JP6216570B2 - 冷却チャネルを備えた構成部品および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、その中のマイクロチャネル冷却に関する。

ガスタービンエンジンでは、空気が圧縮機内で圧縮され、高温の燃焼ガスを発生させるために燃焼器内で燃料と混合される。そのガスから、圧縮機を駆動する高圧タービン（ＨＰＴ）内で、また航空機のターボファンエンジン用途ではファンを駆動し、または海運および工業用途では外部シャフトを駆動する低圧タービン（ＬＰＴ）内で、エネルギーが抽出される。

エンジン効率は燃焼ガスの温度と共に上昇する。しかしながら、燃焼ガスはその流路に沿って様々な構成部品を加熱し、これは、許容できる長いエンジン寿命を達成するためにこれらの構成部品を冷却することを必要とする。通常、高温ガス経路の構成部品は、圧縮機から空気を流すことによって冷却される。この冷却処理は、流出ガスが燃焼過程に使用されないのでエンジン効率を下げる。

ガスタービンエンジンの冷却技術は成熟しており、様々な高温ガス経路の構成部品における冷却用回路および特徴の様々な態様のための数多くの特許を含む。例えば、燃焼器は半径方向で外側と内側のライナを含み、これらは運転中に冷却を必要とする。タービンノズルは外側と内側のバンドの間に支持される中空のベーンを含み、これもやはり冷却を必要とする。タービンのロータブレードは中空であり、通常ではその中に冷却用回路を含み、これらのブレードはやはり冷却を必要とするタービンシュラウドによって取り囲まれる。高温の燃焼ガスは、やはり裏張りされて適切に冷却することができる排気口を通じて吐出される。

これらの例示的なガスタービンエンジン構成部品の全てにおいて、構成部品重量を減らしてその冷却の必要性を最少にするために高強度の超合金金属の薄壁が通常では使用される。エンジン内のそれぞれ対応する環境にあるこれら個々の構成部品のために、様々な冷却用回路および特徴が調整される。例えば、一連の内部冷却用通路または屈曲通路が高温ガス経路の構成部品に形成されてもよい。冷却用流体はプレナムからこれら屈曲通路に供給されてもよく、冷却用流体は通路を通って流れて高温ガス経路の構成部品の基材およびいずれかの付随するコーティングを冷却してもよい。しかしながら、この冷却策は通常、比較的低い熱伝達率および不均一な構成部品温度プロファイルという結果につながる。

マイクロチャネル冷却は、加熱された領域に可能な限り近接して冷却を設け、それにより所与の熱伝達率について主要な耐荷基材材料の高温側と低温側との間の温度差を減少させることによって、冷却要件を大幅に低減する可能性を有する。用途によっては、（チャネルの水力直径に対して）狭い開口を備えたチャネルを形成することが望ましく、それにより、コーティングがより容易にチャネルを橋渡しすることになる。例えば、研磨性の液体ジェットを使用してマイクロチャネルを機械加工することが最近提案された。しかしながら、場合によっては、液体ジェットのノズルのオリフィスが約１０ミル（０．２５４ｍｍ）未満である場合、研磨性粒子がノズルに目詰まりし、寸法公差の喪失、機械加工の不備、または機械の操作性の喪失につながる可能性があるため、十分に狭いチャネル上端部（限られた開口）を形成することは難しい可能性がある。

したがって、チャネルの開口全体にわたって橋渡しコーティングを施すのが容易になるように、（チャネルの水力直径に相対して）小さくした開口を備えたチャネルを形成することが望ましい。

米国特許第８１４７１９６号明細書

本発明の１つの態様は、外側表面を備えた基材を含む構成部品に１つまたは複数の溝を形成する工程を含む製造方法に在る。この基材は少なくとも１つの内部空間を有する。各々の溝は基材に沿って少なくとも部分的に延び、基部と上端部を有する。本製造方法は基材の少なくとも一部分上に構造的コーティングを施す工程、およびそれぞれの溝の上端部近傍で構造的コーティングを可塑的に変形させ、それによって溝の上端部を横切る隙間が小さくなるように構造的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む。

本発明の別の態様は、外側表面を備えた基材を含む構成部品に１つまたは複数の溝を形成する工程を含む製造方法に在る。この基材は少なくとも１つの内部空間を有し、各々の溝は基材に沿って少なくとも部分的に延び、基部と上端部を有する。本製造方法は基材上に構造的コーティングを施す工程、および溝の近傍で構造的コーティングの表面にカット面を付けるように構造的コーティングの表面を処理する工程をさらに含む。

本発明のなおも別の態様は、外側表面と内側表面を備えた基材を含む構成部品に在り、この内側表面は少なくとも１つの内部空間を画定する。外側表面は１つまたは複数の溝を画定し、各々の溝は基材の外側表面に少なくとも部分的に沿って延び、基部と上端部を有する。この構成部品は基材の少なくとも一部分上に配置された構造的コーティングをさらに含み、この構造的コーティングの表面はそれぞれの溝の近傍でカット面を付けられる。溝をそれぞれの内部空間と流体連絡で接続するために、１つまたは複数の進入穴がそれぞれの溝の基部を貫いて形成される。この構成部品は構造的コーティングの少なくとも一部分上に配置された追加的コーティングをさらに含み、（１つまたは複数の）溝、構造的コーティングおよび追加的コーティングが共に構成部品を冷却するための１つまたは複数のチャネルを画定する。

本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は添付の図面を参照しながら下記の詳細な説明を読むとさらによく理解され、図中、同様の記号は図面全部にわたって同様の部分を表わす。

