３７０の比重を有し、ＡＳＴＭ Ｄー１２３
８−８２の“押出しプラストメータによる熱可塑性樹脂
の流動度”に記載された測定基準を用いて測定したメル
トフローインデックスが１０５であった。このポリエチ
レンのメルトフローインデックスは、既知のオリフィス
を通してＡＳＴＭ基準の状態Ｅに相当する約１９０℃の
温度及び約２．１６ｋｇの負荷で、１０分間数グラムの
ポリマを流すことによって測定される。このポリエチレ
ンは、破断時の伸びが７５．２％であり、曲げ係数が７
５５００ｐｓｉであり、破断時の引張強さが１１００ｐ
ｓｉであり、降伏時の引張強さが２０１０ｐｓｉであ
る。測定したアイゾッド衝撃強さは、６８．２°Ｆ及び
０．１２５０インチで０．４５（ｆｔ−ｌｂｓ．／ｉ
ｎ）であった。引張衝撃強さは、７２．２°Ｆで１平方
インチ当たり６２．４０ｆｔ−ｌｂｓ．であった。ま
た、ぜい化温度は、３６°Ｆであり、ビカー軟化温度
（Ｖｉｃａｔ Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ）が２１２°Ｆである。この物質は、エチレンと
オクテン−１（Ｏｃｔｅｎｅ−１）のコポリマである。

【００７３】この材料は、５７２°Ｆ即ち３００℃より
も高い温度では、非常に燃焼しやすいガスを放出する。
比重は１よりも小さく、約０．８４〜０．９７の範囲に
あるために、０．９５よりも小さいこともあり得る。こ
の値は、充填剤が含まれていないことを示す。この材料
は、１０００より大きい比較的高い分子量を有するとと
もに、炭素と水素のみから形成される。

【００７４】ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチ
レン、ポリイソプレン、などのポリオレフィンは、その
比較的良好なメルトフローインデックスと組み合わさっ
たずり減粘（ｓｈｅａｒ ｔｈｉｎｎｉｎｇ）という利
点を有する。メルトフローインデックスは、低いずり応
力条件の下で測定される。ポリエチレンのずり応力が増
加すると、材料の粘度が急激に低下し、この低下は５０
％もしくはこれより大きいこともあり得る。

【００７５】レーザ遮断材料５２を注入するために射出
成形機５４を使用する利点は、この機械自体及びこの機
械によって加わる圧力によって、ポリエチレンがチャン
バ１２に到達する前にポリエチレンにずり減粘を生じさ
せ、ポリエチレンがノズル７０を通過する時にずり減粘
を生じさせ、また必要であれば、エアフォイル１０の内
部流路内でずり減粘を生じさせることができる点であ
る。

【００７６】メルトフローインデックスと同様に、ずり
減粘特性は、経験的に定まるパラメータであり、ポリマ
の物理的特性や分子構造及び測定条件によって大きく影
響される。このパラメータは、毛細管レオメーターによ
って測定されるが、科学者やエンジニアが、例えば、非
常に狭い流路を有する部材を充填するといった目的に関
するこのパラメータの重要性にまだ焦点を当てていない
ので、このパラメータは、このような材料に関して全て
の温度及び圧力における一般的な測定値は提供されてい
ない。

【００７７】図９は、３７５°Ｆでずり速度のある範囲
にわたってダウレックス２５０３ポリエチレン材料のず
り減粘特性を示したグラフである。ＡＳＴＭ Ｄ３８３
５の毛細管レオメーター試験を使用した。

【００７８】図９で示しているように、粘度は、ずり速
度２０／秒で約５００Ｐａ ｓの初期値からずり速度２
０００／秒で２００Ｐａ ｓよりも低い値まで急激に低
下する。これは、ずり速度が低い場合の糖蜜状の液体か
ら、材料がエアフォイル１０を通して２０００／秒のず
り速度より低い値で流れていくのに従って水様の液体へ
と、粘度が約５０％以上低下することを示している。

【００７９】材料がエアフォイル内の狭い流路からエア
フォイル内の広い流路へと流れると、ポリマ鎖に比較的
小さいずり速度が加わるために粘度が増加する。しか
し、ポリマが次の後縁などの比較的小さい断面領域を通
って流れると、ずり速度が増加するために再び粘度が低
下する。材料は、この粘度の低下により、比較的狭い領
域を通って容易に流れる。材料がエアフォイル１０から
流出するときには、材料に加わる圧力及び温度が急に低
下するために材料の粘度が急激に増加し、エアフォイル
１０の位置決め面へと材料が流れることが防がれる。

