JP7221002B2 - ハイブリッド物品を準備するための方法 - Google Patents
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Description
(i)付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を選択するステップと、
(ii)ビルド面の2次元画像を取り込むステップと、
(iii)ビルド面の取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭をレンダリングするステップと
を含む。
(i)付加構造体のためのモデルを選択するステップであって、選択されたモデルが少なくとも3次元で付加構造体を定義し、選択された境界面を含む、ステップと、
(ii)ビルド面輪郭のx、y、z座標をモデルの作業環境内に取り込むステップであって、取り込まれた座標が、モデルによって定義された境界面に対するx、y、z座標と一致する、ステップと、
(iii)付加構造体モデルの境界面を部品のビルド面輪郭に初期位置合わせするステップであって、付加構造体モデルの境界面、および部品のビルド面輪郭のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
(iv)ビルド面輪郭を境界面に直接当てはめること、およびビルド面輪郭の幾何形状に合うように、付加構造体の境界面の幾何形状を調節することのうちの1つによって、境界面とビルド面とを最終位置合わせするステップと、
(v)付加構造体モデルを選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、層が境界面に対応する第1の層を含む、ステップと、
(vi)付加構造体モデルの各層に対するレーザクラッディングパラメータを有する個別のツールパスを発生させるステップと
を含む。
(i)第1のツールパスに従って第1のクラッディング層をビルド面上に導くステップと、
(ii)複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、付加構造体モデルの層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む。
ハイブリッド物品を形成するための方法
次に、図1を参照すると、フロー図によって、本開示によるハイブリッド物品を形成する方法の概要が提供されている。図示のように、方法100は次のステップを含む。
ビルド面の2次元画像を取り込むステップ102
ビルド面の取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭をレンダリングするステップ103
ビルド面輪郭を定義する、ビルド面の2次元以上の座標を提供するステップ104
ビルド面輪郭の座標をモデルの作業環境に取り込むステップであって、取り込まれた座標が、モデルによって定義された境界面に対する座標と一致する、ステップ105
付加構造体のためのモデルを選択するステップであって、選択されたモデルは少なくとも3次元で付加構造体を定義し、選択された境界面を含む、ステップ106
付加構造体モデルの境界面をビルド面輪郭に初期位置合わせをするステップであって、付加構造体モデルの境界面、およびビルド面輪郭のそれぞれが幾何形状を有する、ステップ107
ビルド面輪郭を境界面に直接当てはめること、およびビルド面輪郭の幾何形状に合うように、付加構造体の境界面の幾何形状を調節することのうちの1つによって、境界面とビルド面とを最終位置合わせするステップ108
付加構造体モデルを選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層は予め選択された高さと一致し、スライスは境界面に対応する第1の層を含む、ステップ109
付加構造体モデルの各層に対する個別のツールパスを発生させるステップ110
第1のツールパスに従って第1のクラッディング層をビルド面上に導くステップ111
複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層は、付加構造体モデルの層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップ112。
レーザクラッディング
様々な実施形態によれば、本明細書の方法は、部品のビルド面上に付加構造体を形成するために複数の個別のクラッド層のそれぞれを形成するための付加クラッディングプロセスの使用を含む。いくつかの実施形態では、付加方法は、粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出して行うレーザクラッディングの1つまたは複数を含む。
[実施態様1]
(I)部品上に付加構造体(245)を配置してハイブリッド物品を形成することであって、
(a)部品を提供して、前記付加構造体(245)を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択するステップと、
(ii)前記ビルド面(210)の2次元画像を取り込むステップと、
(iii)前記ビルド面(210)の前記取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭(220)をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
(b)前記付加構造体(245)を定義するためのモデルを準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも3次元で前記付加構造体(245)を定義し、選択された境界面(225)を含む、ステップと、
(ii)前記ビルド面輪郭(220)の前記x、y、z座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面(225)に対するx、y、z座標と一致する、ステップと、
(iii)前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)を前記部品の前記ビルド面輪郭(220)に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)、および前記部品の前記ビルド面輪郭(220)のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
(iv)前記ビルド面輪郭(220)を前記境界面(225)に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭(220)の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体(245)の境界面(225)の前記幾何形状を調節することのうちの1つによって、前記境界面(225)と前記ビルド面(210)とを最終位置合わせするステップと、
(v)前記付加構造体モデル(230)を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面(225)に対応する第1の層を含む、ステップと、
(vi)前記付加構造体モデル(230)の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
(c)前記ビルド面(210)上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体(245)を形成するステップであって、
(i)前記第1のツールパスに従って第1のクラッディング層を前記ビルド面(210)上に導くステップと、
(ii)複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル(230)の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、部品上に付加構造体(245)を配置してハイブリッド物品を形成することと、
(II)前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む、ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスに従って前記ハイブリッド物品を形成することを含む方法。
[実施態様2]
ステップ(I)(c)が、CNCシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様3]
前記作業空間が、クラッディング材送出ユニットと、少なくとも1つのレーザと、前記部品の前記ビルド面(210)を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットを含む、実施態様2に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様4]
