KR20160063391A - 프로그래밍된 빔 크기 조정을 이용하여 레이저에 의해 표면을 용융하는 방법 - Google Patents

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지멘스 에너지, 인코포레이티드
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Abstract

클래딩 프로세스를 제어하기 위해 에너지 빔(12, 48)이 표면에 걸쳐 진행될 때, 불규칙적으로 형상화된 목표 표면(28, 36)을, 제어된 파워 밀도를 가진 에너지 빔(12, 48)으로 가열하기 위한 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 각각의 직사각형 다이오드 레이저 빔 이미지들(22, 24, 26)의 폭들(y)은 가스 터빈 블레이드 팁(20)의 국부적 폭에 대한 응답으로 제어되고, 다이오드 레이저의 파워 레벨은, 블레이드 팁에 걸쳐 본질적으로 일정한 파워 밀도를 유지하기 위해 각각의 이미지의 폭에 대한 응답으로 선형으로 제어된다. 다른 실시예에서, 이미지가 표면에 걸쳐 스위핑될 때, 미리 결정된 파워 밀도를 생성하기 위해, 연속적인 레이저 빔 이미지(34)의 폭 및 파워 레벨은 국부적 표면 형상의 변화들에 대한 응답으로 제어된다.

Description

프로그래밍된 빔 크기 조정을 이용하여 레이저에 의해 표면을 용융하는 방법{METHOD OF MELTING A SURFACE BY LASER USING PROGRAMMED BEAM SIZE ADJUSTMENT}
본 발명은 일반적으로 금속 결합의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 개선된 레이저 클래딩/수리 프로세스(laser cladding/repair process)에 관한 것이다.
가스 터빈 엔진(gas turbine engine)의 고온 가스 경로 컴포넌트(hot gas path component)들은 통상적으로, 초합금 재료로 형성되는데, 이들은 여전히 마모, 고온 부식, 이물질 손상(foreign object damage) 및 열적-기계적 피로를 계속해서 겪는다. 예컨대, 회전 터빈 블레이드(rotating turbine blade)의 방사상 최외측 팁(tip)("스퀼러 팁(squealer tip)"으로 지칭됨)은 블레이드를 둘러싸는 블레이드 링(blade ring)에 대한 마찰로 인해 마모를 겪을 수 있다. 마모된 재료를 제거하고 용접에 의해 새로운 재료를 추가함으로써, 스퀼러 팁을 수리하는 것이 알려져 있다. 통상적으로 용접된 초합금들, 특히, 높은 감마 프라임 함량(high gamma prime content)을 가진 초합금들은 용접 풀 응고(weld pool solidification) 및 후속하는 용접 후 열처리(post weld heat treatment) 동안 균열되기 쉽다.
직접적인 선택적 레이저 소결은 클래딩 프로세스이며, 여기서 분말형 금속을 용융하여 표면 상에 굳히기 위해 레이저 빔(laser beam)이 이용된다. 레이저 빔 경로는, 레이저 빔 풋프린트(laser beam footprint)보다 더 큰 영역 위에 재료를 증착하기 위해 분말(powder)로 커버되는(covered) 표면에 걸쳐 래스터링(raster)하도록 프로그래밍된다(programmed).
본 발명은 다음을 도시하는 도면들을 고려하여 다음의 설명에서 설명된다:
도 1은, 레이저 빔이 레이저 클래딩 프로세스(laser cladding process) 동안 작은 반경의 벤드(bend)를 횡단함에 따른 레이저 빔의 통상의 래스터링된 경로(rastered path)의 예시이다.
도 2는, 다이오드 레이저 빔(diode laser beam)의 파워 밀도(power density)가 일정하게 유지되는 동안의 터빈 블레이드 팁(turbine blade tip)에 걸친 개별 노출들의 시퀀스(sequence)에서 다이오드 레이저 빔의 풋프린트가 변화되는 본 발명의 실시예를 예시한다.
도 3은, 다이오드 레이저 빔의 파워 밀도가 일정하게 유지되는 동안, 다이오드 레이저 빔이 터빈 블레이드 팁에 걸쳐 횡단함에 따라 다이오드 레이저 빔의 풋프린트가 계속해서 변화되는 본 발명의 실시예를 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초합금 재료 클래딩 프로세스의 단면도이다.
