(57)【要約】      （修正有）【課題】電子ビーム溶融技術を使用して、金属間化合物製の三次元製品を大量生産する方法を提供する。【解決手段】ａ）製造された製品を構成する最終の金属間化合物と同じ化学組成を持つチタン及びアルミニウムを基材とする金属間化合物の粉末を準備する。ｂ）溶融チャンバー内において粉末１を敷設して、一定かつ実質的に均一な厚さを持つ粉末層を形成する。ｃ）該粉末層を予熱工程によって予熱する。ｄ）コントロールユニットに保存した三次元モデルに従って、前記製品の断面部分に相当する区域において集束電子ビームにて走査することによって溶融を行う。上記ｂ）〜ｄ）の操作を繰り返すことにより、金属間化合物製の三次元製品を生産する。【選択図】図２Ａ
2008069449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム溶融によって、金属間化合物製の三次元製品を大量生産する方法であって、
ａ）前記製品の三次元数学的モデルを作製し、これをコントロールユニットに保存する工程；
ｂ）使用する金属間化合物の粉末を調製する工程；
ｃ）溶融チャンバー内において、粉末を敷設して、一定かつ実質的に均一な厚さを持つ粉末層を形成する工程；
ｄ）溶融チャンバー内において、敷設した粉末層を、粉末の融点より低い温度に予熱する工程；
ｅ）コントロールユニットに保存した三次元モデルに従って、前記製品の断面部分に相当する区域において集束電子ビームにて走査することによって溶融を行う工程；
ｆ）このようにして形成された前記製品の最後の断面部分の上面が、溶融チャンバー内に配置され、製品の既に形成された部分の周囲に敷設される粉末のレベルに位置するようにする工程；及び
ｇ）工程ｃ）〜ｆ）を、コントロールユニットに保存した三次元モデルに従って、前記製品の最終の断面部分に達成するまで繰り返す工程
を包含し、前記粉末が、製造された製品を構成する最終の金属間化合物と同じ化学組成を持つチタン及びアルミニウムを基材とする金属間化合物の粉末であることを特徴とする金属間化合物製の三次元製品の大量生産法。
【請求項２】
粉末及び製品がγTiAl金属間化合物製である請求項1記載の方法。
【請求項３】
さらに、不活性ガス雰囲気中での製品の最終冷却工程を含む請求項1記載の方法。
【請求項４】
不活性ガスがヘリウム又はその混合物である請求項３記載の方法。
【請求項５】
予熱工程ｄ）を、完全に又は部分的に、集束電子ビームにて走査することによって行う請求項１記載の方法。
【請求項６】
予熱工程ｄ）を、完全に又は部分的に、電気抵抗を使用して溶融チャンバーを加熱することによって行う請求項１記載の方法。
【請求項７】
予熱工程ｄ）を、充分に高い温度で行って、少なくとも製品の各断面部分の区域において、粉末の弱い焼結を生じさせる請求項１記載の方法。
【請求項８】
予熱工程ｄ）を温度少なくとも700℃で行う請求項１記載の方法。
【請求項９】
工程ｅ）を、下方の断面部分の溶融工程を行った際の走査経路に対して６０〜９０°の角度で交差する走査経路に沿って集束エネルギービームを移動させることによって行う請求項１記載の方法。
【請求項１０】
溶融工程が、初めに、製品の断面部分に相当する区域の周囲に沿って集束電子ビームにて溶融することを含むものである請求項１記載の方法。
【請求項１１】
工程ｅ）における集束電子ビームでの溶融を、少なくとも、溶融チャンバーを高真空条件に維持して行う請求項１記載の方法。
【請求項１２】
工程ｃ）〜ｆ）の各繰返しの間に、連続して形成される電面部分を支持するために、１以上の部分を形成する請求項１記載の方法。
【請求項１３】
製品が形成された後、１以上の支持部分を除去する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
粉末の粒径が２０〜150μmの範囲である請求項１記載の方法。
【請求項１５】
粉末の粒径が約７０μmである請求項１記載の方法。
【請求項１６】
粉末がガスアトマイゼーション法によって得られたものである請求項１記載の方法。
【請求項１７】
