JP6487530B2 - ガスタービンエンジン部品を造るための方法 - Google Patents

Description

本発明は、エネルギービーム及び制御光学を使用してクラッド層を堆積させることによって翼を造り上げることに関する。特に、本発明は、クラッド層によって突出リブ材料を取り囲むことに関する。

ガスタービンエンジンのタービンセクションで使用されるブレードは、燃焼ガス、高い機械力及び異物の衝突にさらされる。これは、高い動作温度と合わせて、ブレードに高いレベルの応力を発生させる。ブレード先端、ブレード翼セクション及びブレードプラットフォームは、摩耗及びクラックの範囲を含む、応力に関する損傷の影響を特に受けやすい。（先端キャップとしても公知である）ブレード先端は、ブレード先端シェルフ（翼の端部ピース）と、ブレードスキーラ（ブレード先端を取り囲む隆起材料）と、を含む。クラックが、翼の先端からプラットフォームに向かって下方に延在し、ときにはブレード先端と隣り合うブレードシェルフを越えて延在する可能性がある。

摩耗するか又はクラックしたブレードスキーラを非構造的置換材料で置換することが公知である。この置換材料は、主に構造的でないとみなされ、これは、この場所での応力が比較的低く、結果として、損傷の重大性が動作に関して比較的最小だからである。都合の悪いことに、クラックは、先端シェルフよりも（プラットフォームに向かって）下で極めてしばしば見つかり、翼本体に延在している。例えば、クラックは、ブレード先端よりも下に３０ｍｍ延在している。（スキーラよりも下での）この材料の置換は、より困難であり、より多くの構造的要件からなるとみなされなければならず、所定の最小機械的特性が、翼本体内で直面するより大きな応力に耐えるために達成されなければならない。

米国特許出願公開第２０１３／０１４０２７８号明細書

超合金を溶接することが困難な大部分に対して、タービンブレードのこのような広範囲部分を置換するプロセスは知られていない。プロセス中に材料の延性を最大化させるためにホットボックスを使用してクラックを研磨及び再溶接することは、制限された成功をもたらしてきた。疲労したブレード先端全体を切断して溶接することは、少なくとも２つの理由のために可能ではない。第１に、材料自体が、突き合わせ溶接に適合しない。それは、縮み応力及び高い拘束性に起因してクラックさせる。第２に、（構造的機能及び冷却空気管理に役立つ）翼内に配置されたリブは、突合せ溶接のためにアクセスすることができない。結果的に、当技術分野では、ブレード翼を造る及び／又は補修する改善された方法のために余地がある。

本発明は、図面を考慮して以下の説明で説明される。

クラッド層の例示的な一実施形態を形成するときにエネルギービームがたどる経路の例示的な一実施形態であって、経路がクラッド層に重ねられ且つクラッド層が基材の例示的な一実施形態上に配置される、一実施形態を概略的に示す。 形成プロセスの初期に基材上に形成される図1のクラッド層の概略的な斜視図である。 いくらかのクラッド層が形成された後の図２のＡ−Ａに沿った概略的な断面図である。 リブと隣り合うクラッド層を形成するときにエネルギービームがたどるパターンの例示的な実施形態であって、パターンがクラッド層に重ねられ且つクラッド層が基材上に配置される、実施形態を概略的に示す。 ブレード先端シェルフの例示的な実施形態を形成する間にエネルギービームがたどるパターンの例示的な実施形態を概略的に示す。 ブレード先端シェルフの例示的な実施形態を形成する間にエネルギービームがたどるパターンの例示的な実施形態を概略的に示す。

本発明者は、タービンブレードのような、内部リブによって構造的に支持された翼外表面を有するガスタービン部品の翼セクションを造り上げる方法を発明した。これは、結合面上に置かれた溶融パウダーに走査光学系を使用して、基材の結合面にクラッド層を形成することによって達成される。クラッド層は、結合面の上に突出する既存のリブ材料周りに堆積され、且つクラッド層は、結合面及び突出リブ材料に結合する。走査光学系は、突出リブ材料の両側で異なる経路に沿って同時に進む２つの溶融プールを発生させ、これにより、各クラッド層を形成する。各クラッド層は、翼の層を形成し、サイドセクションを含み、且つすでに存在する突出リブ材料がない場合にリブを作り出すために少なくとも１つのリブセクションを含む。既存のリブセクション周りで翼外表面を形成することが可能であることは、新たな翼セクションを造り上げることと、これまで可能ではなかった方式で既存の翼セクションを補修することと、を可能にする。摩耗した翼に関して、発明者は、リブがめったに疲労させられず、従って開示される方法を使用する補修のために所定位置にリブを残すことが最も効果的であることを理解している。

