KR20160118341A - 레이저 적층용 금속 필러 분말 및 플럭스 분말의 선배치 방법 및 이를 위한 재료 - Google Patents

레이저 적층용 금속 필러 분말 및 플럭스 분말의 선배치 방법 및 이를 위한 재료 Download PDF

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Abstract

금속의 레이저 적층을 위한 작업 표면(30) 상에서 인접한 배치를 위해 필러 금속 분말(24) 및 플럭스 분말(26)의 각각의 패킷들(20, 21, 46, 50, 52, 70, 82, 84)을 형성. 각각의 패킷은 알루미나, 지르코니아, 바살트 또는 실리카와 같은 플럭스 섬유들을 포함할 수 있는 희생 슬리브(22) 또는 인접하게 시밍된 시트들(72A 내지 72D)로 형성될 수 있다. 플럭스의 패킷(56)은 금속의 패킷(56) 내측에서 중앙에 배치되거나 이와 반대일 수 있다. 3 개의 패킷들(74A 내지 74C, 86A 내지 86C)의 연결된 스택(70, 82, 84)은 4 개의 스택된 희생 시트들(72A 내지 72D)을 공통 에지들 둘레에 시밍(76A, 76B)함으로써 형성될 수 있고, 시트들 사이에서 발생하는 3 개의 공간들을 금속/플럭스/금속 또는 플럭스/금속/플럭스 분말들의 각각의 수직 순서로 채운다. 퀼팅 및 중간 스티칭은 재료 분포의 정교한 제어를 제공하고 재료의 피딩을 용이하게 할 수 있다.

Description

레이저 적층용 금속 필러 분말 및 플럭스 분말의 선배치 방법 및 이를 위한 재료{METHOD FOR PREPLACEMENT OF METAL FILLER POWDER AND FLUX POWDER FOR LASER DEPOSITION AND MATERIAL THEREFOR}
본 출원은 2014년 5월 20일자로 출원된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제14/282,410호(어토니 도켓(attorney docket) 번호 2014P06058US) 및 2014년 2월 7일자로 출원된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제 14/175,525호(어토니 도켓 번호 2014P02381US)의 일부 계속 출원이며, 이들 양자 모두는 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은, 금속 컴포넌트들(components)의 첨가적 제작(additive fabrication) 및 보수, 특히 금속의 레이저 적층(laser deposition)을 위해 작업 표면 상에 금속 필러(filler) 분말 및 플럭스(flux) 분말을 선배치하는 것에 관한 것이다.
필러 금속의 레이저 용융은, 가스 터빈 컴포넌트들(gas turbine components)을 포함하는 물품들의 적층 가공(additive manufacturing) 및 보수를 위해 사용된다. 플럭스는 필러 금속(filler metal)의 와이어(wire)에서 플럭스 코어(flux core) 또는 필러 와이어 상에서 플럭스 코팅(flux coating)을 통해서 또는 와이어 또는 스트립(strip) 형태로 솔리드(solid) 필러 금속과 함께 피딩되는(fed) 과립화된(granulated) 플럭스 재료로서 도입될 수 있다. 대안으로, 필러 금속 및 플럭스는 분말 형태로 제공될 수 있다. 분말이 특히 유리한데, 이는 레이저 에너지(energy)가 솔리드 필러 금속에 의한 것보다 분말에 의해서 보다 용이하게 캡처링되기(captured) 때문이다. 와이어 피드(wire feed)의 문제점은, 레이저 빔(beam)이 레이저와의 정교한 정렬시 와이어를 동시에 피딩(feeding) 및 이동시키면서, 와이어 상에서 계속해서 집속(focus)해야만 한다는 것이다. 와이어는 선회 미러들(pivoting mirrors)에 의해서 스캐닝되는(scanned) 레이저 빔만큼 빠르게 이동될 수 없다. 이에 따라, 와이어는 프로세싱 속도(processing speed)를 제한한다.
필러 분말 전달 옵션들(delivery options)은 다음을 포함한다:
(1) 프로세싱의 지점으로 스프레이되는(sprayed) 분말. 이는 분말의 비산(scattering) 및 낭비(waste)를 유발한다. 평탄한 수평방향 표면들 상에서 조차, 스프레이되는 분말의 최종적인 캡처(net capture)는 단지 약 65 %이다. 분말 스프레이 노즐들(nozzles)은 레이저 빔만큼 빨리 이동할 수 없어서, 노즐들은 프로세싱 속도를 제한한다.
