(57)【要約】【課題】構成部品の補修において、後処理の必要性を少なくして、部品の追加部分および置換部分の複雑な幾何形状を形成する。【解決手段】複数の層を備える付加構造体を部品のビルド面上に配置する。ビルド面はｘおよびｙ座標に基づいて定義され、付加構造体は、複数の層を定義するｘ、ｙ、ｚ座標に基づいた一連の平面によって定義された３次元モデルによって定義され、１つの層は、ｘおよびｙ座標によって定義された輪郭を有する境界面を備える。ビルド面および境界面の両方が、対応するｘ、ｙ、ｚ座標に従う空間内で向きを合わされると、クラッディングシステムは、３次元モデルの複数の層のそれぞれに対応するツールパスに従って、付加構造体の連続した層のそれぞれを堆積するように導かれる。【選択図】図９
2019048453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）部品上に付加構造体（２４５）を配置してハイブリッド物品を形成することであって、
（ａ）部品を提供して、前記付加構造体（２４５）を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択するステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面（２１０）の２次元画像を取り込むステップと、
（ｉｉｉ）前記ビルド面（２１０）の前記取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭（２２０）をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｂ）前記付加構造体（２４５）を定義するためのモデルを準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも３次元で前記付加構造体（２４５）を定義し、選択された境界面（２２５）を含む、ステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面輪郭（２２０）の前記ｘ、ｙ、ｚ座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面（２２５）に対するｘ、ｙ、ｚ座標と一致する、ステップと、
（ｉｉｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）を前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）、および前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面輪郭（２２０）を前記境界面（２２５）に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭（２２０）の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体（２４５）の境界面（２２５）の前記幾何形状を調節することのうちの１つによって、前記境界面（２２５）と前記ビルド面（２１０）とを最終位置合わせするステップと、
（ｖ）前記付加構造体モデル（２３０）を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面（２２５）に対応する第１の層を含む、ステップと、
（ｖｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｃ）前記ビルド面（２１０）上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体（２４５）を形成するステップであって、
（ｉ）前記第１のツールパスに従って第１のクラッディング層を前記ビルド面（２１０）上に導くステップと、
（ｉｉ）複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル（２３０）の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、部品上に付加構造体（２４５）を配置してハイブリッド物品を形成することと、
（ＩＩ）前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む、ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスに従って前記ハイブリッド物品を形成することを含む方法。
【請求項２】
ステップ（Ｉ）（ｃ）が、ＣＮＣシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項３】
前記作業空間が、クラッディング材送出ユニットと、少なくとも１つのレーザと、前記部品の前記ビルド面（２１０）を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットを含み、前記製作ユニットが、２次元カメラ、あるいは２次元または３次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面（２１０）の３次元の各座標ｘ、ｙ、ｚが前記機械の作業空間のｘ、ｙ、ｚ座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられ、前記製作ユニットが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータの１つまたは複数を指示する、請求項２記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項４】
前記付加構造体（２４５）を形成するための前記ステップ（Ｉ）（ｃ）の間、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれている、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項５】
（Ｉ）（ａ）〜（Ｉ）（ｃ）のうちの任意の１つまたは複数の前記ステップの１つまたは複数がＣＡＤプログラムを用いて実行される、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項６】
前記ハイブリッド物品が、前記部品の除去部分を前記部品の元の設計に従って置き換えること、前記部品の除去部分を前記部品の新しい設計に従って置き換えること、前記部品に追加の部分を付加すること、およびこれらの組合せのうちの１つによって形成される、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項７】
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、ステップ（Ｉ）（ａ）が、
前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記部品の前記除去部分が、機械加工およびＥＤＭのうちの１つによって除去される、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項８】
