(57)【要約】  研磨手段を提供し、及び部品を付加的に製造する方法。本発明は、粉末状のベース材料（１）の一部の設計を決定するステップと、研磨構造（２）が生じるように前記決定された設計に従ってベース材料（１）のベッド中で前記一部を選択的に固化するステップであって、前記研磨構造（２）は前記ベース材料のベッド中で依然として可動であるステップと、を備える、付加的な製造のために研磨構造（２）を提供する方法に関連する。更に、本発明は、１００μｍ未満、好ましくは６０μｍ未満の表面粗さを有する内部表面（４）を備える、付加的に製造された部品（１０）に関連する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加的な製造のために研磨構造（２）を提供する方法であって、
−粉末状のベース材料（１）の一部の設計を決定するステップと、
−研磨構造（２）が生じるように決定された設計に従って前記ベース材料（１）のベッド中で前記一部を選択的に固化するステップであって、前記研磨構造（２）は前記ベース材料（２）の前記ベッド中で可動であるステップと、を備える方法。
【請求項２】
付加的な製造システムに係るレーザーユニット等の固化ユニット（２０）のスキャン速度が、前記研磨構造（２）の前記決定された設計に応じて調節されるように前記選択的な固化が実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数のクラスター（２）が前記研磨構造（２）のためにベース材料（１）の前記ベッド内に形成されるように前記一部の設計が決定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
−構造（９）が内部表面（４）と共に提供され、前記ベース材料（１）が前記内部表面（４）の少なくとも一部を覆うように、前記ベッドから部品（１０）のために構造（９）を付加的に組み立てるステップと、
−請求項１から３のいずれか一項に記載の前記研磨手段（２）を提供するステップと、
−前記内部表面（４）が前記研磨構造（２）によって機械的に処理されるように前記研磨構造（２）を作動させるステップと、
を備える、部品（１０）を付加的に製造する方法。
【請求項５】
内部表面（４）が、その中に前記研磨構造（２）が保持されたキャビティ（３）を規定するように、前記構造（１）が組み立てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記研磨構造（２）が研磨ブラスト手段であり、前記内部表面（４）が前記研磨構造（２）によって機械的に処理されるように、前記キャビティ（３）の外側から開口（５）を通って流体又は圧力ブラストが導かれる、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記研磨構造（２）が振動研磨手段である、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項８】
前記内部表面（４）が効率的に機械的に処理され得るように、前記設計の決定がコンピュータアルゴリズムによって実行される、請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記付加的な組み立ての後、前記キャビティ（３）がシールされる、請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記研磨構造（２）の作動後に、前記ベース材料（１）及び／又は前記研磨手段（２）が前記キャビティ（３）から少なくとも部分的に除去され得るように、前記キャビティ（３）を開放するステップを備える、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品（１０）は完成され、例えば前記部品（１０）の動作中に動荷重を減衰させるために、一以上のクラスター（２）が前記キャビティ（３）内に残っている、請求項４から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
１００μｍ未満、好ましくは６０μｍ未満の表面粗さを有する内部表面（４）を更に備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法によって付加的に製造された部品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
研磨手段を提供し、付加的に部品を製造する方法。
【０００２】
本発明は、研磨手段を提供し、粉末状及び／又は粒状のベース材料等のベース材料から部品を製造するための方法と、対応する部品とに関する。
【背景技術】
【０００３】
言及された「部品」は、任意のセラミック製若しくは金属製の部品又はプラスチック製の部品でさえよい。好ましくは、ガスタービンなどのターボ機関の流路中に部品が適用される、又は適用されるべきである。