工程ｃ）〜ｆ）の各繰返しサイクル時、厚さ２０〜150μmを持つ製品の断面部分を形成する請求項１記載の方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の方法によって製造された製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交互積層技術を使用する金属間化合物製の立体的製品を大量生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明による方法は、例えば、内燃エンジンのバルブ、ガスタービン、ターボコンプレッサーのブレード及び／又は羽根等の特殊な部材を製造するために、自動車及び／又は航空機の分野において適用しうる。
【０００３】
これらのタイプの部材は、高温におけるクリープ強さ及び疲れ強さの特筆すべき特性を有していなければならない。このため、従来の研究は、製造される各製品に所望の特性を付与しうる各種の材料、特に、金属間化合物を目標とするものであった。
【０００４】
金属間化合物は、その結晶構造が、当該化合物を構成する金属のものとは異なっている金属化合物である。これは、その原子種が、結晶構造において、特殊なサイトを占有する２以上の金属材料の規則正しく配列された相からなる１種の特異な化合物である。異なる原子の間の結合強さは、同一原子の間のものより大きいため、これらの化合物が形成される。
【０００５】
金属間化合物は、一般的な金属合金とはかなり相違する。金属合金は、本質的に、１以上の金属元素の無秩序な固溶体で形成され、格別の化学式を有しておらず、基礎材料及びこれに添加された各種の割合の他の元素からなるものである。一般的な合金は、比較的弱い金属結合によって結合され、原子の核は、比較的自由に移動する電子の「ガス」内において浮遊している。
【０００６】
これに対して、金属間化合物は、固定又はいずれにしても可変性の点で非常に制限された化学組成を持つ特殊な化学式に基づく特殊な化合物である。金属間化合物における結合は、イオン結合又は共有結合であり、従って、特に強力である。また、結合は、完全に金属タイプであってもよいが、単一元素の原子は結晶構造において好ましい位置をとる。これらの特異な点は、金属間化合物の特性に（例えば、高融点、高温に対する顕著な耐性、ただし、低延性）反映している。
【０００７】
チタン−アルミニウム金属間化合物、及び特に略号γTiAl（γチタンアルミニド）によって定義される化合物は、低い密度及び高温に対する高度の耐性等の特性のため、自動車及び航空機の分野における用途に関して、最も興味深い金属間化合物のグループを代表するものである。金属間化合物のこのグループには、中心面を持つ立方L10型規則構造を有するγTiAl、及び六方D019型規則構造を有する、略号α2Ti3Alで表される化合物が含まれる。熱力学的平衡の条件では、γ／α2容積比は、アルミニウム含量、及び他の添加元素に基いて制御されるが、熱処理及び／又は加工熱処理は、γTiAl化合物におけるγ／α2容積比に対する高度の影響を有する。
【０００８】
γTiAl金属間化合物についての関心の増大に鑑み、過去１０年間において行われた研究では、４４〜４８％の非常に類似したアルミニウム及びチタン含量及び得られる金属間化合物に特異性を付与する少量の他の元素からなる理想的な組成範囲が特定されている。金属間化合物に関する他の情報については、例えば、下記の刊行物を参照できる。
G. Sauthoff, "Intermetallics（金属間化合物）", Weinheim, New Yark (1995)；及び
H. Clemens, F. Appel, A. Baur, R. Gerling, V. Guther, H. Kestler, "エンジニアリングg-TiAl系合金の加工及び適用", Ti-2003 Science and Technology, Vo. IV, Wiley-VCH
【０００９】
γTiAl金属間化合物の使用によって達成される利点は、主として、その低密度（組成に応じて３.９〜４.２g/cm3）、高い疲れ強さ、高い比剛性、酸化に対するかなりの耐性及び高温におけるかなりのクリープ強さである。にもかかわらず、これまで示されているように、正確に所望の組成及び構造を持つγTiAl金属間化合物により製造された製品を得ることは困難であった。
【００１０】
γTiAl金属間化合物により有利に製造される製品の代表的な例は、ガスタービンブレードである。所望の材料にて製造された製品を得ることに関する上述の困難性以外にも、これらの製品は、極めて正確な機械加工操作を必要とし、とりわけ、その極めて複雑な形状のため、従来の冶金学的技術によっては、妥当なコストで大量生産することが困難であることも、心に留められなければならない。他の困難性は、この種の製品が、極めて低い酸素含量、好ましくは、1,500 ppmより少ない量を有するものでなければならない点にある。
