(57)【要約】      （修正有）【課題】構成要素の開口部を機械加工するためのシステムおよび方法の提供。【解決手段】レーザシステム１００は、ガスタービンエンジンのＣＭＣ構成要素用の冷却孔のような、構成要素２００に開口部２１０を機械加工するための機構を含む。構成要素は、第１の位置Ｐ１に配向され、第１の位置に配向されている間にレーザ加工され、開口部の一部を形成する。次いで、構成要素は、第２の位置Ｐ２に配向され、第２の位置に配向されている間にレーザ加工され、開口部の別の部分を形成する。構成要素は、開口部の所定の幾何学的形状が形成されるまで、第１および第２の位置の間で交互に配置される。構成要素は、レーザビームが機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングすることなく構成要素を機械加工することができるように、第１および第２の位置に配向される。【選択図】図３
2019069469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐形のレーザビーム（１０６）を使用して構成要素（２００）の開口部（２１０）の１つまたは複数の壁（２１６）をレーザ加工するための方法（３００、４００）であって、前記１つまたは複数の壁（２１６）は、第１の壁部（２２２）および第２の壁部（２２４）を画定し、前記方法（３００、４００）は、
第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記第１の壁部（２２２）の少なくとも一部をレーザ加工することと、
第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記第２の壁部（２２４）の少なくとも一部をレーザ加工することと
を含む、方法（３００、４００）。
【請求項２】
前記第１の壁部（２２２）が、前記第２の壁部（２２４）に実質的に平行である、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項３】
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有する、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項４】
前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記複数の段（ＳＴ）が、第１の段（ＳＴ１）を含み、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記第１の壁部（２２２）が、前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿ってレーザ加工され、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記第２の壁部（２２４）は、前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿ってレーザ加工される、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項５】
前記複数の段（ＳＴ）が、前記第１の段（ＳＴ１）よりも深い第２の段（ＳＴ２）を含み、前記第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させて前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿って前記第１の壁部（２２２）をレーザ加工し、前記第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させて前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿って前記第２の壁部（２２４）をレーザ加工した後、前記方法（３００、４００）が、
前記第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第２の段（ＳＴ２）に沿って前記第１の壁部（２２２）に沿って前記第１の壁部（２２２）をレーザ加工することと、
前記第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第２の段（ＳＴ２）に沿って前記第２の壁部（２２４）に沿って前記第２の壁部（２２４）をレーザ加工することと
をさらに含む、請求項４に記載の方法（３００、４００）。
【請求項６】
前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記方法（３００、４００）が、
各段（ＳＴ）が前記開口部（２１０）の前記深さ（Ｄ１）に沿ってレーザ加工されるまで、前記第１の位置（Ｐ１）にある間に前記第１の壁部（２２２）の配向およびレーザ加工、ならびに前記第２の位置（Ｐ２）にある間に前記第２の壁部（２２４）の配向およびレーザ加工を交互に行うこと
をさらに含む、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項７】
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の段（ＳＴ）に次第に深く入ると、前記第１のピッチ角（θ１）の前記上方ピッチが増加し、前記第２のピッチ角（θ２）の前記下方ピッチが増加する、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項８】
前記１つまたは複数の壁（２１６）が、第３の壁部および第４の壁部を画定し、前記方法（３００、４００）が、
第３の位置（Ｐ３）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第３の位置（Ｐ３）に配向されている間に、前記第３の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することと、
第４の位置（Ｐ４）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第４の位置（Ｐ４）に配向されている間に、前記第４の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項９】
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記横方向（Ｔ）の周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記横方向（Ｔ）の周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、前記構成要素（２００）が前記第３の位置（Ｐ３）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの上方ピッチを示す第３のピッチ角（θ３）を有し、前記構成要素（２００）が前記第４の位置（Ｐ４）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの下方ピッチを示す第４のピッチ角（θ４）を有する、請求項８に記載の方法（３００、４００）。
【請求項１０】
前記構成要素（２００）が、ガスタービンエンジンのセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）構成要素であり、前記開口部（２１０）が、冷却孔（８８）である、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項１１】
前記冷却孔（８８）が、約０．０１５インチ〜約０．０６０インチの直径を有する、請求項１０に記載の方法（３００、４００）。
【請求項１２】
前記開口部（２１０）が、約１：１〜約１０：１の長さに対する直径の比を有する、請求項１に記載の方法（３００、４００）。
【請求項１３】
構成要素（２００）に開口部（２１０）を機械加工するためのレーザシステム（１００）であって、前記レーザシステム（１００）は、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）は、第１のセクション（Ｓ１）および第２のセクション（Ｓ２）を画定し、前記レーザシステム（１００）は、
円錐形のレーザビーム（１０６）で前記開口部（２１０）を機械加工するように構成されたレーザ源（１０２）と、
前記レーザビーム（１０６）を集束するように構成された調整可能なレンズ（１０４）と、
前記構成要素（２００）を配向させるための作動アセンブリ（１１０）と、
前記レーザ源（１０２）、前記調整可能なレンズ（１０４）、および前記作動アセンブリ（１１０）と通信可能に結合されたコントローラ（１１２）であって、
第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御することであって、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記構成要素（２００）の前記第１のセクション（Ｓ１）をレーザ加工するように前記レーザ源（１０２）および前記調整可能なレンズ（１０４）を制御し、
第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御することであって、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、かつ
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記構成要素（２００）の前記第２のセクション（Ｓ２）をレーザ加工するように前記レーザ源（１０２）および前記調整可能なレンズ（１０４）を制御する
ように構成されたコントローラ（１１２）と
を備える、レーザシステム（１００）。
【請求項１４】
前記コントローラ（１１２）が、
前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記平面に沿って前記構成要素（２００）を並進させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御する
ようにさらに構成される、請求項１３に記載のレーザシステム（１００）。
【請求項１５】
前記開口部（２１０）が、所定の幾何学的形状（２３０）に機械加工され、前記コントローラ（１１２）が、
前記第１の位置（Ｐ１）と前記第２の位置（Ｐ２）との間で前記構成要素（２００）を交互に配置し、前記開口部（２１０）が前記所定の幾何学的形状（２３０）に形成されるように前記第１のセクション（Ｓ１）および前記第２のセクション（Ｓ２）をレーザ加工するように前記作動アセンブリ（１１０）を制御するようにさらに構成され、前記コントローラ（１１２）が、前記レーザビーム（１０６）が前記所定の幾何学的形状（２３０）の外側の前記構成要素（２００）をクリッピングしないように、前記第１および第２の位置（Ｐ１、Ｐ２）の間で前記構成要素（２００）を交互に配置するように前記作動アセンブリ（１１０）を制御する、請求項１３に記載のレーザシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般に、ガスタービンエンジンのセラミックマトリックス複合材構成要素に開口部を形成するためのレーザ加工システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービンの性能および効率は、燃焼ガス温度の上昇によって改善され得る。より一般的には、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料のような非従来型の高温材料が、ガスタービンエンジン内の様々な構成要素に使用されている。例えば、ＣＭＣ材料は比較的高温に耐えることができるので、燃焼ガスの流路内の構成要素をＣＭＣ材料で置き換えることに特に関心が持たれている。しかしながら、ＣＭＣ構成要素が典型的な構成要素よりも高い温度に耐え得るとしても、ＣＭＣ構成要素は、燃焼ガス温度の上昇による悪影響、例えば、材料の破損などの可能性を減少させるために、冷却機構を必要とするか、または燃焼ガスへの暴露を低減する必要が依然としてあり得る。そのような冷却機構の１つは、冷却流体を受け入れるように構成された冷却孔を含む。冷却孔に冷却流体を流すことによって、そのようなＣＭＣ構成要素への熱応力を低減することができる。このようにして、そのようなＣＭＣ構成要素の動作寿命を最適化することができる。
【０００３】
従来、レーザシステムが冷却孔を機械加工するために使用されてきた。しかしながら、従来のレーザ加工方法は、満足できる冷却孔の幾何学的形状よりも小さくなっている。例えば、ＣＭＣ構成要素に冷却孔を形成するための従来のレーザ方法は、このような冷却孔を画定する内壁の側部および縁部にレーザビームをクリッピングさせた。すなわち、レーザ加工中のいくつかの例では、円錐形のレーザビームは、機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしている。そのような領域がクリッピングされると、典型的には、結果として先細りの冷却孔となる。先細りの冷却孔は、孔を通る流体膜の有効性が悪くなり、その結果、冷却流体とＣＭＣ構成要素との間の熱伝達交換が最適ではない。さらに、従来のレーザ加工技術は、レーザビームのクリッピングのように比較的浅い進入深さに制限され、孔の先細りの傾斜角は、一般に、孔の深さと共に増加する。
【０００４】