(2) 별개의 층들에서의 분말식 금속 및 분말식 플럭스의 선배치. 이는 필러 두께 분포 및 금속/플럭스 비율을 제어한다. 그러나, 이는 노동 집약적이며 시간 소모가 크다.
(3) 분말식 금속 및 분말식 플럭스의 혼합물의 선배치. 이는 별개의 층들에서 금속 및 플럭스를 배치시키는 것과 비교하여 약 1/2만큼 노동력을 감소시킨다. 그러나, 각각의 분말들의 크기 및 밀도의 차이들로 인해서 균일한 혼합을 보장하는 것은 어렵다. 복합재 금속/플럭스 분말의 사용은, 이러한 혼합 및 분리 문제들을 회피하지만, 복합재 준비는 값비싸고 시간 소모가 크다.
(4) 프로세싱 경로에 배치되는 희생 슬리브(sleeve) 또는 패킷(packet)에서의 금속 및 플럭스 분말들의 캡처링(capturing). 이는 양호한 옵션인데, 이는 분말 낭비가 최소화되고 분말의 정확한 분포가 가능하기 때문이다. 이 방법은 비교적 빠르며 노동력을 덜 요구한다. 그러나, 슬리브에서 혼합된 금속 및 플럭스 분말들은 여전히 분리될 수 있어서, 분말 볼륨(volume) 및 작업 표면 영역에 걸쳐 일관되지 않은(inconsistent) 금속/플럭스 비율들을 유발한다.
본 발명은 도시하는 도면들을 고려하여 하기 설명에서 설명된다.
도 1은 금속 분말을 포함하는 희생 슬리브(sacrificial sleeve)에 의해서 형성된 필러 패킷(filler packet)의 단면도이다.
도 2는 작업 표면 상에 배치되고 정확한 에지(accurate edge)를 위한 레이저 차단 슈들(laser blocking shoes)에 의해 프레임을 이루는(framed) 플럭스 분말 및 금속 분말의 각각의 패킷들의 단면도이다.
도 3은 더 넓은 영역을 커버링(cover)하기 위한 도 2의 패킷들의 수평방향 반복을 도시한다.
도 4는 슬래그 블랭킷(slag blanket)에 의해 커버링되는(covered) 금속 멜트(melt)를 형성하는 도 3의 패킷들 위에 레이저 빔을 지향시키는 프로세스(process)를 예시한다.
도 5는 어레이(array)의 각각 상이한 부분들에서 금속 분말, 플럭스 분말 및 레이저 차단 재료를 포함하는 인접한 패킷들의 어레이를 도시한다.
도 6은 퀼팅(quilting)함으로써 평탄한 형상으로 유지되는 필러 패킷의 사시도이다.
도 7은 금속 및 플럭스 분말들을 제각기 포함하는 2 개의 스태킹되고 퀼팅된(stacked quilted) 패킷들의 단면도이다.
도 8은 금속 분말을 포함하는 슬리브 내에서 중앙에 로케이팅된(located) 플럭스 분말을 포함하는 슬리브를 갖는 조합된 2 개의 패킷 실시예의 사시/단면도이다.
도 9는 도 8에서와 같이 형성되고, 이후 분말 분포를 제어하도록 길이 방향 스티치(stitch)에 의해 퀼팅되는 패킷 실시예의 횡단면도이다.
도 10은 레이저 차단 슈들 사이에서 작업 표면 상에 배치되는 도 8의 2 개의 패킷 실시예의 단일 층을 도시한다.
도 11은 레이저 차단 슈들 사이에서 작업 표면 상에 배치되는 도 8의 2 개의 패킷 실시예의 이중 층을 도시한다.
도 12는 본 발명의 양태들을 사용하여 가스 터빈 블레이드 팁(gas turbine blade tip) 상에 스퀼러 리지들(squealer ridges)을 빌딩하기(building) 위한 장치 및 프로세스의 단면도이다.
도 13은 에지들 둘레에 함께 시밍된(seamed) 4 개의 스택된 시트들(stacked sheets) 사이에서 각각의 공간들에 형성된 금속/플럭스/금속의 3 개의 패킷들의 연결된 수직 스택(stack)을 도시한다.