基材が超合金である例示的な一実施形態では、パウダー材料は、超合金の金属パウダーと、Bruckらによる特許文献１であって、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献１で説明されるフラックスと、を含んでいる。現在利用可能な先進式走査光学系（例えばCambridge Technology Lightning II 4kW, Scanlab powerSCAN 4kW, Trumpf PFO 3D 8kw and IPG 8kW）と、本明細書に開示される堆積パターンと、とともに、このようにして超合金を被覆する能力は、これまで可能でなかった超合金部品を造り上げること及び補修することを可能にする。

図１は、クラッド層１０の例示的な一実施形態を形成するときにエネルギービームがたどる経路の例示的な一実施形態を概略的に示しており、図１では、経路は、クラッド層１０に重ねられ、クラッド層１０は、基材１２の例示的な一実施形態上に配置されている。クラッド層１０は、翼の形状であり、且つ圧力側壁部１６、吸引側壁部１８、前縁部２０及び後縁部２２を有する外表面１４と、選択的に、追加的なリブセクション２４と、を有する。追加的なリブセクション２４は、すでに存在するリブに加えて形成されるリブを表している。基材１２は、クラッド層１０の下方に結合面（見ることができない）を含んでいる。リブ材料２６は、結合面の上に（ページ外に）突出し、リブ材料２６の各例は、リブ２８のいくつか又はすべてを表し、クラッド層１０がリブ２８周りに堆積され、且つクラッド層１０は、リブ２８に結合されている。示される例示的な実施形態では、基材１２は、第１のリブ材料３０及び第２のリブ材料３２を含んでいる。リブ２８はいくつあってもよく、追加的なリブセクション２４もいくつあってもよい。

第１のリブ材料３０は、先端部４０に向かってテーパとされていない。結果的に、第１のリブ材料３０は、本質的に完全なリブを表し、第１のリブ材料３０の非テーパ型側面４２を圧力側壁部１６に結合することに関連するいかなる隅肉なども少なくなる。第２のリブ材料３２は、先端部４０に向かってテーパとされている。結果的に、第２のリブ材料３２は、完全なリブよりも少ないリブを表す。テーパ型リブ材料により、クラッド層１０は、テーパにより無くなった第２のリブ材料３２の一部分を充填し、且つ第２のリブ材料３２のテーパ型側面４４に結合する。従って、リブ２８がテーパ型側面４４を含もうと非テーパ型側面４２を含もうと、リブ２８は、クラッド層１０の内周部４６に結合される。

追加的なリブセクション２４がない例示的な一実施形態では、圧力側壁部１６及び吸引側壁部１８は、第１の経路５０及び第２の経路５２を形成するために走査光学系によってガイドされるエネルギービームによって形成され、溶融プールが第１の経路５０及び第２の経路５２にそれぞれ沿って進む。第１の経路５０は、第１の経路開始ポイント５４で出発し、第１の経路終了ポイント５６に達するまで、第１の壁部、例えば吸引側壁部１８を移動する(traverse)。第２の経路５２は、第２の経路開始ポイント５８で出発し、第２の経路終了ポイント６０に達するまで、第２の壁部、例えば圧力側壁部１６を移動する。第１の経路開始ポイント５４及び第２の経路開始ポイント５８は、共通の開始ポイント６２に配置されている。第１の経路終了ポイント５６及び第２の経路終了ポイント６０は、共通の終了ポイント６４に配置されている。選択的な流入部(runon)６６が、開始ポイントのいずれか、例えば共通の開始ポイント６２に形成されてもよい。同様に、選択的な流出部(runoff)６８が、終了ポイントのいずれか、例えば共通の終了ポイント６４に形成されてもよい。