ガスタービンシステムの概略図である。 本発明の態様による、リエントラント形状の冷却用チャネルを備えた一例のエーロフォイル構造の概略の断面図である。 基材の表面に沿って部分的に延びて冷却剤をそれぞれのフィルム冷却穴へ運ぶ３つの例示的なマイクロチャネルを遠近画法で示す概略図である。 溝および溝の吐出端部のテーパが付いた流出領域を形成するための一例の道具仕上げの経路を示す概略図である。 機械加工後の表面処理を行う前の一例のリエントラント形状の冷却用チャネルを示す概略図である。 処理後の表面に不規則性を導入する機械加工後の表面処理を行った後の図５のリエントラント形状の冷却用チャネルを示す概略図である。 機械加工後の表面処理を行う前の、開口サイズＤ₁を有する構造的コーティングによって部分的に覆われた一例のリエントラント形状の冷却用チャネルの断面図である。 機械加工後の表面処理を行った後で構造的コーティングの開口サイズがＤ₂に減少した、図７のリエントラント形状の冷却用チャネルの断面図である。 構造的コーティング上に追加的コーティングが配置された、図８のリエントラント形状の冷却用チャネルの断面図であって、追加的コーティングが構造的コーティングの可塑的に変形した開口上に延びる図である。 機械加工後の表面処理を行う前の、開口サイズＤ₁を有する構造的コーティングによって部分的に覆われた別の例示的な冷却用チャネルの断面図である。 機械加工後の表面処理を行った後で構造的コーティングの開口サイズがＤ₂に減少した、図１０の冷却用チャネルの断面図である。 構造的コーティング上に追加的コーティングが配置された、図１０の冷却用チャネルの断面図であって、追加的コーティングが構造的コーティングの可塑的に変形した開口上に延びる図である。 構造的コーティング内に形成された浸透性の切欠きを備えたリエントラント形状のチャネルを示す図である。

本明細書の「第１」、「第２」などの用語はいずれかの順序、量、または重要性を意味するものではなく、むしろ１つの要素を他から区別するために使用される。本明細書の「１つの」（「ａ」および「ａｎ」）という用語は量の限定を意味するものではなく、言及された事物が少なくとも１つ存在することを意味する。量に結び付けて使用される修飾語句「約」は述べられた値を包含し、前後関係によって指示される意味を有する（例えば、特定の量の測定に付随する誤差の程度を含む）。さらに、「組み合わせ」という用語は配合、混合、合金、反応生成物などを包含する。

さらに、本明細書では、「（１つまたは複数の）（接尾辞「（ｓ）」）は通常、それが修飾する用語の単数形と複数形の両方を含み、したがってその用語の１つまたは複数を含むことを意図する（例えば「通過穴」は別途特定しない限り１つまたは複数の通過穴を含み得る）。「一実施形態」、「他の実施形態」、「或る実施形態」などへの本明細書全体にわたる言及は、その実施形態と結び付けて述べられる特定の要素（例えば特徴、構造、および／または特性）が本明細書に述べられる少なくとも１つの実施形態に含まれ、他の実施形態に有っても無くてもよいことを意味する。同様に、「特定の構成」という言及はその構成と結び付けて述べられる特定の要素（例えば特徴、構造、および／または特性）が本明細書に述べられる少なくとも１つの構成の中に含まれ、他の構成の中に有っても無くてもよいことを意味する。さらに、述べられる発明性のある特徴が様々な実施形態および構成でいずれの適切な方式で組み合わされてもよいことは理解されるはずである。

図１はガスタービンシステム１０の概略図である。このシステム１０は１つまたは複数の圧縮機１２、燃焼器１４、タービン１６、および燃料ノズル２０を含んでもよい。圧縮機１２およびタービン１６は１つまたは複数のシャフト１８によって連結されてもよい。

ガスタービンシステム１０はいくつかの高温ガス経路の構成部品１００を含んでよい。高温ガス経路の構成部品は、システム１０を通る高い温度のガスの流れに少なくとも部分的に曝露されるシステム１０のいずれかの構成部品である。例えば、バケットアセンブリ（ブレードまたはブレードアセンブリとしても知られる）、ノズルアセンブリ（ベーンまたはベーンアセンブリとしても知られる）、シュラウドアセンブリ、トランジションピース、保持リング、およびタービン排気構成部品は全て高温ガス経路の構成部品である。しかしながら、本発明の高温ガス経路の構成部品１００が上記の実例に限定されず、高い温度のガスの流れに少なくとも部分的に曝露されるいずれの構成部品であってもよいことを理解されたい。さらに、本開示の高温ガス経路の構成部品１００がガスタービンシステム１０の構成部品に限定されず、高い温度の流れに曝露されるいずれかの機械装置またはその構成部品であってもよいことを理解されたい。

高温ガス経路の構成部品１００が高温ガスの流れに曝露されると、高温ガス経路の構成部品１００は高温ガスの流れによって加熱され、高温ガス経路の構成部品１００が大幅に劣化または故障する温度に到達する可能性がある。したがって、システム１０が、システム１０の所望の効率、性能および／または寿命を達成するために必要な高い温度の高温ガス流で動作することを可能にするために、高温ガス経路の構成部品１００のための冷却システムが必要とされる。

一般的に、本開示の冷却システムは高温ガス経路の構成部品１００の表面に形成された一連の小チャネルまたはマイクロチャネルを含む。工業的規模の動力発生タービン構成部品については、「小」または「マイクロ」チャネルの寸法は０．２５ｍｍから１．５ｍｍの範囲のおよその深さと幅を包含すると考えられ、その一方で航空機産業規模のタービン構成部品のチャネル寸法は０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲のおよその深さと幅を包含することになる。高温ガス経路の構成部品は保護コーティングを施されてもよい。冷却用流体はプレナムからチャネルへ供給されてもよく、冷却用流体はチャネルを通って流れて高温ガス経路の構成部品を冷却してもよい。

製造方法が図２〜１２を参照して述べられる。例えば図２および３に示されるように、本製造方法は外側表面１１２を備えた基材１１０を含む構成部品１００に１つまたは複数の溝１３２（これは図２のチャネル１３０を部分的に画定する）を形成する工程を含む。図２に示されるように、基材１１０は少なくとも１つの内部空間１１４を有する。例えば図３に示されるように、各々の溝１３２は基材１１０に少なくとも部分的に沿って延び、基部１３４と上端部１４６を有する。下記で検討されるように、進入穴１４０が溝をそれぞれの内部空間へ接続する。図３に示された穴１４０が図示された断面に配置された個別の穴であり、溝１３２の長さに沿って基材を貫いて延びるものではないことに留意されたい。

