(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製構成部材の壁（２１）に、ディフューザー（１５）の底（２３）から壁（２１）の第一表面（２５）へ上方且つ外方に開いているようなディフューザー（１５）を有する開口（１４）を形成する方法であって、
Ａ）金属を蒸発するに十分なパルス繰り返し率及び出力を有するレーザービーム（２４ｂ）を生じるレーザー（２４）を用いて壁（２１）をレーザー加工し、
Ｂ）ディフューザー（１５）の予定の第一の側縁（３２）に向けてディフューザー（１５）の中心線（３０）から始まって、単一パスで表面を横切って鋭角（Ａ）でレーザービーム（２４ｂ）を発射し横断させ、そして、
Ｃ）前記パス期間中、増加する速度でレーザービーム（２４ｂ）を横断させて、相次ぐレーザー・スポット（Ｓ）が互いに実質的に重なりながらその重なりが減少していくようにし、且つ、パルスが金属を少しづつ削って連続した溝が前記表面より下（４０）に形成されるように各ビームパルスがレーザースポット（Ｓ）の所で金属を蒸発させる、ことからなる方法。
【請求項２】
第二の溝（４２）を、レーザービーム（２４ｂ）をディフューザー（１５）の反対側の予定の第二の側縁（３４）に向かって表面を横切って横断させて同じように形成して、一つの長い連続した溝（４３）を形成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
レーザービーム（２４ｂ）を直線的に横断させ、スポット（Ｓ）の隣接する複数の列が少なくとも接するように、スポット（Ｓ）の複数の平行な列に沿って金属を蒸発させて複数の隣接する長い溝（４３，４４，４６）が一方の側縁（３６）から他方の側縁（３８）まで形成される請求項２記載の方法。
【請求項４】
隣接する複数のスポット（Ｓ）の列が重なり合い、実質的に台形のディフューザー（１５）を形成するため、隣接する長い溝は異なる長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を有し、溝の長さ方向に直角な方向では長さを狭めた請求項３記載の方法。
【請求項５】
更に、横断（１，２）からなるシーケンスを少なくとも２回以上含み、前記横断はそれぞれディフューザー（１５）のほぼ中心線（３０）から開始して、側縁（３２，３４）の一方に外方に向かって進み、鋭角（Ａ）は全横断期間中一定に保たれる請求項３記載の方法。
【請求項６】
供給孔（１６）がディフューザー（１５）のほぼ中心で壁（２１）の第一表面（２５）上にレーザービーム（２４ｂ）を少なくとも一回当てて最初に形成される請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記供給孔（１６）を加工する工程において、前記供給孔（１６）は第二の表面（２６）から壁（２１）の第一表面（２５）に対して、且つディフューザー（１５）の底（２３）まで延びていて、ディフューザー（１５）より前に前記供給孔（１６）が形成され、前記供給孔（１６）が中心合わせ孔として用いられる請求項６記載の方法。
【請求項８】
金属製で且つ外及び内表面（２５及び２６）有する壁（２１）を貫通して複数の冷却用開口（１４）を形成する方法であって、開口（１４）は、長さ方向に離隔した前及び後縁（３６及び３８）並びに横方向に離隔した第一及び第二側縁（３２及び３４）を有するディフューザー（１５）を含み、ディフューザー（１５）はその底（２３）から構成部材の壁（２１）の第一の表面（２５）まで上方外方に広がっているものにおいて、各開口（１４）に対する工程が、
Ａ）金属を蒸発するためのパルス繰り返し率及び出力を有するレーザービーム（２４ｂ）を生じるレーザー（２４）を用いて壁（２１）をレーザー加工し、
Ｂ）供給且つ中心合わせ孔（１６）をディフューザー（１５）のほぼ中心で壁（２１）の第一表面（２５）上をレーザービーム（２４ｂ）でレーザー機械加工し、