共通の開始ポイント６２の場所は、第１の経路５０の長さ及び第２の経路５２の長さが同じであるように選択される。このような例示的な一実施形態では、走査光学系は、各経路に沿って同じ速度でエネルギービームを移動させるように構成され、それにより、エネルギービームが第１の経路５０を移動する時間を第２の経路５２を移動する時間と同じにする（すなわち同じ継続時間）。あるいは、第１の経路５０及び第２の経路５２は、異なる長さからなってもよい。この場合、エネルギービームが各経路を同じ速度で移動すると、長い方の経路を形成するためにより多くの時間がかかる。２つの経路が異なる長さからなるが、移動継続時間が各経路に対して同じであることが望まれる場合、エネルギービームの走査は、エネルギービームが同じ時間で各経路を移動するようにさらに調整される。例えば、第１の経路５０が第２の経路５２よりも２５％長い場合（例えばそれぞれ１２５ｍｍ及び１００ｍｍ）、エネルギービームは、同じ移動継続で各経路を移動する間に（例えば１０８秒の総プロセス時間に対して、〜２．１ｍｍ／ｓｅｃ）、第２の経路５２よりも、第１の経路５０を形成する時間を２５％長く費やす（例えばそれぞれ６０秒及び４８秒）。これは、短い方の経路の溶融プールが、エネルギービームのパワー出力が各経路を形成するときに同じであっても、エネルギービームが長い方の経路を形成するより多くの時間を費やすことを可能にするのに十分に長く液化されるままであるので、可能にされる。

クラッド層１０を形成するときに、第１の溶融プール（図示せず）が、第１の経路５０をたどり、第２の溶融プール（図示せず）が、第２の経路５２をたどる。溶融プールの一方が、形成が開始され、パウダー材料が、共通の開始ポイントで溶融されて、その後、他方の溶融プールが形成が開始される前に固化されるとすれば、共通の開始ポイント６２で固化された材料は、より遅い時間に形成が開始される溶融プールによって再溶融される。この再溶融すること（再溶融）は、双方の溶融プールを同じ時間に出発させること又は一方の溶融プール（図示せず）のみが共通の開始ポイント６２で形成される時間に十分近く出発させることによって回避することができる。再溶融を回避することは、クラックする可能性を減少させ、より強固なクラッド層を作り出す。同様に、第１の経路５０を移動する溶融プールは、第２の経路５２を移動する溶融プールと交わるように時間を決定され、このため、これらのプールは、共通の終了ポイント６４で単一の溶融プールにまとまって１つになり、これは、共通の終了ポイント６４での再溶融を回避する。選択的な流出部６８は、共通の終了ポイント６４に位置決めされ、１つ以上の溶融プールは、流出部６８の一部から離れて延在させられてもよい。対向する壁部セクションを同時に形成することは、翼の反りを軽減し、連続的に遮断されずに移動することは、再溶融を最小化させ、これは、クラッド層１０の構造的一体性を向上させる。

溶融プールが、第１のリブ材料２６の非テーパ型側面４２に近づくと、エネルギービーム及び／又は走査光学系は、クラッド層１０がリブとクラッド層１０との間の接合部７０で壁部を結合することを保証するために、１つ以上の動作パラメータを変更する。例えば、エネルギービームの移動速度が、遅くされるか、又はエネルギービームのパワーレベルが、接合部７０での材料の量に起因する追加的な局所的放熱に対処するために増大される。溶融プールが、テーパ型側面４４に近づくと、エネルギービーム及び／又は走査光学系は、クラッド層１０がリブとクラッド層１０との間の接合部７０で壁部を結合することを保証するために、１つ以上の動作パラメータを同様に変更する。加えて、経路は、以下でさらに説明されるように、クラッド層１０がテーパ型側面４４に達することを保証するために、広げられる。

接合部７０から離れた側壁部の一部分のために、エネルギービームのパワー出力は、クラッド層１０を形成するために作られた経路に対して同じである。あるいは、パワー出力は変化してもよい。さらに、パワーは、エネルギービームが経路を移動している間に調節され、これにより、変化する熱要件、例えば翼のために必要とされる幅（壁部厚さ）に適合させてもよい。