したがって、ＣＭＣ構成要素に開口部を形成するための改良されたレーザ加工システムおよび方法が望ましい。よ具体的には、ＣＭＣ構成要素に開口部を形成するためのレーザ製造システムおよび方法が有益であろう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の態様および利点は、その一部を以下の説明に記載しており、あるいはその説明から明らかになり、あるいは本発明の実施により学ぶことができる。
【０００６】
本開示の１つの例示的な実施形態では、円錐形のレーザビームを使用して構成要素の開口部の１つまたは複数の壁をレーザ加工するための方法が提供される。１つまたは複数の壁は、第１の壁部および第２の壁部を画定する。方法は、第１の位置に構成要素を配向させることを含む。方法はまた、構成要素が第１の位置に配向されている間に、第１の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することを含む。さらに、方法は、第２の位置に構成要素を配向させることを含む。方法はまた、構成要素が第２の位置に配向されている間に、第２の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することを含む。
【０００７】
本開示の別の例示的な実施形態では、構成要素に開口部を機械加工するためのレーザシステムが提供される。レーザシステムは、各々互いに垂直な縦方向、側方向、および横方向を画定する。構成要素は、第１のセクションおよび第２のセクションを画定する。レーザシステムは、円錐形のレーザビームで開口部を機械加工するように構成されたレーザ源を含む。レーザシステムはまた、レーザビームを集束するように構成された調整可能なレンズを含む。レーザシステムは、構成要素を配向させるための作動アセンブリをさらに含む。レーザシステムはまた、レーザ源、調整可能なレンズ、および作動アセンブリと通信可能に結合されたコントローラを含み、コントローラは、第１の位置に構成要素を配向させるように作動アセンブリを制御することであって、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第１のピッチ角を有し、構成要素が第１の位置に配向されている間に、構成要素の第１のセクションをレーザ加工するようにレーザ源および調整可能なレンズを制御し、第２の位置に構成要素を配向させるように作動アセンブリを制御することであって、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第２のピッチ角を有し、かつ構成要素が第２の位置に配向されている間に、構成要素の第２のセクションをレーザ加工するようにレーザ源および調整可能なレンズを制御するように構成される。
【０００８】
本開示のさらなる例示的な実施形態では、円錐形のレーザビームを使用して構成要素に開口部をレーザ加工するための方法が提供される。開口部は、第１のセクションおよび第１のセクションの反対側の第２のセクションを画定する。方法は、第１の位置に構成要素を配向させることを含み、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第１のピッチ角を有する。方法はまた、構成要素が第１の位置に配向されている間に、開口部の第１のセクションの少なくとも一部をレーザ加工することを含む。さらに、方法は、第２の位置に構成要素を配向させることをさらに含み、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第２のピッチ角を有する。方法はまた、構成要素が第２の位置に配向されている間に、開口部の第２のセクションの少なくとも一部をレーザ加工することを含む。
【０００９】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによってより良く理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１０】
その最良の態様を含み、当業者を対象とする、本発明の完全かつ実施可能な程度の開示が本明細書に記載され、以下の添付の図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本主題の様々な実施形態による、例示的なガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】本主題の例示的な実施形態による、タービンノズルセグメントの斜視図である。
【図３】本主題の例示的な実施形態による、レーザシステムの概略図である。
【図４】本主題の例示的な実施形態による、第１の位置にある構成要素を示す図３のレーザシステムの構成要素および作動アセンブリの概略図である。
【図５】本主題の例示的な実施形態による、第２の位置にある構成要素を示す図３のレーザシステムの構成要素および作動アセンブリの概略図である。
【図６】本主題の例示的な実施形態による、第３の位置にある構成要素を示す図３のレーザシステムの構成要素および作動アセンブリの概略図である。
【図７】本主題の例示的な実施形態による、第４の位置にある構成要素を示す図３のレーザシステムの構成要素および作動アセンブリの概略図である。
【図８】本主題の例示的な実施形態による、図３の構成要素および作動アセンブリの上面図である。
【図９】本主題の例示的な実施形態による、図８の線９−９に沿った構成要素の断面図である。
【図１０】第１の位置に配向され、構成要素の開口部の第１のセクションおよび第１の段で第１の壁部に沿ってレーザビームによって機械加工されている図８および図９の構成要素の概略図である。
【図１１】第１の位置に配向され、開口部の第１のセクションおよび第２の段で第１の壁部に沿ってレーザビームによって機械加工されている図８および図９の構成要素の別の概略図である。
【図１２】第２の位置に配向され、構成要素の開口部の第２のセクションおよび第１の段で第２の壁部に沿ってレーザビームによって機械加工されている図８および図９の構成要素の概略図である。
【図１３】第２の位置に配向され、構成要素の開口部の第２のセクションおよび第２の段で第２の壁部に沿ってレーザビームによって機械加工されている図８および図９の構成要素の別の概略図である。
【図１４】本主題の例示的な実施形態による、例示的な構成要素および作動アセンブリの上面図である。
【図１５】本主題の例示的な実施形態による、図１４の線１５−１５に沿った構成要素の断面図である。
【図１６】第１の位置に配向され、構成要素の開口部の第１のセクションおよび第１の段でレーザビームによって機械加工されている図１４および図１５の構成要素の概略図である。
【図１７】第２の位置に配向され、構成要素の開口部の第２のセクションおよび第１の段でレーザビームによって機械加工されている図１４および図１５の構成要素の概略図である。
【図１８】第１の位置に配向され、構成要素の開口部の第１のセクションおよび第２の段でレーザビームによって機械加工されている図１４および図１５の構成要素の概略図である。
【図１９】第２の位置に配向され、構成要素の開口部の第２のセクションおよび第２の段でレーザビームによって機械加工されている図１４および図１５の構成要素の概略図である。
【図２０】本開示の例示的な実施形態による、例示的な方法のフロー図である。
【図２１】本開示の例示的な実施形態による、別の例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の本実施形態について詳しく説明するが、その１つまたは複数の例が、添付の図面に示されている。詳細な説明は、図面の特徴を参照するために、数字および文字の符号を使用する。図面および説明の中で同じまたは類似の符号は、本発明の同じまたは類似の部分を参照するために使用されている。本明細書で使用する場合、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を意味することは意図されていない。「上流」および「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体が流れて来る方向を指し、「下流」は、流体が流れて行く方向を指す。本明細書で使用する場合、「実質的に」は、特に明記しない限り、記載された値の２０％以内を意味する。本明細書で使用する場合、「約」は、特に明記しない限り、記載された値の約１０％以内を意味する。
【００１３】
本主題は、したがって、構成要素の開口部を機械加工するためのレーザシステムおよび方法に関する。１つの例示的な態様では、レーザシステムは、ガスタービンエンジンのＣＭＣ構成要素用の冷却孔のような、構成要素に開口部を機械加工するための機構を含む。開口部を形成するために、構成要素は、第１の位置に配向され、第１の位置に配向されている間にレーザ加工され、開口部の一部を形成する。次いで、構成要素は、第２の位置に配向され、第２の位置に配向されている間にレーザ加工され、開口部の別の部分を形成する。構成要素は、開口部の所定の幾何学的形状が形成されるまで、第１および第２の位置の間で交互に配置される。構成要素は、レーザビームが機械加工されることが望ましくない構成要素の領域をクリッピングすることなく構成要素を機械加工することができるように、第１および第２の位置に配向される。
【００１４】
１つまたは複数の位置に構成要素を配向させることによって、レーザビームの迎え角を調整することができる。レーザビームの迎え角を調整することによって、構成要素は、レーザ加工のために最適に位置決めすることができる。すなわち、構成要素は、円錐形のレーザビームが機械加工されることが望ましくない開口部の中および周囲の領域をクリッピングしないように配向させることができる。このようにして、開口部の所望の設計意図または所定の幾何学的形状を達成することができる。構成要素を配向させることによって、開口部の先細りを低減または排除することもできる。これにより、開口部が冷却孔である開口部の膜の有効性を効果的に改善することができる。さらに、基準平面に対して構成要素をピッチさせることによってなど、様々な位置に構成要素を配向させることによって、レーザビームは、開口部の縁部をクリッピングすることなく開口部にさらに進入することができる。レーザビームの迎え角は、レーザビームが開口部の深さにさらに進入するときに調整することができる。これにより、より深い開口部を達成することができる。
【００１５】
図を通して同一の数字が同じ要素を示す図面をここで参照すると、図１は、本開示の例示的な実施形態による、ガスタービンエンジンの概略断面図である。より具体的には、図１の実施形態では、ガスタービンエンジンは、高バイパスターボファンジェットエンジン１０であり、本明細書では「ターボファンエンジン１０」と呼ぶ。図１に示すように、ターボファンエンジン１０は、軸方向Ａ（基準となる長手方向中心線１２に平行に延びる）および半径方向Ｒを画定する。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１４と、ファンセクション１４の下流に配置されコアタービンエンジン１６とを含む。
【００１６】
図示の例示的なコアタービンエンジン１６は、一般に、環状入口２０を画定する実質的に管状の外側ケーシング１８を含む。外側ケーシング１８は、直列流れ関係で、ブースタもしくは低圧（ＬＰ）圧縮機２２および高圧（ＨＰ）圧縮機２４を含む圧縮機セクションと、燃焼セクション２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８および低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービンセクションと、ジェット排気ノズルセクション３２とを収容する。高圧（ＨＰ）シャフトまたはスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフトまたはスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動可能に接続する。
【００１７】
図示の実施形態では、ファンセクション１４は、ディスク４２に間隔を空けて結合された複数のファンブレード４０を有するファン３８を含む。図示のように、ファンブレード４０は、ほぼ半径方向Ｒに沿ってディスク４２から外向きに延びる。ファンブレード４０およびディスク４２は、動力ギアボックス４６を横切ってＬＰシャフト３６によって長手方向軸１２の周りに共に回転可能である。動力ギアボックス４６は、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的な回転ファン速度に低下させる複数のギアを含む。
【００１８】
さらに図１の例示的な実施形態を参照すると、ディスク４２は、複数のファンブレード４０を通る空気流を促進するために空気力学的に輪郭づけされた回転可能なフロントナセル４８によって覆われている。さらに、例示的なファンセクション１４は、ファン３８および／またはコアタービンエンジン１６の少なくとも一部の周囲を囲む、環状のファンケーシングまたは外側ナセル５０を含む。ナセル５０は、円周方向に離間して配置された複数の出口ガイドベーン５２によって、コアタービンエンジン１６に対して支持されるように構成することができることを理解されたい。さらに、ナセル５０の下流セクション５４は、コアタービンエンジン１６の外側部分を覆うように延び、それらの間にバイパス空気流通路５６を画定することができる。
【００１９】