前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記部品の部品形状と同じ部品形状を有するモデル、および、前記部品の部品形状とは異なる部品形状を有するモデルから、前記付加構造体（２４５）に対する前記モデルを選択することをさらに含む、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項９】
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、前記ステップ（Ｉ）（ａ）が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ＩＩ）が、手作業での研削、適応的なＣＮＣ機械加工、従来式のＣＮＣ機械加工、およびこれらの組合せより成る群から選択された１つまたは複数の機械加工のステップによって前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することをさらに含む、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項１１】
前記部品が、ブレード、シュラウド、ノズル、および燃料混合器より成る群から選択されたタービン構成部品（２００）である、請求項１記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項１２】
ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
（Ｉ）粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスによって前記ハイブリッド物品を形成するために部品上に付加構造体（２４５）を配置することであって、
（ａ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
（ｉ）クラッディング材送出ユニットと、少なくとも１つのレーザと、前記部品の前記ビルド面（２１０）を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットのクラッディング機械作業空間内に前記部品を配置し向きを合わせるステップであって、前記製作ユニットが、２次元カメラ、あるいは２次元または３次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面（２１０）の３次元の各座標ｘ、ｙ、ｚが前記機械の作業空間のｘ、ｙ、ｚ座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられた、ステップと、
（ｉｉ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択するステップと、
（ｉｉｉ）前記ビルド面（２１０）の２次元画像を取り込むステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面（２１０）の前記取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭（２２０）をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｂ）前記付加構造体（２４５）を定義するためのモデルを準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも３次元で前記付加構造体（２４５）を定義し、選択された境界面（２２５）を含む、ステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面輪郭（２２０）の前記ｘ、ｙ、ｚ座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面（２２５）に対するｘ、ｙ、ｚ座標と一致する、ステップと、
（ｉｉｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）を前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）、および前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面輪郭（２２０）を前記境界面（２２５）に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭（２２０）の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体（２４５）の境界面（２２５）の前記幾何形状を調節することのうちの１つによって、前記境界面（２２５）と前記ビルド面（２１０）とを最終位置合わせするステップと、
（ｖ）前記付加構造体モデル（２３０）を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面（２２５）に対応する第１の層を含む、ステップと、
（ｖｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｃ）前記ビルド面（２１０）上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体（２４５）を形成するステップであって、
（ｉ）前記第１のツールパスに従って第１のクラッディング層を前記ビルド面（２１０）上に導くステップと、
（ｉｉ）複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル（２３０）の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、配置することであり、
前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれ、
（Ｉ）（ａ）〜（Ｉ）（ｃ）のうちの任意の１つまたは複数のステップの１つまたは複数がＣＡＤプログラムを用いて実行され、
前記クラッディング層の前記形成することが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータのうちの１つまたは複数を制御することを含む、配置することと、
（ＩＩ）前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む方法。
【請求項１３】
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、前記ステップ（Ｉ）（ａ）が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択され、ステップ（Ｉ）（ｃ）が、ＣＮＣシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、請求項１２記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項１４】
前記ハイブリッド物品がタービン構成部品（２００）であり、前記ハイブリッド物品が、１つまたは複数の付加構造体（２４５）を備えた構成部品の基板を備え、各付加構造体（２４５）が、金属から選択されたクラッディング材を積み重ねた複数の層を備える、請求項１２記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