追加的なリブセクション２４を有する例示的な一実施形態では、経路の一方が、追加的なリブセクション２４を形成するために変更される一方で、他方の経路が、変更されずに維持してもよい。例えば、第１の経路５０が変更されずに維持する一方で、第２の経路５２が追加的なリブセクション２４を含むために変更されてもよい。このような例示的な一実施形態では、第２の経路は、共通の開始ポイント６２である第２の経路開始ポイント５８から再び出発し、共通の終了ポイント６４である第２の経路終了ポイント６０で終わる。しかしながら、圧力側壁部１６を移動する間に、エネルギービームは、追加的なリブセクション２４を形成するために、溶融プールを圧力側壁部１６から一時的に離してもよい。追加的なリブセクション２４を形成した後に、エネルギービームは、二次的開始ポイント７２で圧力側壁部１６に新たな溶融プールを形成させ、第２の経路終了ポイント６０へ新たな溶融プールを移動させる。追加的なリブセクション２４を形成する溶融プールは、追加的なリブセクション２４と、吸引側壁部１８と、の接合部に同時に到達するように時間を決定されてもよい。これは、この場所での再溶融を回避する。二次的開始ポイント７２に隣り合い且つエネルギービームによってすでに処理された、圧力側壁部１６上でのクラッド材料は、固化されていることが可能である。結果的に、新たな溶融プールが形成されたときに、二次的開始ポイント７２においていくらか再溶融されることが可能である。

あるいは、追加的なリブセクションに達したときに、エネルギービーム１００は、３つの経路に沿って本質的に同時に共有することができる。このような例示的な一実施形態では、３つの溶融プールが同時に存在することができる。圧力側壁部１６に沿って進む溶融プールは、１つの溶融プールが圧力側壁部１６に沿って継続する一方で別の溶融プールが追加的なリブセクションに沿って継続して吸引側壁部１８で第３の溶融プールと交わるように分かれ、この第３の溶融プールと交わったポイントで単一の溶融プールが吸引側壁部１８に沿って継続する。圧力側壁部１６を移動する溶融プールの移動速度と、吸引側壁部１８を移動する溶融プールの移動速度と、は、２つの溶融プールが共通の終端ポイント６４に同時に到達するように、独立して調節される。この例示的な実施形態では、再溶融は完全に回避される。

クラッドプロセスが、クラッド層上にスラグの層を発生させる場合、スラグの層は、パウダー材料が固化されると、又はクラッド層１１の形成の完了時に取り除かれる。

１つ以上のクラッド層１０は、翼を作り出すため又は翼を修理するために基材上に堆積され、この場合、必要とされる数のクラッド層１０を形成するために上記のプロセスが繰り返される。

図２は、形成プロセスの初期に基材１２上に形成されるクラッド層１０の概略的な側面図である。この例示的な実施形態では、基材１２は、翼圧力側８２、翼吸引側８４、翼前縁部８６、翼後縁部８８及び結合面９０を有する翼８０であり、結合面９０は、この例示的な実施形態では、翼外表面９４の縁部９２である。エネルギービーム源１０２から発し且つ走査光学系１０４によってガイドされるエネルギービーム１００は、結合面９０に置かれたパウダー材料１０６を処理する。走査光学系１０４は、エネルギービーム１００を、実線のエネルギービーム線によって示されるようにクラッド層１０の一側に、次に破線によって示されるようにクラッド層の他側に向けることができることが分かる。走査光学系は、およそ３ｍ／ｓの飛越速度でビームを一側から他方へ飛び越えさせることが可能である。結果的に、２つの溶融プールは、同時に維持されて移動させられる。プロセス中に、パウダー材料１０６は、溶融し、固化し、且つ結合面９０に結合し、これにより、クラッド層１０を形成する。

フラックスパウダーがパウダー材料１０６内に組み込まれる例示的な一実施形態では、スラグ１０８が、クラッド層１０上に形成され、このスラグは、任意の次のクラッド層が堆積される前に取り除かれる。代替的な例示的な実施形態では、フィラー及びフラックスは、異なるプリフォームに予め置かれ、例えば、後に処理場所に位置決めされるスリーブ内に封入される。パウダー材料中のフィラー材料は、基材と同じ化学成分を有するか、又は異なる化学成分を有してもよい。

