JP6760731B2 - 閉じ込めレーザドリル加工のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
次に図3及び図4を参照すると、本開示の例示的なシステム60の斜視図が示されている。システム60は、例えば、ガスタービンの構成要素の製造に用いることができる。より詳細には、図示の実施形態において、システム60は、図2を参照して上記で検討した翼形部38のような、ガスタービンの翼形部38における1又はそれ以上の孔又は冷却通路52の製造/ドリル加工に用いることができる。しかしながら、システム60は、本明細書では翼形部38の製造に関連して記載されているが、他の例示的な実施形態では、システム60は、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素の製造で用いることができる点は理解されたい。例えば、システム60は、移行部品、ノズル、燃焼ライナ、エフュージョン又はインピンジメントプレート、ベーン、シュラウド、又は他の何れかの好適な部品の製造で用いることができる。
次に図9及び図10を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム60が提供される。より詳細には、図9は、閉じ込めレーザドリル62の閉じ込めレーザビーム64が翼形部38の近位壁66を貫通する前の本開示の別の例示的な実施形態によるシステム60の概略図を示し、図10は、閉じ込めレーザドリル62の閉じ込めレーザビーム64が翼形部38の近位壁66を貫通した後の図9の例示的なシステム60の概略図を示す。翼形部38との関連で検討したが、他の実施形態では、システム60は、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素と共に用いてもよい。
ここで図12及び13を参照すると、本開示の更に別の例示的な実施形態によるシステム60が提供される。より具体的には、図12は、閉じ込めレーザドリル62の閉じ込めレーザビーム64が翼形部38の近位壁66を貫通する前の本開示の別の例示的な実施形態によるシステム60の概略図を示す。加えて、図13は、閉じ込めレーザドリル62の閉じ込めレーザビーム64が翼形部38の近位壁66を貫通した後の図12の例示的なシステム60の概略図を示す。図12及び図13の例示的なシステム60は、翼形部38との関連で検討したが、他の実施形態では、システム60は、ガスタービンの別の構成要素と共に用いることができる点は理解されたい。
次に、図17を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム60が提供される。図17の例示的なシステム60は、翼形部38との関連で検討したが、他の実施形態では、システム60は、ガスタービン他の何れかの構成要素と共に用いることができる点は理解されたい。
32 固定ベーン
38 翼形部
66 翼形部38の近位壁
46 キャビティ
52 孔
52 冷却通路
60 システム
62 閉じ込めレーザドリル
64 閉じ込めレーザビーム
66 近位壁
72 コントローラ
80 液体カラム
88、98、102 センサ
104 バックスプラッシュ区域
82 バックストライク保護機構
Claims (12)
- 構成要素の近位壁(66)において孔(52)をドリル加工する方法(120,200,300,400)であって、
流体(54)とレーザビーム(74)を受けるチャンバ(76)を備える閉じ込めレーザドリル(62)の閉じ込めレーザビーム(64)であって、前記チャンバ(76)からの前記閉じ込めレーザビーム(64)を前記構成要素の近位壁上の第1の孔位置に向けて配向し、前記構成要素内に定められたキャビティ(46)に隣接して位置付けられた前記近位壁を通って前記第1の孔位置にて孔をドリル加工するステップと、
前記構成要素により定められる前記キャビティの外部に位置するセンサ(88,98,102)を用いて前記構成要素により定められる前記キャビティ内で光であって、前記チャンバ(76)内の再配向レンズ(90)を介して受け取った光の特性を検知するステップと、
前記センサを用いて検知された前記キャビティ内からの光に基づいて、前記第1の孔位置での前記構成要素の近位壁を通る前記閉じ込めレーザビームの第1の貫通を特定するステップと、
を含む、方法。 - 前記構成要素が、ガスタービンの翼形部(38)である、請求項1に記載の方法。
- 前記センサが光学センサである、請求項1または2に記載の方法。
- バックストライク保護機構(82)を作動させるステップと、
前記バックストライク保護機構を用いて前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを破壊するステップと、
を更に含み、
