(57)【要約】【課題】レーザ支援鋳造法及び関連するシステムを提供すること。【解決手段】種々の実施形態は、レーザ支援鋳造法及び関連するシステムを含む。一部の実施形態は、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、ワックス鋳造基材には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成するステップと、修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型を残すステップとを含む方法を含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップと、
修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成するステップと、
修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型を残すステップと
を含む、方法。
【請求項２】
１以上の追加特徴を含む鋳型を用いて、鋳造材料から所定形状を形成するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
鋳造材料が、鋼材又は鋼材を含む合金を含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
所定形状を形成するステップが、
１以上の追加特徴を有する鋳型に鋳造材料を鋳込むステップと、
鋳造材料を冷却して所定形状を固化するステップと
を含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
レーザアブレーションを実施するステップが、初期ロウ鋳造模型に超短パルスレーザを適用し、初期ロウ鋳造模型の一部を直接蒸発させて１以上の追加特徴を形成するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
直接蒸発させるステップが、初期ロウ鋳造模型の一部の局所温度を約５００℃超に上昇させることを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
直接蒸発させるステップが、初期ロウ鋳造模型の隣接部分の温度を約１２０℃未満に維持するステップを含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
修正ロウ模型をスキャンして、レーザアブレーションの実施後の１以上の追加特徴を撮像するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
スキャンするステップが、１以上の追加特徴の２Ｄスキャン又は３Ｄスキャンの少なくとも一方を実施するステップを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
１以上の追加特徴のイメージに基づいて、修正ロウ模型に対して後続のレーザアブレーションを実施するステップを更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
後続のレーザアブレーションが、レーザアブレーションと比較して、レーザ出力、レーザ焦点、レーザスキャン速度、又はレーザパルス持続時間のうちの少なくとも１つを修正することを含む修正レーザアブレーション手法を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するようプログラムされたレーザシステムと、
レーザアブレーションを実施した後に修正ロウ模型をスキャンして、１以上の追加特徴を撮像するためのイメージングシステムと、
修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成し、修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型が残るようにするコーティング系と、
１以上の追加特徴を有する鋳型を用いて、鋳造材料から所定形状を鋳造するための鋳造システムと
を備える、システム。
【請求項１３】
イメージングシステムが、２次元スキャンシステム又は３次元スキャンシステムの少なくとも一方を含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
レーザシステムが、初期ロウ鋳造模型に超短パルスレーザを適用し、初期ロウ鋳造模型の一部を直接蒸発させて１以上の追加特徴を形成することにより、レーザアブレーションを実施するようプログラムされている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