본 발명자들은, 이전에는 용접불가한 것으로 여겨졌던 높은 감마 프라임 초합금 재료들의 무균열 증착(crack free deposition)을 실시하는 프로세스들을 최근 개발했다(예컨대, 인용에 의해 본원에 포함되는, 공동-계류중인 미국 특허 출원 공보 US 2013/0140278 A1 참조). 그러한 프로세스들은 분말형 초합금 재료(powdered superalloy material) 및 분말형 플럭스 재료(powdered flux material)를 동시적으로 용융하기 위해 표면에 걸쳐 레이저 빔을 스캐닝(scanning)하는 단계를 포함한다. 본 발명자들은 현재, 작은 반경의 벤드 둘레와 같은 불규칙적으로 형상화된 표면 상에 재료를 증착할 때, 이러한 프로세스들이 제한들을 가질 수 있음을 인식하고 있다. 도 1은 비교적 날카로운 반경의 벤드(14) 둘레의 레이저 빔(12)의 래스터링된 경로(10)를 예시한다. 레이저 빔(12)이 경로(10)를 따라 화살표들의 방향으로 이동함에 따른 빔(12)의 포지션(position)들을 나타내는 원들 사이의 오버랩(overlap)에 의해 예시되는 바와 같이, 빔(12)의 직경이 일정하기 때문에, 곡선(14)의 내측 반경(Ri)과 곡선(14)의 외측 반경(Ro) 사이에는 빔(12)의 오버랩의 양의 차이가 존재한다. 내측 반경(Ri)을 따라 더 많은 오버랩이 존재하기 때문에, 적용되는 파워 밀도에 있어서의 결과적인 비-균일성이 존재하는데; 즉, 변화되지 않는 빔(12)의 파워 레벨(power level) 및 이동 속도에도 불구하고, 내측 반경(Ri)에 가까운 비교적 더 높은 파워 밀도 및 외측 반경(Ro)에 가까운 비교적 더 낮은 파워 밀도가 존재한다. 본 발명자들은, 파워 밀도의 이러한 국부적 차이가 바람직하지 않을 것이며, 이러한 영향을 감소시키기 위한 빔 경로의 특화된 프로그래밍(special programming)은 시간 소모적일 수 있고, 느린 프로세싱 시간들(slowing processing times)을 초래할 수 있고, 그리고 파워 밀도 차이를 제거하는데 완전히 효과적이지 않을 수 있음을 알았다.
레이저 클래딩 프로세스 동안 임의의 반경의 벤드들 둘레에 일정한 파워 밀도를 제공하는데 효과적인 본 발명의 실시예가 도 2에 예시되며, 도 2는 레이저 수리 프로세스, 이를테면, 레이저 클래딩 또는 선택적 레이저 소결 또는 선택적 레이저 용융을 겪는 가스 터빈 블레이드 팁(20)의 단면도이다. 본 발명은 다이오드 레이저 시스템(diode laser system)들과 함께 전개되는 옵틱(optic)들의 발전들을 활용한다. 2차원의 포커스(focus)에서 다이오드 레이저 빔의 크기 및 형상을 제어하기 위한 조정가능 옵틱들이 현재 상업적으로 입수가능하다. 하나의 이러한 시스템은 캘리포니아(California), 산타클라라(Santa Clara)의 레이저라인 인코포레이티드(Laserline Inc.)에 의해 상표명 "Optics Series"로 판매된다.