도 14는 시밍된 에지들 중간 퀼팅을 사용하여 도 13의 3 개의 스택된 패킷들의 수평방향 반복을 도시한다.
도 15는 에지들 둘레에 함께 시밍된 4 개의 스택된 시트들 사이에서 각각의 공간들에 형성된 플럭스/금속/플럭스의 3 개의 패킷들의 연결된 수직 스택을 도시한다.
도 16은 롤(roll) 상에 스택된 필러 패킷들의 기다란 형태(elongated form)를 제공하고, 레이저 프로세싱(processing)에 앞서 롤로부터 스택된 필러 패킷들을 피딩하는 방법을 예시한다.
도 1은 금속 분말(24)을 포함하는 슬리브(22)로 형성된 레이저 적층(laser deposition)을 위한 필러 패킷(20)을 도시한다. 슬리브는, 면 또는 합성 직물 또는 중합체 막과 같은 희생 재료일 수 있으며, 그리고/또는 지르코니아(zirconia), 알루미나(alumina), 바살트(basalt) 및 실리카(silica) 직물 중 적어도 하나와 같은 플럭스 구성성분들을 포함할 수 있다.
도 2는 작업 표면(30) 상에 배치된 금속 분말(24)의 하부 필러 패킷(20) 상의 플럭스 분말(26)의 상부 필러 패킷(21)을 도시하며, 이 작업 표면(30)은 보수 또는 제작을 위한 기재의 표면 또는 새로운 제 1 제작 층을 위해 그래파이트(graphite) 또는 지르코니아와 같은 서포트(support) 재료의 워크테이블(worktable) 또는 베드(bed)일 수 있다. 필러 패킷들은 프로세싱의 열(heat)을 견딜 수 있는 그래파이트 또는 지르코니아와 같은 레이저 차단 재료의 하나 또는 그 초과의 인접한 강성 형태들(rigid forms) 또는 슈들(32)에 의해 맞닿거나(abutted) 프레임을 이룰(framed) 수 있다. 이러한 슈들은 멜트 풀(pool)의 측면들을 포함하고 정확하게 규정하며, 그리고 이에 따라 최종 적층 층(deposition layer)의 측면들을 규정한다. 또한, 이러한 슈들은 이들의 전도 특징들(예컨대, 그래파이트) 또는 절연 특징들(예컨대, 지르코니아)을 통해서 열 방산(heat dissipation)을 관리한다.
도 3은 도 2의 스택된 패킷들(20, 21)의 수평 방향 반복들에 의해 커버링되는 작업 표면(30)의 영역을 도시한다. 대안으로, 평탄 퀼팅된 패킷들이 나중에 도시되는 바와 같이 비교적 넓은 영역들을 커버링하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는 금속 및 플럭스 분말들을 용융시키기 위해 레이저 빔(36)을 방사하여 슬래그(40)의 블랭킷을 갖는 멜트 풀(38)을 형성하는 레이저 방사체(laser emitter)(34)를 도시한다. 슬래그 블랭킷은 멜트 풀을 단열시키며(thermally insulate), 이는 금속 분말로의 레이저 에너지 전달을 최대화하고, 가열이 보다 균일하게 이루어지게 하며, 응고가 보다 점진적이고 일관되게 이루어지게 한다. 전자 빔들 및 플라즈마(plasma) 빔들과 같은 다른 형태들의 에너지 빔들이 사용될 수 있다.
도 5는 금속 분말(24)을 갖는 패킷들의 저부 층들, 플럭스 분말(26)을 갖는 패킷들의 최상부 층을 포함하는 인접한 필러 패킷들의 어레이(42), 및 레이저 차단 재료 분말(44)을 갖는 패킷들의 측면 어레이(array)를 도시한다.