【請求項１５】
複数の層を備える付加構造体（２４５）を部品のビルド面（２１０）上に配置することを含む、ハイブリッド物品を提供するための方法であって、前記ビルド面（２１０）がｘおよびｙ座標に基づいて定義され、前記付加構造体（２４５）が、複数の層を定義するｘ、ｙ、ｚ座標に基づいた一連の平面によって定義された３次元モデルによって定義され、１つの層が、ｘ、ｙ、ｚ座標によって定義された輪郭を有する境界面（２２５）を備え、前記境界面（２２５）の前記輪郭が、前記ビルド面（２１０）の前記輪郭と接続するように適合され、前記付加構造体（２４５）が、少なくとも前記ビルド面（２１０）と前記境界面（２２５）との境界で、前記部品の幾何形状とは異なる幾何形状、および前記部品の幾何形状と一致する幾何形状のうちの１つの幾何形状を有し、任意選択的に、前記付加構造体（２４５）の１つまたは複数の連続した層が、前記ビルド面（２１０）の前記輪郭と３次元で一致するように修正され、前記ビルド面（２１０）および前記境界面（２２５）の両方が、対応するｘ、ｙ、ｚ座標に従う空間内で向きを合わされると、クラッディングシステムが、前記複数の前記３次元モデルの層のそれぞれに対応するツールパスに従って、前記付加構造体（２４５）の前記連続した層のそれぞれを堆積するように導く、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加製造によって部分的に形成されるハイブリッド物品を準備する方法を対象とする。より詳細には、本発明の実施形態は、付加製造クラッディングプロセスによって形成された部分を含むハイブリッド物品、いくつかの例ではタービンエンジンの構成部品を含むハイブリッド物品を準備するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の構成部品補修プロセスは、画像システムによって部品の画像を取り込むこと、およびレーザクラッディング補修をするための単一層用の２次元ツールパスを生成することを含む。この単一層のクラッディングは、垂直の構築方向に連続的に繰り返され、各連続層に対して同じツールパスをたどり、所望の高さに到達するまで、連続して積み重ねる複数の層を堆積する。ツールパスは２次元で発生されるので、ビルド高さおよび幾何形状は最初の層の形状に限定される。この結果生じた修正部品は、典型的には、構成部品の満足のいく補修とするためにかなりの後処理を必要とする。これは、時間および資源コスト、ならびに材料ロスを伴う。より複雑な形状を形成することができるが、それには各層に対する個別のツールパスを生成することが必要となり、これはまた、後形成処理とともに材料ロスを必要とする。
【０００３】
したがって、当分野では、後処理の必要性を少なくして、部品の追加部分および置換部分の複雑な幾何形状を形成することを可能にする方法およびプロセスが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様では、ハイブリッド物品を提供するための方法が提供される。様々な実施形態によれば、本方法は、部品の表面上に付加構造体を配置することを含み、この表面は、部品のビルド面の作業空間に関するｘ、ｙ、ｚ座標に基づく空間に定義される。付加構造体は、使用者が選択したモデルに基づき、付加構造体は、ビルド面のｘ、ｙ、ｚ座標と厳密に一致するように定義された境界面を有し、使用者が選択したモデルは３次元構造体を定義する。本方法は、コンピュータ設計システムを用いて、作業空間に対するビルド面と境界面のそれぞれの輪郭を位置合わせすること、およびクラッディングシステムに指示して、付加構造体モデルに従って、２つ以上のクラッディング層をビルド面上に導くことを含み、モデルの連続した層またはスライスは連続したツールパスを規定する。様々な実施形態では、クラッディングシステムは、ＣＮＣシステムおよびロボットシステムのうちの１つとすることができる。いくつかの実施形態では、ビルド面と境界面の位置合わせされた輪郭は同じではなく、いくつかのこのような実施形態では、少なくとも境界面の輪郭はビルド面の輪郭に一致するように適合される。いくつかのさらなる実施形態では、１つまたは複数の連続したツールパスは、３次元でビルド面の輪郭と一致するように適合される。
【０００５】
このように、１つの実施形態では、方法は、複数の層を備える付加構造体を部品のビルド面上に配置することを含み、ビルド面はｘおよびｙ座標に基づいて定義され、付加構造体は、複数の層を定義するｘ、ｙ、ｚ座標に基づいた一連の平面によって定義された３次元モデルによって定義され、１つの層は、ｘ、ｙ、ｚ座標によって定義された輪郭を有する境界面を備え、境界面の輪郭は、ビルド面の輪郭と接続するように適合され、付加構造体は、少なくともビルド面と境界面との境界で、部品の幾何形状とは異なる幾何形状、および部品の幾何形状と一致する幾何形状のうちの１つの幾何形状を有し、任意選択的に、付加構造体の１つまたは複数の連続した層は、ビルド面の輪郭と３次元で一致するように修正され、ビルド面および境界面の両方が、対応するｘ、ｙ、ｚ座標に従う空間内で向きを合わされると、クラッディングシステムは、複数の３次元モデルの層のそれぞれに対応するツールパスに従って、付加構造体の連続した層のそれぞれを堆積するように導かれる。
【０００６】
本発明の別の態様では、ハイブリッド物品を提供するための方法が提供される。様々な実施形態によれば、ハイブリッド物品を形成するための方法は、部品の表面上に付加構造体を配置することを含む。より詳細には、本方法は、部品を提供して、付加構造体を受け入れるために部品を準備するステップ、付加構造体を定義するためのモデルを準備するステップ、ビルド面上に堆積される複数のクラッディング層として付加構造体を形成するステップの大まかなステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、ハイブリッド物品を仕上げ加工することをさらに含む。
【０００７】
様々な実施形態では、付加構造体を受け入れるために部品を提供して準備するステップは、
（ｉ）付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を選択するステップと、
（ｉｉ）ビルド面の２次元画像を取り込むステップと、
（ｉｉｉ）ビルド面の取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭をレンダリングするステップと
を含む。
【０００８】
様々な実施形態では、付加構造体を定義するためのモデルを準備するステップは、
（ｉ）付加構造体のためのモデルを選択するステップであって、選択されたモデルが少なくとも３次元で付加構造体を定義し、選択された境界面を含む、ステップと、
（ｉｉ）ビルド面輪郭のｘ、ｙ、ｚ座標をモデルの作業環境内に取り込むステップであって、取り込まれた座標が、モデルによって定義された境界面に対するｘ、ｙ、ｚ座標と一致する、ステップと、
（ｉｉｉ）付加構造体モデルの境界面を部品のビルド面輪郭に初期位置合わせするステップであって、付加構造体モデルの境界面、および部品のビルド面輪郭のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