【０００４】
用語「付加的な」は、本明細書において、層毎の生成的な及び／又はボトムアップの製造プロセスを特に意味する。本願に記述された付加的な製造は、好ましくは粉体層（ｐｏｗｄｅｒ  ｂｅｄ）製造方法に関連する。
【０００５】
選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）等の粉体層製造技術が、例えば粉末のベッドからパーツ又は部品を作製、試作、又は製造するための比較的よく知られた方法である。そのような方法のための従来の装置又はセットアップは、その後に例えばレーザービームのエネルギーによって融解され、その後に固化され得るベース材料の一層を供給した後に、その上に部品が一層ずつ建造される建造プラットフォームを通常備える。粉体層の上を動き、過剰な材料を除去するワイパーによって層の厚さが決定される。典型的な層の厚さは２０μｍ又は４０μｍに達する。製造中、上記レーザービームが表面上をスキャンし、製造される部品の幾何学的形状に応じてＣＡＤファイルによって予め決められ得る選択された領域中のベース材料を溶融する。付加的な製造の方法は、例えばＥＰ  ２９１０３６２  Ａ１から知られている。
【０００６】
通常、例えばストック又はインベストメント鋳造によって製造された部品と比べて、粉体層製造技術によって作製された、又は作製可能である部品は、表面特性について限定される。特に、付加的に製造された部品は、従来的に製造された部品と比べて、本質的に粗い表面及び／又は比較的低い表面品質を有する。しかし、比較的粗い表面は、各部品の意図された動作中、例えばタービンの流路ハードウェアの一部として、熱伝達、ガスフロー、又はクラックの感受性について問題を生じ得る。言及された欠点は、内部表面又は例えば実際の構築の後のポスト機械加工のために、容易にアクセスできない表面に特に関連する。
【０００７】
一方で、付加的に製造された部品の外部表面は、従来の機械加工又はグリットブラスト等のポスト加工ステップで平滑化又は機械加工されてよく、一方で、複雑なキャビティ、又は内部冷却チャネル等の内部表面、又は他の表面は、所定の理由のために磨くのが非常に難しい。上記内部表面を平坦化する又は磨こうとする努力は、詰まった孔又は開口をもたらすことがあり、従って、対応するキャビティから一切の磨き媒体又は過剰なベース材料を除去することに失敗する。実際に、上記内部表面を磨くための実行可能な方法は殆ど存在せず、上述した不利点をある程度受け入れなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、それによって改善した付加的に製造された部品を提供することができる手段を提供することである。
【０００９】
特に、例えば構造のキャビティ又は製造される部品の内部表面を、例えば機械加工する、磨く、及び／又は処理するための研磨手段を提供するための新規な方法が提示される。好ましくは、上記製造はＳＬＭによる付加的な構築を記述する。
【００１０】
上記目的は、独立請求項の主題によって達成される。有利な実施形態が従属請求項の主題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、付加的な製造のために固化される粉末状又は粒状のベース材料の一部分の設計を決定するステップを備える、付加的な製造のための、研磨構造等の研磨手段を提供する方法に関連する。決定するステップは、その部分の体積及び／又はその部分のために使用されたベース材料の質量を決定するステップを備えてよい。
【００１２】
用語「部分」は、各部品について、例えば直接的又は補助的になど間接的に処理される、固化されるベース材料の任意の所定の量に関連してよい。
【００１３】
決定するステップは、恐らくその部分のサイズ情報を含む、設計又は形状分布を規定するステップを更に備えてよい。従って、その部分は必ずしもベース材料の連続した量ではない。代わりに、その部分はベース材料の異なるサブポーションに関連してよい。
【００１４】
本方法は、研磨構造が、例えば補助的な手段として生成されるように、決定された設計又は形状に従ってベース材料のベッド内でその部分を付加的になど選択的に固化するステップを更に備え、しかし、研磨構造はベース材料のベッド中で依然として可動であるか、可能のままである。換言すれば、研磨構造は材料ベッド中で（緩やかに）保持されてよい。
【００１５】
ある実施形態において、研磨構造は、一切の更なる部品又は構造に、そして建造プラットフォームに、接着によって結合又は固定されていない。
【００１６】
上記ベース材料は、例えば数十マイクロメートルの平均粒径を例えば有する微粉などの細粒分、並びに、固化された及び／又は集合された粉末粒子から形成され得る比較的粗い粒状分を特に含んでよい。
【００１７】