基材１１０は通常では（１つまたは複数の）溝１３２を形成する前に鋳造される。本願明細書にその全体が参照によって組み入れられるＭｅｌｖｉｎ Ｒ．Ｊａｃｋｓｏｎらの米国特許第５，６２６，４６２号、“Ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌ ａｉｒｆｏｉｌ”で検討されるように、基材１１０はいずれの適切な材料から形成されてもよい。構成部品１００について意図される用途に応じて、これはＮｉ主成分、Ｃｏ主成分、およびＦｅ主成分の超合金を含み得る。Ｎｉ主成分の超合金はγ相とγ’相の両方を含むもの、特に、γ’相が超合金の体積で少なくとも４０％を占めるγ相とγ’相の両方を含むものであってよい。そのような合金は、高温強度および高温クリープ耐性を含む望ましい特性が組み合わせられているため好都合であることが知られている。基材材料はまたＮｉＡｌの金属間合金を含んでもよく、その理由は、これらの合金もまた、航空機に使用されるタービンエンジン用途での使用に好都合である、高温強度および高温クリープ耐性を含む優れた特性の組み合わせを有することが知られているからである。Ｎｂ主成分合金の事例では、優れた抗酸化性を有するコーティングされたＮｂ主成分合金が好ましく、特に、Ｎｂ−（２７〜４０）Ｔｉ−（４．５〜１０．５）Ａｌ−（４．５〜７．９）Ｃｒ−（１．５〜５．５）Ｈｆ−（０〜６）Ｖを含む合金が好ましく、ここで組成範囲の単位は原子パーセントである。基材材料はケイ化物、炭化物、またはホウ化物を含むＮｂ含有金属間化合物などの、少なくとも１つの二次相を含むＮｂ主成分合金も含み得る。そのような合金は延性相（すなわちＮｂ主成分合金）と強化相（すなわちＮｂ含有金属間化合物）の複合材である。他の構成としては、基材材料はＭｏ₅ＳｉＢ₂および／またはＭｏ₃Ｓｉの第２相を伴なうモリブデンを主成分とする合金（固溶体）などのモリブデン主成分の合金を含む。他の構成としては、基材材料は炭化ケイ素（ＳｉＣ）繊維で強化されたＳｉＣマトリックスなどのセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）を含む。他の構成としては、基材材料はＴｉＡｌ主成分の金属間化合物を含む。

溝１３２はいくつかの異なる形状のうちのいずれかであってよい。図５〜９に示される例示的な構成では、各々の溝１３２はそれぞれの上端部１４６で狭まり、それにより、各々の溝１３２はリエントラント形状の溝１３２を有する。リエントラント形状の溝は、本発明の譲受人に譲渡された、Ｒ．Ｂｕｎｋｅｒらの米国特許出願公開第１２／９４３，６２４号、“Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｒｅ−ｅｎｔｒａｎｔ ｓｈａｐｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ”で検討されており、これは本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる。図１０〜１２に示される例示的な構成では、溝１３２は断面で方形である。溝は直線状の壁を有するように示されるが、溝１３２はどのような壁構造を有してもよく、例えば、直線状または曲線状であってもよい。

溝１３２は多様な技術を使用して形成することが可能である。（１つまたは複数の）溝１３２を形成するための例示的な技術は、研磨性液体ジェット、プランジ電解加工（ＥＣＭ）、放電加工（ＥＤＭ）、回転電極を備えた放電加工（ミリングＥＤＭ）、およびレーザ加工を含む。例示的なレーザ加工技術は、本発明の譲受人に譲渡された、２０１０年１月２９日出願の米国特許出願公開第１２／６９７，００５号、“Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｆｏｒｍｉｎｇ ｓｈａｐｅｄ ａｉｒ ｈｏｌｅｓ”に述べられており、これは本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる。例示的なＥＤＭ技術は、本発明の譲受人に譲渡された、２０１０年５月２８日出願の米国特許出願公開第１２／７９０，６７５号、“Ａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｃｈｅｖｒｏｎ ｆｉｌｍ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ，ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ”に述べられており、これは本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる。

特定の処理では、溝は研磨性液体ジェット１６０（図４）を使用して形成される。例示的な研磨性液体ジェットによる研削処理およびシステムは、本発明の譲受人に譲渡された、２０１０年５月２８日出願の米国特許出願公開第１２／７９０，６７５号、“Ａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｃｈｅｖｒｏｎ ｆｉｌｍ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ，ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ”に提供されており、これは本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる。米国特許出願公開第１２／７９０，６７５号に説明されているように、研磨性液体ジェット処理は通常、高圧水流中に懸濁した研磨性の粒子（例えば研磨性の「グリット」）の高速流を利用する。液体の圧力は大幅に異なり得るが、多くの場合約３５〜６２０ＭＰａの範囲内にある。ガーネット、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、およびガラスビーズなどのいくつかの研磨性材料を使用することができる。有利なことに、研磨性液体ジェット加工技術の能力は様々な深さの段階で、加工される造作の形状を制御しながら材料を除去することを容易にする。これはチャネルを供給する内部進入穴１４０を、一定の断面の直線的な穴、成形した（例えば楕円形の）穴、または集束もしくは散開する穴（図示せず）のいずれとして研削することも可能にする。

加えて、米国特許出願公開第１２／７９０，６７５号に説明されているように、ウォータージェットシステムは多軸のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ユニット２１０（図４）を含んでもよい。ＣＮＣシステム自体は当技術分野で知られており、例えば、本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる、米国特許出願公開第１００５／００１３９２６号（Ｓ．Ｒｕｔｋｏｗｓｋｉら）に述べられている。ＣＮＣシステムはＸ、Ｙ、およびＺ軸、ならびに傾斜軸のいくつかに沿った切削工具の移動を可能にする。