（ｉｖ）ビルド面輪郭を境界面に直接当てはめること、およびビルド面輪郭の幾何形状に合うように、付加構造体の境界面の幾何形状を調節することのうちの１つによって、境界面とビルド面とを最終位置合わせするステップと、
（ｖ）付加構造体モデルを選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、層が境界面に対応する第１の層を含む、ステップと、
（ｖｉ）付加構造体モデルの各層に対するレーザクラッディングパラメータを有する個別のツールパスを発生させるステップと
を含む。
【０００９】
様々な実施形態では、ビルド面上に堆積される複数のクラッディング層として付加構造体を形成するステップは、
（ｉ）第１のツールパスに従って第１のクラッディング層をビルド面上に導くステップと、
（ｉｉ）複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、付加構造体モデルの層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む。
【００１０】
様々な実施形態によれば、本方法は、粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うことから選択されたプロセスに従ってハイブリッド物品を形成することを含む。
【００１１】
本発明の他の特徴と利点は、本発明の原理を例として示す添付の図面と関連した好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイブリッド物品を形成するための方法の１つの実施形態を示すフロー図である。
【図２】本開示の方法による補修のための代表的な構成部品の図である。
【図３】本開示の方法による補修のために部分を除去することによって初期修正された、図２に示す構成部品の図である。
【図４】本開示の方法による付加構造体を形成するためのモデルの図である。
【図５】図３に示すビルド面の輪郭を示す線図である。
【図６】図４に示した付加構造体の境界面の輪郭と重ねられた図３に示したビルド面の輪郭を示す線図である。
【図７】斜視図で重ねて示された、付加構造体とビルド面の２つのモデルのそれぞれに対するコンピュータモデルの図形描画図である。
【図８】斜視図で重ねて示された、付加構造体とビルド面のそれぞれに対するコンピュータモデルの別の図形描画図である。
【図９】本開示の方法による、図３に示した構成部品の補修によって形成された代表的なハイブリッド物品の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
可能な場合は、図面全体を通じて、同じ参照番号を使って同じ部品を表す。
【００１４】
様々な例示的な実施形態によれば、本明細書では、複数の積層クラッド層の形成を含む付加製造（３次元）プロセスを用いてハイブリッド物品を提供するための方法が提供される。様々な実施形態によれば、本発明のプロセスによるプログラム（「ツ−ルパス発生ツール」または「ツールパス発生ソフトウェア」）によって、使用者は補修すべき部品の表面上に積み上げを指示することができる。様々な実施形態によれば、使用者は、予め選択したビルドモデルに従って補修を指示することができる。さらに、いくつかの実施形態によれば、使用者は、モデルを部品の幾何形状に合わせるように選ぶことができる、または、本発明のプロセスによるコンピュータプログラムを使用して部品の幾何形状に合うように付加構造体の３次元ビルドを変形することができる。このように、部品とモデルとの境界面輪郭または３次元全体形状におけるミスマッチは、補修ビルドを提供するのに障害とはならない。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本発明は、構成部品の補修のためのプロセスを含み、これによって、損傷部品の一部分は除去され、次いで、予め選択されたモデルに従って、付加構造体を直接構成部品上に形成することによって置き換えられる。いくつかの実施形態では、モデルは元の部品の設計に基づく。いくつかの特定の実施形態では、モデルは部品の更新された設計に基づく。さらに他の特定の実施形態では、モデルは異なる構成部品に基づく。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本発明は、既存の構成部品上に部品の一部分を形成することを含み、この形成された部分は除去部分に対応していない。本方法によれば、構成部品に対する付加構造体の幾何形状または配置の向きに制限はない。いくつかの実施形態では、ハイブリッド物品は、複数の付加構造体を付加することによって形成することができ、複数の付加構造体の１つまた複数は、除去部分の置換、または新しい部分の追加のどちらか、あるいは両方とすることができることは認識される。
【００１７】
本明細書の方法は、様々な構成部品のいずれにも有用である。いくつかの例では、本方法は、タービンブレードからの部品、特に、ブレード、バケット、ノズル、および燃料混合器から選択されたタービン構成部品の修正／補修に有用である。もちろん、本方法は、タービン構成部品に限らず様々な製造部品のいずれの補修または修正のために使用することができることは認識される。
【００１８】
本明細書で開示する方法は、２次元ツールパス発生ツールの欠点を克服する。様々な実施形態では、本方法は、５軸、３＋２軸、３軸、および２＋１軸プログラムのうちのいずれか１つまたは複数を発生させることができ、したがって、従来の２次元クラッド層に限定されず複雑な幾何形状を生成することを可能にする。本方法はまた、高い精度と再現性で、積み上げモデルを部品上に配置および堆積することを可能にする。また、本方法は、救済不可能と思われた部品の修復を含め、以前は実施できなかった補修および改造の実施、ならびに、元の設計にはなかった新しいハイブリッド要素を有する部品の生成を可能にする。したがって、いくつかの例では、本方法による３次元印刷を用いて遺された部品を改良することができ、補修後に構成部品の性能を向上させることができる。
ハイブリッド物品を形成するための方法
次に、図１を参照すると、フロー図によって、本開示によるハイブリッド物品を形成する方法の概要が提供されている。図示のように、方法１００は次のステップを含む。
【００１９】
付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を選択するステップ１０１
ビルド面の２次元画像を取り込むステップ１０２
ビルド面の取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭をレンダリングするステップ１０３
ビルド面輪郭を定義する、ビルド面の２次元以上の座標を提供するステップ１０４
ビルド面輪郭の座標をモデルの作業環境に取り込むステップであって、取り込まれた座標が、モデルによって定義された境界面に対する座標と一致する、ステップ１０５
付加構造体のためのモデルを選択するステップであって、選択されたモデルは少なくとも３次元で付加構造体を定義し、選択された境界面を含む、ステップ１０６