上記研磨構造は、好ましくは、付加的に製造された部品の表面を機械加工する又は処理するための加工手段を提供する。
【００１８】
ある実施形態において、選択的な固化が実行され、例えば付加的な製造システムに係るレーザー又は電子ビームユニット等の固化ユニットのスキャン速度は、研磨構造の決定された設計、寸法、又はモフォロジーに応じて調節される。特に、低減されたスキャン速度を選択するとき、例えば従来の又は通常のスキャン速度よりも低減されているとき、深い溶融プールが生じ、これによって必要な寸法を有する研磨構造が生成されてよい。
【００１９】
ある実施形態において、選択的な固化が実行され、レーザーパワー等の付加的な製造の一以上の更なるパラメータが、研磨構造の所望の寸法又はモフォロジーに応じて調節される。
【００２０】
ある実施形態において、研磨構造に、ベース材料のベッド内に固化されたベース材料の複数のクラスターが形成されるように、その部分が固化される。この実施形態によると、研磨構造は、例えば製造される部品の内部表面の機械的処理のために、より効果的にされ得る。
【００２１】
本発明の更なる態様は、構造が内部表面と共に提供され、ベース材料の一部が内部表面の少なくとも一部を覆うように、ベッドから部品のために構造を付加的に組み立てるステップを備える、部品を付加的に製造する方法に関連する。
【００２２】
この付加的な製造の方法は、上述の研磨構造を提供するステップと、内部表面が機械的に処理される及び／又は研磨構造によって機械加工されるように、研磨構造を作動させるステップとを更に備える。
【００２３】
ある実施形態において、付加的に製造する方法は、表面の機械加工又は機械的処理の方法を含む、又はこれに関連する。
【００２４】
ベース材料の上記作動によって、上記ベース材料は、好ましくは部品の内部表面の上を又はそれと相対的に動き、内部表面が処理される。上記処理は、機械加工、研削、精密化、研磨、アブレーション、又は更なる或いは異なるベース材料と内部表面との間の摩擦的又は研磨的な処理（又はその逆）に関連してよい。
【００２５】
ある実施形態において、設計又は決定は、内部表面が好ましくは効率的に機械的に処理され得るように、コンピュータアルゴリズム及び／又はコンピュータ支援アルゴリズム（以下を参照）によって実行される。更に、上記の決定及び／又は設計は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）及び／又はコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）手段を活用して実行されてもよい。更に、上記方法ステップに対してシミュレーション手段が行われてよい。クラスターのサイズ、体積、又は形状の上記選択は、ソフトウェアに基づいた方法又はソフトウェアプログラムによって特に選択又は計算されてよく、例えば、クラスターの閾値又は最大サイズが、例えば予め選択されたクラスター体積によって規定されてよい。
【００２６】
この提示されたアプローチは、付加的に組み立てられた構造の内部表面を機械的に処理する及び／又は研磨的な機械加工等の機械加工のための新規な機械加工方法を実行することを有利に可能にする。製造時の構造又は部品の固化された材料の本質的な粗さによって生じる上記欠点は、従って、解消することができる。
【００２７】
特に、現在、表面粗さは、一般に付加的に製造された部品の振動安定性に大きな影響を与え、特に、深さ粗さは非常に重要であり得る。
【００２８】
付加的に製造された又は試作された部分の大部分の長期の（振動）安定性の増加は、内側表面はポスト機械加工の影響を受けにくいので、例えば特に内側表面の表面粗さを改善する又は平滑化することによって達成され得る。特に高性能材料や、熱的に大きなストレスを受けるタービン部品などの部品の製造において高まり続ける付加的な製造の重要性によって、この観点は特に非常に重要である。従って、許容可能な熱的安定性、破断及びクリープ応力感受性、並びに製品寿命を保証するために、付加的な製造における表面特性の向上に対して差し迫った必要性が存在する。
【００２９】
更に、内部通路の向上した表面品質によってガスフローが導かれ得り、かつ／又は改善され得るので、例えばタービン部品の冷却効率を著しく改善することができる。更に、研磨剤又は機械加工媒体が、好ましくは、何れにしろそれらから部品が製造されるものと同じベース材料であるので、部品を汚染する心配がない。この観点は、非常に高い性能を有するニッケル又はコバルト系超合金等の超合金部品の製造にとって特に非常に重要であり、微量の汚染物質が、クラック、破断、又はクリープ応力への感受性の観点で必要な微細構造及び／又は材料特性を既に破壊することがある。
【００３０】
ある実施形態において、その中にベース材料が保持される又は保持され得るキャビティを少なくとも部分的に内部表面が規定するように構造が組み立てられる。従って、ベース材料は、適宜、内部表面及び／又はスペースと接触している、又は連通する。