【００１１】
固体からの機械加工は、非常に高いコストを伴い、従って、大量生産に関しては許容されない。この種の部材のための他の公知の機械加工は、正に、無益である。
【００１２】
他の広く使用されている技術はホットプレス法であるが、特に高温を必要とし、従って、高エネルギー消費を必要とする以外に、製造された各製品について、いくつかの他の機械加工サイクルを必要とすることなくしては、複雑な形状を得ることは、なお困難である。
【００１３】
これら公知の技術は、いずれも、材料の組成における再現性、及び従って大量生産された製品の機械的特性の必要な再現性を保証することはできない。しかし、これは、高レベルの信頼性を保証するためには、とりわけ、エンジン及び／又はタービン用部材の大量生産にとっては、必須の要件である。
【００１４】
最近では、従来技術に、他の機械加工技術、例えば、交互積層技術（付随するレーザー光によって溶融する材料の連続部分又は層の溶融及び／又は焼結を達成するために、本質的に、レーザー光の集束ビームを使用する）が付加されている。
【００１５】
これらの技術（例えば、「直接レーザー成形」（DLF）又は「レーザー・エンジニアド・ネット・シェイピング」（LENS）として公知）は、一般的に、レーザー光エミッターと一体化された金属粉末のランチングシステム、及び溶融区域を酸化から保護するために、レーザー光と並べられた不活性ガス（アルゴン）ジェットの同時注入を必要とする。
【００１６】
それにもかかわらず、不活性ガスのジェットだけでなく、とりわけ、アルミニウム粉末の場合、金属粉末の蒸発のため、融点における高度の乱流が生ずる。事実、溶融チャンバーにおける温度は特に低く、約100℃程度であるが、金属粉末は非常に高い融点、しばしば、1000℃以上を有する。レーザー光のビームは焦点を失い、溶融プロセスを困難なものとし、より低い溶融温度を持つ化学種の一部の蒸発が、製品の最終組成を危うくする。さらに、アルゴン単独のジェットでは、製造の間、製品の酸化を許容値に制限することができない。
【００１７】
そのため、これら公知の技術は、大量生産には使用されず、また、金属間化合物製の製品を製造するためにも使用されず、最大限、既に製造された製品上で、金属合金コーティングを形成するために使用される程度である（「レーザー・クラディング」又は「直接金属付着」）。
【００１８】
これら技術についてのさらなる情報は、下記の刊行物を参照できる。
"レーザーを使用する直接金属付着に関する実用的な検討及び可能性", G.K. Lewisら；
"レーザー成形チタン部材", D.H. Abbotら；
"レーザー成形を使用する粉末からのチタン航空宇宙産業用部材の製造", F.G. Arcellaら；及び
"直接レーザー製造TiAl合金部材のミクロ構造の加工パラメーターの最適化及び特徴付け", D. Srivastavaら
【００１９】
国際特許公開WO 2001/081031（出願人：ARCAM AB）には、三次元製品を製造するための交互積層製造技術が開示されている。その装置は、可動性ワーキングテーブルが配置された溶融チャンバーを包含し、前記ワーキングテーブルの上で、粉末層の連続蒸着によって製品が製造される。チャンバー内において敷設された各粉末層を、「電子ビーム溶融法」（EBM）として公知の技術に従って、電子ビームを使用して溶融する。実際には、粉末層を敷設した後、電子ビームの放出源を活性化して、形成される三次元製品の１断面部分においてのみ、粉末を融解させる。EBM技術を使用する場合、装置は必然的に高真空条件下で作動し、これによって、製品の材料における酸化の危険が減少する。その明細書では、特に、溶融区域において温度を制御すること、及び溶融した材料の蒸発を防止するため、付随して、電子ビームのエネルギーを調節することが示唆されている。
【００２０】
しかし、特に、クリティカルな材料（例えば、金属間化合物、特に、γTiAl金属間化合物）製の製品の製造に関して、とるべき対策についての示唆は示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の一般的な目的は、従来技術と比べて、製造コストをかなり低減することができる、金属間化合物にて製造された三次元製品の大量生産法を提案することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、チタン及びアルミニウムを基材とする金属間化合物製の製品、特に、γTiAlタイプの金属間化合物製であり、かつ複雑な形状を持つ製品を製造できる上述のタイプの方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