Ｃ）ディフューザー１５の長さ方向に延びる中心線（３０）から開始してディフューザー（１５）の第一側縁（３２）まで後縁（３８）に沿って１回のパスで前記表面を横方向に横切って、鋭角（Ａ）でレーザービーム２４ｂを増加する速度で横断させて、各ビームパルスがスポット（Ｓ）の所で前記壁の金属を蒸発し、相次ぐレーザー（２４）の当たるスポット（Ｓ）が互いに実質的に重なり合って重なり程度が減少していくようにして前記パルスが金属を少しづつ削り取り、集合的に前記表面より下に深さが減少していく溝（４０）の連続した部分を形成し、次いで、
Ｄ）ディフューザー（１５）の長さ方向に延びる中心線（３０）から開始してディフューザー（１５）の反対側の第二側縁（３４）まで１回のパスで前記表面を横方向に横切って、鋭角（Ａ）でレーザービーム（２４ｂ）を増加する速度で横断させて、各ビームパルスがスポット（Ｓ）の所で前記金属を蒸発し、相次ぐレーザー（２４）の当たるスポット（Ｓ）が互いに実質的に重なり合ってその重なり程度が減少していくようにして前記パルスが金属を少しづつ削り取り、集合的に前記表面より下に深さが減少していく溝（４４）の連続した残りの部分を形成する、ことからなる、方法。
【請求項９】
複数の隣接した重なり合う溝（４０，４４）が、先に形成された溝から始まって前縁（３６）まで並べて形成されて、中空にされたディフューザー（１５）を形成する請求項８記載の方法。
【請求項１０】
台形のディフューザー（１５）を形成するため、隣接する前記溝の長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は、前記後縁（３８）から前記前縁（３６）方向にいくに従い狭められるように、前記横断が一連以上行われる請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【０００２】
【本発明の技術分野】
本願発明は、レーザービーム加工に関し、特に、非円形断面開口のレーザービーム加工に関する。
ガスタービンエンジンは、燃焼器で高温燃焼ガスを発生するために、燃料と混合され、点火される空気を圧縮する圧縮機を有し、圧縮機を駆動し且つ出力動力を発生するために燃焼器の下流に配置されたタービンでガスからエネルギを抽出する。各種の構成部材が高温燃焼ガスを囲んでいるので、従って、有用な寿命を得るために運転中は、これらは一般的には冷却される。従来の冷却の構成は、構成部材を貫通して典型的には鋭角で傾斜しているフィルム冷却孔を含み、フィルム冷却孔を通る圧縮空気の一部を構成部材の一方の側から受け取り、運転中構成部材の有効なフィルム冷却を生じる冷却空気フィルムを構成部材の片側に沿って形成する。フィルム冷却孔は、燃焼ライナー、タービンノズル静翼及び動翼、タービンシュラウド、並びに、効果的な冷却を要する各種の遮蔽にきまって見ることができる。フィルム冷却孔の具体的な形状は、ディフューザー孔、或いは、或成形孔である。典型的には、ディフューザー孔、又は、スロットが冷却される構成部材の表面の出口領域に形成され、出口領域は入口領域より大きい。しばしば、円形又は他の形状の一定面積の供給孔が構成部材の他の表面から開口のディフューザー部分の入口領域まで形成される。構成部材を冷却するために境界内に連続冷却空気フィルムを生じるため、開口から冷却表面に沿って冷却空気を放出する。
【０００３】
記載したガスタービン構成部材に貫通孔を形成するための従来の方法があり、孔は、工業用レーザー、又は、放電機械加工（ＥＤＭ）を用いるドリル加工により設けることができる。従来のレーザー加工は、レーザービームが金属を蒸発しながら貫通孔が完成するまで適当に付勢されたレーザービームを所望の位置に保持させる。ＮＤ：ＹＡＧレーザーのようなレーザーは典型的には適当なパルス繰り返し率で動作され、完全な孔が完成するまで各パルスが金属の一部を蒸発する。
【０００４】