付加構造体モデルの境界面をビルド面輪郭に初期位置合わせをするステップであって、付加構造体モデルの境界面、およびビルド面輪郭のそれぞれが幾何形状を有する、ステップ１０７
ビルド面輪郭を境界面に直接当てはめること、およびビルド面輪郭の幾何形状に合うように、付加構造体の境界面の幾何形状を調節することのうちの１つによって、境界面とビルド面とを最終位置合わせするステップ１０８
付加構造体モデルを選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層は予め選択された高さと一致し、スライスは境界面に対応する第１の層を含む、ステップ１０９
付加構造体モデルの各層に対する個別のツールパスを発生させるステップ１１０
第１のツールパスに従って第１のクラッディング層をビルド面上に導くステップ１１１
複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層は、付加構造体モデルの層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップ１１２。
【００２０】
いくつかの実施形態では、（Ｉ）（ａ）〜（Ｉ）（ｃ）のうちの任意の１つまたは複数のステップの１つまたは複数はＣＡＤプログラムを用いて実行される。
【００２１】
様々な実施形態によれば、本方法は、上に付加構造体が形成されるビルド面を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、ビルド面は、部品の一部分が切り取られた部品の切断面の表面である。他の実施形態では、ビルド面は部品の任意の表面とすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、ハイブリッド物品は、部品の除去部分を部品の元の設計に従って置き換えること、部品の除去部分を新しい設計に従って置き換えること、部品に追加の部分を付加すること、およびこれらの組合せのうちの１つによって形成される。
【００２２】
本方法は、いくつかの実施形態では、付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を選択するステップの前に、部品の少なくとも一部分を除去して付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を提供するために、所定の位置で部品を切断することを含む。部品の除去部分は、限定するものではないが、機械加工およびＥＤＭを含む公知の従来の方法のいずれかによって除去することができる。代表的な実施形態では、本方法は、付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を選択するステップの前に、部品の少なくとも一部分を除去して付加構造体を受け入れるための部品のビルド面を提供するために、所定の位置で部品を切断することと、除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することとを含む。モデルは、部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択することができる。
【００２３】
次に、図２を参照すると、本開示のプロセスによって修正することができる部品２００の例が示されており、ここで、部品は、先端に隣接した損傷２０５を示すタービンブレード２００である。本発明のいくつかの実施形態によれば、図２に示すようなブレード２００などの部品は、損傷した先端部２０５を、元の部品のモデルまたは別のモデルから選択されたモデルに基づく付加構造体２４５に置き換えることによって補修することができる。図３に示すように、損傷部分２０５は除去されてビルド面２１０を提供することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、クラッディング材送出ユニットと、少なくとも１つのレーザと、部品のビルド面をクラッディング材に対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットのクラッディング機械作業空間内に部品は配置され向きを合わされる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、製作ユニットは、２次元カメラ、あるいは２次元または３次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含む。いくつかの実施形態では、画像取込プログラムはレーザクラッディング機械と結び付けられている。使用時、ビルド面の３次元の各座標ｘ、ｙ、ｚは機械の作業空間のｘ、ｙ、ｚ座標に対応する。したがって、本発明のプロセスに従ってハイブリッド物品モデルを用いて部品を補修する際、ビルド面の画像は画像システムによって取り込まれ、３次元ツールパス発生ソフトウェアは材料の仮想モデルをその位置に付加するように置く。いくつかの特定の実施形態では、作業空間はＣＮＣシステムによって定義され、ツールパス発生ソフトウェアは、特定の部品に対するレーザパラメータを有する部品固有のＣＮＣプログラムを生成する。他の実施形態では、作業空間は、クラッディング層を堆積させるためのロボットシステムとともに使用するように構成される。
【００２６】
次に、図４を参照すると、ブレード２００の分離部分２１５が示されており、これは、図では、図２のブレード２００の除去された損傷部分２０５に対するモデルのレンダリングに対応する。本発明のプロセスによるいくつかの実施形態では、付加構造体２３０に対するモデルを選択することは、製造されたときの、または稼働中の元の部品の部品形状と同じ部品形状を有するモデル、および、その部品の部品形状とは異なる部品形状を有するモデルから選択することを含む。本方法によれば、付加構造体２４５の境界面輪郭２２５を含む付加構造体２３０に対するコンピュータモデルと、ビルド面輪郭２２０に対する取り込まれた座標とは、図６および図７に示すように位置合わせされる。
【００２７】
ツ−ルパス発生ツールは、付加構造体２３０に対する仮想モデルをスライスすることができ、これによって、付加構造体２４５を形成する複数の層の連続した各層に対する唯一のツールパスの生成が可能になる。次に図８を参照すると、付加構造体２３０に対して描かれたモデルが、部品上にクラッド層を堆積させるための個別のツールパスの座標を導く選択された切断線２３５とともに示されている。ツ−ルパス発生ツールを用いる本発明のプロセスによれば、各ツールパスは、付加構造体２３０に対するモデルの各層に対応するレーザクラッディングパラメータに従って形成される。その結果できたハイブリッド物品は、いくつかの例では、図９に示すような補修された部品２４０を備え、ここでは、損傷部分２０５は付加構造体２４５で置き換えられている（損傷部分２０５を示す図２、および分離された除去部分２１５を示す図４と比較のこと）。
【００２８】