ターボファンエンジン１０の動作中、大量の空気５８が、ナセル５０および／またはファンセクション１４の関連する入口６０を通ってターボファン１０に入る。大量の空気５８がファンブレード４０を通過する際に、空気５８の第１の部分は、矢印６２で示すように、バイパス空気流通路５６に誘導されるかまたは送られ、空気５８の第２の部分は、矢印６４で示すように、ＬＰ圧縮機２２に誘導されるかまたは送られる。空気の第１の部分６２と空気の第２の部分６４との間の比は、バイパス比として一般に知られている。次いで、空気の第２の部分６４の圧力が、高圧（ＨＰ）圧縮機２４を通って燃焼セクション２６へと送られるにつれて高められ、燃焼セクション２６において燃料と混合されて燃焼され、燃焼ガス６６を供給する。
【００２０】
燃焼ガス６６は、ＨＰタービン２８を通って送られ、そこで燃焼ガス６６からの熱および／または運動エネルギーの一部は、外側ケーシング１８に結合されるＨＰタービンステータベーン６８およびＨＰシャフトまたはスプール３４に結合されるＨＰタービンロータブレード７０の連続段を介して抽出されてＨＰシャフトまたはスプール３４を回転させ、それによってＨＰ圧縮機２４の動作を支援する。その後、燃焼ガス６６は、ＬＰタービン３０を通って送られ、そこで熱および運動エネルギーの第２の部分は、外側ケーシング１８に結合されるＬＰタービンステータベーン７２およびＬＰシャフトまたはスプール３６に結合されるＬＰタービンロータブレード７４の連続段を介して燃焼ガス６６から抽出されてＬＰシャフトまたはスプール３６を回転させ、それによってＬＰ圧縮機２２の動作および／またはファン３８の回転を支援する。
【００２１】
燃焼ガス６６は、続いてコアタービンエンジン１６のジェット排気ノズルセクション３２を通って送られ、推進力を提供する。同時に、空気の第１の部分６２がターボファン１０のファンノズル排気セクション７６から排出される前にバイパス空気流通路５６を通って送られる際に、空気の第１の部分６２の圧力が実質的に増加し、また推進力を提供する。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、およびジェット排気ノズルセクション３２は、コアタービンエンジン１６を通って燃焼ガス６６を送るための高温ガス経路７８を少なくとも部分的に画定する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ターボファンエンジン１０の構成要素、特に高温ガス経路７８内の構成要素は、高温性能を有する非金属材料であるセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材料を含むことができる。このような構成要素に利用される例示的なＣＭＣ材料は、炭化ケイ素、ケイ素、シリカ、もしくはアルミナマトリックス材料およびそれらの組合せを含むことができる。セラミック繊維（サファイアおよび炭化ケイ素のようなモノフィラメントを含む酸化安定強化繊維（例えば、ＴｅｘｔｒｏｎのＳＣＳ−６）、ならびに炭化ケイ素を含むロービングおよびヤーン（例えば、日本カーボンのＮＩＣＡＬＯＮ（登録商標）、宇部興産のＴＹＲＡＮＮＯ（登録商標）、およびＤｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇのＳＹＬＲＡＭＩＣ（登録商標））、ケイ酸アルミナ（例えば、Ｎｅｘｔｅｌの４４０および４８０）、および細断されたウィスカおよび繊維（例えば、Ｎｅｘｔｅｌの４４０およびＳＡＦＦＩＬ（登録商標））、および随意にセラミック粒子（例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙ、およびそれらの組合せの酸化物）および無機充填材（例えば、パイロフィライト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カイヤナイト、およびモンモリロナイト）など）は、マトリックス内に埋め込まれてもよい。さらなる例として、ＣＭＣ材料は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭素繊維布を含んでもよい。
【００２３】
ＣＭＣ材料は、エンジンの様々な構成要素、例えば、圧縮機のタービンノズルおよび／または翼形部、および／またはファン領域に使用することができる。内側および外側バンドの間に延びるステータベーンを備えるタービンノズルは、隣接する下流タービンブレードにおける抽出を最大にするように高温燃焼ガスを誘導する。このように、ＣＭＣ材料は、高温燃焼ガスの高温に曝されるタービンノズルを形成するのに使用することが望ましい。もちろん、タービンエンジン１０の他の構成要素もまた、ＣＭＣ材料から形成されてもよい。
【００２４】
図２は、本主題の例示的な実施形態による、タービンノズルセグメント８０の斜視図である。この実施形態では、タービンノズルセグメント８０は、ＣＭＣ材料で作られている。代替の実施形態では、タービンノズルセグメント８０は、例えば、高温合金のような任意の他の適切な材料で作ることができる。タービンノズルセグメント８０は、共に接続されたときに、例えば、図１のターボファンエンジン１０のようなガスタービンエンジンの環状ノズルアセンブリを形成する多数のノズルセグメントの１つである。ノズルセグメント８０は、例えば、図１のターボファンエンジン１０のステータベーン６８などのベーン８２で構成されている。ベーン８２の各々は、翼形部を画定し、外側および内側バンド８４、８６の間に延びる。特に、ベーン８２の翼形部部分は、複数の冷却孔８８を画定する。冷却孔８８は、ベーン８２の熱的性能を向上させるために膜冷却を提供する。以下により詳細に説明するように、冷却孔、より広範には開口部は、本明細書に記載された方法でベーン８２の翼形部に機械加工または形成することができる。
【００２５】
図３は、本主題の例示的な実施形態による、例示的なレーザシステム１００の概略図である。より具体的には、この実施形態では、レーザシステム１００は、例えば、図２のＣＭＣ構成要素のような構成要素２００、燃焼器ライナ、タービンロータブレード、タービンステータベーン、圧縮機ロータブレード、圧縮機ステータベーンなどに開口部２１０を形成するように動作可能に構成される。本明細書で使用する場合、「開口部」という用語は、構成要素またはワークピースに形成または機械加工された幾何学的形状を示すために使用される。例えば、開口部は、ガスタービンエンジンのＣＭＣ構成要素の冷却孔、例えば、タービン構成要素または燃焼器ライナの冷却孔であってもよい。さらに他の例として、開口部は、構成要素またはワークピースに形成または機械加工された貫通孔、凹部、くぼみ、空洞、チャネル、スロット、矩形スロット、チャンバ、止まり孔、アッシュ、ファン、角丸矩形などとすることができる。いくつかの実施形態では、壁の対向する壁または対向する部分の間の距離は、そのような開口部に対して約０．０１５インチ（約０．０４ｃｍ）〜０．０６０インチ（約０．１５ｃｍ）の範囲である。さらに、いくつかの実施形態では、そのような開口部の深さは、約０．０５０インチ（約０．１３ｃｍ）〜０．３００インチ（約０．７６ｃｍ）の範囲であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、長さに対する直径の比（Ｌ／Ｄ）は、そのような開口部に対して約１：１〜約１０：１の範囲であり得る。
【００２６】
図３に示すように、レーザシステム１００は、縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔを画定する。縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔの各々は、互いに相互に垂直であり、直交方向の系を形成する。この実施形態では、レーザシステム１００は、レーザ源１０２と、レーザ源１０２から放出されたレーザビーム１０６を誘導または集束するためのミラーまたは調整可能なレンズ１０４とを含む。図３に示すように、レーザビーム１０６は、円錐形である。調整可能なレンズ１０４は、レーザビーム１０６の焦点または集束点１０８（すなわち、円錐形のレーザビーム１０６の先端または頂点）が、ワークピースの望ましい開口部および幾何学的形状が機械加工され得るように周りを移動または走査することができるように、調整可能である。
【００２７】
レーザシステム１００はまた、作動アセンブリ１１０を含む。作動アセンブリ１１０は、様々な位置の間で構成要素２００を並進、回転、旋回、作動、調整、または他の方法で移動させるように動作可能に構成される。例えば、図３に示すように、作動アセンブリ１１０は、第１の位置Ｐ１（図３に実線で示す）に構成要素２００を配向させることができ、第２の位置Ｐ２（図３に点線で示す）に構成要素２００を配向させることができる。このようにして、本明細書で詳細に説明するように、レーザビーム１０６の迎え角は、レーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない構成要素２００の領域をクリッピングすることなく、開口部２１０が構成要素２００に形成され得るように変更または調整することができる。作動アセンブリ１１０は、本明細書に記載された方法で構成要素２００を配向させることができる任意の適切なタイプの作動アセンブリ１１０であり得る。例えば、作動アセンブリ１１０は、例えば、ロボットアームまたは調整可能な固定具であってもよい。
【００２８】
図３にさらに示すように、レーザシステム１００は、コントローラ１１２をさらに含む。コントローラ１１２は、レーザ源１０２、調整可能なレンズ１０４、および作動アセンブリ１１０と通信可能に結合される。コントローラ１１２は、１つまたは複数の信号線または共用通信バスを介してレーザ源１０２、調整可能なレンズ１０４、および作動アセンブリ１１０と通信可能に結合することができ、または追加的あるいは代替的に、コントローラ１１２は、１つまたは複数の無線接続を介してレーザ源１０２、調整可能なレンズ１０４、および作動アセンブリ１１０と通信可能に結合することができる。
【００２９】
レーザシステム１００の動作は、コントローラ１１２によって制御される。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ１１２は、汎用Ｉ／Ｏ（「ＧＰＩＯ」）デバイスまたは機能ブロックを表すことができる制御パネルを含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、制御パネルは、回転ダイヤル、プッシュボタン、タッチパッド、およびタッチスクリーンを含む様々な電気的、機械的または電気機械的入力デバイスの１つまたは複数などの入力構成要素を含むことができる。制御パネルは、レーザシステム１００の動作のユーザ操作のための選択肢を提供する。制御パネルのユーザ操作に応答して、コントローラ１１２は、レーザシステム１００の様々な構成要素を動作させる。
【００３０】
コントローラ１１２は、レーザシステム１００の動作に関連するプログラミング命令またはマイクロ制御コードを実行するように動作可能な汎用または専用マイクロプロセッサなどの、例えば、マイクロプロセッサ、ＣＰＵなどのような１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数の処理デバイスを含む。メモリは、ＤＲＡＭなどのランダムアクセスメモリ、またはＲＯＭもしくはＦＬＡＳＨなどの読み出し専用メモリを表すことができる。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラミング命令を実行する。メモリは、プロセッサとは別個の構成要素であってもよく、プロセッサ内に搭載されてもよい。あるいは、コントローラ１１２は、マイクロプロセッサを使用することなく、例えば、離散アナログおよび／またはデジタル論理回路（例えば、スイッチ、増幅器、積分器、コンパレータ、フリップフロップ、ＡＮＤゲートなど）の組合せを使用することなく構成することができ、ソフトウェアに依存せずに制御機能を実行する。
【００３１】
ここで図４〜図７を参照して、構成要素２００の作動についてさらに説明する。図４は、本主題の例示的な実施形態による、第１の位置Ｐ１にある構成要素２００を示す図３のレーザシステム１００の構成要素２００および作動アセンブリ１１０の概略図であり、図５は、本主題の例示的な実施形態による、第２の位置Ｐ２にある構成要素２００を示す図３のレーザシステム１００の構成要素２００および作動アセンブリ１１０の概略図であり、図６は、本主題の例示的な実施形態による、第３の位置Ｐ３にある構成要素２００を示す図３のレーザシステム１００の構成要素２００および作動アセンブリ１１０の概略図であり、図７は、本主題の例示的な実施形態による、第４の位置Ｐ４にある構成要素２００を示す図３のレーザシステム１００の構成要素２００および作動アセンブリ１１０の概略図である。
【００３２】
図４に示すように、作動アセンブリ１１０は、第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させている。図示のように、構成要素２００が第１の位置Ｐ１に配向されると、構成要素２００は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して第１のピッチ角θ１を有する。本明細書で使用する場合、第１のピッチ角θ１は、ゼロ度（０°）の基準線に対する構成要素２００の横方向Ｔの周りの上方ピッチを示す。この実施形態では、例えば、図４の視点から、ゼロ度（０°）から始まり、横方向Ｔの周りを反時計回り方向に移動するために、構成要素２００は、１０度（１０°）だけ上方にピッチされる。いくつかの例示的な実施形態では、構成要素２００は、５度（５°）以下だけ上方にピッチされる。他の例示的な実施形態では、構成要素２００は、任意の適切な量の度だけ横方向Ｔの周りを上方にピッチされ得る。
【００３３】