これらの目的は、本発明の手段によって達成される。すなわち、本発明は、電子ビーム溶融法を介して、金属間化合物製の三次元製品を大量生産する方法であって、
ａ）製品の三次元数学的モデルを作製し、これをコントロールユニットに保存する工程；
ｂ）使用する金属間化合物の粉末を調製する工程；
ｃ）溶融チャンバー内において粉末を敷設して、一定かつ実質的に均一な厚さを持つ粉末層を形成する工程；
ｄ）溶融チャンバー内において敷設した粉末層を、粉末の融点より低い温度に予熱する工程；
ｅ）コントロールユニットに保存した三次元モデルに従って、製品の断面部分に相当する区域において集束電子ビームにて走査することによって溶融を行う工程；
ｆ）このようにして形成された製品の最後の断面部分の上面が、溶融チャンバー内に配置され、製品の既に形成された部分の周囲に敷設される粉末のレベルに位置するようにする工程；及び
ｇ）工程ｃ）〜ｆ）を、コントロールユニットに保存した三次元モデルに従って、製品の最終の断面部分に達成するまで繰り返す工程
を包含することを特徴とする金属間化合物製の三次元製品の大量生産法に関する。
【００２４】
本発明によって提案された方法によれば、粉末は、チタン及びアルミニウムを基材とし、製品を構成する最終の金属間化合物と同じ化学組成を持つ金属間化合物の粉末である。
【００２５】
交互積層法に関するEBM技術は、いずれの場合にも、レーザー光ビームを使用する技術について、いくつかの利点を提供する。第１に、操作が真空条件下で行われ、これにより、酸素による製品の汚染が低減され、金属間化合物の融点に、より近い温度で操作することができる。さらに、γTiAl金属間化合物製の製品は、破断点伸び率約１％を有するが、この百分率よりも多分に大きい熱収縮率を有する。これら化合物の融点が約1600℃であることを考慮すると、レーザー光ビームを使用する溶融技術は、製造される製品と、約100℃に維持された周囲環境との間の著しい温度勾配のため、有効には適用されない。
【００２６】
この方法の各工程に従って操作する場合には、原料粉末の蒸発又は所望の材料の組成及び／又は所望の原子構造の形成に影響を及ぼすような問題が発生することなく、製品を製造できる。
【００２７】
従って、本発明の方法は、特に、γTiAl金属間化合物製の製品の大量生産に適する。
【００２８】
本発明による方法の生産性を増大させるため、その形成終了時に製品を冷却する工程が行われる。例えば、冷却は、所定の圧力で溶融チャンバーに供給される不活性ガス流（例えば、ヘリウム又はその混合物）によって実施される。実際、製品の温度が約1200℃以下に下がった後、制御して冷却することにより、γTiAl金属間化合物を使用して製造される製品のミクロ構造は影響を受けないことが認められた。
【００２９】
予熱工程ｄ）は、例えば、集束エネルギービームのみを使用して実施される。予熱は、電気抵抗（溶融チャンバーの外部に配置される）を使用して、溶融チャンバーを加熱することによって、又はこれらの抵抗によって発生された熱を、集束エネルギービームによって発生されたものと合わせることによっても実施される。
【００３０】
予熱工程ｄ）は、好ましくは、製品の各断面部分の少なくとも１区域にある粉末の弱い焼結を生ずるに充分な高温で行われる。
【００３１】
特に、チタン及びアルミニウムの金属間化合物については、予熱工程は、少なくとも700℃の温度で行われる。
【００３２】
方法を構成する工程において、好適な予熱工程なしでの溶融による形成では、仕上げられた部材における亀裂の発生、及び先のサイクルにおいて形成された層の変形を生ずることが認められた。好ましくは、溶融工程ｅ）は、製品の端面に対応する区域の周囲に沿って案内される集束電子ビームによって実施される溶融にて開始される。
【００３３】
ついで、溶融工程ｅ）を、下方の断面部分の溶融工程を行った際の走査経路に対して、例えば、６０〜９０°の角度で交差する走査経路に沿って集束エネルギービームを移動させることによって続ける。特に、形成すべき各断面部分について、集束エネルギービームは、平行な長さによって構成される走査経路に沿って進行する。連続する断面部分を形成するための続く走査経路の平行の長さは、交叉、すなわち、先の長さに対して直角をなす。