直接蒸発させることが、初期ロウ鋳造模型の一部の局所温度を約５００℃超に上昇させることを含む、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
直接蒸発させることが、初期ロウ鋳造模型の隣接部分の温度を約１２０℃未満に維持することを含む、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
レーザシステムが更に、１以上の追加特徴のイメージに基づいて、修正ロウ模型に対して後続のレーザアブレーションを実施するようプログラムされている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
後続のレーザアブレーションが、レーザアブレーションと比較して、レーザ出力、レーザ焦点、レーザスキャン速度、又はレーザパルス持続時間のうちの少なくとも１つを修正することを含む修正レーザアブレーション手法を含む、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップを含み、レーザアブレーションを実施するステップが、初期ロウ鋳造模型にパルスレーザを適用し、初期ロウ鋳造模型の一部を直接蒸発させて１以上の追加特徴を形成するステップを含み、
直接蒸発させるステップが、
初期ロウ鋳造模型の一部の局所温度を約５００℃超に上昇させるステップと、
初期ロウ鋳造模型の隣接部分の温度を約１２０℃未満に維持するステップと、
修正ロウ模型をスキャンして、レーザアブレーションの実施後の１以上の追加特徴を撮像するステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
１以上の追加特徴のイメージに基づいて、修正ロウ模型に対して後続のレーザアブレーションを実施するステップを更に含み、後続のレーザアブレーションが、レーザアブレーションと比較して、レーザ出力、レーザ焦点、レーザスキャン速度、又はレーザパルス持続時間のうちの少なくとも１つを修正することを含む修正レーザアブレーション手法を含み、パルスレーザが超短パルスレーザを含む、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される主題は、材料処理に関する。より詳細には、本主題は、材料の鋳造物形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品の鋳造、例えば、ターボ機械及び／又は電動機械などの機械にて使用するための金属部品の鋳造は、従来では、ある形状の鋳型を形成して、液化材料（例えば、金属）を鋳型に鋳込むか又は他の方法で堆積させることにより実施される。次いで、液化材料が冷却され、鋳型内の開口の形状に固化した部品が形成される。鋳型は、従来は、ロウ原型を作成して、例えば、１以上のセラミック層でロウ原型をコートし、次いで、ロウ（ワックス）を除去して、液化材料を鋳造するための鋳型としてその形状の輪郭を残すことにより形成される。
【０００３】
部品の特定の形状は、この形状を形成するのに使用されるワックス母材が常に扱い易いとは限らないので、形成するのが困難で及び／又は高コストとなる可能性がある。一部の例では、「ベース」となる（又は大まかな）ワックス母材が形成され、次いで、被覆されて後で部品を形作ることになる特徴を形成するようにワックス母材を機械加工することにより、ロウ模型に追加特徴が付加される。このプロセスは、コスト及び時間がかかり、複雑になる可能性がある。
【０００４】
他の手法は、鋳型を形成する前にロウ模型の原型を形成するワックス成形ツールに特徴を付加することを含む。これは、ロウ模型を形成した後に修正するのよりもより迅速にすることができるが、ワックス成形ツール全体を改修する必要があることに起因して、高価なものとなる可能性がある。加えて、元のワックス成形ツールの修正は、例えば、異なる方向に延びる特徴など、特徴間での競合を引き起こす可能性がある。サブロウ模型及び複数のロウ模型の編成を用いることもできるが、これらの手法は、継ぎ目を形成し、事後に修正が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６７６７４９９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
種々の実施形態は、レーザ支援鋳造法及び関連システムを含む。一部の実施形態は、初期ロウ鋳造模型（preliminary wax casting model）を準備するステップと、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成するステップと、修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型を残すステップとを含む方法を含む。
【０００７】