【００３１】
ある実施形態において、研磨構造は研磨ブラスト手段であり、好ましくは、キャビティの開口部を介して、例えばキャビティの外側から流体又は圧力ブラストが導かれ、本発明に係る研磨構造によって内部表面が機械的に処理される。この実施形態によると、特に二つの対向する側面からキャビティへと各ブラストが導かれる場合、内部表面は好都合な方法で処理されてよい。
【００３２】
ある実施形態において、研磨構造は振動研磨手段である。例えば、組み立てられた構造は、この点について、例えばシェーカー又は振動器によって（上記参照）振られる等、振動的に作動されてよい。この実施形態によると、部品のための（組み立てられた）構造、研磨構造、及び／又は好ましくはキャビティ内部に閉じ込められた、粉末状のベース材料は、所定の周波数又は周波数範囲で作動される。
【００３３】
研磨構造は、一以上の、即ち少なくとも一つの固化されたベース材料のクラスターがベース材料のベッド内に形成されるように、例えば、それを用いてベース材料が固化のためにオーバースキャンされてよい付加的な製造デバイスのレーザービームで、例えばベース材料が部分的又は局所的に固化されて形成されてよい（上記参照）。
【００３４】
ある実施形態において、キャビティは少なくとも一つの開口を備え、例えばグリットブラスト等の研磨ブラストを用いたベース材料の作動のために、ブラスト流体がキャビティ内に導入されてよい。
【００３５】
ある実施形態において、キャビティは二つの開口を備え、それは上記研磨ブラスト技術を用いた内部表面の処理効率を高め得る。ある実施形態において、付加的な組み立ての後、例えばシール又はクロージャによって、キャビティは少なくとも部分的にシールされる又は閉じられる。これは、接着剤など、当業者に知られた任意の適切な手段によって実行されてよい。代替的に、多孔質構造のみがキャビティをシールするのに十分であり得る。それによって、作動後に上記シールが簡単に剥離又は除去され得ることが好ましく、クロージャ又はシールが容易に適用され得ることが好ましい。
【００３６】
ある実施形態において、この方法は、例えば少なくとも部分的に、研磨構造を作動させた後に、ベース材料及び／又は研磨構造がキャビティから少なくとも部分的に除去され得るように、好ましくは完全に又は殆ど完全に除去され得るように、キャビティを開放又は開封するステップを備える。
【００３７】
ある実施形態において、構造は部品若しくは構造を構成するか、その製造は、更なる又は追加的な付加的なビルドアップ又は組立によって部品を提供して完了する。
【００３８】
ある実施形態において、ベース材料が作動された後、ベース材料は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、キャビティから除去される。
【００３９】
ある実施形態において、部品又はその付加的な製造は、選択的レーザー溶融等の付加的な製造技術を適宜用いて完了する。
【００４０】
ある実施形態において、部品は完成され、例えば部品の動作中に振動又は揺れ等の動荷重を減衰させるために、例えばキャビティ内に一以上のクラスターが残される、又は留まる。この場合、部品は、その意図された動作中に著しい機械的又は熱的な動荷重又はストレスに晒されるタービン部品等の回転部品でもよい。ある実施形態において、ベース材料はキャビティから少なくとも部分的に除去され、部品の動作中に、例えば上記荷重を減衰させるために、一以上のクラスターがキャビティ内に残る。
【００４１】
ある実施形態において、本方法は、付加的な組み立ての後、好都合にはキャビティを閉じる前に、キャビティ内に加工液を導入するステップを備える。該加工液は、任意の液体又は気体媒体を含んでよい。好ましくは、加工液は、ベース材料以外の、又はベース材料に加えて、更なる研磨剤を含んでよい液体である、又は液体を含む。
【００４２】
ある実施形態において、加工液は、超音波加工の分野で知られた流体である。
【００４３】
ある実施形態において、本方法は、例えば作動中に、構造及び／又はベース材料に超音波を適用するステップを備える。
【００４４】
本発明の更なる態様は、本方法によって提供又は製造される、又はされ得る部品に関連し、該部品は機械加工された又は改善した内部表面を備える。
【００４５】
ある実施形態において、製造された又は建てられたばかりの部品の内部表面の表面粗さは、１００μｍ未満であり、好ましくは６０μｍ未満又は更に小さい。そのような表面粗さは、従来の付加的な製造技術では通常達成できない範囲を示す。上記表面粗さは、平均（表面）粗さ、粗さの深さ、平均二乗粗さ、又は（算術）平均粗さインデックスを示してよい。
【００４６】