図５に示すように、作動アセンブリ１１０は、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させている。図示のように、構成要素２００が第２の位置Ｐ２に配向されると、構成要素２００は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して第２のピッチ角θ２を有する。本明細書で使用する場合、第２のピッチ角θ２は、ゼロ度（０°）の基準線に対する構成要素２００の横方向Ｔの周りの下方ピッチを示す。この実施形態では、例えば、図５の視点から、ゼロ度（０°）から始まり、横方向Ｔの周りを時計回り方向に移動するために、構成要素２００は、１０度（１０°）だけ下方にピッチされる。構成要素２００は、任意の適切な量の度だけ横方向Ｔの周りを下方にピッチされ得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、第２のピッチ角θ２は、第１のピッチ角θ１とは反対の角度である。例えば、この例では、第１のピッチ角θ１が１０度（１０°）の上方ピッチであるので、第２のピッチ角θ２は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して１０度（１０°）の下方ピッチである。他の実施形態では、第２のピッチ角θ２は、第１のピッチ角θ１と反対である必要はない。
【００３５】
図６に示すように、作動アセンブリ１１０は、第３の位置Ｐ３に構成要素２００を配向させている。図示のように、構成要素２００が第３の位置Ｐ３に配向されると、構成要素２００は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して第３のピッチ角θ３を有する。本明細書で使用する場合、第３のピッチ角θ３は、ゼロ度（０°）の基準線に対する構成要素２００の側方向Ｌの周りの上方ピッチを示す。この実施形態では、例えば、図６の視点から、ゼロ度（０°）から始まり、側方向Ｌの周りを反時計回り方向に移動するために、構成要素２００は、１０度（１０°）だけ上方にピッチされる。
【００３６】
図７に示すように、作動アセンブリ１１０は、第４の位置Ｐ４に構成要素２００を配向させている。図示のように、構成要素２００が第４の位置Ｐ４に配向されると、構成要素２００は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して第４のピッチ角θ４を有する。本明細書で使用する場合、第４のピッチ角θ４は、ゼロ度（０°）の基準線に対する構成要素２００の側方向Ｌの周りの下方ピッチを示す。この実施形態では、例えば、図７の視点から、ゼロ度（０°）から始まり、側方向Ｌの周りを時計回り方向に移動するために、構成要素２００は、１０度（１０°）だけ下方にピッチされる。構成要素２００は、任意の適切な量の度だけ側方向Ｌの周りを下方にピッチされ得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、第４のピッチ角θ４は、第３のピッチ角θ３とは反対の角度である。例えば、この例では、第３のピッチ角θ３が１０度（１０°）の上方ピッチであるので、第４のピッチ角θ４は、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に対して構成要素２００の１０度（１０°）の下方ピッチである。他の実施形態では、第４のピッチ角θ４は、第３のピッチ角θ３と反対である必要はない。
【００３８】
いくつかの実施形態では、構成要素２００を回転または旋回させることに加えて、作動アセンブリ１１０はまた、側および横方向Ｌ、Ｔによって画定された平面に沿って構成要素２００を並進させることができる。すなわち、構成要素２００は、側方向Ｌ、横方向Ｔ、または側および横方向Ｌ、Ｔの組合せに並進させることができる。追加的または代替的に、作動アセンブリ１１０は、縦方向Ｖに沿って構成要素２００を並進させることができる。側、横および縦方向Ｌ、Ｔ、Ｖの１つまたは複数に沿って構成要素２００を並進させることによって、いくつかの例では、レーザビーム１０６（図３）は、開口部２１０を画定する壁の１つまたは複数をクリッピングすることなく開口部２１０をより容易にレーザ加工することができる。
【００３９】
１つの例示的な態様では、構成要素に予め形成された開口部の内壁を機械加工するように動作可能に構成されたレーザシステムが提供される。例えば、レーザシステムは、レーザビームによるボーリングプロセスを介して開口部を広げるために使用することができる。別の例として、レーザシステムは、構成要素の冷却孔の内壁を拡大、研磨、または平滑化して膜の有効性を改善するために使用することができる。開口部をレーザシステムによって機械加工することができる例示的な方法を、ここで説明する。
【００４０】
図８および図９は、構成要素２００に予め形成された開口部２１０を有する例示的な構成要素２００を示す。より具体的には、図８は、本主題の例示的な実施形態による、図３の構成要素２００および作動アセンブリ１１０の上面図であり、図９は、本主題の例示的な実施形態による、図８の線９−９に沿った構成要素２００および作動アセンブリ１１０の断面図である。この実施形態では、構成要素２００は、直方体形状のＣＭＣ構成要素であり、開口部２１０は、構成要素２００に既に形成された止まり孔（すなわち、構成要素を貫通して延びていない孔）である。
【００４１】
図８および図９に示すように、構成要素２００は、縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔを画定する。縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔの各々は、互いに相互に垂直であり、直交方向の系を形成する。したがって、構成要素２００は、レーザシステム１００（図３）と同じ座標系を画定する。構成要素２００は、この実施形態ではそれぞれ開口部２１０の上部および底部である、第１の端部２１２と第２の端部２１４との間に縦方向Ｖに沿って延びる開口部２１０を画定する。より具体的には、構成要素２００の１つまたは複数の壁２１６は、略円筒形の開口部２１０を画定する。この実施形態では、１つまたは複数の壁２１６は、縦方向Ｖの周りに円周方向に延びる側壁２１８と、側および横方向Ｌ、Ｔに沿って平面に延びるベース壁２２０とを含む。第１の端部２１２と第２の端部２１４との間の距離は、開口部２１０の深さＤ１として示される。
【００４２】
特に図８および図９に示すように、開口部２１０を画定する１つまたは複数の壁２１６はまた、第１のセクションＳ１および第１のセクションＳ１の反対側の第２のセクションＳ２を画定する。図示のように、第１のセクションＳ１および第２のセクションＳ２は各々、開口部２１０の深さＤ１に沿って延びる（図９）。図９にさらに示すように、開口部２１０は、その深さＤ１に沿って複数の段ＳＴを画定する。段ＳＴの各々は、図９に示すように、深さＤ１の一部を画定する。より具体的には、開口部２１０は、上端部２１２にまたはその近傍に第１の段ＳＴ１、第１の段ＳＴ１よりも深くに第２の段ＳＴ２、および第２の段ＳＴ２よりも深くに第３の段ＳＴ３を画定する。３つの段（行）がこの実施形態では示されているが、開口部２１０は、例えば、１０段、１００段、１０００段などのような任意の適切な数の段を画定することができることが理解されよう。さらに、２つのセクション（列）がこの実施形態では示されているが、開口部２１０は、例えば、４つのセクション、６つのセクション、８つのセクションなどのような任意の適切な数のセクションを画定することができることが理解されよう。
【００４３】
図９を参照すると、図示のように、第１のセクションＳ１を画定する１つまたは複数の壁２１６は、第１の壁部２２２を含み、第２のセクションＳ２を画定する１つまたは複数の壁２１６は、第２の壁部２２４を含む。図９の図示の実施形態などのいくつかの実施形態では、第１の壁部２２２は、第２の壁部２２４に平行である（すなわち、第１の壁部２２２に沿った各接線方向点は、開口部２１０を横切る反対側の第２の壁部２２４の接線方向点に平行である）。
【００４４】
ここで図１０〜図１３を参照して、開口部２１０の内壁２１６を機械加工するための例示的なプロセスを説明する。図１０は、第１の位置Ｐ１に配向され、開口部２１０の第１のセクションＳ１および第１の段ＳＴ１で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されている図８および図９の構成要素２００の概略図であり、図１１は、第１の位置Ｐ１に配向され、開口部２１０の第１のセクションＳ１および第２の段ＳＴ２で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００の別の図であり、図１２は、第２の位置Ｐ２に配向され、開口部２１０の第２のセクションＳ２および第１の段ＳＴ１で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００の別の図であり、図１３は、第２の位置Ｐ２に配向され、開口部２１０の第２のセクションＳ２および第２の段ＳＴ２で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００のさらに別の図である。
【００４５】
図１０に示すように、レーザ源１０２（図３）から放出されたレーザビーム１０６は、第１のセクションＳ１の第１の段ＳＴ１に沿って第１の壁部２２２を機械加工するために（図１０に示す実線と点線の間で）前後に走査している。特に、コントローラ１１２（図３）は、第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御している。この実施形態では、第１の位置Ｐ１は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに上方にピッチされる位置にある。したがって、図１０において、第１のピッチ角θ１は、５度（５°）の上方ピッチである。
【００４６】
第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整される。レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第１のセクションＳ１内に位置する第１の壁部２２２の第１の段ＳＴ１は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。すなわち、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００４７】
図１１に示すように、この実施形態では、レーザビーム１０６が第１のセクションＳ１の第１の段ＳＴ１に沿って第１の壁部２２２を機械加工した後、レーザビーム１０６は、第１のセクションＳ１の第２の段ＳＴ２に沿って第１の壁部２２２をレーザ加工するために、開口部２１０により深く進入することができる。図１１に示すように、コントローラ１１２（図３）は、第１の位置Ｐ１に構成要素２００の配向を維持するように作動アセンブリ１１０を制御している。しかしながら、第１のセクションＳ１の第２の段ＳＴ２に沿って第１の壁部２２２をより良好に機械加工するために、コントローラ１１２は、第１のピッチ角θ１を調整するように作動アセンブリを制御している。具体的には、コントローラ１１２は、側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）（図１０）〜１０度（１０°）横方向Ｔの周りの構成要素２００の上方ピッチを増加させるように作動アセンブリ１１０を制御している。したがって、図１１において、第１のピッチ角θ１は、１０度（１０°）の上方ピッチである。
【００４８】
第１の壁部２２２の第２の段ＳＴ２をレーザ加工するように第１のピッチ角θ１を調整することによって、レーザビーム１０６の迎え角がさらに調整され、次に、レーザ加工されるように第１の壁部２２２の第２の段ＳＴ２を最適に位置決めする。さらに、このようにして、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が第１の壁部２２２の第２の段ＳＴ２に沿って前後に走査するときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００４９】
レーザビーム１０６が第１のセクションＳ１の第１の段ＳＴ１および第２の段ＳＴ２に沿って第１の壁部２２２を機械加工した後、図示されていないが、レーザビーム１０６は、第１のセクションＳ１の第３の段ＳＴ３に沿って第１の壁部２２２をレーザ加工するために、開口部２１０のさらに深くまで進入することができる。このようにして、第１の壁部２２２は、開口部２１０の全深さＤ１に沿ってレーザ加工することができる。第１のピッチ角θ１は、レーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように、上述したのと同じ方法でさらに調整することができる（すなわち、構成要素２００は、第１のピッチ角θ１が１５度（１５°）となるように、横方向Ｔの周りにさらに５度（５°）だけ上方にピッチされ得る）。さらに、開口部２１０がベース壁２２０を含む実施形態では、第１のセクションＳ１内のベース壁２２０は、構成要素２００が第１の位置Ｐ１に位置決めされている間に、レーザビーム１０６によってレーザ加工することができる。そのような実施形態では、構成要素２００の配向は、レーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように調整することができる。
【００５０】