ここで図７を参照すると、本製造方法は基材１１０の少なくとも一部分上に構造的コーティング層５４を施す工程をさらに含む。構造的コーティング層５４は多様な技術を使用して堆積させることが可能である。特定の処理では、構造的コーティングはイオンプラズマ蒸着（やはり当技術分野で陰極アーク蒸着として知られている）を実行することによって堆積させてもよい。イオンプラズマ蒸着の装置および方法の実例は、本発明の譲受人に譲渡された、Ｗｅａｖｅｒらの米国特許出願公開第１００８／０１３８５２９号、“Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｃａｔｈｏｄｉｃ ａｒｃ ｉｏｎ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ”に提供されており、これは本願明細書にその全体が参照によって組み入れられる。簡単に述べると、イオンプラズマ蒸着は、所望のコーティング材料を作り出すための組成を有する消耗性の陰極を真空チャンバ内に配置する工程、基材１１０を真空環境の中に供給する工程、電流を陰極に供給して陰極表面上に陰極アークを形成し、結果としてアークで誘発される陰極表面からのコーティング材料の浸食を生じさせる工程、および陰極からのコーティング材料を基材表面１１２上に蒸着させる工程を含む。

イオンプラズマ蒸着を使用して蒸着される構造的コーティングの非限定の実例はＪａｃｋｓｏｎらの米国特許第５，６２６，４６２号、“Ｄｏｕｂｌｅ−ｗａｌｌ ａｉｒｆｏｉｌ”に述べられている。或る高温ガス経路の構成部品１００では、構造的コーティング５４はニッケル主成分またはコバルト主成分の合金を含み、さらに具体的には超合金または（Ｎｉ，Ｃｏ）ＣｒＡｌＹ合金を含む。基材材料がγ相とγ’相の両方を含むＮｉ主成分の超合金である場合、構造的コーティングは米国特許第５，６２６，４６２号で検討されているものと同様の材料組成を含んでもよい。さらに、超合金としては、構造的コーティング５４はγ’−Ｎｉ₃Ａｌ系の合金を主成分とする組成を含んでもよい。

さらに一般的には、構造的コーティングの組成は下層に在る基材の組成によって決定づけられると考えられる。例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）繊維で強化されたＳｉＣマトリックスなどのＣＭＣ基材では、構造的コーティングは典型的にはケイ素を含むと考えられる。

他の処理構成では、構造的コーティング５４は熱溶射処理およびコールドスプレー処理のうちの少なくとも１つを実行することによって堆積させられる。例えば、熱溶射処理は燃焼溶射またはプラズマ溶射を含んでもよく、燃焼溶射は高速酸素燃料溶射（ＨＶＯＦ）または高速空気燃料溶射（ＨＶＡＦ）を含んでもよく、プラズマ溶射は大気圧（空気または不活性ガスなど）プラズマ溶射または減圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ、真空プラズマ溶射またはＶＰＳとしても知られている）を含んでもよい。１つの限定されない実例では、（Ｎｉ，Ｃｏ）ＣｒＡｌＹコーティングはＨＶＯＦまたはＨＹＡＦによって堆積させられる。構造的コーティングを堆積させるための他の例示的な技術は、限定しないが、スパッタリング、電子ビーム物理蒸着、エントラップメントメッキ、および電気メッキを含む。

図５〜１２に描かれた例示的な処理では、本製造方法は、少なくともそれぞれの溝１３２の上端部１４６の近傍で構造的コーティング５４を可塑的に変形させるために構造的コーティング５４の表面５５の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む。結果的に生じる処理後の構造的コーティング５４は例えば図８および図１１に示され、例えば図７、８、１０および図１１に示されるように、溝１３２の上端部１４６を横切る隙間は処理の結果として小さくされる。構造的コーティングに加えて、下層の基材１１０もある程度可塑的に変形されてよい。こうして、表面５５を処理する工程はコーティング材料またはコーティングとその下層の基材材料の両方の持続的な変形に影響する。有利なことに、溝の上端部を横切る隙間を小さくすることによって、本製造方法は例えば図９および図１２に示されるように、コーティングが開口を直接的に（すなわち、犠牲となる充填物を使用せずに）橋渡しする能力を向上させる。加えて、溝の上端部を横切る隙間を小さくすることによって、本製造方法は溝の上端部を横切る幅について一層緩やかな加工仕様の使用を容易にする。有利なことに、この加工仕様を下げることによって、本製造方法はチャネルのための加工費用を下げることが可能である。加えて、コーティングを可塑的に変形させることによって、構造的超合金基材の不本意な再結晶化につながりかねない基材の局所的な可塑的変形が低減または防止され得る。

加えて、本製造方法は構造的コーティングの堆積の間、またはこれに先立って基材を予備加熱する工程を場合によってさらに含んでもよい。さらに、本製造方法は構造的コーティングが堆積した後で、かつ構造的コーティングの表面の処理の前に構成部品を加熱処理する（例えば１１００℃で２時間真空加熱処理する）工程を場合によってさらに含んでもよい。したがって、構造的コーティングの表面を処理する工程は加熱前処理または加熱後処理であることが可能である。これら加熱処理のオプションは基材へのコーティングの接着性を向上させること、および／またはコーティングの延性を高めることが可能であり、これらの両方が、コーティングを可塑的に変形させ、かつ溝の上端部を横切る隙間を小さくするためのコーティング後の基材の処理を容易にする。加えて、本製造方法は１回または複数回のグリットブラスト操作を実行する工程を場合によってさらに含んでもよい。例えば、構造的コーティング５４を施す前に基材の表面１１２がグリットブラストされることも場合によってあり得る。加えて、場合によっては処理後の表面グリットブラストを受けてもよく、それによって後に堆積するコーティングの接着性を向上させる。グリットブラスト操作は通常、加熱処理の直前ではなく加熱処理後に実行される。

本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号が、基材へ同様の処理を適用している。しかしながら、（１つまたは複数の）構造的コーティングを処理することによって、上述の方法は構造的コーティングが基材より延性が高いことが可能であり、したがって可塑的変形により順応し易いという点で好都合である。加えて、変形処理によって構造的コーティングに誘発される欠陥は、コーティング後の構成部品のより低い機械的欠点（ｄｅｂｉｔ）に影響を及ぼすことになり、かつ、後に続く加熱処理中に、基材の欠陥より容易に修復され得る。構造的コーティングを有するシステムはそれゆえに上述の方法を使用して、米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号の方法を使用する未コーティング基材でできるより高い度合いに変形させることが可能である。加えて、変形が構造的コーティングのみに限定されれば、このシステムは（米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号の方法に関連して）基材の再結晶化を回避することも可能であり、周期的な負荷の下での向上した機械的特性につながる。