破線は、十分なクラッド層１０が翼８０を完成させるために堆積されたときの、翼８０の不完全部分１１２の完全な輪郭を規定する（リブは、完全な翼では外側から見ることはできない）。完全な輪郭１１０は、初めて作り出される翼８０を表すか、又は翼８０のすでに一部であった翼外表面９４であって、取り除かれ、且つ翼をその初期位置に戻すために置換されなければならない、翼外表面９４を示す。翼外表面９４の置換は、例えば、使用中である翼８０が翼８０の先端１１４でクラックを経験するときに、生じる可能性がある。翼８０は、使用から除外され、翼外表面９４の先端部１１６と、その内部の望ましくないクラックと、は、取り除かれるが、リブ２８の少なくとも１つの少なくとも一部分は、本明細書に開示されるクラッド補修作業を可能にするために残る。従って、翼外表面９４は、下方のリブ材料を露出するために取り除かれる。翼外表面９４が翼圧力側８２及び翼吸側８４双方から取り除かれる場合、下方のリブ材料は、取り除かれた翼外表面９４の両側に及んで（接続されて）いる。

突出リブ材料は、翼８０の先端１１４まで完全に突出していてもよく、突出していなくてもよい。例えば、いくらかのリブ材料は、翼８０の先端１１４でリブ２８の端部に完全に残っていてもよい。あるいは、先端１１４でのリブ材料のいくらかは、取り除かれるが、いくらかの突出リブ材料は残っていてもよい。非限定的な例では、３０ｍｍが取り除かれ、３ｍｍ厚さのクラッド層が、３０ｍｍセクションが再び造られるまで形成される。１０の層が堆積される場合、翼８０は、完成状態に戻る。翼８０の外面は、仕上げ機械加工を必要としてもよい。内面は、そのままで受け入れられてもよい。

図３は、いくらかのクラッド層１０が堆積された後の、図２のＡ−Ａに沿う概略的な断面図である。第１のクラッド層１３０のための結合面９０は、材料を取り除いた後に、ただしいかなるクラッド層１０も堆積される前に、基材１２によって規定される。クラッド層１０が基材１２に結合されると、次のクラッド層１０から見れば、堆積したクラッド層１０は、基材の１２の一部になる。結果的に、次の結合層のための結合面９０は、直前のクラッド層１０の頂部１３２である。このプロセスは、各クラッド層１０に対して繰り返す。

リブ２８と翼外表面９４との接合部７０は、本質的にページの頂部に向かって方向づけられる一方で、テーパ型側面４４は、テーパ型側面４４によりテーパ角１３６を形成する。結果として、テーパ間隙１３８は、接合部７０とテーパ型側面４４との間で各層の上面１４０を形成する。これに適合させるために、クラッド層１０は、クラッド層１０がテーパ型側面４４に結合できるように、テーパ間隙１３８に架かるように広げられる。例えば、第２のクラッド層１３４のための結合面９０は、第１のクラッド層１３０の頂部１３２であり、結合面９０は、翼外表面９４の縁部９２と、第１のクラッド層１３０に対するテーパ間隙１３８と、を含む。従って、リブ２８と隣り合う場所では、結合面９０は、翼外表面９４と、直前のクラッド層１０のテーパ間隙１３８と、を含む。例として第２のクラッド層１３４をさらに使用するときには、各層のためのエネルギービームの広がりは、現在の結合面９０と、現在の結合層内のテーパ角１３６と、の増大された表面積を考慮し、これにより、各クラッド層１０の上面１４０及び下面１４２双方でテーパ型側面４４にクラッド層１０を適切に結合することを保証する。一定のテーパ角１３６が示されているが、テーパ角１３６は１つ以上のクラッド層１０で変化してもよい。テーパ間隙１３８は、任意の望ましい幾何学的形状、例えば応力減少隅肉又は他のこのような機能部を作り出すように、クラッド層１０によって充填される。