しかし、改良したフィルム冷却ディフューザー開口或いはスロットに対する、構成部材のこのようないわゆる止まり開口を形成する方法は、重大な問題と経費を生じる。効果的なフィルム冷却ができて、なお、費用のかからない方法で開口の非円形断面のディフューザー部分を形成したいと言う要望もある。効率的なフィルム冷却動作のために、スロットの側壁及び底は空気力学的理由で好ましくは比較的に滑らかにすべきである。側壁及び底は、長寿命を得るため、動作中の構成部材の最大応力を制限するために望ましくない応力集中を避けるのに十分な滑らかさもなければならない。
【０００５】
典型的なＹＡＧパルス・レーザーでは、各パルスは典型的にはその値がプラス・マイナス５％の変動がある振幅と有限の持続時間を有する。各パルスの電力を時間で積分することにより、各パルスのエネルギの量を決定することができ、これらはパルス振幅と持続時間のプラス・マイナス５％の最悪の変動の組み合わに基づいて、プラス・マイナス約２０％の変動がある。このかなりのエネルギの変動は、パルス当たりの蒸発される金属の量がパルスによりかなり変動することを意味し、相次ぐパルスによって形成される対応する開口は、処理中に形状がかなり変動する。このパルスのエネルギがかなり変動することは、対象が貫通孔又は切り口の形成であり、形成中の孔又は切り口の形状は重要でないから、ドリル加工或いはレーザー切削加工にとっては一般に大きな問題ではない。
【０００６】
しかし、このパルスのエネルギがかなり変動することは、金属構成部材を完全に貫通しない非円形止まり孔或いはスロットを形成しようとするにはかなり重要である。従って、従来の方法でレーザーを用いて止まり孔をドリル加工をし、そして、その加工を続けて延長した非円形孔或いは止まりスロットを形成しようとすると、開口のディフューザー部分に幅、深さ、表面輪郭にかなりの偏差を有するものをもたらす。生じるぎざぎざの輪郭のディフューザー部分は空気力学及び強度の理由で好ましくない。ぎざぎざの輪郭は実質的に滑らかで一様な冷却空気フィルムを形成する能力を減じ、スロットのぎざぎざの底部はスロット底部より下の構成部材の基部の実効強度を望ましくなく減ずる。タービンのフィルム冷却される構成部材は全体の厚さが比較的薄いのが典型的であり、この事は止まり開口及びディフューザー孔又はスロットの精確な配置及び深さが要求される。ディフューザー部分より下の残りの基部材料があまりにも薄いと、構成部材は不所望に低い強度を有することになり、その有効寿命を減ずるか、製造過程でその構成部材を排除しなければならないであろう。
【０００７】
代わりに、従来のＥＤＭ機械加工を止まりディフューザー部分を精確に形成するのに用いることができ、引き続き、所要の貫通孔をスロット内に、従来のＥＤＭ機械加工又は従来のレーザードリル加工を用いて形成することができる。これら２つの方法は、典型的には、２つの別々の異なる工程で、同じ機械か異なる機械に構成部材を再設定して、異なる形状の止まりスロット及び貫通孔を構成部材に形成することになる。再設定することは、止まりディフューザー部とその供給孔との精確な整合を保たなければならない別な問題を呈する。従って、その結果得られる製造法は、タービン動翼、タービン静翼、或いは、燃焼ライナーなどの典型的な構成部材はかなりの数のフィルム冷却貫通孔を有し、それに対応した多数の関連した止まり開口があり、多くの動翼と静翼はフィルム冷却開口を付して製造しなければならないから、比較的複雑で費用が嵩むことになる。
【特許文献１】
特開昭６３−１９２９０２号
【０００８】
【発明の概要】
金属製構成部材の壁に、ディフューザーを有する開口を形成する方法であって、ディフューザーがディフューザーの底から壁の第一表面へ上方且つ外方に開いているものに於いて、その方法が、次の諸工程を含むものである。Ａ）金属を蒸発するに十分なパルス繰り返し率及び出力を有するレーザービームを生じるレーザーを用いて壁をレーザー加工し、Ｂ）ディフューザーの予定の第一側縁に向けてディフューザーの中心線から始まって、単一パスで表面を横切って好ましくは鋭角でレーザービームを発射し横断させ、そして、Ｃ）パス期間中、相次ぐレーザー点が互いに実質的に重なりながらその重なりが減少していくように、速度を増加させてレーザービームを横断させ、パルスが金属を少しづつ削って連続した溝が表面より下に形成されるように各ビームパルスがレーザースポットの所で金属を蒸発させる。