【００３４】
いくつかの製品を製造するためには、連続して形成される断面部分を支持するため、１以上の部分のフォーメーションが提供されなければならない。これらの支持部分は、一般に、製品に同時に形成され、製品が形成された際に除去される薄い又は密度の低い構造体によって構成される。
【００３５】
本発明の方法を構成する工程において、好適な支持が行われないと、望ましくない歪みが生ずることが認められた。
【００３６】
混合物の粉末は、粒径２０〜150μmを有する。この粒径より小では、粉末は細かすぎ、公知の自己発火現象のため爆発を生ずることがあり、一方、この範囲より大では、製造される製品の表面粗さにおける過剰な増大がある。
【００３７】
粉末の粒径の選択は、実質的に、最大製造速度（より大きい粒径を持つ粉末が好適である）から最小表面粗さ（より小さい粒径を持つ粉末が好適である）までの範囲内で行われる。自動車及び航空機産業を対象とした製品のための最も多くの製法に好適な粒径は、約７０μmである。
【００３８】
好ましくは、ガスアトマイジング法、すなわち、実質的に球状の粉末を形成する方法を介して得られる粉末が使用される。
【００３９】
本発明の方法は、工程ｃ）〜ｆ）を数回繰返し行って、各サイクルの間に、厚さ２０〜150μmを持つ製品の断面部分を形成すること、すなわち、最後の断面部分に達するまで、製品の連続する断面部分を積層することによって実施される。
【００４０】
この方法は、有利には、原則的に（ただし、絶対的ではない）、ガスタービンブレード又は高温を受ける他の部材（例えば、ターボコンプレッサー、エンジンバルブ等）を製造するために使用される金属間化合物製の製品の製造に好適に適用される。
【００４１】
本発明による方法では、製品の形状の複雑さにかかわりなく、すべてが同じ機械特性を持つ複数個の製品を、極めて正確に製造できる。さらに、この方法は、高真空条件下で行われ、これによって、仕上げられた製品の材料の酸化を極めて低いレベルに維持できる。
【００４２】
本発明による方法の特筆すべき利点は、材料を任意に使用できることにある。実際、溶融プロセスを受けた粉末の多くは、次の製造に再利用される。このようにして、製造される製品の形状及び材料にかかわらず、製品の大量生産のコストは大いに低減される。
【００４３】
本発明による方法では、さらに、比較的厳しい許容制限に適合する製品及びすべてが同じ特性を有する製品の製造が可能である。
【００４４】
本発明の他の利点及び特性は、添付図面を参照して述べる下記の記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、固定脚11、ベースフランジ12及び翼13を含むガスタービン用ブレード10の可能な具体例を簡略化して示す図である。
【００４６】
この例では、特に、金属間化合物、特に、γTiAlシリーズのチタン及びアルミニウム系金属間化合物製のブレード10を参照している。
【００４７】
本発明による方法にて製品を製造するため、初めに、製品の三次元モデルを作製して、コントロールユニットに保存する。製品の数学的モデルは、コンピューターを使用したデザイン（CAD）プログラムを使用して作製され、ファイルの形で、電子ビーム溶融装置のコントロールユニットに移される。
【００４８】
本発明による方法の実施に好適な装置は、例えば、ARCAM AB（スウェーデン）によって製造及び販売されているもの（商品名：EBM A2）であり、この装置では、集束電子ビーム溶融が高真空条件下で行われる。
【００４９】
本発明による方法のいくつかの工程を図２Ａ〜図２Ｄに示す。図では、プレゼンテーションの明確化のため、１個のタービンブレードの製造を示している。しかし、実際の大量生産では、複数個のブレード、又はいずれの場合にも、複数個の所望の製品が製造される。さらに、明白には示していないが、図２Ａ〜図２Ｄに示す方法を構成する工程は、高真空条件下のEBM装置の溶融チャンバーにおいて実施されることが理解されなければならない。
【００５０】
図２Ａは、図１に示すような製品の製造における中間の工程を示す。この工程では、ブレード10のいくつかの部分、特に、固定脚11、ベースフランジ12及び翼の一部13'が既に形成されており、これから形成される残りの部分13''は破線で示されている。
【００５１】