図１２に示すように、レーザビーム１０６が第１のセクションＳ１内の第１、第２、および第３の段ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３ならびにベース壁２２０に沿って第１の壁部２２２をレーザ加工した後、コントローラ１１２（図３）は、第２の壁部２２４がレーザ加工のために最適に位置決めされるように、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御することができる。この実施形態では、第２の位置Ｐ２は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに下方にピッチされる位置にある。したがって、図１２において、第２のピッチ角θ２は、５度（５°）の下方ピッチである。
【００５１】
第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整され、レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第２の壁部２２４に沿った第１の段ＳＴ１は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。すなわち、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が第２の壁部２２４の第１の段ＳＴ１に沿って（実線および点線で示す）前後に走査するときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００５２】
図１３に示すように、この実施形態では、レーザビーム１０６が第２のセクションＳ２の第１の段ＳＴ１に沿って第２の壁部２２４をレーザ加工した後、レーザビーム１０６は、第２のセクションＳ２の第２の段ＳＴ２に沿って第２の壁部２２４をレーザ加工するために、開口部２１０により深く進入することができる。図１３に示すように、コントローラ１１２（図３）は、第２の位置Ｐ２に構成要素２００の配向を維持するように作動アセンブリ１１０を制御している。しかしながら、第２のセクションＳ２の第２の段ＳＴ２に沿って第２の壁部２２４をより良好に機械加工するために、コントローラ１１２は、第２のピッチ角θ２を調整するように作動アセンブリ１１０を制御している。具体的には、コントローラ１１２は、側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）（図１２）〜１０度（１０°）横方向Ｔの周りの構成要素２００の下方ピッチを増加させるように作動アセンブリ１１０を制御している。したがって、図１３において、第２のピッチ角θ２は、１０度（１０°）の下方ピッチである。
【００５３】
第２の壁部２２４の第２の段ＳＴ２をレーザ加工するように第２のピッチ角θ２を調整することによって、レーザビーム１０６の迎え角がさらに調整され、次に、レーザ加工されるように第２の壁部２２４の第２の段ＳＴ２を最適に位置決めする。さらに、このようにして、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が第２の壁部２２４の第２の段ＳＴ２に沿って前後に走査するときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００５４】
レーザビーム１０６が第２のセクションＳ２の第１の段ＳＴ１および第２の段ＳＴ２に沿って第２の壁部２２４を機械加工した後、図示されていないが、レーザビーム１０６は、第２のセクションＳ２の第３の段ＳＴ３に沿って第２の壁部２２４をレーザ加工するために、開口部２１０のさらに深くまで進入することができる。このようにして、第２の壁部２２４は、開口部２１０の全深さＤ１に沿ってレーザ加工することができる。第２のピッチ角θ２は、レーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように、上述したのと同じ方法でさらに調整することができる（すなわち、構成要素２００は、第２のピッチ角θ２が１５度（１５°）となるように、横方向Ｔの周りにさらに５度（５°）だけ下方にピッチされ得る）。さらに、開口部２１０がベース壁２２０を含む実施形態では、第２のセクションＳ２内のベース壁２２０は、構成要素２００が第２の位置Ｐ２に位置決めされている間に、レーザビーム１０６によってレーザ加工することができる。そのような実施形態では、構成要素２００の配向は、レーザビーム１０６が機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように調整することができる。
【００５５】
代替の例示的な実施形態では、レーザビーム１０６は、第１の壁部２２２と第２の壁部２２４とのレーザ加工を交互に行って特定の段を完全にレーザ加工するようにレーザシステム１００（図３）によって制御することができ、その後、開口部２１０のより深くの段の第１および第２の壁部２２２、２２４をレーザ加工するために開口部２１０により深く進入する。例えば、第１の段ＳＴ１に沿って第１の壁部２２２をレーザ加工した後、コントローラ１１２は、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御することができる。第２の位置Ｐ２において、コントローラ１１２は、第２の壁部２２４の第１の段ＳＴ１に沿ってレーザビーム１０６を走査するように調整可能なレンズ１０４（図３）を制御することができる。その後、コントローラ１１２は、第１の壁部２２２に沿った第２の段ＳＴ２がレーザ加工され得るように、第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させる（または再配向させる）ように作動アセンブリ１１０を制御することができる。次に、コントローラ１１２は、第２の壁部２２４に沿った第２の段ＳＴ２がレーザ加工され得るように、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御することができる。第３の段ＳＴ３は、他の段と同様にレーザ加工することができる。
【００５６】
別の例示的な態様では、例えば、ガスタービンエンジンのＣＭＣ構成要素への冷却孔のような、構成要素に開口部をレーザ加工するように動作可能に構成されたレーザシステムが提供される。例えば、図３のレーザシステム１００は、構成要素に開口部をレーザ加工するために使用することができる。構成要素に開口部を機械加工する前に、レーザシステムのコントローラは、形成される開口部の所定の幾何学的形状を示すユーザ入力を受信することができる。あるいは、コントローラは、自動的に、または計画された機械加工スケジュールの一部として、開口部の所定の幾何学的形状を決定することができる。所定の幾何学的形状は、例えば、円筒形の貫通孔とすることができる。開口部の所定の幾何学的形状は、所定の深さを有することができる。例えば、冷却孔の所定の深さは、ＣＭＣ構成要素の壁の内面と外面との間の距離とすることができる。
【００５７】
図１４および図１５は、貫通孔が形成されることが望ましい例示的な構成要素を示す。同じ数字が、上述したものと同じまたは類似の部分を示すために使用される。図１４は、本主題の例示的な実施形態による、例示的な構成要素２００および作動アセンブリ１１０の上面図であり、図１５は、本主題の例示的な実施形態による、図１４の線１５−１５に沿った構成要素２００および作動アセンブリ１１０の断面図である。この実施形態では、構成要素２００は、直方体形状のＣＭＣ構成要素であり、開口部の所定の幾何学的形状２３０は、円筒形の貫通孔（すなわち、構成要素２００を貫通して延びる孔）である。
【００５８】
図１４および図１５に示すように、構成要素２００は、縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔを画定する。縦方向Ｖ、側方向Ｌ、および横方向Ｔの各々は、互いに相互に垂直であり、直交方向の系を形成する。したがって、構成要素２００は、レーザシステム１００（図３）と同じ座標系を画定する。図１４および図１５にさらに示すように、円筒形の貫通孔の開口部の所定の幾何学的形状２３０は、縦方向Ｖに沿って第１の端部２１２と第２の端部２１４との間に延びる。第１の端部２１２と第２の端部２１４との間の距離は、開口部の所定の深さＤ２として示される。
【００５９】
特に図１４に示すように、開口部の所定の幾何学的形状２３０は、第１のセクションＳ１および第１のセクションＳ１の反対側の第２のセクションＳ２を画定する。図１５に示すように、第１のセクションＳ１および第２のセクションＳ２は各々、開口部の所定の幾何学的形状２３０の所定の深さＤ２に沿って延びる。図１５にさらに示すように、開口部の所定の幾何学的形状２３０は、その所定の深さＤ２に沿って複数の段ＳＴを画定する。段ＳＴの各々は、図１５に示すように、所定の深さＤ２の一部を画定する。より具体的には、図示のように、開口部の所定の幾何学的形状２３０は、第１の端部２１２にまたはその近傍に第１の段ＳＴ１、第１の段ＳＴ１よりも深くに第２の段ＳＴ２、および第２の段ＳＴ２よりも深くに第３の段ＳＴ３を画定する。３つの段（行）がこの実施形態では示されているが、開口部の所定の幾何学的形状２３０は、例えば、１０段、１００段、１０００段などのような任意の適切な数の段を画定することができることが理解されよう。さらに、２つのセクション（列）がこの実施形態では示されているが、開口部の所定の幾何学的形状は、例えば、４つのセクション、６つのセクション、８つのセクションなどのような任意の適切な数のセクションを画定することができることが理解されよう。
【００６０】
ここで図１６〜図１９を参照して、構成要素に開口部を機械加工するための例示的なプロセスを説明する。図１６は、第１の位置Ｐ１に配向され、第１の段ＳＴ１で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されている図１４および図１５の構成要素２００の概略図であり、図１７は、第２の位置Ｐ２に配向され、第１の段ＳＴ１で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００の別の図であり、図１８は、第１の位置Ｐ１に配向され、第２の段ＳＴ２で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００の別の図であり、図１９は、第２の位置Ｐ２に配向され、第２の段ＳＴ２で円錐形のレーザビーム１０６によって機械加工されているその構成要素２００のさらに別の図である。
【００６１】
図１６に示すように、レーザ源１０２（図３）から放出されたレーザビーム１０６は、主に第１のセクションＳ１内の所定の幾何学的形状２３０の第１の段ＳＴ１をレーザ加工するために、（図１６に示す実線および点線のレーザビーム１０６の間で）前後に走査するように調整可能なレンズ１０４（図３）によって誘導される。このようにして、レーザビーム１０６は、材料を除去して開口部を形成することができる。特に、コントローラ１１２（図３）は、第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御している。この実施形態では、第１の位置Ｐ１は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに上方にピッチされる位置にある。したがって、図１６において、第１のピッチ角θ１は、５度（５°）の上方ピッチである。
【００６２】
第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整される。レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第１のセクションＳ１の第１の段ＳＴ１は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。別の言い方をすれば、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が前後に走査するときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００６３】
図１７に示すように、開口部２１０の一部は、第１の段ＳＴ１の材料の一部が除去されたときに構成要素２００に形成されている。より具体的には、第１の段ＳＴ１の材料の一部は、図１６に示すように、構成要素２００が第１の位置Ｐ１に配向されている間に除去された。この実施形態では、第１の位置Ｐ１に構成要素２００と共に第１の段ＳＴ１をレーザ加工した後、コントローラ１１２（図３）は、第２のセクションＳ２の第１の段ＳＴ１がレーザ加工のために最適に位置決めされるように、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させるように作動アセンブリ１１０を制御する。図１７は、第２の位置Ｐ２に配向された構成要素２００を示す。この実施形態では、第２の位置Ｐ２は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに下方にピッチされる位置にある。したがって、図１７において、第２のピッチ角θ２は、５度（５°）の下方ピッチである。
【００６４】
第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整される。レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第２のセクションＳ２の第１の段ＳＴ１は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。さらに、構成要素２００が第２のセクションＳ２の第１の段ＳＴ１をレーザ加工するために第２の位置Ｐ２に配向されると、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が前後に走査する（すなわち、実線および点線のレーザビーム１０６の間で）ときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００６５】