本発明の第１の態様は、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成するステップと、修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型を残すステップとを含む、方法を含む。
【０００８】
本発明の第２の態様は、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するようプログラムされたレーザシステムと、レーザアブレーションを実施した後に修正ロウ模型をスキャンして、１以上の追加特徴を撮像するためのイメージングシステムと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成し、修正ロウ模型を取り除いて１以上の追加特徴を含む鋳型が残るようにするコーティング系と、１以上の追加特徴を有する鋳型を用いて、鋳造材料から所定形状を鋳造するための鋳造システムとを有するシステムを含む。
【０００９】
本発明の第３の態様は、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップを含む方法であって、レーザアブレーションを実施するステップが、初期ロウ鋳造模型にパルスレーザを適用し、初期ロウ鋳造模型の一部を直接蒸発させて１以上の追加特徴を形成するステップを含み、直接蒸発させるステップが、初期ロウ鋳造模型の一部の局所温度を約５００℃超に上昇させるステップと、初期ロウ鋳造模型の隣接部分の温度を約１２０℃未満に維持するステップと、修正ロウ模型をスキャンして、レーザアブレーションの実施後の１以上の追加特徴を撮像するステップとを含む、方法を含む。
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の種々の実施形態を示した添付図面を参照しながら、本発明の種々の態様に関する以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の種々の実施形態によるレーザ支援による鋳造のためのシステムの概略図。
【図２】本発明の種々の実施形態によるプロセスを例示したフロー図。
【図３】本発明の種々の実施形態による鋳造形状を形成するプロセスを例示した概略プロセスフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の図面は縮尺通りではない点に留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、同じ参照符号は、複数の図面にわたり同じ要素を示している。
【００１３】
上述のように、本明細書で開示される主題は、材料の処理に関する。より詳細には、本主題は、材料の鋳造物形状に関する。
【００１４】
本明細書で記載されるように、部品の特定の形状は、この形状を形成するのに使用されるワックス母材が常に扱い易いとは限らないので、形成するのが困難で及び／又は高コストとなる可能性がある。一部の例では、「ベース」となる（又は大まかな）ワックス母材が形成され、次いで、被覆されて後で部品を形作ることになる特徴を形成するようにワックス母材を機械加工することによって、ロウ模型に追加の特徴が付加される。このプロセスは、コスト及び時間がかかり、複雑になる可能性がある。
【００１５】
詳細には、ターボ機械部品の従来の鋳造は、鋳込まれるロウ模型の形状を含むワックス成形ツールを構築するステップを含む。ワックス成形ツールの構築に続いて、ツール内にワックスが鋳込まれてロウ模型を作成する。次いで、ロウ模型は、被覆（例えば、２０〜３０ほどの層を有するコーティングスラリーで）され、ロウ模型の周りにシェル（鋳型形状）を作る。次に、ワックスを含むシェル（鋳型形状）は、加熱されてロウ模型を取り除き、鋳型形状（鋳型として）を残す。次いで、加熱金属が鋳型形状（シェル）内に鋳込まれ、その後冷却されてロウ模型の形状の金属部品を形成する。次に、例えば、機械的又は化学的除去により、鋳型形状（シェル）が取り除かれる。一部の従来の手法は、ロウ模型を形成する前にワックス成形ツールに特徴を付加するようにしている。これは、ロウ模型を形成した後に修正するのよりもより迅速にすることができるが、ワックス成形ツール全体を改修する必要があることに起因して、高価なものとなる可能性がある。加えて、元のワックス成形ツールの修正は、例えば、異なる方向に延びる特徴など、特徴間での競合を引き起こす可能性がある。サブロウ模型及び複数のロウ模型の編成を用いることもできるが、これらの手法は、継ぎ目を形成し、事後に修正が必要となる。
【００１６】
従来の成形／鋳造手法に関連する問題に対処するために、本発明の種々の態様は、追加特徴を含めるために既存の鋳型を効果的に修正する解決策を含む。
【００１７】