ブレード10は、可動性支持表面20上に置かれている。可動性支持表面は、矢印Ｖによって示される方向に沿って移動することが制御される。支持表面20は、γTiAl金属間化合物の高溶融温度に耐えうる材料で製造される。支持表面20は、ニッケル系合金、例えば、商標名Inconelで示される合金（γTiAl金属間化合物製の製品が付着しないとの利点を提供する）製である。
【００５２】
既に形成されたブレード10の部分は、先の工程の間に連続層として敷設されてはいるが、溶融は受けていない多量の粉末１にて包囲されている。溶融を受けていない粉末の多くは、方法が真空条件下で行われるため、粉末の酸化が生じないので回収され、続く製造サイクルにおいて再利用される。
【００５３】
粉末は、製造された製品を構成する材料と正確に同じ組成を有する。粉末は、２０〜150μm、より好ましくは、約７０μmの粒径を有し、好ましくは、実質的に球状の粒子を形成するようにガスアトマイジング法を介して得られたものである。
【００５４】
図２Ｂにおいて例として示すように、粉末は、水平方向（矢印HR）に移動し、溶融チャンバー内において、規則正しくかつ実質的に均一な厚さを持つ粉末層２を敷設する可動性ディストリビューター30内に配置される（図において、層２の厚さは、明瞭化のため、意図的に誇張されている）。
【００５５】
可動性ディストリビューター30と溶融チャンバー内に存在する粉末浴の表面層との間の距離は、その移動の間に、所望の粒径を超えない粒径を持つ粉末のみが敷設されるように調節される。
【００５６】
粉末は、いずれの場合にも、使用する材料の融点よりも低い温度まで、予熱工程を受ける。予熱工程は、同じ電子ビームを使用して、又は電子ビーム単独で提供される予熱を補助するために溶融チャンバーの外部に設置した電気抵抗と組み合せて使用することによって行われる。
【００５７】
予熱では、粉末間において、特に、溶融を受ける製品の断面部分の領域において、弱い撹拌を生ずることができる。
【００５８】
粉末層２の完了後（図２Ｃ）、集束電子ビームの発生装置40を作動して、初めに、形成されるべき断面部分に相当する区域の周囲に沿って粉末の溶融を行う。ついで、集束エネルギービームを、形成されるべき断面部分の区域を覆う走査経路に沿って案内する。
【００５９】
直下の部分が形成された際の走査経路に対して交差する長さを持つ走査経路を追従することによって、既に形成された部分13'の上に、新たな断面部分130が形成される。
【００６０】
溶融工程の終了時、部分130は、下方部分13'と融合して、図２Ｄに示すように、翼の新たな部分130'を形成する。チタン及びアルミニウムを基材とする金属間化合物に関して、チャンバーにおいて粉末の溶融を行うために要求される温度は、一般に、少なくとも約1500℃であり、使用する特別な化合物によっては、1700〜1800℃にも達する。
【００６１】
例えば、支持表面２０下に配置された熱電対を使用し、及びチャンバー内の粉末の温度を、材料の熱容量及びチャンバー内の粉末の増加質量に関連するデータに基づいて外挿することによって、溶融チャンバー内の温度を一定制御下に維持する。検出した温度に応じて、予熱及び／又は融解工程において、粉末に伝達するエネルギーを調節することができる。調節は、各種の方法、例えば、電子ビームの「焦点ずれ」（単位面積当たりのエネルギーの分散）によって、電子ビームエミッターの供給電流を変化させることによって、ビームの走査速度を変化させることによって、又はこれら方法の２以上の各種の組み合わせによって行われる。
【００６２】
溶融工程後、可動性支持表面20は、溶融チャンバーにおいて、各サイクル時に、ディストリビューター30によって敷設された粉末層の厚さに実質的に相当する所定の高さ（矢印Ｖ）だけ降下される。このようにして、部分130'の上面は、溶融チャンバーにおいて、既に形成されている製品の一部の周りに新たに敷設された粉末１'と共に、可動性のディストリビューター30について一定の参照高さ（ラインＱ）のレベルに位置するようになる。
【００６３】
ついで、可動性ディストリビューター30は、反対方向に移動を開始して、粉末２'の新たな層を敷設し、ついで、この層を溶融に供する。このようにして、粉末層の敷設工程、溶融工程及び可動性支持表面20の降下工程を、コントロールユニットに保存された三次元モデルの最後の部分に達するまで、すなわち、翼13の不足部分130''の形成が完了するまで繰り返すことによって、方法を続行する。
【００６４】