【０００９】
横断は、全ての横断期間中鋭角を一定に保って直線的に行い、ディフューザーの予定の第一側縁に向かって中心線から開始し、先に形成した第一の溝につながり且つ同じ直線上に在る第二の溝を、レーザービームをディフューザーの反対側の予定の第二の側縁に向かって表面上を横断させて同じように形成して、一つの長い連続した溝を形成するのが望ましい。複数の隣接する長い溝が、側縁の一方から他方の側縁にレーザービームを直線的に横断させ、スポットの隣接する複数の列が少なくとも接し、好ましくは重なり合うようにしたスポットの複数の平行な列に沿って金属を蒸発させて形成される。隣接する長い溝は異なる長さにすることができる。より具体的な実施例では、実質的に台形のディフューザーを形成するため、溝の長さ方向に直角な方向では長さが狭められる。ディフューザーは複数の横断からなるシーケンスを２回以上行うことにより形成することができるが、各横断はディフューザーのほぼ中心線から開始して、側縁の一方に外方に向かって進む。
【００１０】
一実施例によれば、供給孔がディフューザーのほぼ中心で壁の第一表面上にレーザービームを少なくとも一回当てて形成される。レーザーを用いて供給孔を壁を完全に貫通してドリル加工するさらに具体的な方法では、全開口が完了すると、供給孔は反対側の表面から壁の第一表面へ壁中の約半分のような途中まで、且つディフューザーの底まで延びている。本発明の方法は、動翼或いは静翼の冷却式タービン翼又は燃焼器ライナーのような金属製の壁を貫通する複数の冷却開口を形成するのに用いることができる。
【００１１】
【発明の詳しい説明】
本発明の新規と思われる特徴は、特許請求の範囲に記載され特徴づけられている。本願発明の他の目的及び利点は添付の図面と共により具体的に記載されている。
本発明の原理を説明するために好適実施例を十分に記載しているが、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を逸脱することなく、好適実施例に様々な改変或いは変更が可能であることを理解されたい。
【００１２】
図１に略図的に示す従来の多軸機械１０は、典型的には、例えば翼１２を有するガスタービンエンジンのロータ動翼８のような金属構成部材の３乃至８軸運動を生じる構成とすることができる。
例示の実施例では、動翼８は一体に形成され、翼１２は全体に中空であり従来のダブティール１１とその間のプラットフォーム１３に一体に結合され、プラットフォームから翼は半径方向Ｒに延在する。翼１２には、通常、前縁ＬＥ及び後縁ＴＥ、凹圧力側ＣＣ、及び凸吸込む側ＣＶが形成される。翼１２は、翼壁２１を貫通して長軸又は半径方向に離隔してレーザーで形成された複数の止まり開口１４の幾つかの列があることを除けば従来のものである。各開口１４は、供給孔１６に接続され流体が供給されるように連通した、全体に下流Ｖに面する非円形断面のディフューザー１５を有し、図２に詳細に示すように内側空洞或いはチャンネル１８と流通するように配置される。チャンネル１８には、通常、運転中にフィルム冷却空気２０が図１の流れ矢印に示すように供給され、この空気は翼１２の内側からいくつかの供給孔１６を通して放出され、ディフューザー１５に供給され、エンジン運転中に翼の上を流れる高温燃焼ガスの熱に対抗して、運転中に翼１２を冷却する半径方向に連続する冷却空気のフィルムを形成する。
【００１３】
開口１４及びそのフィルム冷却ディフューザー１５、並びにそれらに冷却空気２０を供給する供給孔１６が翼１２の圧力側表面に示されているが、それらは、構成部材のフィルム冷却をするために、その吸込み側表面に、或いは、ガスタービンエンジンの他の高温構成部材、又は、燃焼ガスの様な高温流体に曝される他の構造に用いることもできる。例えば、ディフューザー１５及び供給孔１６を、他の点では通常のガスタービンエンジン燃焼ライナー、タービンノズル静翼、タービンロータのシュラウド、又は、フィルム冷却を用いるように設計された他の構成部材に同じように構成することができる。