【００８０】従って、ずり減粘は、最新式のエアフォイ
ル１０をレーザ遮断材料５２で充填するのに非常に有用
である。一般に、エアフォイル１０に注入される充填材
料７４の量は、充填するエアフォイル１０の内部容積が
完全に充填されるように、この容積よりも約５〜１０％
ほど多い。この材料は、エアフォイル１０内へ及びエア
フォイル１０を通るように押し込む必要があり、エアフ
ォイル１０が完全に充填されるようにある程度エアフォ
イル１０から押し出す必要がある。また、材料がエアフ
ォイル１０を通ってエアフォイル１０表面の望ましくな
い位置へと流れないように、充分な粘度を有する必要が
ある。上述のように、この材料は、エアフォイル１０内
へ及びエアフォイル１０を通って、またエアフォイル１
０から出るように注入した後に、定位置に素早く凝固さ
せる必要がある。

【００８１】エアフォイル１０の充填作業中に、例え
ば、約１５００ｐｓｉよりも大きい押出し圧力及び３０
０°Ｆ以上の温度で熱可塑性ポリマがエアフォイル１０
に押し込まれる。温度によっても粘度の低下が起こる。
ポリオレフィン族のほとんどの材料の温度は、約２５０
°Ｆ〜５４０°Ｆまでの範囲となると予測される。これ
により、材料は、温度によって粘度が低下し、ずり減粘
によって更に粘度が低下した低粘度状態でエアフォイル
１０を通って流れる。

【００８２】ダウレックス２５０３材料を使用する１つ
の応用例では、４０ミルよりも小さい水力直径を有する
流路及び孔を含むエアフォイル１０に１６００ｐｓｉの
圧力でポリエチレンが押し込まれた。用途によっては、
流路の水力直径は、３０ミルよりも小さく、また２５ミ
ルよりも小さい場合もある。エアフォイル１０流路を通
ってポリエチレンが流れるに従って、エアフォイル１０
の前縁や後縁領域などの特に制限された領域において、
更にずり減粘が起こる。これらの領域では、台座や直径
が小さい孔によって、表面へと延びる孔４６が掘削され
るキャビティへと材料が流入することが阻止される。そ
れでも、これらのエアフォイル１０を好適に充填するこ
とができるのは、一部分、エアフォイル１０内のレーザ
遮断材料のずり減粘特性のためである。他の試験では、
材料を約２０００ｐｓｉの圧力及び５４０°Ｆより低
く、約４００°Ｆ〜５００°Ｆの範囲である材料温度で
注入した。ポリプロピレンも同様の圧力及びその融点よ
り高い温度で、好適に使用することができた。

【００８３】エアフォイル１０の充填時には、エアフォ
イル１０は、マスク部材８２，８４が第１及び第２のジ
ョー９２，９４によってエアフォイル１０に対して押し
つけられた状態でマスク７８内に配置される。上述のよ
うに、間隙Ｇと間隙Ｇ１との差を調整するために、テー
ブルもしくはレバー１１２を僅かに調整することもでき
る。マスク部材８２，８４によってエアフォイル１０に
外圧が加わり、この外圧によって、エアフォイル１０の
流れを導く面を通ってエアフォイル１０の望ましくない
位置へとレーザ遮断材料５２が洩れることが防がれる。
マスク部材８２，８４は、また、エアフォイル１０を通
じて高圧のポリエチレン材料が流れるに従って、（場合
により２０ミル程度まで薄いこともある）エアフォイル
１０の薄壁を変形に対して補強する。

【００８４】レーザ遮断材料５２は、エアフォイル１０
の内部へと素早く流れ、複雑な形状を含めて１分もかか
らずに、場合によっては約３０秒で充填する。この材料
の利点は、特に、比較的低い溶融温度である。これによ
り、エアフォイル１０の熱容量特性は、取扱いが難しく
なる程度まで温度が上昇することなく、材料から熱を吸
収するようになっている。いくつかの試験では、作業者
は、充填したエアフォイル１０を素手でもしくは薄い手
袋で扱うことができた。