３次元ツ−ルパス発生ツールは、画像またはレーザ走査システムと合わせて使用すると、付加構造体に対する３次元仮想モデルを実際の構成部品に合わせて、ＣＮＣシステムで使用するための部品固有のＣＮＣコードを発生させることができる、あるいはロボットシステムまたは他のクラッディングシステムに指示することができる。いくつかの実施形態によれば、ツ−ルパス発生ツールは、構成部品のビルド面の輪郭に合うように付加構造体モデルの連続した層の１つまたは複数の輪郭を適応的に修正することができる。このようにしてできたハイブリッド物品は、元の構成部品の幾何形状に従う積層付加構造体とともに形成することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、クラッディング材送出ユニットは、金属粉末またはワイヤを含むクラッディング材を送出するように構成されている。本方法は、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータを制御することを含むことができる。さらに、複数の積み上げ層の１つまたは複数は、機械加工することができる余肉を含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本方法は、手作業での研削、適応的なＣＮＣ機械加工、従来式のＣＮＣ機械加工、およびこれらの組合せより成る群から選択された１つまたは複数の機械加工のステップによってハイブリッド物品を仕上げ加工することを含む。
【００３１】
いくつかの実施形態では、部品はタービン構成部品である。また、いくつかの特定の実施形態では、部品は、ブレード、シュラウド、ノズル、および燃料混合器より成る群から選択されたタービン構成部品である。
【００３２】
代表的な実施形態では、本明細書の方法は、例えば、修正された、または補修されたシュラウドなどのタービン構成部品から形成されたハイブリッド物品を提供するために有用である。いくつかの例によれば、本方法は、構成部品の１つまたは複数の部分の除去、および、除去部分を系統的に置き換えること、および、任意選択的に、処理前の幾何形状に従う部品に厳密に合うハイブリッド物品を提供するように部品をさらに処理することを含む。このように、いくつかの例では、稼働中の部品で、損傷して廃棄される部品を回収することができ、損傷部分は除去されて、元の部品に基づいたモデル、または部品の新しいモデルに基づいたモデルに従って置き換えられる。
レーザクラッディング
様々な実施形態によれば、本明細書の方法は、部品のビルド面上に付加構造体を形成するために複数の個別のクラッド層のそれぞれを形成するための付加クラッディングプロセスの使用を含む。いくつかの実施形態では、付加方法は、粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出して行うレーザクラッディングの１つまたは複数を含む。
【００３３】
レーザクラッディングは、金属基板上に金属層を施工するための良く知られた技法である。これは、金属構成部品を補修すること、構成部品に構造体または要素を付加すること、ならびに、例えば、構成部品の耐食性および耐摩耗性を向上させるために保護面を提供することのうちの１つまたは複数のために用いられる。簡単に言えば、粉末状およびワイヤ状の金属材料のクラッディングは、２次元の特定のパターンで（すなわち、２次元パスを定めるプログラムに従って）基板上に施工され、次いで、具体的には、レーザ照射によって（例えば、基板にわたってレーザ光を走査して）基板を加熱する。金属粉末がレーザからのエネルギーを吸収すると、粉末は溶融して凝固する。最初の凝固した金属の層の上に連続して層を付加して３次元の積層体が形成される。ここで、連続した各層は最初の層の２次元パスをたどる。
【００３４】
いくつかの特定の実施形態では、金属粉末用の材料は、ニッケルおよびコバルト基超合金、ステンレスおよび合金鋼、チタン、アルミニウム、およびバナジウム合金、ならびにこれらの組合せを含む金属合金を含むことができる。
【００３５】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができ、また本発明の要素に対して等価物を置き換えることができることは当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に対して特定の状況または材料を適応させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲内に当てはまるすべての実施形態を含むことが意図されている。
【００３６】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
（Ｉ）部品上に付加構造体（２４５）を配置してハイブリッド物品を形成することであって、
（ａ）部品を提供して、前記付加構造体（２４５）を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択するステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面（２１０）の２次元画像を取り込むステップと、
（ｉｉｉ）前記ビルド面（２１０）の前記取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭（２２０）をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｂ）前記付加構造体（２４５）を定義するためのモデルを準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも３次元で前記付加構造体（２４５）を定義し、選択された境界面（２２５）を含む、ステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面輪郭（２２０）の前記ｘ、ｙ、ｚ座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面（２２５）に対するｘ、ｙ、ｚ座標と一致する、ステップと、
（ｉｉｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）を前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）、および前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面輪郭（２２０）を前記境界面（２２５）に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭（２２０）の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体（２４５）の境界面（２２５）の前記幾何形状を調節することのうちの１つによって、前記境界面（２２５）と前記ビルド面（２１０）とを最終位置合わせするステップと、
（ｖ）前記付加構造体モデル（２３０）を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面（２２５）に対応する第１の層を含む、ステップと、
（ｖｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｃ）前記ビルド面（２１０）上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体（２４５）を形成するステップであって、
（ｉ）前記第１のツールパスに従って第１のクラッディング層を前記ビルド面（２１０）上に導くステップと、