【００１４】
本発明によれば、典型的な個々のガスタービンエンジン構成部材には、非常に多くのディフューザー１５及びそれに対応する数の供給孔１６、更にかなりの数の個々の構成部材を形成しなければならないので、製造コストを減少するために、ディフューザー１５及び供給孔１６を比較的安価に、比較的速く、比較的精確に形成或いは機械加工することが望まれている。図２及び図３はより具体的に、開口１４及びそれに対応する貫通供給孔１６がディフューザー１５と翼１２の内側チャンネル１８との間に配置された例示的に最終的な形で示されている。
【００１５】
図１に簡略示すように、動翼８は多軸機械１０内に略図的に示されているジグ２２に適当に固定して支持されて、典型的には並進及回転運動軸が３乃至８軸である機械１０の運動のいろいろな程度で動くことができるようにされる。ジグ２２は、製造中に動翼８を固定して保持するために従来の任意の形状とすることができる。機械１０は、製造工程中動翼８の精確な運動を生じるため従来のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）の形式のものである。
【００１６】
機械１０は更にそれに対して適当に固定的に結合された従来の工業用レーザー２４を含む。レーザー２４自体も焦束レンズ２４ａの様な各種のブレードを含み、形状は通常のものであるが、これから記述するように本発明に従って動作される。本発明によれば、レーザー２４は順に各開口１４に対する個々の非円形断面のディフューザー１５及びそれに対応する供給孔１６を簡単で、安価に、精確な製造方法で機械加工即ち形成するために動作される。図１に示す実施例では、対応する供給孔１６とディフューザー１５を順に機械加工するために、本発明に従って構成された好ましくは従来のＮＤ：ＹＡＧレーザーである。本発明は、供給孔を用いないか、及び／又は、例示のディフューザー１５とは目的及び使用が異なる他の形式の非円形断面の開口或いは穴の形成に用いることができる。
【００１７】
例示の開口１４は軸１７を有する円形断面の供給孔１６と台形断面のディフューザー１５を有する。ディフューザー１５は、軸１７と交差し、且つ、ディフューザーの第一側縁３２及び第二側縁３４と平行な中心線３０を有する。ディフューザー１５の平行な前縁３６及び後縁３８は中心線３０に垂直であり、第一側縁３２及び第二側縁３４に対してそれぞれ鋭角をなしている。図９により具体的に示されているように、ディフューザー１５の台形断面は側壁Ｗと傾斜壁ＷＲとの間の角Ｃでかなり丸みを付けられていることに注意されたい。各ディフューザー１５はディフューザーの底２３から壁２１の外側表面２５まで外方に広がっている。
【００１８】
本発明は、金属から作られている壁２１に開口１４を形成するレーザー機械加工法を提供する。好ましくは、レーザー２４を最初に用いてレーザービーム２４ｂを発生し、そのレーザービームを軸１７に沿って向けて供給孔が完了するまで放射して、円形断面の供給孔１６を形成する。供給孔１６は中心合わせ孔としても作用するので、好ましくは最初に供給孔１６をレーザー２４でドリル加工し、ディフューザー１５の機械加工中ディフューザー１５を適正に形成する助けとする。次に、レーザー２４を用いて壁２１の金属を少しづつ蒸発するに十分なパルス繰り返し率及び出力を有するレーザービーム２４ｂを発生させ、外表面２５を横切って、好ましくは一定の鋭角Ａで、ディフューザー１５の中心線から開始して一回のパスでディフューザーの予定の第一側縁３２までレーザービームを照射し横断させてディフューザーが形成される。
【００１９】