図１８に示すように、第１の段ＳＴ１の材料は、完全に除去され、次にレーザシステム１００（図３）は、所定の幾何学的形状２３０の残りの段をレーザ加工する。この実施形態では、構成要素２００が第２の位置Ｐ２（図１７）に配向されている間に第１の段ＳＴ１をレーザ加工し終えた後、コントローラ１１２（図３）は、第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向または再配向させるように作動アセンブリ１１０を制御する。図１８は、第１の位置Ｐ１に配向または再配向された構成要素２００を示す。第１の位置Ｐ１に配向されている間、構成要素２００は、第１の位置Ｐ１（図１６）で第１の段ＳＴ１を機械加工するのに使用されたのと同じピッチ角に配向されてもよく、あるいは、第１のピッチ角θ１は、所定の幾何学的形状２３０の第２の段ＳＴ２がレーザビーム１０６によりアクセスしやすくなるように調整されてもよい。言い換えると、第１のピッチ角θ１は、レーザビーム１０６が第２の段ＳＴ２をレーザ加工するとき、レーザビーム１０６が、例えば、開口部２１０の縁部２２６のような機械加工されることが望ましくない構成要素２００の部分または領域をクリッピングしないように調整することができる。
【００６６】
この実施形態では、第１のピッチ角θ１は、主に第１のセクションＳ１内の第１の段ＳＴ１をレーザ加工するときと同じままである。したがって、この実施形態では、第１の位置Ｐ１は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに上方にピッチされる位置にある。したがって、図１８において、第１のピッチ角θ１は、５度（５°）の上方ピッチである。
【００６７】
主に第１のセクションＳ１内の第２の段ＳＴ２をレーザ加工するときに第１の位置Ｐ１に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整される。レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第１のセクションＳ１の第２の段ＳＴ２は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。別の言い方をすれば、構成要素は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が前後に走査する（すなわち、図１８に示す実線および点線のレーザビーム１０６の間で）ときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００６８】
図１９に示すように、開口部２１０はさらに、第２の段ＳＴ２の材料の一部が除去されたときに構成要素２００に形成されている。より具体的には、第２の段ＳＴ２の材料の一部は、構成要素２００が第１の位置Ｐ１に配向されている間に除去された（図１８）。この実施形態では、構成要素が第１の位置Ｐ１に配向されている間に第２の段ＳＴ２をレーザ加工した後、コントローラ１１２（図３）は、第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向または再配向させるように作動アセンブリ１１０を制御する。図１９は、第２の位置Ｐ２に配向または再配向された構成要素２００を示す。第２の位置Ｐ２に配向されている間、構成要素２００は、第２の位置Ｐ２（図１７）で第１の段ＳＴ１を機械加工するのに使用されたのと同じピッチ角に配向されてもよく、あるいは、第２のピッチ角θ２は、所定の幾何学的形状２３０の第２のセクションＳ２内の第２の段ＳＴ２がレーザビーム１０６によりアクセスしやすくなるように調整されてもよい。言い換えると、第２のピッチ角θ２は、レーザビーム１０６が第２のセクションＳ２内の第２の段ＳＴ２をレーザ加工するとき、レーザビーム１０６が、例えば、開口部２１０の縁部２２６のような機械加工されることが望ましくない構成要素２００の部分または領域をクリッピングしないように調整することができる。
【００６９】
この実施形態では、第２のピッチ角θ２は、主に第２のセクションＳ２内の第１の段ＳＴ１をレーザ加工するときと同じままである。したがって、この実施形態では、第２の位置Ｐ２は、構成要素２００が側および横方向Ｌ、Ｔに沿った平面に延びるゼロ度（０°）の基準線に対して５度（５°）だけ横方向Ｔの周りに下方にピッチされる位置にある。したがって、図１９において、第２のピッチ角θ２は、５度（５°）の下方ピッチである。
【００７０】
主に第２のセクションＳ２内の第２の段ＳＴ２をレーザ加工するときに第２の位置Ｐ２に構成要素２００を配向させることによって、レーザビーム１０６の迎え角が調整される。レーザビーム１０６の迎え角を調整することによって、第２のセクションＳ２の第２の段ＳＴ２は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。別の言い方をすれば、構成要素２００は、円錐形のレーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が前後に走査する（すなわち、図１９に示す実線および点線のレーザビーム１０６の間で）ときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように配向される。
【００７１】
レーザビーム１０６が第１の段ＳＴ１および第２の段ＳＴ２を機械加工した後、図示されていないが、レーザビーム１０６は、上述したのと同じ交互のパターンを使用して、第３の段ＳＴ３をレーザ加工するために開口部２１０のさらに深くまで進入することができる。このようにして、所定の幾何学的形状２３０は、その所定の深さＤ２全体に沿ってレーザ加工することができ、それにより、この実施形態では構成要素２００を貫通して延びる貫通孔である、開口部２１０を完全に形成することができる。第１のピッチ角θ１（構成要素２００が第１の位置Ｐ１に配向されるとき）および第２のピッチ角θ２（構成要素２００が第２の位置Ｐ２に配向されるとき）は、レーザビーム１０６が、レーザビーム１０６が開口部２１０により深く進入するときに機械加工されることが望ましくない領域をクリッピングしないように、第３の段ＳＴ３をレーザ加工する場合に上述したのと同じ方法でさらに調整することができる。
【００７２】
第１または第２の位置に構成要素を配向させることの代わりに、またはそれに加えて、開口部の所定の幾何学的形状の１つまたは複数の段または部分を最適に位置決めするために、構成要素は、第３の位置または第４の位置にも配向させることができる。構成要素は、第１および第２の位置に関して上述したのと同じ方法で、第３および第４の位置の間で交互に配置することができる。構成要素が第３の位置に配向されるとき（例えば、図６に示すように）、構成要素は、ゼロ度（０°）の基準線に対して側方向の周りに上方にピッチされ得る。構成要素が第４の位置に配向されるとき（例えば、図７に示すように）、構成要素は、ゼロ度（０°）の基準線に対して側方向の周りに下方にピッチされ得る。いくつかの実施形態では、例えば、構成要素は、開口部の所定の幾何学的形状の一部をレーザ加工するように第１の位置に配向させることができる。次に、構成要素は、所定の幾何学的形状の一部をレーザ加工するように第２の位置に配向させることができる。その後、構成要素は、所定の幾何学的形状の別の部分をレーザ加工するように第３の位置に配向させることができる。最後に、構成要素は、所定の幾何学的形状のさらに別の部分をレーザ加工するように第４の位置に配向させることができる。構成要素は、開口部が完全に形成されるまで、位置間で交互に配置することができる。位置の各々のピッチ角は、同一のままであってもよいし、機械加工のために所定の幾何学的形状の特定の部分をより良好に位置決めするように調整されてもよいことが理解されよう。さらに、構成要素は、任意の適切な順序で位置間を移動することができることが理解されよう。さらに、作動アセンブリはまた、構成要素を１つまたは複数の位置に回転またはピッチさせることに加えて、構成要素を並進させることができることが理解されよう。構成要素が任意の適切な数の位置にピッチまたは並進され得ること、および本開示が例示目的のために本明細書に記載の位置の数に限定されないことはさらに理解されるであろう。
【００７３】
図２０は、本開示の例示的な実施形態による、例示的な方法のフロー図である。特に、図２０は、円錐形のレーザビーム１０６を使用して構成要素の開口部の１つまたは複数の壁をレーザ加工するための方法のフロー図である。１つまたは複数の壁は、第１の壁部および第２の壁部を画定する。方法（３００）の一部またはすべては、例えば、本明細書に図示および記載されたレーザシステム１００によって実施することができる。
【００７４】
（３０２）において、方法（３００）は、第１の位置に構成要素を配向させることを含む。例えば、構成要素は、本明細書に記載の構成要素２００とすることができる。構成要素は、例えば、ガスタービンエンジン（例えば、図１のターボファンエンジン１０）のＣＭＣ構成要素（例えば、図２のタービンノズルセグメント８０）とすることができる。開口部は、例えば、図２のタービンノズルセグメント８０の冷却孔８８の１つとすることができる。いくつかの実施態様では、構成要素は、各々互いに垂直な縦方向、側方向、および横方向を画定する。そのような実施態様では、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角を有する。例えば、図１０の構成要素は、第１の位置に配向される。
【００７５】
（３０４）において、方法（３００）は、構成要素が第１の位置に配向されている間に、第１の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することを含む。例えば、レーザ源１０２から放出され、図３の調整可能なレンズ１０４によって誘導されるレーザビーム１０６は、第１の壁部をレーザ加工するために使用することができる。第１の壁部は、例えば、図９に示すように、第１の壁部２２２とすることができる。図１０および図１１は、レーザビーム１０６によってレーザ加工されている第１の壁部２２２を示す。特に、構成要素は、第１の壁部２２２がレーザ加工されている間に、第１の位置に配向される。第１の位置に構成要素を配向させることによって、第１の壁部２２２は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。さらに、構成要素２００の配向は、円錐形のレーザビーム１０６が開口部２１０の所定の幾何学的形状の外側の領域をクリッピングしないように、レーザの迎え角を調整する。
【００７６】
（３０６）において、方法（３００）は、第２の位置に構成要素を配向させることを含む。いくつかの実施態様では、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角を有する。例えば、図１２および図１３に示す構成要素は、第２の位置に配向される。
【００７７】
（３０８）において、方法（３００）は、構成要素が第２の位置に配向されている間に、第２の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することを含む。例えば、レーザ源１０２から放出され、図３の調整可能なレンズ１０４によって誘導されるレーザビーム１０６は、第２の壁部をレーザ加工するために使用することができる。第２の壁部は、例えば、図９に示す第２の壁部２２４とすることができる。図１２および図１３は、レーザビーム１０６によってレーザ加工されている第２の壁部２２４を示す。特に、構成要素は、第２の壁部２２４がレーザ加工されている間に、第２の位置に配向される。第２の位置に構成要素を配向させることによって、第２の壁部２２４は、レーザ加工のために最適に位置決めされる。さらに、構成要素２００の配向は、円錐形のレーザビーム１０６が開口部２１０の所定の幾何学的形状の外側の領域をクリッピングしないように、レーザの迎え角を調整する。いくつかの実施態様では、第１の壁部は、第２の壁部に平行である。いくつかの実施態様では、第１の壁部は、第２の壁部に実質的に平行である。
【００７８】
さらに他の実施態様では、第２のピッチ角は、第１のピッチ角とは反対である。例えば、第１のピッチ角が基準平面（例えば、図４〜図７に示す側および横方向に沿って延びる０°の基準平面）に対して３度（３°）の上方ピッチである場合、第２のピッチ角は、３度（３°）の下方ピッチである。
【００７９】
いくつかの実施態様では、開口部は、深さを有する。そのような実施態様では、開口部は、深さの一部を各々画定する複数の段を画定し、複数の段は、第１の段、例えば、図９に示す第１の段ＳＴ１を含む。そのような実施態様では、構成要素が第１の位置に配向されると、第１の壁部は、開口部の第１の段に沿ってレーザ加工され、構成要素が第２の位置に配向されると、第２の壁部は、開口部の第１の段に沿ってレーザ加工される。
【００８０】
さらに他の実施態様では、複数の段は、第１の段よりも深い第２の段（例えば、図９に示す第２の段ＳＴ２）を含み、第１の位置に構成要素を配向させて開口部の第１の段に沿って第１の壁部をレーザ加工し、第２の位置に構成要素を配向させて開口部の第１の段に沿って第２の壁部をレーザ加工した後、方法（３００）は、第１の位置に構成要素を配向させることと、構成要素が第１の位置に配向されている間に、開口部の第２の段に沿って第１の壁部に沿って第１の壁部をレーザ加工することと、第２の位置に構成要素を配向させることと、構成要素が第２の位置に配向されている間に、開口部の第２の段に沿って第２の壁部に沿って第２の壁部をレーザ加工することとを含む。