【００８５】材料の熱は、エアフォイル１０内の隣接す
る金属によって奪われるが、材料は、レーザ遮断材料５
２を配置する必要がある領域を満たすまで流れ続ける。
材料の凝固は、エアフォイル１０によって材料の熱が奪
われるに従って急速に起こる。材料が凝固すると、エア
フォイル１０を新たな位置まで移動することが可能とな
り、このときエアフォイル１０を振り動かしても良く、
材料の液化を心配することもない。

【００８６】この遮断材料の他の利点は、固形状態にお
いて弾力性を有することである。これにより、レーザが
遮断材料５２を貫通したことを確認するために、レーザ
で掘削した孔４６を点検することが容易となる。孔４６
がエアフォイル１０の壁を貫通して掘削されたことを確
認するために孔４６を点検するための１つの方法には、
細いワイヤで孔４６をプローブする方法がある。このワ
イヤは、弾性的なポリエチレン材料と接触した場合に、
エアフォイル材料のような硬質な部材と接触した場合と
は異なる反応を示す。多くの場合には、レーザ遮断材料
が孔４６に流入しており、目視検査によってポリエチレ
ンを確認することで孔４６が貫通していることが確認す
ることができる。

【００８７】レーザビームＬによる孔４６の掘削時に
は、レーザビームの干渉性放射によって負圧壁４２や正
圧壁４４などのエアフォイル１０の壁が蒸発して、冷却
孔４６が形成される。レーザビームがエアフォイル１０
内部の壁を貫通すると、このレーザビームは、エアフォ
イル１０の内部に配置されたポリオレフィン（ポリエチ
レン）材料に衝突する。

【００８８】このポリオレフィン遮断材料は、レーザビ
ームによってエアフォイル１０内部の壁が許容できない
ほど損傷されてしまうのを防止するのに特に有効であ
る。現象としては解明されていないが、ポリオレフィン
の結晶化度がこの処理に役立っていると考えられてい
る。また、レーザビームが衝突すると、ポリエチレンの
比熱及び融点のためにポリエチレンの小さな部分が即座
にガス状もしくは液体状の流体となるからとも考えられ
ている。ガス状となる場合には、このポリエチレンガス
は、可燃性混合物である炭素及び水素で形成されるが、
（材料自体が炭素及び水素のみで形成されているため
に）材料によって酸素は供給されない。このため、すす
けた粒子の形成が防止される。

【００８９】蒸発したポリエチレンのプラズマは、孔４
６を最後まで掘削するレーザビームの能力を実質的に損
なわない程度に、レーザビームに対して透過性を有す
る。更に、この流体は、孔４６の形成を阻害することな
く、実際には、孔４６の内部に移動してレーザがきれい
な孔４６を掘削することができるようにその能力を向上
させ、溶融したエアフォイル１０の壁材料がはねて孔４
６に吸い込まれることによって孔４６が塞がれることを
防止する。

【００９０】実験的な掘削作業では、掘削作業の終了時
における壁の閉塞が著しく低下した。一回の運転におけ
る閉塞孔の割合が、約５０％〜６０％から１０％より少
ない値へと減少した。これにより、エアフォイル１０の
再加工の必要性が減少するとともに、製造部材における
冷却空気の均等な配分が促進される。

【００９１】レーザ掘削におけるポリエチレンの他の利
点は、ポリエチレン材料の厚みの増加に対するレーザ放
射の拡散の量である。この量は、レーザ放射を遮断する
ために使用される他の材料よりも大きいと考えられてい
る。これは、ポリオレフィンの比較的高い結晶化度に関
連づけることができ、この結晶化度は、ポリオレフィン
の場合には、４０％よりも高く、ダウレックスポリエチ
レン材料の場合には、６０％よりも高い。ポリオレフィ
ンは、メルトフローインデックスの値が５０よりも大き
く、かつ大量のレーザ遮断材料がレーザビームによって
完全に溶融することがない程度に融点が充分に高いため
に他のポリマよりも好適である。このため、いくつかの
掘削作業では、従来のワックス充填物で使用されたレー
ザエネルギを超えるパルスを用いることができ、このこ
とによっても、エアフォイル１０材料の後方への散乱に
よって孔が閉塞されることが最小となり、きれいな排出
孔の形成が促進される。