도 2는 레이저 빔이 블레이드 팁(20)에 대해 전방 x 방향(forward x direction)으로 순차적으로 이동함에 따라, 직사각형 다이오드 레이저 빔 이미지(rectangular diode laser beam image)들(22, 24, 26)의 시퀀스에 의해 가열되는 블레이드 팁(20)을 예시한다. 도 2는 다수의 이미지들에 의해 가열되는 블레이드 팁(20)의 표면(28)의 단지 일부분만을 예시하지만, 당업자는, 전체 목표 표면(28)을 포함한 임의의 원하는 영역이 가열될 수 있음을 인식할 것이다. 표면(28)은, 클래딩 프로세스를 달성하기 위해 가열에 의해 용융되는 분말형 초합금 재료 및 분말형 플럭스 재료를 포함할 수 있다.
x 방향으로의 레이저 빔의 진행과 동시적으로, 블레이드 팁(20)의 형상을 추적하기 위해 이미지들(22, 24, 26) 및 블레이드 팁(20)의 상대적 측방향 포지션들이 y 축을 따라 동시에 제어된다. 시퀀스가 진행됨에 따라, x 및 y 방향들 양쪽 모두에서의 상대적 이동들은 옵틱 움직임에 의해 또는 부분적 병진에 의해 또는 양쪽 모두에 의해 달성될 수 있다. 게다가, 가열될 영역 너머로의 레이저 에너지(laser energy)의 초과 유출(excess spilling) 없이 블레이드 팁(20)의 국부적 폭을 완전히 커버(cover)하기 위해, 빔이, 상이한 국부적 폭들로 블레이드 팁(20)의 상이한 국부적 부분들을 만남에 따라 Y 방향에서의 빔 이미지들(22, 24, 26)의 폭이 제어된다. 본 발명의 양상에 따르면, 이미지들(22, 24, 26)을 생성하는 레이저 빔의 파워 레벨은 이미지들(22, 24, 26) 간의 포커스에서 본질적으로 일정한 파워 밀도를 유지하도록 동시적으로 제어되고, 이에 의해, 표면(28)에 걸친 가열에서 국부적 일관성(local consistency)이 촉진된다. 본원에서 이용되는 바와 같은 "본질적으로 일정한"은, 각각의 이미지가 중간 파워 밀도의 5% 이내의 파워 밀도 또는 동일한 파워 밀도를 가짐을 의미한다.
도 2의 실시예에서, 빔 이미지들(22, 24, 26)의 높이 치수가 x 방향을 따라 일정하게 유지되어서, 이미지들의 총 풋프린트(영역)는 y 방향에서의 폭의 변화들에 따라 선형으로 가변된다. 따라서, 총 레이저 파워는, 빔 이미지들(22, 24, 26) 간에 일정한 파워 밀도를 유지하기 위해 y 방향에서의 이미지의 폭에 대한 응답으로 본 실시예에서 선형 방식으로 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 빔 이미지 영역의 2차원적 조정은, 일정한 파워 밀도를 유지하기 위해 이미지들의 상대적 영역들에 상관되는 파워 레벨의 변화와 함께, 순차적 이미지들 사이에서 이루어질 수 있다. 레이저 에너지 소스 옵틱(laser energy source optic)들의 능력들 및 목표 표면의 형상에 따라, 직사각형 이외의 빔 이미지 기하학적 구조들이 또한 이용될 수 있으며, 가열 프로세스가 목표 표면에 걸쳐 이동할 때 본질적으로 일정한 파워 밀도가 유지되도록, 이미지 영역의 변화들에 응답하여 레이저의 파워의 적절한 변화들이 이루어진다.
일부 애플리케이션(application)들에서는 빔 에너지의 파워 밀도가 바람직하게, 목표 표면에 걸쳐 일정하지 않을 수 있음을 인식할 것이다. 예컨대, 도 2의 블레이드 팁(20)에서, 블레이드 팁(20)의 트레일링 에지(trailing edge) 가까이에는, 그 구역에서의 제한된 열 전달 능력으로 인해, 다소 더 낮은 파워 밀도를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명은, 빔 파워의 적절한 제어에 의해 목표 표면에 걸쳐 임의의 특정 구역에서 임의의 미리 결정된 파워 밀도(예컨대, 일정함 또는 목적에 맞게 상이함)가 제공되도록 허용한다. 예컨대, 도 2의 실시예에서, 20% 더 낮은 파워 밀도를 갖도록 목적에 맞게 제어되는 이미지(24) 및 50% 더 낮은 파워 밀도를 갖도록 목적에 맞게 제어되는 이미지(22)를 제외하고, 전체 블레이드 팁(20)에 걸쳐 본질적으로 일정한 파워 밀도를 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 포커스에서의 빔 영역에 대한 응답으로 빔 파워를 제어할 뿐만 아니라 이미지들(24 및 22) 각각에 대해 추가의 20% 및 50%만큼 빔 파워를 각각 감소시킴으로써, 달성된다.