（ｉｉ）複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル（２３０）の層に対応したツールパスに従って堆積される、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、部品上に付加構造体（２４５）を配置してハイブリッド物品を形成することと、
（ＩＩ）前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む、ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスに従って前記ハイブリッド物品を形成することを含む方法。
［実施態様２］
ステップ（Ｉ）（ｃ）が、ＣＮＣシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様３］
前記作業空間が、クラッディング材送出ユニットと、少なくとも１つのレーザと、前記部品の前記ビルド面（２１０）を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットを含む、実施態様２に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様４］
前記製作ユニットが、２次元カメラ、あるいは２次元または３次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面（２１０）の３次元の各座標ｘ、ｙ、ｚが前記機械の作業空間のｘ、ｙ、ｚ座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられ、前記製作ユニットが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータの１つまたは複数を指示する、実施態様３に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様５］
前記クラッディング材送出ユニットが、金属粉末またはワイヤを含むクラッディング材を送出するように構成されている、実施態様４に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様６］
前記付加構造体（２４５）を形成するための前記ステップ（Ｉ）（ｃ）の間、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれている、実施態様４に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様７］
（Ｉ）（ａ）〜（Ｉ）（ｃ）のうちの任意の１つまたは複数の前記ステップの１つまたは複数がＣＡＤプログラムを用いて実行される、実施態様４に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様８］
前記ハイブリッド物品が、前記部品の除去部分を前記部品の元の設計に従って置き換えること、前記部品の除去部分を前記部品の新しい設計に従って置き換えること、前記部品に追加の部分を付加すること、およびこれらの組合せのうちの１つによって形成される、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様９］
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、ステップ（Ｉ）（ａ）が、
前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記部品の前記除去部分が、機械加工およびＥＤＭのうちの１つによって除去される、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１０］
前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記部品の部品形状と同じ部品形状を有するモデル、および、前記部品の部品形状とは異なる部品形状を有するモデルから、前記付加構造体（２４５）に対する前記モデルを選択することをさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１１］
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、前記ステップ（Ｉ）（ａ）が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、
前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１２］
前記複数の積み上げ層の１つまたは複数が、機械加工することができる余肉を含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１３］
前記ステップ（ＩＩ）が、手作業での研削、適応的なＣＮＣ機械加工、従来式のＣＮＣ機械加工、およびこれらの組合せより成る群から選択された１つまたは複数の機械加工のステップによって前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することをさらに含む、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１４］
前記部品がタービン構成部品（２００）である、実施態様１に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１５］
前記部品が、ブレード、シュラウド、ノズル、および燃料混合器より成る群から選択されたタービン構成部品（２００）である、実施態様１５に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１６］
ハイブリッド物品を形成するための方法であって、
（Ｉ）粉末を吹き付けて、またはワイヤを送り出してレーザクラッディングを行うこと、あるいは粉末床で付加固結することから選択されたプロセスによって前記ハイブリッド物品を形成するために部品上に付加構造体（２４５）を配置することであって、
（ａ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるために前記部品を準備するステップであって、
（ｉ）クラッディング材送出ユニットと、少なくとも１つのレーザと、前記部品の前記ビルド面（２１０）を前記クラッディング材送出ユニットに対して向きを合わせるための向き決めユニットと、クラッディング制御器とを備える製作ユニットのクラッディング機械作業空間内に前記部品を配置し向きを合わせるステップであって、前記製作ユニットが、２次元カメラ、あるいは２次元または３次元走査または撮像装置を含む画像取込ユニットと、画像取込および処理プログラムとを含み、前記ビルド面（２１０）の３次元の各座標ｘ、ｙ、ｚが前記機械の作業空間のｘ、ｙ、ｚ座標に対応するように前記画像取込プログラムが前記レーザクラッディング機械と結び付けられた、ステップと、
（ｉｉ）前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択するステップと、