【００９２】ポリオレフィンに小量の他のポリマを混合
することもできる。他のポリマによってポリオレフィン
の特性が損なわれず、かつ材料の燃焼物に環境的な危険
性が加わらない限り、例えば、約５重量％よりも少ない
量の他のポリマを加えることができる。

【００９３】炭素と水素のみによって形成される熱可塑
性ポリマは、エアフォイル１０に孔４６を掘削した後に
レーザ遮断材料５２を取り除く時に大きな利点を提供す
るので、ポリオレフィンに上述のように他のポリマを加
えた場合、または他の材料を熱可塑性のポリマに加えた
場合には注意を要する。レーザ遮断材料５２を取り除く
方法の１つは、燃焼するまでレーザ遮断材料を加熱する
方法が挙げられる。好適な温度の一例は、約１３００°
Ｆである。ポリオレフィン族、特にポリエチレンの利点
は、これらのポリマが不純物を生じることなく燃焼する
可燃性の高いガスを形成する点である。ポリエチレンに
含まれる炭素と水素は、燃焼環境の酸素と結合して二酸
化炭素と水蒸気となる。これにより、エアフォイル１０
が非常にきれいな状態となり、エアフォイル１０の内部
から不純物を取り除くために更に処理を行う必要性が生
じない。

【００９４】更に、レーザ遮断材料が完全に燃焼するよ
うに充分な酸素があるために、バーンアウト処理で生じ
る有害ガスを取り除くスクラバを設ける必要がない。最
後に、バーンアウトを行うと、ブレードに更に溶剤を流
し入れる必要やブレードを操作する必要がないという利
点を有する。

【００９５】更に、ポリオレフィン、特にポリエチレン
は、比較的低い溶融温度を有する。これにより、燃焼に
よりポリエチレンを取り除くためにエアフォイル１０を
高温まで熱したときに、ポリエチレンは、膨張し続けて
エアフォイル１０に望ましくない内圧を加えることな
く、溶融してブレードの孔４６から流れ出る。

【００９６】最後に、ポリエチレンは、溶融の前に弾性
特性を有し、この特性によって、材料が負荷により変形
した場合に、材料の変形が可能となる。ポリエチレン材
料をバーンアウト処理時に加熱すると、溶融する前に膨
張する。材料の熱膨張によって生じる力が全てエアフォ
イル１０の壁に伝達されないように、固形のポリエチレ
ン材料の膨張によってこの材料が変形し、エアフォイル
１０の開口部から材料が押し出されることもあり得る。
エアフォイル１０の比較的薄い壁は、バーンアウト処理
時にエアフォイル１０に悪影響のある残留応力が生じた
り、エアフォイル１０が損傷される程度まで変形するこ
とはない。また、バーンアウトは、作業の迅速化のため
に比較的低い温度で行うこともでき、もしくは、エアフ
ォイル１０を形成する合金の特性が損なわれない限り、
処理時間を短縮するために比較的高い温度で行うことも
できる。

【００９７】本発明をその実施例に関して開示及び説明
してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することな
くその形態及び詳細に関して種々の変更を加えることが
できることは、当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】エアフォイルなどの部材、この部材にレーザ遮
断材料を配置するための工具、及び点線で射出成形機な
どのレーザ遮断材料の供給源の一部を示した説明図であ
る。

【図２】図２Ａは、図１のエアフォイルの側面の断面図
であり、図２Ｂは、図２ＡのエアフォイルのＢ−Ｂ線に
沿った断面図である。

【図３】工具及び射出成形機の一部を切り欠いたかもし
くは点線で示した図１の上面図である。

【図４】射出成形機のノズルの一部と一対のマスク部材
を含む図１の工具の一部の分解説明図である。

【図５】図４のエアフォイルのプラットフォームと係合
するかなり硬質の材料の一部として形成されたマスク部
材を示す図４の工具の一部の他の実施例の説明図であ
る。

【図６】図１及び図４に示したスプループレートの下方
からの説明図である。

【図７】シール用のリセスとこのリセスにはまるシール
部材とを分解して示した図６のスプループレートの他の
実施例の下方からの説明図である。

【図８】装置と係合するように僅かに改良されたスプル
ープレート及びスプループレート保持具とを示した、レ
ーザ遮断材料の供給源に対してエアフォイルを配置する
ために図１の工具を設置した説明図である。