다른 실시예들에서, 연속적인 다이오드 레이저 빔이 목표 표면에 걸쳐 이동할 수 있고, 빔이 진행함에 따라 표면 형상의 변화들에 대한 응답으로 빔 이미지의 풋프린트 및 파워 레벨이 제어된다. 이러한 실시예가 도 3에 예시되며, 도 3에서, 가스 터빈 블레이드 팁(30)은 클래딩 프로세스에서, 이동하는 직사각형 레이저 빔 이미지(34)에 의해 정의되는 다이오드 레이저 빔 진행 경로(32)에 의해 가열된다. 이미지(34)의 형상은 목표 표면(36)의 국부적 형상에 대한 응답으로 이미지(34)의 경로를 따라 가변되며, 빔의 파워 레벨은, 표면(36)에 걸쳐 본질적으로 일정한 파워 밀도를 유지하기 위해 이미지(34)의 형상과 동시적으로 제어된다. 이러한 실시예에서, 이미지(34)의 치수들은 x 및 y 방향들 중 하나 또는 양쪽 모두로 제어될 수 있으며, 파워 레벨은 이미지(34)의 순시 영역(instantaneous area)에 대한 응답으로 제어된다. 게다가, 도 2에 대해 앞서 논의된 바와 같이, 파워 밀도는, 예컨대, 블레이드 팁(30)의 트레일링 에지 가까이에서 빔의 파워 밀도를 감소시키도록, 또는 목표 표면에서 열적 그래디언트(thermal gradient)들을 감소시키기 위해 가열 구역의 시작 또는 종료 포인트(point) 가까이에서 파워 밀도를 램핑(ramp)하도록, 본질적으로 일정한 값 이외의 임의의 미리 결정된 값(들)으로 제어될 수 있다.
게다가, 도 3의 실시예에서, 이미지(34)의 경로(32)를 따라 이미지(34)의 이동 속도가 가변될 수 있고, 이동 속도에 대한 응답으로 파워 레벨이 또한 제어되어서, 표면(36)을 따라 각각의 위치에 인가되는 총 에너지가 본질적으로 일정하다. 유사한 방식으로, 도 2의 실시예에서는, 표면(28)을 따라 각각의 위치에 본질적으로 일정한 열 입력을 제공하기 위해, 다양한 이미지들(22, 24, 26)의 노출 시간이 가변되고 파워 레벨이 상응하게 제어될 수 있다. 일반적으로 말하면, 빔의 파라미터(parameter), 이를테면, 형상, 폭, 높이, 영역, 통과 속도 또는 노출 시간은, 빔이 표면에 걸쳐 횡단할 때 빔에 노출되는 국부적 표면 구역의 형상의 변화들에 대한 응답으로 제어된다.