前記製作ユニットが、2次元カメラ、あるいは2次元または3次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面(210)の3次元の各座標x、y、zが前記機械の作業空間のx、y、z座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられ、前記製作ユニットが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータの1つまたは複数を指示する、実施態様3に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様5]
前記クラッディング材送出ユニットが、金属粉末またはワイヤを含むクラッディング材を送出するように構成されている、実施態様4に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様6]
前記付加構造体(245)を形成するための前記ステップ(I)(c)の間、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれている、実施態様4に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様7]
(I)(a)~(I)(c)のうちの任意の1つまたは複数の前記ステップの1つまたは複数がCADプログラムを用いて実行される、実施態様4に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様8]
前記ハイブリッド物品が、前記部品の除去部分を前記部品の元の設計に従って置き換えること、前記部品の除去部分を前記部品の新しい設計に従って置き換えること、前記部品に追加の部分を付加すること、およびこれらの組合せのうちの1つによって形成される、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様9]
前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択する前記ステップの前に、ステップ(I)(a)が、
前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記部品の前記除去部分が、機械加工およびEDMのうちの1つによって除去される、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様10]
前記ステップ(I)(b)が、前記部品の部品形状と同じ部品形状を有するモデル、および、前記部品の部品形状とは異なる部品形状を有するモデルから、前記付加構造体(245)に対する前記モデルを選択することをさらに含む、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様11]
前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択する前記ステップの前に、前記ステップ(I)(a)が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記ステップ(I)(b)が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様12]
前記複数の積み上げ層の1つまたは複数が、機械加工することができる余肉を含む、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様13]
前記ステップ(II)が、手作業での研削、適応的なCNC機械加工、従来式のCNC機械加工、およびこれらの組合せより成る群から選択された1つまたは複数の機械加工のステップによって前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することをさらに含む、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様14]
前記部品がタービン構成部品(200)である、実施態様1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様15]
前記部品が、ブレード、シュラウド、ノズル、および燃料混合器より成る群から選択されたタービン構成部品(200)である、実施態様15に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様16]
ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
(I)粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスによって前記ハイブリッド物品を形成するために部品上に付加構造体(245)を配置することであって、
(a)前記付加構造体(245)を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
(i)クラッディング材送出ユニットと、少なくとも1つのレーザと、前記部品の前記ビルド面(210)を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットのクラッディング機械作業空間内に前記部品を配置し向きを合わせるステップであって、前記製作ユニットが、2次元カメラ、あるいは2次元または3次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面(210)の3次元の各座標x、y、zが前記機械の作業空間のx、y、z座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられた、ステップと、
(ii)前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択するステップと、
(iii)前記ビルド面(210)の2次元画像を取り込むステップと、
(iv)前記ビルド面(210)の前記取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭(220)をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
(b)前記付加構造体(245)を定義するためのモデルを準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも3次元で前記付加構造体(245)を定義し、選択された境界面(225)を含む、ステップと、
(ii)前記ビルド面輪郭(220)の前記x、y、z座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面(225)に対するx、y、z座標と一致する、ステップと、
(iii)前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)を前記部品の前記ビルド面輪郭(220)に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)、および前記部品の前記ビルド面輪郭(220)のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
(iv)前記ビルド面輪郭(220)を前記境界面(225)に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭(220)の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体(245)の境界面(225)の前記幾何形状を調節することのうちの1つによって、前記境界面(225)と前記ビルド面(210)とを最終位置合わせするステップと、
(v)前記付加構造体モデル(230)を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面(225)に対応する第1の層を含む、ステップと、
(vi)前記付加構造体モデル(230)の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
(c)前記ビルド面(210)上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体(245)を形成するステップであって、
(i)前記第1のツールパスに従って第1のクラッディング層を前記ビルド面(210)上に導くステップと、
(ii)複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル(230)の層に対応したツールパスに従って堆積され、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれる、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、配置することであり、