【図９】秒の逆数として示したずり速度の関数として、
粘度をパスカル秒で示した直鎖状ポリエチレンポリマの
ずり減粘特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…エアフォイル １４…根部 １６…プラットフォーム １８…先端部 ２２…前縁 ２４…後縁 ２６…前縁流路 ２８，３０，３２，３４…流路 ４２…負圧面 ４４…正圧面 ４６…フィルム冷却孔 ４８…インピンジメント孔 ５２…レーザ遮断材料 Ｌ…レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイチ．ヴォンテル アメリカ合衆国，コネチカット，マンチ ェスター，カーター ストリート 143 (72)発明者 ジョセフ バック アメリカ合衆国，コネチカット，イース トフォード，ピルファーシュール ロー ド 149 (72)発明者 ジェイムス ホイットン アメリカ合衆国，コネチカット，イース ト バーリン，グローヴ ストリート 266 (72)発明者 ゴ−ドン エム．リ−ド アメリカ合衆国，コネチカット，プラン ツヴィル，オールド ターンピック ロ ード 894 (72)発明者 ケネス エム．ボウチャー アメリカ合衆国，コネチカット，ブラン フォード，ホプキンス コート ９ (72)発明者 スタンレイ ジェイ．ファンク アメリカ合衆国，コネチカット，プレイ ンヴィル，ユニット 11ビー，トムリン ソン アヴェニュー 190 (72)発明者 ジェイムス エフ．ドラン アメリカ合衆国，コネチカット，メリデ ン，グレン ヴュー ロード 39 (72)発明者 ウィリアム エイ．ネヘズ ジュニア. アメリカ合衆国，コネチカット，ウォリ ングフォード，シェットランド ドライ ヴ ５ (72)発明者 クリストファー ピー．ジョーダン アメリカ合衆国，コネチカット，ミドル タウン，ティストル レーン 41 (56)参考文献 特開2000−138167（ＪＰ，Ａ) 特開2000−158168（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−136792（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−279611（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37984（ＪＰ，Ａ) 米国特許5049722（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 23/00 - 23/36 B23K 26/00 - 26/42 F01D 5/18 F02C 7/00