本発明の種々の特定の態様は、初期ロウ鋳造模型（任意選択の事前プロセス）を準備するステップと、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成するステップと、修正ロウ模型を取り除き、１以上の追加特徴を含む鋳型を残すステップとを含む方法を含む。
【００１８】
本発明の種々の追加の特定の態様は、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するようプログラムされたレーザシステムと、レーザアブレーションを実施した後に修正ロウ模型をスキャンして、１以上の追加特徴を撮像するためのイメージングシステムと、修正ロウ模型をコートして、修正ロウ模型の周りに鋳型形状を形成し、修正ロウ模型を取り除いて１以上の追加特徴を含む鋳型が残るようにするコーティング系と、１以上の追加特徴を有する鋳型を用いて、鋳造材料から所定形状を鋳造するための鋳造システムとを有するシステムを含む。
【００１９】
本発明の他の態様は、初期ロウ鋳造模型を準備するステップ（任意選択の事前プロセス）と、初期ロウ鋳造模型にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型には存在しない１以上の追加特徴を含む修正ロウ模型を形成するステップを含む方法であって、レーザアブレーションを実施するステップが、初期ロウ鋳造模型にパルスレーザを適用し、初期ロウ鋳造模型の一部を直接蒸発させて１以上の追加特徴を形成するステップを含み、直接蒸発させるステップが、初期ロウ鋳造模型の一部の局所温度を約５００℃超に上昇させるステップと、初期ロウ鋳造模型の隣接部分の温度を約１２０℃未満に維持するステップと、修正ロウ模型をスキャンして、レーザアブレーションの実施後の１以上の追加特徴を撮像するステップとを含む、方法を含む。
【００２０】
以下の説明では、その一部を形成し、本発明の教示を実施できる特定の例示的な実施形態を例証として示した添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明の教示を実施できるよう十分に詳細に説明されており、また、他の実施形態も利用可能であり、本発明の教示の範囲から逸脱することなく変更を行うことができることを理解されたい。従って、以下の説明は単なる例証に過ぎない。
【００２１】
１以上の実施構成、変更、及び／又は修正形態に関する例証は、請求項の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、例示の実施例に対して行うことができる。加えて、複数の実施構成のうちの１つに関してのみ特定の特徴を開示してきたが、このような特徴は、何らかの所与の又は特定の機能について望ましく有利とすることができる他の実施構成の１以上の他の特徴と組み合わせることができる。更に、用語「含んでいる」、「含む」、「有している」、「有する」、「と共に」又はその変形形態が詳細な説明及び請求項において使用される限りでは、このような用語は、用語「備える」と同様にして包括的であることを意図している。用語「の少なくとも１つ」は、列挙される項目のうちの１以上を選択できることを意味するのに使用される。
【００２２】
広範囲にわたる実施形態を記載した数値範囲及びパラメータ設定は近似値ではあるが、特定の実施例において記載した数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、何らかの数値は、それぞれの試験測定値で見出される標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含む可能性がある。その上、本明細書で開示される全ての範囲は、その中に含まれる何れかの及び全ての部分範囲を包含することを理解されたい。例えば、「１０未満」範囲は、最小値ゼロと最大値１０の間（及びこれらを含む）の何れかの及び全ての部分範囲を含むことができ、すなわち、ゼロに等しく又はそれよりも大きい最小値と、１０に等しいか又は１０よりも小さい最大値とを有する何れかの及び全ての部分範囲、例えば、１〜５を含む。特定の事例では、パラメータとして提示された数値は、負の値をとることができる。この場合、「１０未満」として提示された例示的な値の範囲は、負の値、例えば、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０、その他をとることができる。
【００２３】