具体的に示さないが、特定の用途では、構造的コーティング５４の表面５５の処理は溝１３２の上端部１４６の近傍で構造的コーティング５４の隙間を小さくする。本明細書で使用されるとき、「隙間を小さくすること」は処理後の隙間の幅が処理前より小さいことを意味する。特定の構成では、この処理は開口を幾何学的に閉じ、「幾何学的に閉じられること」は構造的コーティング５４が溝の開口の対向する側からのコーティングと緊密に接近させられ、実質的に隙間を閉じることを意味する。したがって、本明細書で使用されるとき、幾何学的に閉じられることは冶金学的に接着されることとは等価ではない。しかしながら、或る処理構成では、冶金学的な接着が実際に形成されてよい。有利なことに、隙間のサイズを小さくすることはコーティングが開口に直接的に橋渡しする能力をさらに高める。

ここで図５〜１２を参照すると、構造的コーティング５４の表面５５は、少なくとも溝１３２の近傍で構造的コーティング５４を（および場合によっては基材１１０の一部分も）可塑的に変形させ、それによって溝１３２の上端部１４６を横切る隙間を小さくするために、限定しないが、表面５５のショットピーニング、表面５５のウォータージェットピーニング、表面５５のフラップピーニング、表面５５の重力式ピーニング、表面５５の超音波式ピーニング、表面５５のバニシ仕上げ、表面５５の低塑性バニシ仕上げ、および表面５５のレーザショックピーニングを含む多様な技術のうちの１つまたは複数を使用して処理されてもよい。

特定の処理では、構造的コーティング５４の表面５５はショットピーニングによって処理される。例えば図６に示されるように、ショットピーニングは通常では構造的コーティング５４の表面５５にいくつかの表面不規則性を導入する。有利なことに、この表面不規則性は、表面上に堆積するコーティング、特にイオンプラズマ蒸着、電子ビーム物理蒸着、およびスパッタリングなどの処理を使用して堆積させられるコーティングの橋渡しを助ける。

他の処理では、構造的コーティング５４の表面５５はバニシ仕上げによって処理される。表面処理される材料および所望の変形に応じて、多様なバニシ仕上げ技術を使用することが可能である。バニシ仕上げ技術の非限定の実例は、例えばローラ、ピン、またはボールを使用して構造的コーティングの表面を可塑的に揉む工程、および低塑性バニシ仕上げを含む。

溝の上端部を横切る隙間は特定の用途に基づいて変わる。しかしながら、或る構成では、溝１３２の上端部１４６を横切る隙間は構造的コーティング５４の表面５５の処理の前では約８〜３１ミル（０．２〜０．８ｍｍ）の範囲にあり、構造的コーティング５４の表面５５の処理の後では溝１３２の上端部１４６を横切る隙間は約０〜１５ミル（０〜０．４ｍｍ）の範囲にある。

特定の構成では、構造的コーティング５４の表面５５を処理する工程はまた、溝１３２の近傍で構造的コーティング５４にカット面を付ける。本明細書で使用されるとき、「カット面を付けること」は、例えば図８の丸で囲った領域に示されるように、溝１３２の近傍で表面５５を溝に向けて傾けることと理解されるべきである。

例えば図９および図１２に示されるように、本製造方法は構造的コーティング５４の表面５５の少なくとも一部分上に追加的コーティング１５０を配置する工程をさらに含む。この追加的コーティング１５０が１つまたは複数の異なるコーティング層を含み得ることに留意されたい。例えば、コーティング１５０は追加の構造的コーティングおよび／または接着コーティング、熱障壁コーティング（ＴＢＣ）および抗酸化コーティングなどの、場合によって施される（１つまたは複数の）追加的コーティング層を含んでもよい。特定の構成では、追加的コーティング１５０は外側の構造的コーティング層を含んでもよい（これもやはり参照符号１５０で表示される）。例えば図９および図１２に示されるように、（１つまたは複数の）溝１３２、構造的コーティング５４および追加的コーティング１５０は構成部品１００を冷却するための１つまたは複数のチャネル１３０を画定する。

特定の構成では、構造的コーティング５４および追加的コーティング１５０は工業構成部品では０．１〜２．０ミリメートルの範囲、より具体的には０．２〜１ミリメートルの範囲、さらにより具体的には０．２〜０．５ミリメートルの範囲の組み合わせ後の厚さを有する。航空機構成部品では、この範囲は通常では０．１〜０．２５ミリメートルである。しかしながら、特定の構成部品１００のための要件に応じて他の厚さが利用されてもよい。

（１つまたは複数の）コーティング層は多様な技術を使用して堆積させることが可能である。構造的コーティングを形成するための例示的な堆積技術は上記に提供されている。構造的コーティングに加えて、接着コーティング、ＴＢＣおよび抗酸化コーティングも上記の技術を使用して堆積させることが可能である。

或る構成では、構造的コーティング層および場合により施される追加的コーティング層を堆積させるために複数の堆積技術を使用することが望ましい。例えば、第１の構造的コーティング層はイオンプラズマ蒸着を使用して蒸着されてもよく、これに続く堆積層および場合により施される追加層（図示せず）は燃焼溶射処理またはプラズマ溶射処理などの他の技術を使用して堆積させられてもよい。使用される材料に応じた、コーティング層のための異なる堆積技術の使用が、限定しないが歪み公差、強度、接着性、および／または延性などの特性における利益を提供できる。