ある実施形態において、製造されたばかりの部品の内部表面は、１００μｍ未満の、好ましくは８０μｍ未満の特徴サイズを有する表面特徴を備える。上記特徴は好ましくは意図された、従って設計された幾何学的形状の特徴を示し、上記特徴は、部品のための調和したＣＡＤ及び／又はＣＡＭモデルに既に存在するのが好ましい場合がある。
【００４７】
記述された研磨手段の提供方法及び／又は付加的に製造する方法に関連する利点は、部品にも関連してよく、その逆も真である。
【００４８】
更なる特徴、有用性、及び有利な微調整が、図面と関連した例示的な実施形態の以下の記述から明らかになる。
【００４９】
図１から４は、例えば付加的に製造された部品の内部表面の機械加工のための、研磨構造を提供する方法の異なる方法ステップを示す。上記方法は、新規な付加的な製造方法の一部でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、組み立てられた構造のセットアップの概略的な断面図を示す。
【図２】図２は、付加的に組み立てられた部品の概略的な断面図を示す。
【図３】図３は、図２のセットアップの概略的な断面図を示し、構造の内部表面は本発明の実施形態に従って処理されている。
【図４】図４は、部品の概略的な断面図を示し、内部表面は本発明の別の実施形態に従って処理されている。
【図５】図５は、部品の概略的な断面図を示し、部品のキャビティから研磨構造が除去されている。
【図６】図６は、組み立てられたばかりの部品の概略的な断面図を示し、キャビティ内に研磨構造が残っている。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
同様の要素、同じ種類の要素、及び同じように作用する要素は、図中で同じ参照番号が付されてよい。
【００５２】
図１は、部品１０のために部分的に組み立てられた構造９を示す。構造９及び部品１０は、粉体層に基づく技術によって製造されるのが好ましい。構造９は、ベース材料１の粉体層から組み立てられているのが好ましい（以下参照）。
【００５３】
本願に記述された付加的な製造方法は、好ましくは選択的レーザー溶融又は電子ビーム溶融に関連し、粉末状又は粒状のベース材料１（以下の数字１参照）が、部品１０のために構造９を組み立てるために、例えばレーザー又は電子ビーム（図中で明示的には示されていない）によって、層状に固化される。
【００５４】
部品１０は、ガスタービン等のターボ機関の流路ハードウェアで適用されるための部品であることが好ましい。部品１０は、好ましくはガスタービン用のニッケル又はコバルト系の超合金等の超合金から製造される。構造１用の粉末状又は粒状のベース材料２は、その後、適切に選択されてよい。
【００５５】
構造１は部品を構成してもよい。代替的に、構造１は、全体の、又は製造されたばかりの、又は組み立てられた部品１０の一部のみを示してもよい。構造１及び部品１０は、同意語として参照され得る。
【００５６】
図１において、キャビティ３又はスペースが、付加的に組み立てられた構造９によって規定されて示されている。キャビティ３は、好ましくは粉末状及び／又は粒状の構造の、ベース材料１で少なくとも部分的に満たされている。構造１は、好ましくは同じベース材料から組み立てられており、キャビティ３内に残っているベース材料は過剰なベース材料でよく、好ましくは、構造９の製造又は組み立てから離れている。
【００５７】
付加的な製造のためのベースプラットフォーム等の基板８上に構造９が組み立てられていることが図１で特に示されている。
【００５８】
構造９は、組み立てられる部品１０の一部を特に構成する。構造９は、基板８に付着したベースセクションと、二つの垂直壁セクションとを特に備え（明示的に示されていない）、構造は、複数の異なる固化ステップで層状に製造される、又はされている。
【００５９】
ベースセクションはタービンブレードのルートセクションでよい。
【００６０】
固化のために、固化ユニット２０が示され、それはレーザー又は電子ビームを備えてよい（上記参照）。構造９の壁セクションが粉末状のベース材料１を規定する又は保つように、構造が組み立てられる。
【００６１】
更に、例えば構造９の内部表面４の機械的処理又は（研磨的な）機械加工のために、構造９の内部に研磨手段が提供されることが図１に示されている。研磨手段は、複数のクラスター７を備える研磨構造２であることが好ましい。
【００６２】
ベース材料１の粉体層が、構造９の内部で局所的に及び／又は部分的に固化され（以下参照）、構造９及び／又は基板８に付着していないようにクラスター７が製造される又は組み立てられることが好ましい。
【００６３】
内部表面４は、「ジグザグ（ｚｉｇｇ−ｚａｇｇｅｄ）」又は平坦でないモフォロジーによって示される若干の（固有の）粗さである、又は若干の（固有の）粗さを備える。該モフォロジーは望ましくないことがあり、各付加的な製造技術に本質的に存在してる。特に、選択的レーザー溶融技術は、複数の利点を可能にするが、通常、劣った表面品質を暴露するに過ぎず、これは、通常ポスト処理され得ない内部冷却チャネル、例えばタービン部品用の用途のための冷却チャネルにとって少なくとも不十分であることがある。