【００８１】
いくつかの実施態様では、開口部は、深さを有し、開口部は、深さの一部を各々画定する複数の段を画定し、方法は、各段が開口部の深さに沿ってレーザ加工されるまで、第１の位置にある間に第１の壁部の配向およびレーザ加工、ならびに第２の位置にある間に第２の壁部の配向およびレーザ加工を交互に行うことをさらに含む。
【００８２】
さらに他の実施態様では、開口部は、開口部の所望の形状を示す所定の幾何学的形状を画定し、構成要素が第１および第２の位置の間で交互に配置されてレーザ加工されると、構成要素は、レーザビームが開口部の所定の幾何学的形状の外側の領域をクリッピングしないように配向される。
【００８３】
さらに別の実施態様では、構成要素は、各々互いに垂直な縦方向、側方向、および横方向を画定し、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角を有し、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角を有し、レーザビームが開口部の段に次第に深く入ると、第１のピッチ角の上方ピッチが増加し、第２のピッチ角の下方ピッチが増加する。このようにして、レーザビームの迎え角が調整されるか、または深さによって変化する。別の言い方をすれば、レーザビームが開口部の深さにより深く進入するにつれて、レーザビームの迎え角を調整することができる（すなわち、側および横方向の１つまたは複数の周りに構成要素を回転またはピッチさせることによって）。第１のピッチ角の上方ピッチは、徐々に増加させることができ、いくつかの実施形態では、第１のピッチ角の上方ピッチは、徐々に増加させることができる。同様に、第２のピッチ角の下方ピッチは、徐々に増加させることができ、いくつかの実施形態では、第１のピッチ角の上方ピッチは、徐々に増加させることができる。
【００８４】
いくつかの実施態様では、１つまたは複数の壁は、第３の壁部および第４の壁部を画定する。そのような実施態様では、方法は、第３の位置に構成要素を配向させることと、構成要素が第３の位置に配向されている間に、第３の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することと、第４の位置に構成要素を配向させることと、構成要素が第４の位置に配向されている間に、第４の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することとをさらに含む。
【００８５】
さらに別の実施態様では、構成要素は、各々互いに垂直な縦方向、側方向、および横方向を画定し、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して横方向の周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角を有し、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して横方向の周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角を有し、構成要素が第３の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側方向の周りの上方ピッチを示す第３のピッチ角を有し、構成要素が第４の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側方向の周りの下方ピッチを示す第４のピッチ角を有する。
【００８６】
図２１は、本開示の例示的な実施形態による、例示的な方法のフロー図である。特に、図２１は、円錐形のレーザビームを使用して構成要素に開口部をレーザ加工するための方法のフロー図であり、開口部は、第１のセクションおよび第１のセクションの反対側の第２のセクションを画定する。方法（４００）の一部またはすべては、例えば、本明細書に図示および記載されたレーザシステム１００によって実施することができる。
【００８７】
（４０２）において、方法（４００）は、第１の位置に構成要素を配向させることを含み、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第１のピッチ角を有する。例えば、構成要素は、本明細書に記載の構成要素２００とすることができる。構成要素は、例えば、ガスタービンエンジン（例えば、図１のターボファンエンジン１０）のＣＭＣ構成要素（例えば、図２のタービンノズルセグメント８０）とすることができる。開口部は、例えば、図２のタービンノズルセグメント８０の冷却孔８８の１つとすることができる。一例として、図１０および図１１に示す構成要素は、第１の位置に配向される。
【００８８】
（４０４）において、方法（４００）は、構成要素が第１の位置に配向されている間に、開口部の第１のセクションの少なくとも一部をレーザ加工することを含む。このようにして、開口部の少なくとも一部を形成するか、または他の方法で機械加工することができる。
【００８９】
（４０６）において、方法（４００）は、第２の位置に構成要素を配向させることを含み、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの構成要素のピッチを示す第２のピッチ角を有する。例えば、図１２および図１３に示す構成要素は、第２の位置に配向される。
【００９０】
（４０８）において、方法（４００）は、構成要素が第２の位置に配向されている間に、開口部の第２のセクションの少なくとも一部をレーザ加工することを含む。このようにして、開口部の少なくとも一部を形成するか、または他の方法で機械加工することができる。
【００９１】
いくつかの実施態様では、構成要素が第１の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角を有し、構成要素が第２の位置に配向されると、構成要素は、側および横方向によって画定された基準平面に対して側および横方向の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角を有する。
【００９２】
さらに他の実施態様では、開口部は、深さを画定し、レーザビームが開口部の深さに次第に深く入ると、構成要素は、開口部の第１および第２のセクションがそれぞれレーザ加工され得るように第１の位置と第２の位置との間で交互に配置され、レーザビームが開口部の深さに次第に深く入ると、第１のピッチ角の上方ピッチは、構成要素が第１の位置に配向されると増加し、第２のピッチ角の下方ピッチは、構成要素が第２の位置に配向されると増加する。
【００９３】
いくつかの実施態様では、開口部は、開口部の所望の形状を示す所定の幾何学的形状を画定する。そのような実施態様では、開口部は、深さを有し、開口部は、深さの一部を各々画定する複数の段を画定する。さらに、そのような実施態様では、方法は、開口部のより深くの段に進む前に、各段の第１のセクションの少なくとも一部がレーザ加工されるように第１の位置に構成要素を配向させること、および各段の第２のセクションの少なくとも一部がレーザ加工されるように第２の位置に構成要素を配向させることを交互に行うことと、開口部の所定の幾何学的形状が所望の形状に形成されるまで交互に行うことを繰り返すこととをさらに含み、構成要素は、レーザビームが開口部の所定の幾何学的形状の外側の領域の構成要素をクリッピングしないように、第１および第２の位置の間で交互に配置されてレーザ加工される。
【００９４】
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示すると共に、あらゆるデバイスまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、あるいは特許請求の範囲の文言との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
［実施態様１］
円錐形のレーザビーム（１０６）を使用して構成要素（２００）の開口部（２１０）の１つまたは複数の壁（２１６）をレーザ加工するための方法（３００、４００）であって、前記１つまたは複数の壁（２１６）は、第１の壁部（２２２）および第２の壁部（２２４）を画定し、前記方法（３００、４００）は、
第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記第１の壁部（２２２）の少なくとも一部をレーザ加工することと、
第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記第２の壁部（２２４）の少なくとも一部をレーザ加工することと
を含む、方法（３００、４００）。
［実施態様２］
前記第１の壁部（２２２）が、前記第２の壁部（２２４）に実質的に平行である、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様３］
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有する、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様４］
前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記複数の段（ＳＴ）が、第１の段（ＳＴ１）を含み、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記第１の壁部（２２２）が、前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿ってレーザ加工され、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記第２の壁部（２２４）は、前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿ってレーザ加工される、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様５］
前記複数の段（ＳＴ）が、前記第１の段（ＳＴ１）よりも深い第２の段（ＳＴ２）を含み、前記第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させて前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿って前記第１の壁部（２２２）をレーザ加工し、前記第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させて前記開口部（２１０）の前記第１の段（ＳＴ１）に沿って前記第２の壁部（２２４）をレーザ加工した後、前記方法（３００、４００）が、
前記第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第２の段（ＳＴ２）に沿って前記第１の壁部（２２２）に沿って前記第１の壁部（２２２）をレーザ加工することと、
前記第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第２の段（ＳＴ２）に沿って前記第２の壁部（２２４）に沿って前記第２の壁部（２２４）をレーザ加工することと
をさらに含む、実施態様４に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様６］
前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記方法（３００、４００）が、
各段（ＳＴ）が前記開口部（２１０）の前記深さ（Ｄ１）に沿ってレーザ加工されるまで、前記第１の位置（Ｐ１）にある間に前記第１の壁部（２２２）の配向およびレーザ加工、ならびに前記第２の位置（Ｐ２）にある間に前記第２の壁部（２２４）の配向およびレーザ加工を交互に行うこと
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様７］
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の段（ＳＴ）に次第に深く入ると、前記第１のピッチ角（θ１）の前記上方ピッチが増加し、前記第２のピッチ角（θ２）の前記下方ピッチが増加する、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様８］
前記１つまたは複数の壁（２１６）が、第３の壁部および第４の壁部を画定し、前記方法（３００、４００）が、
第３の位置（Ｐ３）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第３の位置（Ｐ３）に配向されている間に、前記第３の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することと、
第４の位置（Ｐ４）に前記構成要素（２００）を配向させることと、
前記構成要素（２００）が前記第４の位置（Ｐ４）に配向されている間に、前記第４の壁部の少なくとも一部をレーザ加工することと
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様９］