（ｉｉｉ）前記ビルド面（２１０）の２次元画像を取り込むステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面（２１０）の前記取り込まれた２次元画像に対するデータを処理して３次元座標ｘ、ｙ、ｚを提供し、ビルド面輪郭（２２０）をレンダリングするステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｂ）前記付加構造体（２４５）を定義するためのモデルを準備するステップであって、
（ｉ）前記付加構造体（２４５）のためのモデルを選択するステップであって、前記選択されたモデルが少なくとも３次元で前記付加構造体（２４５）を定義し、選択された境界面（２２５）を含む、ステップと、
（ｉｉ）前記ビルド面輪郭（２２０）の前記ｘ、ｙ、ｚ座標を前記モデルの前記作業環境内に取り込むステップであって、前記取り込まれた座標が、前記モデルによって定義された前記境界面（２２５）に対するｘ、ｙ、ｚ座標と一致する、ステップと、
（ｉｉｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）を前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）に初期位置合わせするステップであって、前記付加構造体モデル（２３０）の前記境界面（２２５）、および前記部品の前記ビルド面輪郭（２２０）のそれぞれが幾何形状を有する、ステップと、
（ｉｖ）前記ビルド面輪郭（２２０）を前記境界面（２２５）に直接当てはめること、および前記ビルド面輪郭（２２０）の前記幾何形状に合うように、前記付加構造体（２４５）の境界面（２２５）の前記幾何形状を調節することのうちの１つによって、前記境界面（２２５）と前記ビルド面（２１０）とを最終位置合わせするステップと、
（ｖ）前記付加構造体モデル（２３０）を選択された軸線に沿って複数の層にスライスするステップであって、各層が予め選択された高さを有し、前記層が前記境界面（２２５）に対応する第１の層を含む、ステップと、
（ｖｉ）前記付加構造体モデル（２３０）の各層に対する個別のツールパスを発生させるステップと
を含むステップを含む、ステップと、
（ｃ）前記ビルド面（２１０）上に堆積される複数のクラッディング層として前記付加構造体（２４５）を形成するステップであって、
（ｉ）前記第１のツールパスに従って第１のクラッディング層を前記ビルド面（２１０）上に導くステップと、
（ｉｉ）複数のクラッディング層を連続して導くステップであって、各クラッディング層が、前記付加構造体モデル（２３０）の層に対応したツールパスに従って堆積され、前記部品と前記レーザとの間の離間距離が一定に保たれる、ステップと
を含むステップを含む、ステップと
を含むステップを含む、配置することであり、
（Ｉ）（ａ）〜（Ｉ）（ｃ）のうちの任意の１つまたは複数のステップの１つまたは複数がＣＡＤプログラムを用いて実行され、
前記クラッディング層の前記形成することが、レーザ出力および送り速度から選択されたレーザクラッディングパラメータのうちの１つまたは複数を制御することを含む、配置することと、
（ＩＩ）前記ハイブリッド物品を検査して、任意選択的に、前記ハイブリッド物品を仕上げ加工することと
を含む方法。
［実施態様１７］
前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品のビルド面（２１０）を選択する前記ステップの前に、前記ステップ（Ｉ）（ａ）が、前記部品の少なくとも一部分を除去して前記付加構造体（２４５）を受け入れるための前記部品の前記ビルド面（２１０）を提供するために、所定の位置で前記部品を切断することを含むステップをさらに含み、前記ステップ（Ｉ）（ｂ）が、前記除去部分の少なくとも高さ寸法と一致するモデルを選択することをさらに含み、前記モデルが、前記部品に対する元のモデルおよび新しいモデルに対応するモデルより成る群れから選択される、実施態様１６に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１８］
ステップ（Ｉ）（ｃ）が、ＣＮＣシステムおよびロボットシステムから選択されたシステムに対する作業空間に前記部品を配置し向きを合わせることを含むステップをさらに含む、実施態様１７に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様１９］
前記ハイブリッド物品がタービン構成部品（２００）であり、前記ハイブリッド物品が、１つまたは複数の付加構造体（２４５）を備えた構成部品の基板を備え、各付加構造体（２４５）が、金属から選択されたクラッディング材を積み重ねた複数の層を備える、実施態様１７に記載のハイブリッド物品を形成するための方法。
［実施態様２０］
複数の層を備える付加構造体（２４５）を部品のビルド面（２１０）上に配置することを含む、ハイブリッド物品を提供するための方法であって、前記ビルド面（２１０）がｘおよびｙ座標に基づいて定義され、前記付加構造体（２４５）が、複数の層を定義するｘ、ｙ、ｚ座標に基づいた一連の平面によって定義された３次元モデルによって定義され、１つの層が、ｘ、ｙ、ｚ座標によって定義された輪郭を有する境界面（２２５）を備え、前記境界面（２２５）の前記輪郭が、前記ビルド面（２１０）の前記輪郭と接続するように適合され、前記付加構造体（２４５）が、少なくとも前記ビルド面（２１０）と前記境界面（２２５）との境界で、前記部品の幾何形状とは異なる幾何形状、および前記部品の幾何形状と一致する幾何形状のうちの１つの幾何形状を有し、任意選択的に、前記付加構造体（２４５）の１つまたは複数の連続した層が、前記ビルド面（２１０）の前記輪郭と３次元で一致するように修正され、前記ビルド面（２１０）および前記境界面（２２５）の両方が、対応するｘ、ｙ、ｚ座標に従う空間内で向きを合わされると、クラッディングシステムが、前記複数の前記３次元モデルの層のそれぞれに対応するツールパスに従って、前記付加構造体（２４５）の前記連続した層のそれぞれを堆積するように導く、方法。
【符号の説明】
【００３７】
１００  方法
１０１  ステップ
１０２  ステップ
１０３  ステップ
１０４  ステップ
１０５  ステップ
１０６  ステップ
１０７  ステップ
１０８  ステップ
１０９  ステップ
１１０  ステップ
１１１  ステップ
１１２  ステップ
２００  部品、タービン構成部品、タービンブレード
２０５  損傷部分
２１０  ビルド面
２１５  分離部分
２２０  ビルド面輪郭
２２５  境界面
２３０  付加構造体
２３５  切断線
２４０  補修された部品
２４５  付加構造体
【図１】
2019048453.tif 000003
【図２】
2019048453.tif 000004
【図３】
2019048453.tif 000005
【図４】
2019048453.tif 000006
【図５】
2019048453.tif 000007
【図６】
2019048453.tif 000008
【図７】
2019048453.tif 000009
【図８】
2019048453.tif 000010
【図９】
2019048453.tif 000011
【外国語明細書】
2019048453000001.pdf