【００６４】
クラスターの実際の形成又は固化の前に、クラスター７のサイズ及び形状（分布）は、意図された目的のために決定又は調整されねばならない。特に、設計又は決定は、コンピュータアルゴリズム及び／又はコンピュータ支援アルゴリズムによって実行され、内部表面は好ましくは効果的に処理される。更に、上記の決定及び／又は設計は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）及び／又はコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）手段の援助とともに実行されてよい。更に、上記方法ステップのためにシミュレーション手段が実行されてよい。クラスター７のサイズ、体積、又は形状の上記選択は、ソフトウェアに基づいた方法又はソフトウェアプログラムによって特に選択又は計算されてよく、例えば、クラスターの閾値又は最大サイズが、例えば予め選択されたクラスター体積によって規定されてよい。
【００６５】
本方法は、研磨構造が、例えば補助的な手段として生成されるように、決定された設計又は形状に従ってベース材料のベッド内でその部分を付加的になど選択的に固化するステップを更に備え、しかし、研磨構造はベース材料のベッド中で依然として可動であるか、可動のままである。換言すれば、研磨構造は粉末状のベース材料によって形成されたベッド中で保持されてよい。
【００６６】
上記クラスター７は、部品の付加的な組み立て中に、粉体層中で形成される又は形成可能であることが好ましく、例えば（粉末状の）ベース材料のある一部は、例えば従来の固化レーザービームで、局所的にスキャンされ、クラスターの焼結又は付着が起こらないように製造条件が選択される。例えば従来の固化操作の付加的な製造と比べて、例えばスキャン速度が遅くされてよく、特に深い溶融プールが生じ、これによって粉末粒子がクラスター７に集合する又は固化することが可能になる。
【００６７】
更に、所望のクラスター形状に対応して更なるパラメータが選択及び／又は調節されてよい。このパラメータは、レーザー又は電子ビームのビームプロファイル、粉末堆積速度、暴露される部分のサイズ及び／又は形状、暴露又はスキャンの速度、ビーム集束のパラメータ、固化パワー（レーザーパワー）、慣性ガス（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｇａｓ）の流速、層厚さ、溶融プールの厚さ、スキャン軌跡のパラメータでよい。
【００６８】
クラスターは、好ましくは、ベッド又はキャビティ内で自由に動くことが可能である。ベース材料２及び／又は研磨手段２が作動された時に、内部表面を磨くために内部表面４が機械的及び／又は研磨的に処理される又は機械加工され得るように、クラスター７のサイズ及び／又は形状が選択されてよい（図３及び図４参照）。
【００６９】
実際に、実際の部品がすぐに建てられる前に、付加的な製造プロセス中に形成され得る例示的な六個のクラスター７を図１は示している。従って、該クラスター７は、例えば部品１０のキャビティが完成する前に形成されてよい。
【００７０】
図２は製造の状態を示し、好ましくは部品１０は完成しており、部品１０はキャビティ３を備える。開口５を用いて、好ましくはキャビティ３は部品１０の外部と連通していてよい。
【００７１】
従って、部品１０は、好ましくは少なくとも部分的に中空な、タービン翼（ａｉｒｆｏｉｌ）、羽根（ｖａｎｅ）、又はブレード（ｂｌａｄｅ）等のガスタービンの部品であり、それは、好ましくは、タービンの動作中に部品を効率的に冷却するための冷却チャネル等の、キャビティ３とともに、付加的に製造される。
【００７２】
部品１０は、更なる開口５とともに製造されてよく、それは、基板が例えば製造の完了のために除去された後に、暴露され又は開けられてよい。
【００７３】
図３において、本発明によると、好ましくはクラスター７と場合によっては更なる粉末状のベース材料１とから構成された、上記研磨構造２は、内部表面４の研磨的機械加工等の機械的処理のために使用される、又は使用されている。
【００７４】
粉末状のベース材料１は、上記表面の微調整のために使用されてもよく、この微調整は、クラスター７によって行われるものよりも効果が弱くてよい。
【００７５】
好ましくは、機械加工は、クラスター７によって引き起こされた研磨によって主に行われる。従って、過剰の粉末状のベース材料は、クラスター７の作動の前及び作動に従って、キャビティから、吸い出される等で除去される場合があってよい。
【００７６】
クラスター７の上記作動は、例えば、振動台等の作動された又は振動された基板（図３の破線の等高線及び矢印Ａを参照）を伴って、例えば基板を揺らすことによる、ブラスト研磨及び／又は振動研磨によって行われてよい。