도 6은 평면(planar) 형상을 유지하고 필러 패킷의 평면에 걸쳐 분말의 균일한(또는 대안으로 불균일하지만 의도적이며 제어되는) 분포를 유지하도록 퀼팅(48)을 갖는 평면 필러 패킷(46)을 도시한다. 이러한 평면 패킷은 평탄(flat) 또는 곡선식 구성의 넓은 표면들로의 적용들을 위한 특별 용도일 것이다. 도 7은 작업 표면(30) 상에 배치되고 레이저 차단 슈들(32)에 의해 프레임을 이루는, 금속 분말(24)을 포함하는 제 1 평면(이 경우에, 평탄) 필러 패킷(46) 및 플럭스 분말(26)을 포함하는 제 2 평탄 필러 패킷(50)을 도시한다. 도시된 바와 같이 중간 스티칭(intermediate stitching)의 적어도 하나의 라인(line)에 의한 퀼팅은 비교적 얇으며 넓은 패킷을 제공한다. 예컨대, 패킷 폭은, 더 넓은 영역에 걸쳐 부여된 두께의 필러 재료를 제공하기 위해서 두께의 적어도 2 배일 수 있다.
도 8은 금속 분말(24)을 포함하는 외부 슬리브(54) 및 플럭스 분말(26)을 포함하고 금속 분말에 의해 둘러싸이는 동심의 내부 슬리브(56)를 갖는 조합된 2 개의 패킷 실시예(52)를 도시한다. 슬리브들은 이미 설명된 바와 같이 직물 또는 다른 가요성의 희생 배관을 포함할 수 있다. 예시적인 비제한적 직경들은 외부 슬리브의 경우 6 mm이고, 내부 슬리브의 경우 3 mm이다. 패킷들은 분말 분포를 제어하기 위해서 이러한 동축 로프형(coaxial rope-like) 배열체의 길이를 따라 횡방향으로 간헐적 스티칭(intermittently stitched)(57)될 수 있다. 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같은 배열체들은, 필요에 따라 연신될(elongated) 수 있고, 그리고 프로세싱될 로케이션들(locations)에 대해 블랭킷형(blanket-like) 또는 로프형(rope-like) 패킷들의 롤들로부터 제각기 피딩될 수 있다
도 9는 도 8에서와 같이 형성되고, 그리고 이후 더 넓은 영역에 걸쳐 부여된 두께의 필러 재료를 제공하는 비교적 얇고 넓은 패킷을 형성하고 유지하도록 길이방향 스티칭(58) 중 적어도 하나의 라인에 의해 퀼팅되는 패킷 실시예(53)의 횡단면도이다. 예컨대, 패킷 폭(W)은 두께(T)의 적어도 2 배일 수 있다.
도 10은 작업 표면 상에 배치되고 그리고 레이저 차단 슈들(32)에 의해서 둘러싸이는 조합된 필러 패킷들(52)을 도시한다. 도 11은 단일 프로세스에서 더 두꺼운 적층을 위해 작업 표면 상에 배치되는 이러한 필러 패킷들의 다중 층들을 도시한다. 대안으로, 제 1 적층은 패킷들의 단일 층으로 만들어질 수 있다. 응고 후에, 슬래그가 제거되며, 프로세스는 필요에 따라 패킷들의 추가 층(들)에 대해 반복된다.
도 12는 블레이드 팁의 측면들에 맞닿게 레이저 차단 슈들(62)을 유지하는 챔버(chamber) 또는 고정물(fixture)(60)에서 압력 측(PS; pressure side) 및 흡입 측(SS; suction side)을 갖는 가스 터빈 블레이드 팁(59)을 도시한다. 추가의 레이저 차단 슈(64)가 블레이드 팁 캡(blade tip cap)(66) 상에 위치된다. 이는 블레이드 팁 상에 스퀼러 리지를 빌딩하기 위한 채널들(channels)(68)을 제공한다. 본원에서 설명되는 바와 같이 금속 분말(24) 및 플럭스 분말(26)의 패킷들은 레이저 적층을 위해 채널들에 배치된다. 제 1 적층 층이 형성되고 응고된 이후에, 슬래그가 제거된다. 이후, 제 1 적층 층은, 새로운 작업 표면을 제공하고, 이 표면 상에서, 추가 층(들)(요구된다면)이 스퀼러 리지를 소망하는 높이로 빌드업(build-up)하도록 적층될 수 있다.