一実施形態では、テーパ角１３６は、エネルギービーム源１０２及び走査光学系１０４と協働するように選択され、このため、１つのリブ２８の両側が、エネルギービーム源１０２を移動させなければならないということなくエネルギービーム１００によってアクセスされる。言い換えると、エネルギービーム源１０２及び走査光学系１０４は、エネルギービーム１００が走査光学系だけを通じてリブ２８の両側へ飛び越えることができるように、且つリブ２８の双方のテーパ型側面４４と隣り合う範囲への直線アクセス(line-of-site access)をそれでも有するように、位置決めされる。この構成は、接合部７０で適切な結合を形成する間に、エネルギービーム１００が双方の溶融プールを同時に且つ遮断されずにリブ２８を越えて移動させることを可能にする。

テーパ角１３６は、テーパ型側面４４とエネルギービーム１００との間に所定の入射角１４４を作り出すように選択される。これは、テーパ型側面４４により多くの熱を与えるのに効果的であり、これは、続いてテーパ型側面４４とクラッド層１０との間の結合を向上させる。所定の入射角１４４は、リブの両側に対して同じであるか、又は局所的要件に応じて異なっていてもよい。

図２及び図３が、テーパ型側面に隣り合って処理するエネルギービーム１００を示す一方で、入射角１４４がゼロのときには（すなわち、非テーパ型側面４２へのエネルギービーム１００の直接的な衝突がない場合）クラッド層１０を非テーパ型側面４２に取り付けることも可能である。この場合、局所的なプラズマと、溶融プール内で閉じ込められる利用可能な過熱と、は、このような側方溶融及び取付を達成するのに十分である。結果的に、クラッド層１０は、隣り合うリブ側面の全ての例に結合される。

図４は、クラッド層１０を形成するときにエネルギービーム１００がたどるパターンの例示的な一実施形態を概略的に示している。この図では、パターンは、基材１２に載っているクラッド層１０に重ねられている。この例示的な実施形態では、エネルギービームは、円形パターン１５０でガイドされる。翼外表面９４、従ってクラッド層１０の厚さ１５２は、３．０ｍｍである。円形パターン１５０の直径１５４は、３．５ｍｍ〜４．０ｍｍであり、隣り合う円形パターン１５０は、エネルギービームが第２の経路５２を移動するときにおよそ１ｍｍだけオーバーラップする。エネルギービームは、例えば１ｍｍの直径を有している。この例示的な実施形態では、第１のリブ材料３０は、テーパとされていない。結果的に、円形パターン１５０は、クラッド層１０が非テーパ型側面４２に結合することを保証するために第１のリブ材料３０と隣り合うときに直径を増大することを必要としない。逆に、第２のリブ材料３２がテーパとされている。走査光学系１０４が、パターンが第２のリブ材料３２と隣り合うときに、円形パターン１５０からより大きな長円形パターン１５６へ調節し、これにより、クラッド層１０がテーパ型側面４４に結合することを保証する。非限定的な例示的な一実施形態では、第１の長円形パターン１５６が、２ｍｍだけ互いから離された長い辺１５８を有し、第１の長円形パターン１５６は、同様に２ｍｍだけ互いから離された長い辺１５８を有するオーバーラップする第２の長円形パターン１６０と隣り合っている。結果として、翼外表面９４の縁部９２及びテーパ間隙１３８を含む結合面９０のほぼ均一な被覆率となる。

追加的なリブセクション２４を形成するために、パターン１５０は、圧力側壁部１６０から吸引側壁部１８へ（又は、選択される経路に応じて逆方向に）動かされる。あるいは、エネルギービームが追加的なリブセクションに達すると、図４で生じるエネルギービームの同じ広がりが生じるが、ここでは、パターンは、追加的なリブセクション２４全体を形成するために長い辺１５８が圧力側壁部１６及び吸引側壁部１８に及ぶように、広がってもよい。これは、相当な電力、例えば８ｋＷ〜１０ｋＷを必要とするが、可能であれば生産を促進させる。ここで再び、例示的な実施形態は、限定するよう意図されない。正確なパターン形成は、当業者に公知の方式で調整される。例えば、エネルギービームは、圧力側壁部１６と吸引側壁部１８との間で往復して直線形で進み、毎回の通過ごとに１つのビームの直径分を前進する。