(I)(a)~(I)(c)のうちの任意の1つまたは複数のステップの1つまたは複数がCADプログラムを用いて実行され、
前記クラッディング層の前記形成することが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータのうちの1つまたは複数を制御することを含む、配置することと、
(II)前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む方法。
[実施態様17]
前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択する前記ステップの前に、前記ステップ(I)(a)が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、前記ステップ(I)(b)が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、実施態様16に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様18]
ステップ(I)(c)が、CNCシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、実施態様17に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様19]
前記ハイブリッド物品がタービン構成部品(200)であり、前記ハイブリッド物品が、1つまたは複数の付加構造体(245)を備えた構成部品の基板を備え、各付加構造体(245)が、金属から選択されたクラッディング材を積み重ねた複数の層を備える、実施態様17に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
[実施態様20]
複数の層を備える付加構造体(245)を部品のビルド面(210)上に配置することを含む、ハイブリッド物品を提供するための方法であって、前記ビルド面(210)がxおよびy座標に基づいて定義され、前記付加構造体(245)が、複数の層を定義するx、y、z座標に基づいた一連の平面によって定義された3次元モデルによって定義され、1つの層が、x、y、z座標によって定義された輪郭を有する境界面(225)を備え、前記境界面(225)の前記輪郭が、前記ビルド面(210)の前記輪郭と接続するように適合され、前記付加構造体(245)が、少なくとも前記ビルド面(210)と前記境界面(225)との境界で、前記部品の幾何形状とは異なる幾何形状、および前記部品の幾何形状と一致する幾何形状のうちの1つの幾何形状を有し、任意選択的に、前記付加構造体(245)の1つまたは複数の連続した層が、前記ビルド面(210)の前記輪郭と3次元で一致するように修正され、前記ビルド面(210)および前記境界面(225)の両方が、対応するx、y、z座標に従う空間内で向きを合わされると、クラッディングシステムが、前記複数の前記3次元モデルの層のそれぞれに対応するツールパスに従って、前記付加構造体(245)の前記連続した層のそれぞれを堆積するように導く、方法。
101 ステップ
102 ステップ
103 ステップ
104 ステップ
105 ステップ
106 ステップ
107 ステップ
108 ステップ
109 ステップ
110 ステップ
111 ステップ
112 ステップ
200 部品、タービン構成部品、タービンブレード
205 損傷部分
210 ビルド面
215 分離部分
220 ビルド面輪郭
225 境界面
230 付加構造体
235 切断線
240 補修された部品
245 付加構造体
Claims (13)
- ハイブリッド物品を形成するための方法であって、当該方法が、
(I)部品上に付加構造体(245)を配置してハイブリッド物品を形成することであって、
(a)部品を提供して、前記付加構造体(245)を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択するステップと、
(ii)前記ビルド面(210)の2次元画像を取り込むステップと、
(iii)前記ビルド面(210)の前記取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭(220)をレンダリングするステップと
を含むステップと、
(b)前記付加構造体(245)を定義するためのモデルを準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが、少なくとも3次元で前記付加構造体(245)を定義し、かつ選択された境界面(225)を含む、ステップと、
(ii)前記ビルド面輪郭(220)の前記x、y、z座標を前記モデルの作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面(225)に対するx、y、z座標と一致する、ステップと、
(iii)前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)を前記部品の前記ビルド面輪郭(220)に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)及び前記部品の前記ビルド面輪郭(220)のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
(iv)前記ビルド面輪郭(220)を前記境界面(225)に直接当てはめること、及び前記ビルド面輪郭(220)の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体(245)の境界面(225)の前記幾何形状を調節することのうちの1つによって、前記境界面(225)と前記ビルド面(210)とを最終位置合わせするステップと、
(v)前記付加構造体モデル(230)を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面(225)に対応する第1の層を含む、ステップと、
(vi)前記付加構造体モデル(230)の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップと、
(c)前記ビルド面(210)上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体(245)を形成するステップであって、
(i)前記第1のツールパスに従って第1のクラッディング層を前記ビルド面(210)上に導くステップと、
(ii)複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル(230)の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップと
を含むステップを含む、部品上に付加構造体(245)を配置してハイブリッド物品を形成することと、
(II)前記ハイブリッド物品を検査することと
を含んでおり、
当該方法が、粉末を吹き付けて又はワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うプロセスに従って前記ハイブリッド物品を形成することを含んでおり、
前記ステップ(I)(a)が、前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択する前記ステップの前に、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記ステップ(I)(b)が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデル及び新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、方法。 - ステップ(I)(c)が、CNCシステム及びロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記作業空間が、クラッディング材送出ユニットと、少なくとも1つのレーザと、前記部品の前記ビルド面(210)を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットを含み、前記製作ユニットが、2次元カメラ、或いは2次元又は3次元走査又は撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込及び処理プログラムとを含み、前記ビルド面(210)の3次元の各座標x、y、zが前記機械の作業空間のx、y、z座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられ、前記製作ユニットが、レーザ出力及び送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータの1つ又は複数を指示する、請求項2に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記付加構造体(245)を形成するための前記ステップ(I)(c)の間、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれている、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- (I)(a)~(I)(c)のうちの1つ又は複数のステップがCADプログラムを用いて実行される、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記ハイブリッド物品が、前記部品の除去部分を前記部品の元の設計に従って置き換えること、前記部品の除去部分を前記部品の新しい設計に従って置き換えること、前記部品に追加の部分を付加すること、及びこれらの組合せのうちの1つによって形成される、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップが、機械加工及びEDMのうちの1つによって前記部品の少なくとも一部分を除去することを含む、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記ステップ(I)(b)が、前記部品の部品形状と同じ部品形状を有するモデル、及び、前記部品の部品形状とは異なる部品形状を有するモデルから、前記付加構造体(245)に対する前記モデルを選択することをさらに含む、請求項1に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記ステップ(II)が、手作業での研削、適応的なCNC機械加工、従来式のCNC機械加工、及びこれらの組合せより成る群から選択された1つ又は複数の機械加工のステップによって前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することをさらに含む、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記部品が、ブレード、シュラウド、ノズル及び燃料混合器より成る群から選択されたタービン構成部品(200)である、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- ハイブリッド物品を形成するための方法であって、当該方法が、
(I)粉末を吹き付けて、又はワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うプロセスによって前記ハイブリッド物品を形成するために部品上に付加構造体(245)を配置することであって、
(a)前記付加構造体(245)を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
(i)クラッディング材送出ユニットと、少なくとも1つのレーザと、前記部品の前記ビルド面(210)を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットのクラッディング機械作業空間内に前記部品を配置し向きを合わせるステップであって、前記製作ユニットが、2次元カメラ、或いは2次元又は3次元走査又は撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込及び処理プログラムとを含み、前記ビルド面(210)の3次元の各座標x、y、zが前記機械の作業空間のx、y、z座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられた、ステップと、
(ii)前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択するステップと、
(iii)前記ビルド面(210)の2次元画像を取り込むステップと、
(iv)前記ビルド面(210)の前記取り込まれた2次元画像に対するデータを処理して3次元座標x、y、zを提供し、ビルド面輪郭(220)をレンダリングするステップと
を含むステップと、
(b)前記付加構造体(245)を定義するためのモデルを準備するステップであって、
(i)前記付加構造体(245)のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも3次元で前記付加構造体(245)を定義し、選択された境界面(225)を含む、ステップと、
(ii)前記ビルド面輪郭(220)の前記x、y、z座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面(225)に対するx、y、z座標と一致する、ステップと、
(iii)前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)を前記部品の前記ビルド面輪郭(220)に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル(230)の前記境界面(225)、及び前記部品の前記ビルド面輪郭(220)のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
(iv)前記ビルド面輪郭(220)を前記境界面(225)に直接当てはめること、及び前記ビルド面輪郭(220)の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体(245)の境界面(225)の前記幾何形状を調節することのうちの1つによって、前記境界面(225)と前記ビルド面(210)とを最終位置合わせするステップと、
(v)前記付加構造体モデル(230)を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面(225)に対応する第1の層を含む、ステップと、
(vi)前記付加構造体モデル(230)の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップと、
(c)前記ビルド面(210)上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体(245)を形成するステップであって、
(i)前記第1のツールパスに従って第1のクラッディング層を前記ビルド面(210)上に導くステップと、
(ii)複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル(230)の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップと
を含むステップを含み、
前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれ、
(I)(a)~(I)(c)のうちの1つ又は複数のステップがCADプログラムを用いて実行され、
前記クラッディング層の前記形成することが、レーザ出力及び送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータのうちの1つ又は複数を制御することを含む、配置することと、
(II)前記ハイブリッド物品を検査することと
を含んでおり、
前記ステップ(I)(a)が、前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品のビルド面(210)を選択する前記ステップの前に、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体(245)を受け入れるための前記部品の前記ビルド面(210)を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、前記ステップ(I)(b)が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデル及び新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択され、ステップ(I)(c)が、CNCシステム及びロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、方法。 - 前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することを含む、請求項11に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
- 前記ハイブリッド物品がタービン構成部品(200)であり、前記ハイブリッド物品が、1つ又は複数の付加構造体(245)を備えた構成部品の基板を備え、各付加構造体(245)が、金属から選択されたクラッディング材を積み重ねた複数の層を備える、請求項11又は請求項12に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
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