図４及び図６に示すように、レーザービーム２４ｂの最初の横断１は中心線３０から第一側縁３２まで行われる。最初の横断１とそれに続く横断は、各ビームパルスが円で記された様にレーザースポットＳの所で金属を蒸発し、相次ぐレーザースポットが互いに実質的に重なり合いその重なり程度が減少していくように横断期間中その速度を増加しながら行われる。これは、パルスが金属を少しづつ削り取って、外表面２５より下で幅ＷＴを有する第一の溝４０を形成し、ディフューザー１５の形状が側壁Ｗと傾斜壁ＷＲの間の角Ｃで滑らかな一体性を与える。横断は好ましくは直線状に行い、且つ、鋭角Ａは、第一側縁３２、第二側縁３４、及び前縁３６、後縁３８によって画定されるディフューザー１５の出口面１５Ｅに対して好ましくは一定に保たれる。鋭角Ａは中心合わせ且つ供給孔１６の軸１７と同じ角度にするのが好ましい。横断期間中の速度の増加は、多軸機械１０の送り速度を一定の設定値に設定し、それから、多軸機械とレーザーパルス動作を同時に始動して、横断が設定値に向かって加速を開始するが、実際にその設定値に達する前に停止し、レーザーも照射を終える様にして行うことができる。
【００２０】
先に形成した第一の溝４０と同じ幅ＷＴを有し同一線上の第二の溝は、同様に中心線３０から第二側縁３４までのレーザービーム２４ｂの第二の横断２によって形成して、平均第一長さＬ１を有する第一の長い溝４３を形成する。複数の、本実施例では３、隣接した長い溝が、それぞれレーザービームを直線的に横断させ、スポットＳの平行な列に沿って金属を蒸発させて、スポットの複数の列が少なくとも接し、好ましくは重なり合うようにして複数の隣接した長い溝を形成することにより、第一側縁３２と第二側縁３４との間に形成される。図４、７、及び８に図示しているのはそれぞれ順次更に短い長さＬ２及びＬ３を有する第２及び第３の重なり合う隣接溝４４及び４６である。第２の長い溝４４は第三及び第四の横断３及び４によって形成され、第三の長い溝４６は第五及び第六の横断５及び６によってそれぞれ形成される。典型的な実施例に示すように隣接する長い溝は異なる長さ（Ｌ１−Ｌ３）とし、略台形断面形状のディフューザー１５を形成するために、溝の長さと直角の方向、即ち、前縁３６から後縁３８の方向、で隣接溝の長さを狭めることができる。ディフューザーは上記横断１−６からなるシーケンスを２回以上、或いは他の数の横断を、利用することにより少しづつ削った層を形成することができるが、その際、各横断はディフューザーのほぼ中心線から開始して、側縁の一方に外方に向かって進み、且つ、鋭角Ａは、ディフューザー１５の出口面１５Ｅに対して好ましくは一定に保たれる。
【００２１】
横断のシーケンスを複数回行い、且つ、パルス繰り返し率及び送り速度を適当に選択することにより、スポットの位置のパルスエネルギが離散するように互いに十分離隔させるために、相次ぐスポットが順次互いに重ならない。従来のドリル加工作業では、例えば、相次ぐパルスは同じスポットの上に働き、同一のスポットの所で材料を蒸発するためパルスエネルギは加わり合い、材料を貫通して孔をドリル加工する。この従来のドリル加工作業はレーザーエネルギを集中させ、且つ、典型的には、集中した熱及びその比較的大な熱影響領域のために、作業中パルスの公称直径よりもスポットの寸法を大きくする。このことは、溝の制御を難しくし、且つギザギザの表面を生じる。これに対して、本発明はレーザービーム２４ｂを急速に横断することにより何れのスポットの所でもパルスエネルギが集中するのを防ぎ、このためパルスエネルギ及びそれに対応するスポットＳは横方向に離散してエネルギを分散する。レーザービーム２４ｂの一連のパスを利用し、個々のパス内ではなく、相次ぐパス間でスポットが結局は互いに重なりあってディフューザー１５を形成することにより、レーザービームパルスエネルギはディフューザーに沿って分布し全体に効果的に平均化することができる。これは、前述したプラス・マイナス約２０％の大きさになりうるパルスエネルギの大きな変動を、それにも拘わらずディフューザー１５を精確に形成するように効果的に調節する。パルスエネルギをディフューザー１５に沿って長さ方向に分布するので、その結果得られる溝の直径は、個々のスポットＳの直径に略等しく、ディフューザーの寸法を精確に加工して、それぞれ略真っ直ぐな前縁３６及び後縁３８並びに第一側縁３２及び第二側縁３４をを得ることができる。横断期間中の速度を増加することは、形成される長さ方向のディフューザー１５の側壁Ｗ及び壁傾斜ＷＲはそれにより比較的表面が平滑で、所期のフィルム冷却をする環境でディフューザーの動作中適当な滑らかな空気力学的性能を得るために、比較的にほとんどでこぼこがない。