도 4는 초합금 클래딩 재료(40)의 층을 초합금 기판(42)에 적용하기 위한 프로세스를 예시한다. 분말형 재료(44)의 층이 먼저, 초합금 기판(42)의 표면(46)에 적용된다. 분말형 재료(44)는 표면(46) 상에 미리 위치될 수 있거나, 또는 빔이 화살표의 방향으로 표면(46)에 걸쳐 횡단함에 따라 레이저 빔(48)의 바로 정면에 계속해서 적용될 수 있다. 분말형 재료(44)는 초합금 재료 및 플럭스 재료 양쪽 모두의 입자들의 혼합물 또는 이러한 2개의 유형들의 입자들의 개별 계층일 수 있다. 레이저 빔(48)이 표면(46)을 거쳐 횡단함에 따라, 레이저 빔(48)은 분말형 재료(44) 및 표면(46)의 국부적 영역을 가열하여 용융 풀(melt pool)(50)을 형성하고, 용융 풀(50)은 이후, 클래드 초합금 재료(clad superalloy material)(40)의 층 및 위에 놓이는 슬래그(slag)(52)의 층으로 응고된다. 슬래그(52)는, 불순물들을 제거하고, 용융 풀(50) 및 클래드 재료(40)를 대기로부터 보호하고, 용융 풀(50)을 형상화하고, 그리고 냉각 속도를 제어하는 역할을 하고, 이에 의해, 용접하기 어려운 높은 감마 프라임 함량 초합금 재료들의 무균열 증착을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시예들이 본원에서 도시 및 설명되지만, 이러한 실시예들이 단지 예시로만 제공됨이 명백할 것이다. 본원의 본 발명으로부터 벗어남이 없이, 많은 변형들, 변화들 및 대체들이 이루어질 수 있다. 예컨대, 레이저 에너지 이외의 에너지, 이를테면, 전자 빔 또는 음향 에너지 빔이 목표 표면을 가열하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 용접하기 어려운 초합금 재료들 또는 표면 상에 용융 및 재-응고될 수 있는 임의의 다른 재료와 함께 이용될 수 있다. 프로세스는 전체 표면에 걸쳐 또는 전체 표면의 일부분만을 형성하는 목표 표면에 걸쳐 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 사상 및 범위에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    목표 표면의 국부적 구역(local region)들을 점진적으로 용융시키기 위해 상기 목표 표면에 걸쳐 레이저 빔(laser beam)을 횡단시키는 단계;
    각각의 국부적 용융 구역들에서의 상기 목표 표면의 국부적 형상에 대한 응답으로 상기 횡단시키는 단계 동안 포커스(focus)에서의 상기 레이저 빔의 영역을 제어하는 단계; 및
    상기 목표 표면에 걸쳐 상기 레이저 빔의 원하는 파워 밀도(power density)를 제공하기 위해 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨(power level)을 제어하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 표면의 국부적 영역들을 순차적으로 용융시키기 위해 상기 목표 표면에 걸쳐 일련의 레이저 빔 이미지(laser beam image)들을 횡단시키는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    포커스에서의 각각의 이미지의 영역에 대한 응답으로 각각의 이미지에 대한 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 이미지에 대한 상기 목표 표면의 노출 시간에 대한 응답으로 각각의 이미지에 대한 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐, 포커스에서 직사각형 형상을 갖는 다이오드 레이저 빔(diode laser beam)을 횡단시키는 단계;
    상기 목표 표면의 국부적 폭에 대한 응답으로 이미지들의 횡단 방향에 대해 가로 놓인 방향으로 상기 레이저 빔의 폭을 제어하는 단계; 및
    본질적으로 일정한 파워 밀도를 제공하기 위해 상기 레이저 빔의 폭에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    횡단하는 방향으로 상기 목표 표면에 걸쳐 순차적인 일련의 직사각형 형상 이미지들을 생성하도록 상기 레이저 빔을 제어하는 단계
    를 더 포함하고,
    각각의 이미지는 상기 목표 표면의 국부적 폭에 응답하는 폭을 갖는,
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이미지들의 횡단하는 방향으로 각각의 레이저 빔 이미지들의 높이를 제어하는 단계; 및
    포커스에서의 각각의 직사각형 형상 이미지의 영역에 대한 응답으로 각각의 이미지에 대한 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐 연속적인 레이저 빔을 횡단시키는 단계;
    상기 목표 표면의 국부적 형상에 대한 응답으로 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역을 계속해서 제어하는 단계; 및