前記閉じ込めレーザビームがビーム軸(A)を定め、前記バックストライク保護機構を作動させるステップが、前記構成要素のキャビティ内にガスを流して、ガスが前記構成要素のキャビティ内で前記ビーム軸と交差するようにする、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 - 前記閉じ込めレーザビームがビーム軸(A)を定め、前記閉じ込めレーザビームが、液体カラム(80)とレーザ(74)とを含み、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを破壊するステップが、前記閉じ込めレーザビームの液体カラムを破壊して、前記液体カラムからの液体が前記ビーム軸と交差するようにし、前記ビーム軸と交差する液体が、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームのレーザにより少なくとも部分的に照射される、請求項4に記載の方法。
- 前記キャビティ内で光の特性を検知するステップが、前記閉じ込めレーザビームのレーザにより照射される閉じ込めレーザビームの前記液体カラムの液体の一部から光の強度を検知するステップと、
前記閉じ込めレーザビームの第1の貫通を特定するステップが、前記閉じ込めレーザビームのレーザにより照射される閉じ込めレーザビームの前記液体カラムの液体の一部から検知した前記光の強度に基づいて、前記閉じ込めレーザビームの第1の貫通を特定するステップとを含む、請求項5に記載の方法。 - 前記閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを前記構成要素の近位壁上の第2の孔位置に向けて配向するステップと、
前記閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを前記構成要素の近位壁上の第2の孔位置に向けて配向するステップの後で、前記センサを用いて前記構成要素により定められる前記キャビティ内で光の特性を検知するステップと、
前記キャビティ内からの検知した光の特性に基づいて、前記第2の孔位置で前記近位壁を通る前記閉じ込めレーザビームの第2の貫通を特定するステップと、
を更に含み、前記センサが、前記第1の貫通を特定するステップと前記第2の貫通を特定するステップとの間で静止している、請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。 - 構成要素の近位壁(66)における1又はそれ以上の孔(52)の閉じ込めレーザドリル加工の貫通を特定するシステム(60)であって、
流体(54)とレーザビーム(74)を受けるチャンバ(76)を備える閉じ込めレーザドリル(62)であって、前記チャンバ(76)からの閉じ込めレーザビーム(64)を利用して、前記構成要素により定められたキャビティ(46)に隣接して位置付けられた前記近位壁において前記1又はそれ以上の孔をドリル加工するよう構成された閉じ込めレーザドリル(62)と、
前記キャビティの外部に位置付けられ前記キャビティ内に配向されて、前記キャビティ内の光であって、前記チャンバ(76)内の再配向レンズ(90)を介して受け取った光の特性を検知するためのセンサ(88,98,102)と、
を備え、前記システムが、前記構成要素のキャビティ内で検知された前記光の特性に基づいて、前記構成要素の近位壁を通る前記閉じ込めレーザドリルの貫通を特定するよう構成されている、システム。 - 前記センサが、光量、光の強度、光の波長のうちの1又はそれ以上を検知するよう構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記センサが光学センサである、請求項8または9に記載のシステム。
- 前記キャビティに対して前記近位壁と反対側に位置付けられた前記構成要素の遠位壁(86)を保護するよう構成されたバックストライク保護機構(82)を備え、
前記バックストライク保護機構が、前記構成要素のキャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを妨害するよう構成されている、請求項8乃至10のいずれかに記載のシステム。 - 前記レーザビームがビーム軸(A)を定め、前記閉じ込めレーザビームが液体カラム(80)とレーザ(74)とを含み、前記閉じ込めレーザの液体カラムが、前記バックストライク保護機構によって前記構成要素のキャビティ内で破壊されて、前記液体カラムからの液体が前記ビーム軸を交差するようにし、前記ビーム軸と交差する液体が、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームのレーザにより少なくとも部分的に照射される、請求項11に記載のシステム。
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