【００２２】
典型的な実施例では冷却用開口はレーザービーム２４ｂの直径Ｄを有し、それに対応するスポットＳの一つは０．１７８−０．３８１ミリメーター（７−１５ミル）の典型的な範囲にある。典型的なＮＤ：ＹＡＧの形式のレーザー２４は、本発明による好ましいパルス繰り返し率は約１０−５０Ｈｚの範囲が好ましく、パルス持続期間は約０．６−２．０ミリ秒（ｍｓ）の従来の範囲で、約３０−３００ワットの範囲の従来の平均出力で動作させることができる。本発明によれば、完全な横断の少なくとも２回のシーケンスでディフューザーを形成するために、機械１０の送り速度を毎分約２５４−１２７０ミリメーター（１０−５０インチ）の好ましい範囲に設定し、レーザービーム２４ｂを加速して横断させるために、静止レーザー２４に対し翼１２を横断するのに機械１０を従来のように動作させることができる。
【００２３】
レーザー２４及びレーザービーム２４ｂを用いて、壁２１を貫通して供給孔１６をドリル加工するさらに具体的な方法では、全開口が終了すると、供給孔は内側表面２６から壁の外側表面２５へ壁中へ約半分のような途中まで、且つディフューザー１５の底まで延びている。本発明の方法は、動翼或いは静翼の冷却式タービン翼又は燃焼器ライナーのような金属製の壁を貫通する複数の冷却用開口を形成するのに用いることができる。
【００２４】
以上、本発明の好適且つ典型的実施例と考えられるものについて説明したが、本発明の他の改変はここに教示したことから当業者に明らかであり、従って、そのような改変は全て本発明の思想及び範囲に在るものとして、特許請求の範囲で保証されることを要望する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例に従って、典型的な中空冷却可能なガスタービンエンジンのロータ動翼のような構成部材を対応するジグに保持する典型的な多軸機械と、構成部材にスロット及び孔のような開口を機械加工するレーザービームの略図を示す。
【図２】図１に示すガスタービンの動翼の翼の一部分をそこに形成した典型的な冷却用開口を通して線２−２に沿ってとった断面図。
【図３】図１に示す翼のスロットの一部を通って線３−３に沿ってとった断面図。
【図４】壁を貫通してレーザー機械加工される冷却用開口のディフューザー部分の線４−４に沿ってとった正面図であり、非円形ディフューザー部分のレーザービームでの形成を示すが、これは引き続きディフューザーの下の壁の残りを貫通して供給孔をレーザーでドリル加工される。
【図５】本発明の実施例による、供給及び中心合わせ孔のレーザーでの形成を示す斜視図。
【図６】本発明の実施例による、ディフューザーの第１の溝のレーザーによる形成を示す斜視図。
【図７】本発明の実施例による、ディフューザーの隣接し重なり合う第２の溝をレーザーでの形成を示す斜視図
【図８】本発明の実施例による、図４に示すレーザービームの複数の横断からなる第１のシーケンスで形成させたディフューザーの隣接し重なり合う第３の溝のレーザーでの形成を示す斜視図
【図９】本発明の実施例による、図４に示すレーザービームの横断の２回のシーケンスで形成させた完成した開口を示す斜視図
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６：レーザービームの横断
１４：開口
１５：ディフューザー１５
２１：金属製構成部材の壁
２４：レーザー
２４ｂ：レーザービーム
３０：ディフューザーの中心線
３２：ディフューザーの第一側縁
３４：ディフューザーの第二の側縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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