도 13은 4 개의 스택된 희생 시트들(72A 내지 72D)을 그의 공통 에지들 둘레에 시밍함(seaming)(76A, 76B)함으로써 형성되고, 시트들 사이에서 발생하는 3 개의 공간들을 금속/플럭스/금속(도시 생략) 또는 플럭스/금속/플럭스(도 15)의 순서로 채우는, 3 개의 패킷들(74A 내지 74C)의 연결된 스택(70)을 도시한다. 심들(seams)(76A, 76B)은 스티치들(stitches), 접착제(adhesive) 또는 멜트들(melts)일 수 있다. 이 실시예에서, 플럭스 패킷(74B)은 에워싸는 금속 분말에서 상승하거나 가라앉지 않을 수 있는데, 이는 금속 분말이 상부 및 하부 패킷들(74A, 74C) 사이에서 유동할 수 없기 때문이다.
도 14는 4 개의 희생 시트들(72A 내지 72D)의 연결된 스택(82)을 도시하며, 이 시트들(72A 내지 72D)은 그의 공통 에지들 둘레에 시밍되고(76A, 76B) 퀼팅되며(48), 수평 방향으로 반복되는 도 13에서와 같은 수직방향으로 인접한 패킷들(74A 내지 74C)의 평면(이 경우에, 평탄) 조합을 형성하고, 작업 표면의 영역에 걸쳐 필러 재료의 분포를 제공한다. 퀼팅은 비교적 얇으며 넓은 패킷을 제공한다. 예컨대, 패킷 폭(W)은, 더 넓은 영역에 걸쳐 필러 재료의 소망하는 두께를 제공하기 위해서 두께(T)의 적어도 2 배일 수 있다.
도 15는 4 개의 스택된 희생 시트들(72A 내지 72D)을 그의 공통 에지들 둘레에 시밍(76A, 76B)함으로써 형성되고, 시트들 사이에서 발생하는 3 개의 공간들을 플럭스/금속/플럭스의 순서로 채우는, 3 개의 인접한 패킷들(86A 내지 86C)의 연결된 스택(84)을 도시한다. 실시예들(70, 82, 84)에서의 패킷 크기들의 비율들은 원하는 대로 조절될 수 있다. 도 15는 제각기 가장 작고, 가장 크고 그리고 중간인 저부, 중간 및 최상부 패킷들의 사이징(sizing)을 예시한다. 이에 따라, 중간의 금속 패킷은 가장 크고, 하부 플럭스 패킷은 가장 얇지만 융합(fusion)을 용이하게 하고 오염물들을 정화(scavenge)시키기 위해서 멜트를 통해 상승하는 플럭스를 제공하기에 충분하고, 그리고 최상부 플럭스 패킷은 멜트 풀(melt pool) 상에서 슬래그 블랭킷(slag blanket)을 형성하기 위해서 중간 크기이다.
도 16은 롤(92) 상에서 스택된 필러 패킷들(88, 89, 90)의 기다란 형태(87)를 제공하는 방법을 예시한다. 기다란 형태는, 엔드-투-엔드(end-to-end)식으로 부착되는 필러 패킷들의 하나 또는 그 초과의 순서들을 포함할 수 있거나, 이는 도 8, 도 9, 또는 도 13 내지 도 15 중 하나에서와 같이 형성되는 스택된 필러 패킷들을 포함할 수 있다. 롤(92)은, 기재 상에 금속 및 플럭스 필러 분말들을 용융시켜 기재에 융합되는 금속 층(95) 및 금속 층 상에 슬래그 블랭킷(96)을 형성하는 레이저 빔(34)에 앞서 기재(99) 상에 스택된 필러 패킷들의 기다란 형태를 피딩할 수 있다. 선택적으로, 접착제(97)는 필러 패킷들의 기다란 형태가 기재의 표면(30)과 접촉하기 이전에 풀려짐(unroll)에 따라 필러 패킷들의 기다란 형태에 적용될 수 있거나, 접착제는 롤(92)에 앞서 작업 표면(30)에 직접 적용될 수 있다.