構造的コーティング５４の表面５５を処理する工程に加えて、或る処理構成では、本製造方法は、追加的コーティング１５０の表面１５５（図９、１２および図１３）の少なくとも一部分を、それぞれの溝１３２の上端部１４６の少なくとも近傍で追加的コーティング１５０を可塑的に変形させるために処理する工程を場合によってはさらに含んでもよい。例えば、追加的コーティングは構造的コーティングまたは接着コーティングの別の層を含んでもよい。有利なことに、追加の処理は溝の上端部１４６を横切る隙間の幅を小さくすることができ、それにより、引き続いて堆積するいずれかのコーティング層はさらに容易に開口を直接的に（すなわち犠牲となる充填物を使用せずに）（下記で図１３を参照して検討されるように通気性の隙間を伴なって、または伴なわずに）橋渡しすることが可能である。

加えて、或る処理構成では、本製造方法は、基材１１０のそれぞれの部分を可塑的に変形させるために基材１１０の外側表面１１２の少なくとも一部分を処理する工程を場合によっては含んでもよい。（例えば米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号の図８参照。）この追加的な、場合によって為される工程は基材１１０上に構造的コーティング５４が施される工程の前に実行されてもよい。有利なことに、この追加的な処理工程は、米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号に説明されているように開口１４６の幅を小さくすることができる。

本発明の別の製造方法の実施形態は図２、３および図５〜１２を参照して述べられる。例えば図２に示されるように、本製造方法は外側表面１１２を備えた基材１１０を含む構成部品１００に１つまたは複数の溝１３２を形成する工程を含む。図２に示されるように、基材１１０は少なくとも１つの内部空間１１４を有する。例えば図３に示されるように、各々の溝１３２は基材１１０に少なくとも部分的に沿って延び、基部１３４と上端部１４６を有する。

上記したように、基材１１０は通常では（１つまたは複数の）溝１３２を形成する前に鋳造される。溝１３２を形成するための技術は上記で述べられており、限定しないが研磨性の液体ジェット、プランジ電解加工（ＥＣＭ）、放電加工（ＥＤＭ）、回転電極を備えた放電加工（ミリングＥＤＭ）、およびレーザ加工のうちの１つまたは複数を使用する工程を含む。溝１３２もやはり上記で述べられている。上記で検討したように、溝１３２はいくつかの形状のいずれを有してもよい。例えば図５〜９に示される構成では、各々の溝１３２はそれぞれの上端部１４６で狭まり、それにより各々の溝１３２はリエントラント形状の溝１３２である。

ここで図７を参照すると、本製造方法は基材１１０上に構造的コーティング５４を施す工程をさらに含む。この構造的コーティング５４のための例示的な堆積技術および例示的な適切な材料は上記で述べられている。

図５〜１２に描かれた例示的な処理では、本製造方法は溝１３２の近傍で構造的コーティング５４の表面５５にカット面を付けるために構造的コーティング５４の表面５５を処理する工程をさらに含む。上記したように、「カット面を付けること」は、例えば図８の丸で囲った領域に示されるように、溝１３２の近傍で表面５５を溝に向けて傾けることと理解されるべきである。有利なことに、溝の近傍で表面５５を溝に向けて傾けることは引き続いて堆積させるコーティング１５０の溝の開口上での橋渡しを（犠牲となる充填物を使用せずに）向上させ、それによって溝の開口についての機械的仕様が緩和され、溝を形成するためのさらに大きいウォータージェットノズルの使用を容易にする。これは溝を形成するために要する時間、ならびに付随する加工費用を削減する。

上記で述べたように、構造的コーティング５４の表面５５を処理するためにいくつかの技術が使用されることが可能であり、溝１３２の上端部１４６を横切る隙間が小さくなるように溝の少なくとも一方の縁１３５に隣接した構造的コーティング５４の表面５５にカット面を付けるために、表面５５のショットピーニング、表面５５のウォータージェットピーニング、表面５５のフラップピーニング、表面５５の重力式ピーニング、表面５５の超音波式ピーニング、表面５５のバニシ仕上げ、表面５５の低塑性バニシ仕上げ、および表面５５のレーザショックピーニングのうちの１つまたは複数を実行する工程を含む。

特定の処理構成では、構造的コーティング５４の表面５５は表面５５のショットピーニングによって処理される。例えば図６に示されるように、ショットピーニングは構造的コーティング５４の表面５５にいくつかの表面不規則性を導入する。上記したように、この表面不規則性はこの表面上に堆積するコーティング、特にイオンプラズマ蒸着、電子ビーム物理蒸着、およびスパッタリングを使用して堆積させられるコーティングの（下記で図１３を参照して検討される、完全な、または通気性の隙間１４４を伴なう）橋渡しを、犠牲となる充填物を使用せずに助けることが可能である。

ここで図９および図１２を参照すると、本製造方法は構造的コーティング５４の表面５５の少なくとも一部分上に追加的コーティング１５０を配置する工程を場合によってさらに含んでもよい。上記したように、この追加的コーティング１５０は１つまたは複数の異なるコーティングであってもよい。例えば図９に示されるように、（１つまたは複数の）溝１３２、構造的コーティング５４および追加的コーティング１５０は構成部品１００を冷却するための１つまたは複数のチャネル１３０を画定する。追加的コーティング１５０は適切な材料を含み、構成部品に接着される。追加的コーティングのための例示的な材料および堆積技術は上記で述べられている。

構造的コーティング５４の表面５５を処理する工程に加えて、或る処理構成では、本製造方法はそれぞれの溝１３２の上端部１４６の近傍で表面１５５にカット面を付けるために追加的コーティング１５０の表面１５５（図９、１２、および図１３）の少なくとも一部分を処理する工程を場合によってはさらに含む。例えば、追加的コーティングは構造的コーティングまたは接着コーティングまたはＴＢＣの外層を含んでもよい。上記したように、追加的な処理は都合の良いことに溝の上端部１４６を横切る隙間を小さくすることが可能であり、それにより、引き続いて堆積するいずれかのコーティング層はさらに容易に開口を直接的に（すなわち犠牲となる充填物を使用せずに）（完全に、または通気性の隙間１４４を伴なって）橋渡しすることが可能である。