    상기 목표 표면에 걸쳐 본질적으로 일정한 파워 밀도를 제공하기 위해 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 계속해서 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐 상기 레이저 빔의 본질적으로 일정한 파워 밀도를 제공하기 위해 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 횡단시키는 단계 전에 분말형 초합금 재료(powdered superalloy material) 및 분말형 플럭스 재료(powdered flux material)를 상기 목표 표면 상에 제공하는 단계; 및
    상기 목표 표면의 국부적 용융 구역들을 따라 상기 분말형 초합금 및 플럭스 재료들을 점진적으로 용융시키는 단계; 및
    슬래그(slag)의 층에 의해 커버되는(covered) 초합금 클래딩 재료(superalloy cladding material)의 층을 상기 목표 표면 상에 형성하기 위해, 용융된 초합금 및 플럭스 재료들이 냉각 및 응고되도록 허용하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  11. 방법으로서,
    목표 표면에 걸쳐 에너지 빔(energy beam)을 횡단시키는 단계 ― 상기 에너지 빔에 노출된 상기 목표 표면의 각각의 부분들의 국부적 형상은 상기 빔이 상기 목표 표면에 걸쳐 횡단함에 따라 변화됨 ―;
    노출되는 상기 목표 표면의 각각의 부분들의 국부적 형상에 대한 응답으로 상기 에너지 빔의 파라미터(parameter)를 제어하는 단계; 및
    상기 에너지 빔이 상기 목표 표면에 걸쳐 횡단할 때, 상기 목표 표면 상의 포커스에서의 상기 에너지 빔의 파워 밀도가 본질적으로 일정하도록, 상기 에너지 빔의 파라미터의 변화들에 대한 응답으로 상기 에너지 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐 상기 에너지 빔을 일련의 레이저 빔 이미지들로서 횡단 방향으로 횡단시키는 단계;
    노출되는 상기 목표 표면의 국부적 폭에 대한 응답으로 상기 횡단 방향에 대해 가로 놓인 방향으로 상기 이미지들의 각각의 폭들을 제어하는 단계; 및
    각각의 이미지의 폭에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 횡단 방향으로 상기 이미지들의 각각의 높이들을 제어하는 단계; 및
    각각의 이미지의 높이에 대한 응답으로 다이오드 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐 상기 에너지 빔을 일련의 레이저 빔 이미지들로서 횡단시키는 단계; 및
    각각의 이미지에 대한 상기 목표 표면의 노출 시간에 대한 응답으로 각각의 이미지에 대한 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 목표 표면에 걸쳐 상기 에너지 빔을 연속적인 레이저 빔으로서 횡단시키는 단계;
    노출되는 상기 목표 표면의 각각의 부분들의 국부적 형상에 대한 응답으로 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역을 계속해서 제어하는 단계; 및
    상기 목표 표면에 걸쳐 본질적으로 일정한 파워 밀도를 제공하기 위해 포커스에서의 상기 레이저 빔의 영역에 대한 응답으로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 계속해서 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 횡단시키는 단계 전에 분말형 초합금 재료 및 분말형 플럭스 재료를 상기 목표 표면 상에 제공하는 단계; 및
    횡단되는 에너지 빔으로 상기 목표 표면에 걸쳐 상기 분말형 초합금 및 플럭스 재료들을 점진적으로 용융시키는 단계; 및
    슬래그의 층에 의해 커버되는 초합금 클래딩 재료의 층을 상기 목표 표면 상에 형성하기 위해, 용융된 초합금 및 플럭스 재료들이 냉각 및 응고되도록 허용하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  17. 방법으로서,
    분말형 표면에 걸쳐 복수의 레이저 빔 이미지들을 순차적으로 진행시킴으로써 상기 분말형 표면을 가열하는 단계;
    각각의 이미지에 의해 가열되는 상기 분말형 표면의 영역의 각각의 형상에 대한 응답으로 각각의 이미지의 영역을 제어하는 단계; 및
    각각의 이미지의 파워 밀도가 원하는 값이도록, 상기 이미지들을 생성하기 위해 이용되는 레이저의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 이미지들을 직사각형 형상으로 생성하기 위해 다이오드 레이저를 활용하는 단계;
    전방 진행(forward progression) 방향으로 다른 이미지들과 동일한 높이를 갖도록 각각의 이미지를 제어하는 단계; 및
    각각의 이미지에 의해 가열되는 상기 분말형 표면의 국부적 폭에 응답하는 폭을 갖도록 각각의 이미지를 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 이미지들 모두 간에 본질적으로 일정한 파워 밀도를 제공하기 위해 각각의 이미지의 폭과 선형 관계로 상기 레이저 빔의 파워 레벨을 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는, 초합금 기판 재료의 표면 상에 배치된 분말형 초합금 재료 및 분말형 플럭스 재료의 표면을 가열하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
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