前記構成要素（２００）が、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記横方向（Ｔ）の周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記横方向（Ｔ）の周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、前記構成要素（２００）が前記第３の位置（Ｐ３）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの上方ピッチを示す第３のピッチ角（θ３）を有し、前記構成要素（２００）が前記第４の位置（Ｐ４）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの下方ピッチを示す第４のピッチ角（θ４）を有する、実施態様８に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様１０］
前記構成要素（２００）が、ガスタービンエンジンのセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）構成要素であり、前記開口部（２１０）が、冷却孔（８８）である、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様１１］
前記冷却孔（８８）が、約０．０１５インチ〜約０．０６０インチの直径を有する、実施態様１０に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様１２］
前記開口部（２１０）が、約１：１〜約１０：１の長さに対する直径の比を有する、実施態様１に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様１３］
構成要素（２００）に開口部（２１０）を機械加工するためのレーザシステム（１００）であって、前記レーザシステム（１００）は、各々互いに垂直な縦方向（Ｖ）、側方向（Ｌ）、および横方向（Ｔ）を画定し、前記構成要素（２００）は、第１のセクション（Ｓ１）および第２のセクション（Ｓ２）を画定し、前記レーザシステム（１００）は、
円錐形のレーザビーム（１０６）で前記開口部（２１０）を機械加工するように構成されたレーザ源（１０２）と、
前記レーザビーム（１０６）を集束するように構成された調整可能なレンズ（１０４）と、
前記構成要素（２００）を配向させるための作動アセンブリ（１１０）と、
前記レーザ源（１０２）、前記調整可能なレンズ（１０４）、および前記作動アセンブリ（１１０）と通信可能に結合されたコントローラ（１１２）であって、
第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御することであって、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記構成要素（２００）の前記第１のセクション（Ｓ１）をレーザ加工するように前記レーザ源（１０２）および前記調整可能なレンズ（１０４）を制御し、
第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御することであって、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有し、かつ
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記構成要素（２００）の前記第２のセクション（Ｓ２）をレーザ加工するように前記レーザ源（１０２）および前記調整可能なレンズ（１０４）を制御する
ように構成されたコントローラ（１１２）と
を備える、レーザシステム（１００）。
［実施態様１４］
前記コントローラ（１１２）が、
前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記平面に沿って前記構成要素（２００）を並進させるように前記作動アセンブリ（１１０）を制御する
ようにさらに構成される、実施態様１３に記載のレーザシステム（１００）。
［実施態様１５］
前記開口部（２１０）が、所定の幾何学的形状（２３０）に機械加工され、前記コントローラ（１１２）が、
前記第１の位置（Ｐ１）と前記第２の位置（Ｐ２）との間で前記構成要素（２００）を交互に配置し、前記開口部（２１０）が前記所定の幾何学的形状（２３０）に形成されるように前記第１のセクション（Ｓ１）および前記第２のセクション（Ｓ２）をレーザ加工するように前記作動アセンブリ（１１０）を制御するようにさらに構成され、前記コントローラ（１１２）が、前記レーザビーム（１０６）が前記所定の幾何学的形状（２３０）の外側の前記構成要素（２００）をクリッピングしないように、前記第１および第２の位置（Ｐ１、Ｐ２）の間で前記構成要素（２００）を交互に配置するように前記作動アセンブリ（１１０）を制御する、実施態様１３に記載のレーザシステム（１００）。
［実施態様１６］
前記第１のピッチ角（θ１）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの前記構成要素（２００）の上方ピッチを示し、前記第２のピッチ角（θ２）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側方向（Ｌ）の周りの前記構成要素（２００）の下方ピッチを示し、前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記レーザシステム（１００）が、前記第１のセクション（Ｓ１）内の前記段（ＳＴ）の１つの少なくとも一部がレーザ加工され得るように前記第１の位置（Ｐ１）と、前記第２のセクション（Ｓ２）内の前記段（ＳＴ）の１つの少なくとも一部がレーザ加工され得るように前記第２の位置（Ｐ２）との間で前記構成要素（２００）を交互に配置するように構成され、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の段（ＳＴ）に次第に深く入ると、前記第１のピッチ角（θ１）の前記上方ピッチが、前記構成要素（２００）が前記第１の位置に配向されると増加し、前記第２のピッチ角（θ２）の前記下方ピッチが、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると増加する、実施態様１３に記載のレーザシステム（１００）。
［実施態様１７］
円錐形のレーザビーム（１０６）を使用して構成要素（２００）に開口部（２１０）をレーザ加工するための方法（３００、４００）であって、前記開口部（２１０）は、第１のセクション（Ｓ１）および前記第１のセクション（Ｓ１）の反対側の第２のセクション（Ｓ２）を画定し、前記方法（３００、４００）は、
第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させることであって、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有することと、
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第１のセクション（Ｓ１）の少なくとも一部をレーザ加工することと、
第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることであって、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）は、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの前記構成要素（２００）のピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有することと、
前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されている間に、前記開口部（２１０）の前記第２のセクション（Ｓ２）の少なくとも一部をレーザ加工することと
を含む、方法（３００、４００）。
［実施態様１８］
前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの上方ピッチを示す第１のピッチ角（θ１）を有し、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると、前記構成要素（２００）が、前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）によって画定された前記基準平面に対して前記側および横方向（Ｌ、Ｔ）の少なくとも１つの周りの下方ピッチを示す第２のピッチ角（θ２）を有する、実施態様１７に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様１９］
前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を画定し、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の前記深さ（Ｄ１）に次第に深く入ると、前記構成要素（２００）が、前記開口部（２１０）の前記第１および第２のセクション（Ｓ１、Ｓ２）がそれぞれレーザ加工され得るように前記第１の位置（Ｐ１）と前記第２の位置（Ｐ２）との間で交互に配置され、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の前記深さ（Ｄ１）に次第に深く入ると、前記第１のピッチ角（θ１）の前記上方ピッチが、前記構成要素（２００）が前記第１の位置（Ｐ１）に配向されると増加し、前記第２のピッチ角（θ２）の前記下方ピッチが、前記構成要素（２００）が前記第２の位置（Ｐ２）に配向されると増加する、実施態様１８に記載の方法（３００、４００）。
［実施態様２０］
前記開口部（２１０）が、前記開口部（２１０）の所望の形状を示す所定の幾何学的形状（２３０）を画定し、前記開口部（２１０）が、深さ（Ｄ１）を有し、前記開口部（２１０）が、前記深さ（Ｄ１）の一部を各々画定する複数の段（ＳＴ）を画定し、前記方法が、
前記開口部（２１０）のより深くの段（ＳＴ）に進む前に、各段（ＳＴ）の前記第１のセクション（Ｓ１）の少なくとも一部がレーザ加工されるように前記第１の位置（Ｐ１）に前記構成要素（２００）を配向させること、および各段（ＳＴ）の前記第２のセクション（Ｓ２）の少なくとも一部がレーザ加工されるように前記第２の位置（Ｐ２）に前記構成要素（２００）を配向させることを交互に行うことと、
前記開口部（２１０）の前記所定の幾何学的形状（２３０）が前記所望の形状に形成されるまで交互に行うことを繰り返すこととをさらに含み、前記構成要素（２００）が、前記レーザビーム（１０６）が前記開口部（２１０）の前記所定の幾何学的形状（２３０）の外側の領域の前記構成要素（２００）をクリッピングしないように、前記第１および第２の位置（Ｐ１、Ｐ２）の間で交互に配置されてレーザ加工される、実施態様１７に記載の方法（３００、４００）。
【符号の説明】
【００９５】
１０  ターボファン、ターボファンエンジン、タービンエンジン
１２  長手方向中心線、長手方向軸
１４  ファンセクション
１６  コアタービンエンジン
１８  外側ケーシング
２０  環状入口
２２  ＬＰ圧縮機
２４  ＨＰ圧縮機
２６  燃焼セクション
２８  ＨＰタービン
３０  ＬＰタービン
３２  ジェット排気ノズルセクション
３４  スプール
３６  ＬＰシャフト、スプール
３８  ファン
４０  ファンブレード
４２  ディスク
４６  動力ギアボックス
４８  フロントナセル
５０  外側ナセル
５２  出口ガイドベーン
５４  下流セクション
５６  バイパス空気流通路
５８  空気
６０  入口
６２  空気の第１の部分
６４  空気の第２の部分
６６  燃焼ガス
６８  ＨＰタービンステータベーン
７０  ＨＰタービンロータブレード
７２  ＬＰタービンステータベーン
７４  ＬＰタービンロータブレード
７６  ファンノズル排気セクション
７８  高温ガス経路
８０  タービンノズルセグメント
８２  ベーン
８４  外側バンド
８６  内側バンド
８８  冷却孔
１００  レーザシステム
１０２  レーザ源
１０４  レンズ
１０６  円錐形のレーザビーム
１０８  集束点
１１０  作動アセンブリ
１１２  コントローラ
２００  構成要素
２１０  開口部
２１２  第１の端部、上端部
２１４  第２の端部
２１６  内壁
２１８  側壁
２２０  ベース壁
２２２  第１の壁部
２２４  第２の壁部
２２６  縁部
２３０  幾何学的形状
３００  方法
４００  方法
Ｄ１  深さ
Ｐ１  第１の位置
Ｐ２  第２の位置
Ｐ３  第３の位置
Ｐ４  第４の位置
Ｓ１  第１のセクション
Ｓ２  第２のセクション
ＳＴ  段
ＳＴ１  第１の段
ＳＴ２  第２の段
ＳＴ３  第３の段
θ１  第１のピッチ角
θ２  第２のピッチ角
θ３  第３のピッチ角
θ４  第４のピッチ角
Ｖ  縦方向
Ｌ  側方向
Ｔ  横方向
Ｒ  半径方向
Ａ  軸方向
【図１】
2019069469.tif 000003
【図２】
2019069469.tif 000004
【図３】
2019069469.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019069469.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019069469.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【外国語明細書】
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