동축으로 스태킹되거나 조립되든지 간에, 이중 패킷 시스템(dual packet system) 및 방법은 분말들의 단순한 선배치를 허용하고, 분리 문제들(segregation issues)을 회피한다. 패킷들은 스풀들(spools)로부터 기다란 패킷(들) 또는 일련의 연결된 패킷들을 잡아당기는 피더들(feeders)에 의해서 레이저 프로세싱 이전에 자동으로 피딩될 수 있다. 패킷들은 실리카(silica) 또는 다른 세라믹형(ceramic-like) 재료들과 함께 사용하기 위해서 설계된 접착제들 또는 시멘트들(cements)에 의해 적소에 패킷들을 글루잉(gluing)함으로써 비수평 표면들 상에서 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 본원에서 도시되고 설명되어 있지만, 이러한 실시예들이 단지 예시로써 제공되는 것이 자명할 것이다. 다양한 변경들, 수정들 및 치환들이 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 첨부된 청구항들의 사상 및 범주에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 금속 분말을 포함하는 제 1 패킷(packet)을 제공하는 단계;
    플럭스(flux) 분말을 포함하는 제 2 패킷을 제공하는 단계;
    상기 제 1 패킷 및 제 2 패킷을 작업 표면 상에 서로 인접하게 배치시키는 단계; 및
    슬래그(slag)의 층 아래에서 상기 표면 상에 금속을 적층하도록 상기 제 1 패킷 및 제 2 패킷을 동시에 용융시키는 단계를 포함하는,
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 표면 상에 상기 제 1 패킷을 배치시키는 단계;
    상기 제 1 패킷 상에 상기 제 2 패킷을 배치시키는 단계;
    상기 제 1 패킷 및 제 2 패킷을 레이저 차단 재료(laser blocking material)의 슈들(shoes)과 함께 프레임을 이루는(framing) 단계; 및
    상기 제 2 패킷 상에 레이저 빔(laser beam)을 지향시키는 단계, 상기 슈들 사이에서 멜트 풀(melt pool)을 형성하도록 상기 플럭스 분말과 상기 금속 분말을 용융시키는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 패킷 내측에 상기 제 1 패킷을 배치하는(disposing) 단계를 더 포함하는,
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 내측에 상기 제 2 패킷을 배치하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 내측에 상기 제 2 패킷을 동심으로(concentrically) 배치하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    그의 공통 에지들(common edges)을 따라 함께 시밍된(seamed) 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 희생 시트들(sacrificial sheets)의 스택된 순서(stacked sequence)로부터 상기 제 1 패킷, 상기 제 2 패킷 및 제 3 패킷을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 패킷은 상기 제 1 시트(sheet)와 상기 제 2 시트 사이에 형성되고, 상기 제 2 패킷은 상기 제 2 시트와 상기 제 3 시트 사이에 형성되고, 상기 제 3 패킷은 추가의 금속 분말과 추가의 플럭스 분말 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제 3 시트와 상기 제 4 시트 사이에 형성되고, 상기 제 2 패킷은 상기 제 1 패킷과 상기 제 3 패킷 사이에 배치되는,
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷의 가로방향(widthwise) 중간 부분을 가로질러 또는 중간 부분을 따라 퀼트 스티칭(quilt stitching)의 적어도 하나의 라인(line)에서 스티칭하는 단계를 더 포함하고, 상기 스티칭은 그의 두께의 적어도 2 배인 폭을 포함하도록 상기 패킷들을 형성하고 유지하는,
    방법.
  8. 금속 분말을 포함하는 희생 슬리브(sacrificial sleeve)를 포함하는 제 1 패킷을 형성하는 단계;
    플럭스 분말을 포함하는 제 2 희생 슬리브를 포함하는 제 2 패킷을 형성하는 단계;
    기재 상에서, 제 1 패킷 및 제 2 패킷을 서로 인접하게, 또는 포개어(one within the other) 배치하는 단계;
    상기 제 1 패킷 및 제 2 패킷에 걸쳐 레이저 빔(laser beam)을 지향시키는 단계, 상기 플럭스 분말 및 상기 금속 분말을 용융시키는 단계, 금속 멜트(metal melt) 상에 슬래그 블랭킷(slag blanket)을 형성하는 단계, 및 상기 기재에 상기 금속을 퓨징하는(fusing) 단계를 포함하는,
    방법
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기재 상에 상기 제 1 패킷을 배치하는 단계;
    상기 제 1 패킷 상에 상기 제 2 패킷을 배치시키는 단계; 및
    상기 제 2 패킷에 걸쳐 레이저 빔을 지향시키는 단계, 상기 플럭스 분말 및 상기 금속 분말을 용융시키는 단계, 상기 금속 멜트 상에 상기 슬래그 블랭킷을 형성하는 단계, 및 상기 기재에 상기 금속을 퓨징하는 단계를 더 포함하는, 방법