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザによる機械加工時に部材に向けら
   れたレーザビームの強度を弱めるために、この部材の内
   部の一部分に配置された遮断材料であって、 炭素と水素のみによって形成された熱可塑性ポリマを含
   み、この熱可塑性ポリマは、３０（ｇ／１０分）以上の
   メルトフローインデックスを有するとともに、レーザの
   放射ビームを拡散するために結晶化度が４０％よりも大
   きくなるように一部非結晶質で、かつ一部結晶質である
   ことを特徴とする遮断材料。
2. 【請求項２】 前記遮断材料は、単一のポリオレフィン
   もしくは複数のポリオレフィンの混合物を含むことを特
   徴とする請求項１記載の遮断材料。
3. 【請求項３】 前記遮断材料は、直鎖状低密度ポリエチ
   レン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰ
   Ｅ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレ
   ン（ＰＰ）からなる群から選択されるポリオレフィンで
   あることを特徴とする請求項２記載の遮断材料。
4. 【請求項４】 前記遮断材料は、固形状態において、変
   形した場合に前記部材よりもいくらか弾力性がある弾性
   特性を有するとともに、プローブした場合に前記部材と
   異なる反応を示し、かつバーンアウト処理時の処理状態
   において前記遮断材料が膨張するに従って、この材料の
   熱膨張による全ての力が前記部材に伝達されないように
   負荷に応じて変形することを特徴とする請求項２記載の
   遮断材料。
5. 【請求項５】 前記遮断材料は、固形状態において、１
   ７７℃（３５０°Ｆ）よりも低い融点を有し、この材料
   がバーンアウト処理時に加熱されると、この材料が溶融
   することによって熱膨張が終了することを特徴とする請
   求項４記載の遮断材料。
6. 【請求項６】 前記遮断材料は、溶融状態において、ゼ
   ロよりも大きいずり減粘特性を有することを特徴とする
   請求項２記載の遮断材料。
7. 【請求項７】 前記遮断材料は、溶融状態において、エ
   アフォイルのオリフィスの前記遮断材料にわたって加わ
   る圧力が、毎秒２０のずり速度に対応する圧力である場
   合の粘度と、１０．３４×１０ ⁶ Ｐａ（１５００ｐｓ
   ｉ）の圧力に対応するずり速度である場合の粘度と、で
   ５０％よりも大きい粘度の低下を生じるずり減粘特性を
   有することを特徴とする請求項６記載の遮断材料。
8. 【請求項８】 前記遮断材料は、前記レーザビームによ
   って前記部材の一部を貫通するように孔を掘削して形成
   する処理の際にこの材料の少なくとも一部が前記レーザ
   ビームによって溶融して流体状となり、前記孔の内部に
   流入し、かつ前記レーザ掘削処理後に凝固するように、
   その融点及び比熱が選択されていることを特徴とする請
   求項２記載の遮断材料。
9. 【請求項９】 前記流体状の前記遮断材料は、液体であ
   ることを特徴とする請求項８記載の遮断材料。
10. 【請求項１０】 前記流体状の前記遮断材料は、ガスで
    あり、このガス状の熱分解生成物は、気化したポリエチ
    レンのプラズマがレーザビームに対して透過性があるの
    と同程度にレーザビームに対して透過性があることを特
    徴とする請求項８記載の遮断材料。
11. 【請求項１１】 前記遮断材料は、ポリエチレンを含む
    ことを特徴とする請求項２記載の遮断材料。
12. 【請求項１２】 前記遮断材料は、１より小さい比重を
    有する直鎖状ポリエチレンを含むことを特徴とする請求
    項１１記載の遮断材料。
13. 【請求項１３】 前記直鎖状ポリエチレンは、低密度ポ
    リエチレンであり、かつ０．９５より小さい比重を有す
    ることを特徴とする請求項１２記載の遮断材料。
14. 【請求項１４】 前記ポリエチレンは、６０％よりも大
    きい結晶化度を有することを特徴とする請求項１２記載
    の遮断材料。
15. 【請求項１５】 前記レーザ加工処理の終了後に前記遮
    断材料を加熱して溶融させることによって取り除くこと
    ができるとともに、前記レーザビームによって前記遮断
    材料が低温で気化しないように、前記融点は、１２１℃
    （２５０°Ｆ）よりも高く、かつ２８２℃（５４０°
    Ｆ）よりも低いことを特徴とする請求項２記載の遮断材
    料。
16. 【請求項１６】 部材にレーザビームで孔を掘削する方
    法であって、この部材は、掘削する前記孔と流体的に連
    通するキャビティを有し、 計画した前記孔の開口部に隣接するように、前記キャビ
    ティの内部にレーザ遮断材料を配置するステップを含
    み、このレーザ遮断材料は、炭素と水素のみから形成さ
    れる熱可塑性ポリマを含み、この熱可塑性ポリマは、３
    ０（ｇ／１０分）以上のメルトフローインデックスを有
    するとともに、前記レーザビームによる前記孔の掘削に
    おける放射ビームを拡散するために結晶化度が４０％よ
    り大きくなるように一部非結晶質でかつ一部結晶質であ
    り、 前記レーザビームで前記孔を掘削するステップを含み、 前記遮断材料を取り除くステップを含み、 前記遮断材料によって前記レーザビームのエネルギが分