図１は、本発明の種々の実施形態によるレーザ支援による鋳造のためのシステム２の概略図を示す。図示のように、システム２は、初期ロウ鋳造模型６にレーザアブレーションを実施して、初期ロウ鋳造模型６には存在しない１以上の追加特徴１０を含む修正ロウ模型８を形成するようプログラムされたレーザシステム４を含むことができる。初期ロウ鋳造模型６は、本明細書で記載されるような、原材料の、未加工の、又は機械加工されていないワックス材料要素を含むことができる。初期ロウ鋳造模型６は、好ましくは、当技術分野で公知のようにワックス成形ツールにおいて形成される。システム２はまた、修正ロウ模型８をスキャンして、レーザシステム４によるレーザアブレーションが実施された後の１以上の追加特徴１０を撮像するイメージングシステム１２を含むことができる。種々の実施形態では、イメージングシステム１２は、２次元（２Ｄ）スキャンシステム又は３次元（３Ｄ）スキャンシステムのうちの少なくとも１つを含む。システム２は更に、（ａ）修正ロウ模型８を（例えば、コーティング金属で）コートして、修正ロウ模型８の周りに鋳型形状（又はシェル）を形成すること、及び（ｂ）修正ロウ模型８を取り除き、１以上の追加特徴１０を含む鋳型２４（シェル鋳型とも呼ばれる）を残すためのコーティング系２６を含むことができる。システム２はまた、鋳造材料３２を鋳込み、鋳型２４から所定の形状を形成する（修正ロウ模型８が所望の特性を有することが検証され、鋳型２４が形成された後）ための鋳造システム３０を含むことができる。
【００２４】
種々の実施形態では、システム２は、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２に結合された制御システム２０を含むことができる。制御システム２０は、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２に命令を提供し、及び／又はこれらの作動を制御するよう構成することができる。制御システム２０は、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２に機械的又は電気的に接続することができる。制御システム２０は、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２を制御できるコンピュータデバイス、機械的装置、又は電気機械的装置とすることができる。１つの実施形態では、制御システム２０は、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２に対して動作命令を提供することができるコンピュータデバイスとすることができる。別の実施形態では、制御システム２０は、オペレータが使用することができる機械的装置を含むことができる。この場合、オペレータは、レーザシステム４、コーティング系２６、鋳造システム３０、及び／又はイメージングシステム１２を作動可能な制御システム２０を物理的に操作（例えば、レバーを引っ張ることによる）することができる。別の実施形態では、制御システム２０は、電気機械装置とすることができる。
【００２５】
図１を引き続き参照しながら、図２に移ると、種々の実施形態に従って実施されるレーザ支援による鋳造方法を例示したフロー図が示される。図示のように、本方法は、以下のプロセスを含むことができる。
【００２６】
プロセスＰ１（任意選択の事前プロセス）：初期ロウ鋳造模型（例えば、初期ロウ鋳造模型６（図１））を準備する。種々の実施形態では、初期ロウ鋳造模型６は、炭化水素ワックス、天然エステルワックス、合成ワックス、天然樹脂、合成樹脂、有機充填材料、水、及びこれらの混合物を含むことができる。特定の実施形態では、初期ロウ鋳造模型６は、脂肪族化合物（例えば、炭化水素ワックス、天然エステルワックス、合成ワックス及び／又は樹脂など、直鎖炭素原子を有する化合物）、又は芳香族化合物（環状構造炭素原子を有する化合物、充填材、及び／又は樹脂）を含むことができる。
【００２７】
プロセスＰ２：初期ロウ鋳造模型６にレーザアブレーション（レーザシステム４を用いて）を実施して、初期ロウ鋳造模型６には存在しない１以上の追加特徴（例えば、１又は複数の追加特徴１０）を含む修正鋳造模型（例えば、修正鋳造模型８）を形成する。本明細書で記載されるように、初期ロウ鋳造模型６に対してレーザアブレーションを実施するプロセスは、初期ロウ鋳造模型６にパルスレーザ（例えば、超短パルスレーザ）を適用し、初期ロウ鋳造模型６の一部１６を直接蒸発させて１以上の追加特徴１０を形成することを含むことができる。蒸発した部分１６は、修正鋳造模型８において追加特徴１０により示される。種々の実施形態では、直接蒸発させるプロセスは、初期ロウ鋳造模型６の隣接する部分１８の温度をその融解温度（例えば、約１２０℃）未満に（一部の事例では、約５０℃未満に）維持しながら、初期ロウ鋳造模型６の蒸発温度（例えば、約５００℃）を超えるまで（一部の事例では、最大約１０００℃まで）初期ロウ鋳造模型６の部分１６の局所温度を上昇させることを含む。
【００２８】