【００７７】
上記作動は、内部表面４の粗さを改善するための材料アブレーションを達成するために行われてよい。しかし、上記研磨は、表面が研磨効果を殆ど有さずに磨かれるように、滑らかさももたらしてよい。
【００７８】
好都合な作動のために、上記開口５は、クロージャ６によって閉鎖又はシールされてよい。クロージャ６は、接着剤又は多孔質材料等のシールでよく、それを用いて、キャビティ３は、好ましくは粉末タイトにされ、及び／又は、セットアップが反転するか、その配向が変化したとしてもキャビティからベース材料２が漏れないように閉められる。これは当業者に知られた任意の手段で行われてよい。好ましくは、その後、例えば研磨構造の作動後にクロージャ６を簡単に取り除くことができるようにシール作業が行われる。
【００７９】
図３は、例えば図１及び２と比べて、研磨的研削又は研磨等、「粗い」内部表面が機械的に処理され、磨かれていることを更に示し、粗さ又は表面品質が改善している。従って、特に磨かれ、更に及び／又は改善された内部表面４’が生み出され及び／又は提供され、それは、平滑化された内部表面形状によって改善した冷却効率など、その意図された動作における部品の改善した性能を可能とする。
【００８０】
製造されたばかりの部品の内部表面４’は、図面には示されていないが、例えば、８０μｍ又は更に小さい等の１００μｍ以下まで小さい特徴サイズを有する表面特徴を備えてよい。上記特徴は、意図された、そして従って設計された幾何学的形状の特徴を好ましくは示し、該特徴は、好ましくは対応するＣＡＤ中に既に存在していてもよく、及び／又は部品用のモデルを見てもよい。該特徴は、例えばトワラー又はタブレータに関連してよく、タブレータは集計をもたらしてよく、従って、製造されたばかりのタービン部品における冷却効率の改善をもたらしてよい。
【００８１】
図４には、例えば従来の手段によって基板８が除去されていることが示されている。更に、矢印Ｂが示されており、ベース材料２の粉末粒子並びに好ましくは集合された粉末７のクラスター７が周りに渦巻き、従って内部表面４の機械加工又は研磨処理を便利な方法で容易にするように、開口５を通ってキャビティ３内へと空気又は圧力ブラストが導かれてよく、又は導入されてよいことを示している。特に、ブラストは構造９の二つの対向する側から、即ち上側及び下側から、又は二つの対向する側面から、キャビティへと導かれる。本発明よれば、本方法は、作動のために構造及び／又はベース材料、例えば研磨クラスター構造に超音波を適用するステップを備えてよい。
【００８２】
キャビティの既述された開口５が、ベース材料が内部に閉じ込められるように上方を既に向いていない場合、本方法は、開口が上方に向けられるようにセットアップの配向を変えるステップを備えてよい。この場合、開口５をシールするプロセスステップが行われてよい。図中の表示以外に、構造１は、例えば構造の対向する側又はその上側に、一より多い開口、例えば二以上の開口をそれが備えるように組み立てられてよい。
【００８３】
従って、開口は拡大されるか、少なくとも部分的にその後に閉じられてよく、及び／又はクラスターは例えば、より小さな部分へと砕かれてよい。
【００８４】
図５には、部品１０を建てる及び／又は製造するのが完了していることが示されており、例えば下方開口の延長を介して、キャビティからクラスター７が除去されている。
【００８５】
図には示されていないが、既述された付加的な製造方法は、ベース材料（粉末状、粒状、又はクラスター形状に関係ない）が内部表面４，４’の微調整のために使用され、及び／又はベース材料２がキャビティ３から除去された後の、更なるビルドアップ又は組み立てステップを記述してよい。
【００８６】
図５中の表示以外に、図６に示されるように、例えば部品１０の動作中に動荷重を減衰するために、上記クラスター７はキャビティ中に残ってもよい。図６には、部品が製造されたばかりであることが更に示されており、その後、記述されたように、ベース材料１が除去されてよく、研磨構造２が作動される。
【００８７】
代替的に、粉末状のベース材料２に沿って、クラスター７は、例えば開口５を通って除去されてよい。
【００８８】
暴露され処理された内部表面４’は、１００μｍ未満の、好ましくは６０μｍ未満又は更に小さな表面粗さ又は平均粗さインデックスをそれが提供するように、磨かれ、改善され、又は処理されるのが好ましい。部品１０及び／又は構造１は、提示された微調整及び／又は製造方法によって処理された際に、ほんの１５μｍの表面粗さ又は粗さ深さを示してよい。これは、従来の付加的な製造プロセスによっては達成することができない表面品質を特に示してよい。
【００８９】
更に、提示された方法によって、改善した（構造的な）分解能又は鋭さの表面特徴とともに内部表面又は部品１０用のキャビティを創ることが可能となる（上記参照）。