加えて、或る処理構成では、本製造方法は基材１１０のそれぞれの部分を可塑的に変形させるために基材１１０の外側表面１１２の少なくとも一部分を処理する工程を場合によっては含んでもよい。（例えば米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号の図８参照。）この、場合によって為される追加的な処理工程は、基材１１０上に構造的コーティング５４を施す工程の前に実行されてもよい。上記したように、この追加的な処理工程は米国特許出願公開第１３／２４２，１７９号で説明されるように開口１４６の幅を小さくすることができる。

本発明の構成部品１００の実施形態が図２、３、６〜９、１２、および図１３を参照して述べられる。例えば図２に示されるように、構成部品１００は外側表面１１２と内側表面１１６を備えた基材１１０を含む。例えば図２に示されるように、内側表面１１６は少なくとも１つの内部空間１１４を画定する。図３に示されるように、外部表面１１２は１つまたは複数の溝１３２を画定する。各々の溝１３２は基材１１０の外側表面１１２に少なくとも部分的に沿って延び、基部１３４と上端部（開口）１４６を有する。図３に示された構成では、各々の溝１３２はそのそれぞれの上端部１４６で狭まり、それにより、各々の溝１３２はリエントラント形状の溝１３２である。しかしながら、これらの溝はさらに他の形状を有してもよい。溝１３２は上記で詳しく述べられている。

例えば図７に示されるように、構成部品１００は基材１１０の少なくとも一部分上に配置された構造的コーティング５４をさらに含む。例えば図８に示されるように、構造的コーティング５４の表面５５はそれぞれの溝１３２の近傍でカット面を付けられる。

例えば図３および図１３に示されるように、溝１３２をそれぞれの内部空間１１４（図１３）と流体連絡で接続するために１つまたは複数の進入穴１４０がそれぞれの溝１３２の基部１３４を貫いて形成される。進入穴１４０が個別の穴であり、したがって例えば図３に示されるように、チャネル１３０と同延ではないことに留意されたい。

ここで図９、１２および図１３を参照すると、構成部品１００は構造的コーティング５４の少なくとも一部分上に配置された追加的コーティング１５０をさらに含む。上記したように、追加的コーティングは単一のまたは異なる組成を有する１つまたは複数のコーティング層を含んでもよい。例えば図９に示されるように、（１つまたは複数の）溝１３２、構造的コーティング５４および追加的コーティング１５０は構成部品１００を冷却するための１つまたは複数のチャネル１３０を共に規定する。

図６に描かれた特定の構成では、いくつかの表面不規則性がそれぞれの溝１３２の近傍で構造的コーティング５４の表面５５に形成される。

上記で検討したように、特定の構成では、追加的コーティング１５０は外側の構造的コーティング層を含んでもよく、これもやはり参照符号１５０により示される。具体的に示されていないが、特定の構成では、追加的コーティング１５０の表面１５５もそれぞれの溝１３２の近傍でカット面を付けられてよい。また、具体的に示されていないが、特定の構成では、基材１１０自体がそれぞれの溝１３２の近傍で可塑的に変形させられてもよい。

有利なことに、上述の製造方法は、構造的コーティングの表面を可塑的に変形するように処理することによってチャネル表面の隙間の完全または部分的な閉鎖に影響することができる。これが、転じて、次のコーティングによるチャネルの橋渡し（図１３を参照して上記で検討された通気性の隙間１４４の可能性を含む）を容易にする。結果として生じる最終の構成部品はしたがってマイクロチャネル、可視的割れ目、または隙間の形跡を見せないと見込まれる。これは、処理された構造的コーティング上に施された場合、微細構造および強度の観点でさらに一様な構造的コーティングを提供する。

本発明の或る特徴のみが本願明細書に例示されて述べられてきたが、多くの改造および変更を当業者は想到するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲が、そのような改造および変更を本発明の真の精神の中に入るとして網羅することを意図していることを理解されたい。

１０ ガスタービンシステム
１２ 圧縮機
１４ 燃焼器
１６ タービン
１８ シャフト
２０ 燃料ノズル
５４ 構造的コーティング
５５ 構造的コーティングの外側表面
５６ （１つまたは複数の）追加的コーティング（外側の構造的コーティング）
１００ 高温ガス経路の構成部品
１１０ 基材
１１２ 基材の外側表面
１１４ 内部空間
１１６ 基材の内側表面
１３０ 冷却チャネル
１３２ （１つまたは複数の）溝
１３５ 溝の縁
１３４ 溝の基部
１４０ （１つまたは複数の）進入穴
１４４ （１つまたは複数の）通気性の隙間
１４６ 溝の上端部
１５０ 追加的コーティング
１５５ 追加的コーティングの表面
１６０ 研磨性の液体ジェット
１７０ 吐出端部
１７２ （１つまたは複数の）フィルム冷却穴
２１０ 多軸のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ユニット

Claims (21)