プロセスＰ３（一部の実施形態ではは任意選択）：レーザアブレーションの実施後に修正鋳造模型８を（イメージングシステム１２を用いて）スキャンし、１以上の追加特徴１０を撮像する。種々の実施形態では、スキャンは、１以上の追加特徴１０の２Ｄスキャン又は３Ｄスキャンの少なくとも一方を実施することを含む。
【００２９】
プロセスＰ４（一部の実施形態ではは任意選択）：１以上の追加特徴１０のイメージに基づいて、修正鋳造模型８に対して後続のレーザアブレーション（レーザシステム４を用いて）を実施する。後続のレーザアブレーションプロセスは、最初のレーザアブレーションパラメータ、例えば、（ａ）レーザ出力、（ｂ）レーザ焦点、（ｃ）レーザスキャン速度、及び／又は（ｄ）レーザパルス持続時間など、と比べたときにレーザシステム４の１以上のパラメータを修正することを含む修正レーザアブレーション手法を含む。プロセスＰ３及びＰ４は、イメージング及び後続のレーザアブレーションの結果に基づいて、図１に示すように繰り返すことができる。
【００３０】
種々の実施形態では、追加のプロセスは、プロセスＰ５：修正ロウ模型８をコートして、鋳型形状（シェル）２２を形成することを含むことができる。これは、修正ロウ模型８の上にライナ材料２１（例えば、金属）を堆積させて、修正ロウ模型８の輪郭を描いた鋳型形状（シェル）２２を形成することを含むことができる。
【００３１】
プロセスＰ６：修正ロウ模型８を取り除き、１以上の追加特徴１０を含む鋳型２４（シェル）を残す。これは、例えば、修正ロウ模型８の物理的及び／又は化学的破壊を介して、修正ロウ模型８を物理的に取り除くことを含むことができる。一部の事例では、修正ロウ模型８は、修正ロウ模型８をこじ開ける、引っ張る、ねじる、その他によって鋳型形状２２から取り除かれ、鋳型２４を損なわずに残す。他の事例では、修正ロウ模型８は、液化（又は蒸発）されるまで加熱され、加熱後に取り除かれる。
【００３２】
プロセスＰ７：１以上の追加特徴１０を有する鋳型２４を用いて、鋳造材料（例えば、鋼材又は鋼材合金などの金属）３２から所定の形状を形成する。修正した鋳型を用いて鋳造材料３２から所定の形状を形成することは、（ａ）１以上の追加特徴１０を有する鋳型２４に鋳造材料３２を鋳込むこと、及び（ｂ）鋳造材料３２を冷却し、その形状を固化することを含むことができる。鋳造材料３２の特異的性質に応じて、冷却プロセスは、鋳造材料３２を能動的に冷却すること（例えば、鋳造材料３２を冷却環境に曝すこと）、又は鋳造材料３２を受動的に冷却すること（例えば、鋳造材料３２が室温にまで冷えるよう放置する）を含むことができる。
【００３３】
図３は、本発明の種々の実施形態による鋳型２４を形成するプロセスを例示した概略フロー図を示す。図示のように、予備ロウ模型６がレーザアブレーションされて、モデル内に複数の特徴１０を形成して修正ロウ模型８を形成し、次いで、修正ロウ模型の周りに複数の特徴１０を反映した鋳型２４が形成され、一部のプロセスでは、鋳型２４に鋳造材料を鋳込み、その後、材料３２を鋳型２４から取り除くことによって、完成した部品（例えば、金属部品）が形成される。
【００３４】
種々の実施形態では、互いに「結合」されるように記載された部品は、１以上の界面に添って接合することができる。一部の実施形態では、これらの界面は、別個の部品間の接合部を含むことができ、他の事例では、これらの界面は、堅固に及び／又は一体的に形成された相互接続部を含むことができる。すなわち、一部の事例では、互いに「結合」された部品は、単一の連続した部材を定めるよう同時に形成することができる。しかしながら、他の実施形態では、これらの結合された部品は、別部材として形成されて、公知のプロセス（例えば、締結、超音波溶接、接着）を通じて後で接合してもよい。
【００３５】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、用語「備える」及び／又は「備えている」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ以上の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。用語「前方」及び「後方」は、限定を意図するものではなく、適切な場合には交換可能であることは更に理解される。
【００３６】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３７】
２  システム
４  レーザシステム
６  ワックス鋳造模型
８  修正ロウ模型
１０  特徴
１２  イメージングシステム
１８  部分
２０  制御システム
２２  鋳型形状（シェル）
２１  ライナ材料
２４  鋳型
２６  コーティング系
３０  鋳造システム
３２  鋳造材料
【図１】
2015093325.tif 000003
【図２】
2015093325.tif 000004
【図３】
2015093325.tif 000005