【００９０】
好ましくは、付加的製造デバイス（明示的に示されていない）が本発明に従って提供され、該デバイスは装置１００を備えてよい。該デバイスは選択的レーザー溶融用のデバイスでよい。
【００９１】
本発明の保護範囲は、上記の例に限定されない。たとえこの特徴またはこの特徴の組み合わせが特許請求の範囲または実施例に明記されていなくても、本発明は各新規な特徴及び特徴の各組み合わせにおいて具現化され、それは特に請求項に記載の任意の特徴の全ての組み合わせを含む。
【符号の説明】
【００９２】
１  ベース材料
２  研磨構造
４  内部表面
９  構造
１０  部品
２０  固化ユニット
【図１】
2019525858.tif 000003
【図２】
2019525858.tif 000004
【図３】
2019525858.tif 000005
【図４】
2019525858.tif 000006
【図５】
2019525858.tif 000007
【図６】
2019525858.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月12日(2019.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加的な製造のために研磨構造（２）を提供する方法であって、
−粉末状のベース材料（１）の一部の設計を決定するステップと、
−研磨構造（２）が生じるように決定された設計に従って前記ベース材料（１）のベッド中で前記一部を選択的に固化するステップであって、前記研磨構造（２）は前記ベース材料（２）の前記ベッド中で可動であるステップと、を備える方法。
【請求項２】
固化ユニット（２０）のスキャン速度が、前記研磨構造（２）の前記決定された設計に応じて調節されるように前記選択的な固化が実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数のクラスター（２）が前記研磨構造（２）のためにベース材料（１）の前記ベッド内に形成されるように前記一部の設計が決定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
−構造（９）が内部表面（４）と共に提供され、前記ベース材料（１）が前記内部表面（４）の少なくとも一部を覆うように、前記ベッドから部品（１０）のために構造（９）を付加的に組み立てるステップと、
−請求項１から３のいずれか一項に記載の前記研磨手段（２）を提供するステップと、
−前記内部表面（４）が前記研磨構造（２）によって機械的に処理されるように前記研磨構造（２）を作動させるステップと、
を備える、部品（１０）を付加的に製造する方法。
【請求項５】
内部表面（４）が、その中に前記研磨構造（２）が保持されたキャビティ（３）を規定するように、前記構造（１）が組み立てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記研磨構造（２）が研磨ブラスト手段であり、前記内部表面（４）が前記研磨構造（２）によって機械的に処理されるように、前記キャビティ（３）の外側から開口（５）を通って流体又は圧力ブラストが導かれる、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記研磨構造（２）が振動研磨手段である、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項８】
前記設計の決定がコンピュータアルゴリズムによって実行される、請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記付加的な組み立ての後、前記キャビティ（３）がシールされる、請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記研磨構造（２）の作動後に、前記ベース材料（１）及び／又は前記研磨手段（２）が前記キャビティ（３）から少なくとも部分的に除去され得るように、前記キャビティ（３）を開放するステップを備える、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品（１０）は完成され、前記部品（１０）の動作中に動荷重を減衰させるために、一以上のクラスター（２）が前記キャビティ（３）内に残っている、請求項４から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
１００μｍ未満の表面粗さを有する内部表面（４）を更に備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法によって付加的に製造された部品（１０）。
【国際調査報告】
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