図５は、翼８０の先端キャップ１７０の例示的な一実施形態を形成する間にエネルギービームがたどるパターンの例示的な一実施形態を概略的に示し、先端キャップ１７０は、翼８０を完成させるために必要である。翼８０の内部は、パウダー又は固体形態のセラミック材料（例えばジルコニア、シリカ、アルミナ、チタン、グラファイト、ドライアイスなど）で充填され、セラミック材料は、翼８０の外部を取り囲むように位置決めされている。パウダー材料１０６は、翼８０を充填するセラミック材料上に位置決めされている。例示的な一実施形態では、エネルギービームは、翼圧力側８２と翼吸引側８４との間を往復して円形パターン１５０を移動する。先端キャップ１７０が完成すると、セラミック材料は取り除かれ、完成した翼８０を残す。この例示的な実施形態は、限定するよう意図されない。正確なパターン形成は、当業者に公知の方式で調整される。

図６に示される変形例では、エネルギービームは、異なる方式で先端キャップ１７０を形成する。異なる側方堆積部を形成する代わりに、エネルギービームは、溶融プールが翼前縁部８６から翼後縁部８８へ進むように広げられる。これは、相当な電力、例えば８ｋＷ〜１０ｋＷを必要とするが、可能であれば生産を促進させる。この例示的な実施形態は、限定するよう意図されず、他のパターン、例えば上記で開示される翼圧力側８２から翼吸引側８４に及ぶオーバーラップ型の幅広長円形パターンと同様のパターンが、使用されてもよい。

以上から、発明者は、これまでに可能ではない方式で翼を造り上げるための革新的な方法を発明したことが分かる。結果的に、これは、当技術分野の改良を表す。

本明細書において本発明のさまざまな実施形態が示され且つ説明されたが、このような実施形態は例のためにのみ提供されたことは明らかである。多くの修正、変更及び代用が、本明細書内で本発明から逸脱することなくなされてもよい。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ限定されるよう意図される。

１０ クラッド層、１２ 基材、２４ 追加的なリブ、２６ 突出リブ材料、４４ テーパ型側面、４６ 内周部、６２ 共通の開始ポイント、６４ 共通の終了ポイント、９０ 結合面、９２ 縁部、９４ 翼外表面、１００ エネルギービーム、１０２ エネルギービーム源、１０６ パウダー材料、１４２ 底面

Claims (10)

1. タービンブレードの、圧力側外表面及び吸引側外表面と、前記圧力側外表面及び前記吸引側外表面を接続しかつ前記圧力側外表面及び前記吸引側外表面を越えて延在する突出リブ（２６）と、を規定する基材（１２）上にパウダー材料（１０６）の層を提供するステップであって、前記パウダー材料の層を提供する前から、前記層が含まれる平面内にも前記突出リブが存在している、ステップと、
   前記突出リブ周りに前記突出リブに結合されたクラッド層（１０）を形成するために前記パウダー材料の層にわたってエネルギービーム（１００）を移動させるステップであって、前記クラッド層が翼外表面（９４）の層を規定する、ステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 既存の部品から翼外表面の少なくとも一部分を取り除くとともに、前記基材を形成するために下方のリブ材料を残すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記翼外表面を備える部品の端部に向かって前記突出リブをテーパにするステップと、前記突出リブのテーパ型側面（４４）まで前記クラッド層を延在させるために前記エネルギービームを移動させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記突出リブの前記端部の上に配置された単一のエネルギービーム源によって前記突出リブの両側の前記パウダー材料の層への直線アクセスを可能にするために、テーパの角度を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記エネルギービームと前記テーパ型側面との間での所定の入射角を可能とするために、テーパの前記角度を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記突出リブが、前記翼外表面を備える部品の端部に向かってテーパとされていないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記クラッド層の第１の側を形成する第１の溶融プールと、前記クラッド層の第２の側を同時に形成する第２の溶融プールと、を形成するために、前記エネルギービームを移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 共通の開始ポイントにおいて、且つ前記共通の開始ポイントでの前記クラッド層の再溶融を防止するのに効果的な方式で、前記第１の溶融プール及び前記第２の溶融プールを作り出すステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 共通の終了ポイントにおいて、且つ前記共通の終了ポイントでの前記クラッド層の再溶融を防止するのに効果的な方式で、前記第１の溶融プール及び前記第２の溶融プールを終端させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記クラッド層の一部として追加的なリブの層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

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