1. 外側表面を備えた基材を含む構成部品に１つまたは複数の溝を形成する工程であって、
   前記基材が少なくとも１つの内部空間を有し、
   各々の溝が前記基材の外面に少なくとも部分的に沿って延び、かつ、溝の開口を画定する少なくとも１つの縁を含む上端部および基部を有する、
   工程と、
   前記溝がそれぞれの内部空間と流体連通するように、それぞれの溝の前記基部を貫く個別の進入穴を形成する工程であって、
   前記進入穴のそれぞれは、前記それぞれの溝の前記基部に沿って、前記基材を貫いて延在せず、前記溝の前記基部と同延でない、
   工程と、
   溝の開口のそれぞれに近接する構造的コーティングの隙間を画定するために、前記基材の少なくとも一部分上であって、それぞれの前記溝の前記開口と近接して構造的コーティングを施す工程であって、
   前記隙間は寸法Ｄ₁を有し、
   前記寸法Ｄ₁は前記溝の開口の寸法よりも小さい、
   工程と、
   それぞれの溝の前記上端部に近接する前記構造的コーティングを可塑的に変形させ、それによって前記溝の開口に近接する前記構造的コーティング内の前記隙間を小さくして寸法Ｄ₁よりも小さい寸法Ｄ₂を有する隙間を画定するように、前記隙間に近接する前記構造的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程と、
   を含む、製造方法。
2. 前記（１つまたは複数の）溝を形成する前に前記基材を鋳造する工程をさらに含み、各々の溝が研磨性液体ジェット、プランジ電解加工（ＥＣＭ）、放電加工（ＥＤＭ）、回転電極を備えた放電加工（ミリングＥＤＭ）、およびレーザ加工のうちの１つまたは複数を使用して形成される、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、少なくとも前記溝に近接する前記構造的コーティングを可塑的に変形させるために、前記構造的コーティングの前記表面のショットピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のウォータージェットピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のフラップピーニング、前記構造的コーティングの前記表面の重力式ピーニング、前記構造的コーティングの前記表面の超音波式ピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のバニシ仕上げ、前記構造的コーティングの前記表面の低塑性バニシ仕上げ、および、前記構造的コーティングの前記表面のレーザショックピーニングのうちの１つまたは複数を実行する工程を含む、請求項１に記載の製造方法。
4. 前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、前記表面のショットピーニングを含む、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記処理する工程が、前記構造的コーティングの前記表面に複数の表面不規則性を導入する、請求項３に記載の製造方法。
6. 前記溝の前記上端部を横切る前記隙間が、前記構造的コーティングの前記表面の処理の前では０．２〜０．８ｍｍの範囲内にあり、前記構造的コーティングの前記表面が処理された後では前記溝の前記上端部を横切る前記隙間が０〜０．４ｍｍの範囲内にある、請求項１に記載の製造方法。
7. 前記構造的コーティングの前記表面の少なくとも一部分上に追加的コーティングを配置する工程をさらに含み、前記（１つまたは複数の）溝、前記構造的コーティングおよび前記追加的コーティングが前記構成部品を冷却するための１つまたは複数のチャネルを画定する、請求項１に記載の製造方法。
8. 前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層を含む、請求項７に記載の製造方法。
9. それぞれの溝の少なくとも前記上端部に近接する前記追加的コーティングを可塑的に変
   形させるために前記追加的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む、請求項７に記載の製造方法。
10. 前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層、接着コーティングおよび熱障壁コーティングのうちの１つまたは複数を含む、請求項７に記載の製造方法。
11. 前記基材の前記外側表面の少なくとも一部分を処理し、それによって前記基材の前記処理をした部分を可塑的に変形させる工程であって、前記基材上に前記構造的コーティングを施す前にこの追加の処理の工程が実行される工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
12. 前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程がまた、前記溝に近接する前記構造的コーティングにカット面を付ける、請求項１に記載の製造方法。
13. 前記それぞれの１つまたは複数の溝の各々が前記それぞれの上端部で狭まり、それによって各々の溝がリエントラント形状の溝を有する、請求項１に記載の製造方法。
14. 外側表面を備えた基材を含む構成部品に１つまたは複数の溝を形成する工程であって、
    前記基材が少なくとも１つの内部空間を有し、
    各々の溝が前記基材に少なくとも部分的に沿って延び、かつ、溝の開口を画定する少なくとも１つの縁を含む上端部および基部を有する、
    工程と、
    前記溝がそれぞれの内部空間と流体連通するように、それぞれの溝の前記基部を貫く個別の進入穴を形成する工程であって、
    前記進入穴のそれぞれは、前記それぞれの溝の前記基部に沿って、前記基材を貫いて延在せず、前記溝の前記基部と同延でない、
    工程と、
    溝の開口のそれぞれに近接する構造的コーティングの隙間を画定するために、前記基材上であって、それぞれの前記溝の前記開口と近接して構造的コーティングを施す工程であって、
    前記隙間は寸法Ｄ₁を有し、
    前記寸法Ｄ₁は前記溝の開口の寸法よりも小さい、
    工程と、
    前記溝の前記上端部に近接する前記構造的コーティングの表面にカット面を付け、それによって前記溝の開口に近接する前記構造的コーティング内の前記隙間を小さくして寸法Ｄ₁よりも小さい寸法Ｄ₂を有する隙間を画定するように、前記隙間に近接する前記構造的コーティングの表面を処理する工程と、
    を含む、製造方法。
15. 前記それぞれの１つまたは複数の溝の各々が前記それぞれの上端部で狭まり、それによって各々の溝がリエントラント形状の溝を有する、請求項１４に記載の製造方法。
16. 前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、少なくとも前記溝の一方の縁に隣接する前記構造的コーティングの前記表面にカット面を付けるように、前記構造的コーティングの前記表面のショットピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のウォータージェットピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のフラップピーニング、前記構造的コーティングの前記表面の重力式ピーニング、前記構造的コーティングの前記表面の超音波式ピーニング、前記構造的コーティングの前記表面のバニシ仕上げ、前記表面の低塑性バニシ仕上げ、および、前記構造的コーティングの前記表面のレーザショックピーニングのうちの１つまたは複数を実行する工程を含む、請求項１４に記載の製造方法。
17. 前記構造的コーティングの前記表面を処理する工程が、前記表面のショットピーニングを含み、前記ショットピーニングが前記構造的コーティングの前記表面に複数の表面不規則性を導入する、請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記構造的コーティングの前記表面の少なくとも一部分上に追加的コーティングを配置する工程であって、前記（１つまたは複数の）溝、前記構造的コーティングおよび前記追加的コーティングが前記構成部品を冷却するための１つまたは複数のチャネルを画定する工程をさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。
19. 前記追加的コーティングが外側の構造的コーティング層、接着コーティングおよび熱障壁コーティングのうちの１つまたは複数を含む、請求項１８に記載の製造方法。
20. それぞれの溝の前記上端部に近接する前記表面にカット面を付けるように前記追加的コーティングの表面の少なくとも一部分を処理する工程をさらに含む、請求項１８に記載の製造方法。
21. 前記基材の前記外側表面の少なくとも一部分を処理し、それによって前記基材の前記処理をした部分を可塑的に変形させる工程であって、前記基材上に前記構造的コーティングを施す工程の前にこの追加の処理の工程が実行される工程をさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。