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 지향시키는 단계 이전에 상기 제 1 패킷 및 상기 제 2 패킷의 제 1 측면을 따라 상기 기재 상에 제 1 레이저 차단 슈를 배치시는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 지향시키는 단계 이전에 상기 제 1 패킷 및 상기 제 2 패킷의 제 2 측면을 따라 상기 기재 상에 제 2 레이저 차단 슈를 배치시는 단계를 더 포함하고, 상기 금속 멜트는 상기 제 1 레이저 차단 슈 및 상기 제 2 레이저 차단 슈에 의해 구속되는(bounded) 멜트 풀을 형성하는,
    방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 및 상기 금속 분말 내측에 상기 플럭스 분말을 포함하는 제 2 패킷을 동심으로(concentrically) 배치하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    그의 공통 에지들을 따라 함께 시밍된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 희생 시트들 스택된 순서로부터 상기 제 1 패킷, 상기 제 2 패킷 및 제 3 패킷을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 패킷은 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 사이에 형성되고, 상기 제 2 패킷은 상기 제 2 시트와 상기 제 3 시트 사이에 형성되고, 상기 제 3 패킷은 추가의 금속 분말과 추가의 플럭스 분말 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제 3 시트와 상기 제 4 시트 사이에 형성되고, 상기 패킷들의 연결된 스택을 형성하고 여기서 플럭스 분말을 포함하는 제 2 패킷은 제각기 금속 분말 및 추가의 금속 분말을 포함하는 제 1 패킷과 제 3 패킷 사이에 배치되는,
    방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    실리카(silica), 지르코니아(zirconia), 바살트(basalt) 및 알루미나(alumina) 중 적어도 하나를 포함하는 직물의 제 1 패킷 및 제 2 패킷 중 적어도 하나를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    롤(roll) 상에 상기 제 1 패킷 및 상기 제 2 패킷의 기다란 형태를 제공하는 단계; 및 상기 레이저 빔에 앞서 상기 기재 상에 상기 롤로부터 기다란 형태를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  16. 제 1 분말을 포함하는 제 1 패킷; 및
    제 2 분말을 포함하는 제 2 패킷을 포함하고,
    상기 제 2 패킷은 상기 제 1 패킷 내측에 배치되고 상기 제 1 분말에 의해서 적어도 2 개의 대향 측면들 상에 에워싸이며,
    상기 제 1 분말은 금속 분말 또는 플럭스 분말 중 하나를 포함하고,
    상기 제 2 분말은 상기 금속 분말 또는 플럭스 분말 중 다른 하나를 포함하는,
    장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 내부에 동심으로 배치되고 상기 제 1 분말에 의해 에워싸이는 제 2 패킷을 더 포함하는,
    장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    그의 공통 에지들을 따라 함께 시밍된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 희생 시트들의 스택된 순서로부터 상기 제 1 패킷, 상기 제 2 패킷 및 제 3 패킷을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 패킷은 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 사이에 형성되고, 상기 제 2 패킷은 상기 제 2 시트와 상기 제 3 시트 사이에 형성되고, 상기 제 3 패킷은 상기 제 3 시트와 상기 제 4 시트 사이에 형성되고, 패킷들의 연결된 스택을 형성하고, 여기서 제 2 패킷은 플럭스 분말을 포함하고, 금속 분말을 포함하는 상기 제 1 패킷과 추가의 금속 분말을 포함하는 상기 제 3 패킷 사이에 배치되는,
    장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    그의 공통 에지들을 따라 함께 시밍된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 희생 시트들의 스택된 순서로부터 상기 제 1 패킷, 상기 제 2 패킷 및 제 3 패킷을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 패킷은 상기 제 2 시트와 상기 제 3 시트 사이에 형성되고, 상기 제 2 패킷은 상기 제 1 시트와 상기 제 2 시트 사이에 형성되고, 상기 제 3 패킷은 상기 제 3 시트와 상기 제 4 시트 사이에 형성되고, 패킷들의 연결된 스택을 형성하고, 여기서 제 1 패킷은 금속 분말을 포함하고, 플럭스 분말을 포함하는 상기 제 2 패킷과 추가의 플럭스 분말을 포함하는 상기 제 3 패킷 사이에 배치되는,
    장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    각각 가장 크고, 가장 작으며, 중간인 제 1 패킷, 제 2 패킷 및 제 3 패킷을 사이징하는 단계를 더 포함하는,
    장치.
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