    散されることを特徴とする部材にレーザビームで孔を掘
    削する方法。
17. 【請求項１７】 前記熱可塑性ポリマは、単一のポリオ
    レフィンもしくは複数のポリオレフィンの混合物を含む
    ことを特徴とする請求項１６記載の部材にレーザビーム
    で孔を掘削する方法。
18. 【請求項１８】 単一のポリオレフィンもしくは複数の
    ポリオレフィンの混合物を配置するステップは、直鎖状
    低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレ
    ン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポ
    リプロピレン（ＰＰ）からなる群からポリオレフィンを
    選択することを含むことを特徴とする請求項１７記載の
    部材にレーザビームで孔を掘削する方法。
19. 【請求項１９】 前記遮断材料は、１７７℃（３５０°
    Ｆ）よりも低い融点を有し、前記部材の内部に前記熱可
    塑性ポリマを配置するステップは、前記遮断材料を前記
    エアフォイル内に配置する前に溶融させることを含み、 前記遮断材料を取り除くステップは、バーンアウト処理
    の生成物として二酸化炭素と水が形成されるように、充
    分な酸素を含む雰囲気に前記部材を配置し、前記遮断材
    料が溶融することによってこの材料の熱膨張が終了する
    ように前記遮断材料をこの材料の融点よりも高い温度ま
    で熱し、続いて、炭素と水素が酸素と反応する温度まで
    前記遮断材料を熱し続けることを含むことを特徴とする
    請求項１６記載の部材にレーザビームで孔を掘削する方
    法。
20. 【請求項２０】 前記遮断材料を除去するステップは、
    前記エアフォイルを５３８℃（１０００°Ｆ）以上の温
    度を有する雰囲気に配置することを含むことを特徴とす
    る請求項１９記載の部材にレーザビームで孔を掘削する
    方法。
21. 【請求項２１】 前記エアフォイルを熱した雰囲気に配
    置するステップは、前記エアフォイルを７０４℃（１３
    ００°Ｆ）以上の温度を有する雰囲気に配置することを
    含むことを特徴とする請求項２０記載の部材にレーザビ
    ームで孔を掘削する方法。
22. 【請求項２２】 前記レーザビームの放射ビームを拡散
    するステップは、前記レーザビームで固体状の前記レー
    ザ遮断材料の一部を融点より高い温度まで熱してこの材
    料を流体状とし、更に、前記レーザ掘削処理の後に前記
    遮断材料の一部を前記孔内に流入させるとともに、この
    孔の内部でこの材料を凝固させることを含むことを特徴
    とする請求項１６記載の部材にレーザビームで孔を掘削
    する方法。
23. 【請求項２３】 レーザビームを利用して前記孔を掘削
    する方法は、更に、掘削した前記孔を細くかつ比較的硬
    い器具でプローブすることで点検することを含み、前記
    孔の内部の前記材料にこの器具を衝突させて、前記部材
    の前記材料に比較した場合に前記レーザ遮断材料が有す
    る弾性的な感触によって、前記器具が前記遮断材料に衝
    突したことを検出することを特徴とする請求項２２記載
    の部材にレーザビームで孔を掘削する方法。
24. 【請求項２４】 前記レーザビームが前記遮断材料に衝
    突するのに従って、この材料の一部を溶融させるステッ
    プは、気化したポリエチレンが前記レーザビームに対し
    て透過性があるのと同程度に前記レーザビームに対して
    透過性があるガス状の熱分解生成物を形成することを含
    むことを特徴とする請求項２２記載の部材にレーザビー
    ムで孔を掘削する方法。
25. 【請求項２５】 前記キャビティの内部に熱可塑性ポリ
    マを配置するステップは、前記キャビティ内に固体状の
    材料を配置することを含み、この材料は、変形した場合
    に前記部材よりもいくらか弾力性がある弾性特性を有す
    るとともに、プローブした場合に部材と異なる反応を示
    し、かつバーンアウト処理時の処理状態において前記遮
    断材料が膨張するに従って、この材料の熱膨張による全
    ての力が前記部材に伝達されないように負荷に応じて変
    形することを特徴とする請求項１６記載の部材にレーザ
    ビームで孔を掘削する方法。
26. 【請求項２６】 前記レーザ遮断材料を前記キャビティ
    に配置するステップは、溶融状態で明らかに粘度が低下
    するずり減粘特性を有する材料を配置することを含み、
    前記粘度の低下は、エアフォイルのオリフィスの前記遮
    断材料にわたって加わる圧力が、毎秒２０のずり速度に
    対応する圧力である場合の粘度と、１０．３４×１０ ⁶
    Ｐａ（１５００ｐｓｉ）の圧力に対応するずり速度であ
    る場合の粘度と、で５０％よりも大きいことを特徴とす
    る請求項１７記載の部材にレーザビームで孔を掘削する
    方法。
27. 【請求項２７】 前記オリフィスは、１．０２ｍｍ（４
    ０ミル）よりも小さい水力直径を有することを特徴とす
    る請求項２６記載の部材にレーザビームで孔を掘削する
    方法。
28. 【請求項２８】 前記オリフィスは、１．０２ｍｍ（４
    ０ミル）よりも小さい水力直径を有することを特徴とす
    る請求項２７記載の部材にレーザビームで孔を掘削する
    方法。