上述の工程の各繰返し時、使用する粉末混合物の粒径、及び各サイクル時、ディストリビューター30によって溶融チャンバーにおいて敷設される粉末層の厚さの両方に応じて、２０〜150μmの範囲の厚さを持つ部分が形成される。
【００６５】
製品を形成する工程の終了時、有利には、溶融チャンバーにおいて、不活性ガス流によって冷却を行う。使用される不活性ガスは、好ましくは、ヘリウムであり、溶融チャンバーから製品を取出すことができる温度に達するに充分な時間、圧力約２バールでチャンバーに供給する。
【００６６】
この工程により、製造時間のかなりの低減が可能になる。ついで、方法の終了時に得られた製品を、簡単な機械加工に供して、所望の仕上げ状態を達成する。本発明による製法の高度の精度を考慮すれば、簡単かつ迅速な表面仕上げ加工操作で充分である。
【００６７】
図３は、溶融チャンバーから取出され、同時に製造された他の同一のタービンから分離されたタービン用の羽根車50を示している。
【００６８】
羽根車50は、製造の間、平らな表面の形成を容易なものとするため、製品と同時に、同じ材料にて製造される支持部分55を含んでいる。
【００６９】
例えば、スロット56によって軽量化された非常に薄い壁によって構成される支持部分55は、それにもかかわらず、テンポラリーであり、図４に示すような羽根車を得るために最終の表面仕上げ工程に供する前に取り外される。
【００７０】
次に、タービン用製品の大量生産に関する本発明による方法の実施例を示す。
【実施例１】
【００７１】
電子ビーム溶融による金属間化合物製のタービンブレードの製造
低圧ガスタービンブレードを製造するために、General Electric Aviation（米国）によって供給された仕様に従って、金属間化合物γTiAl 48Al-2Cr-2Nbの粉末を調製した。使用する金属間化合物は、融点約1550℃を有する。
この粉末を、EBM装置A2（ARCAM AB（スウェーデン）製）の溶融チャンバー内に配置したディストリビューターに入れた。
集束電子ビームのみを使用し、粉末が温度約900℃となるまで、予熱工程を行った。
使用した数学的モデルは、タービンブレード３０個（すべてが、幾何学的形状及び寸法について同じ特性を持つ）の同時生産用に構成されている。
高真空下で行われる製造法は、製造完了に計約３０時間及びヘリウム雰囲気中での冷却を必要とする。
ついで、ブレード３０個を分離し、約０.２mmの表面層（取り代）を除去するためにブレードを表面仕上げ加工操作に供する前に、支持部分（図３における羽根車についての例によって示されるもの）を除去する。本発明による方法を使用する場合、γTiAl金属間化合物製のガスタービン用ブレードの大量生産のコストが、従来技術の方法を使用する場合の大量生産のコストと比べて、約４倍低減されることが予測される。
【００７２】
本発明の方法を、タービン用部品の大量生産について示したが、本発明の原理は、金属間化合物製のエンジン等の他の部品の大量生産にも等しく適用され、製造される製品のコスト及び品質について、上述したと同じ利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に従って製造される製品の正面図である。
【図２Ａ】図１に示すもののような製品を製造するための本発明による方法を構成する１工程を示す図である。
【図２Ｂ】図１に示すもののような製品を製造するための本発明による方法を構成する他の工程を示す図である。
【図２Ｃ】図１に示すもののような製品を製造するための本発明による方法を構成する他の工程を示す図である。
【図２Ｄ】図１に示すもののような製品を製造するための本発明による方法を構成する他の工程を示す図である。
【図３】本発明による方法にて製造されるタービン用の羽根車の斜視図であって、支持部分が強調されている図である。
【図４】図３における同じ羽根車の斜視図であって、支持部分が除去された図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  粉末
２  層
10  タービンブレード
11  固定脚
12  ベースフランジ
13  翼
20  可動性支持表面
30  ディストリビューター
40  集束電子ビーム発生装置
50  羽根車
55  支持部分
56  スロット
【図１】
2008069449.tif 000003
【図２Ａ】
2008069449.tif 000004
【図２Ｂ】
2008069449.tif 000005
【図２Ｃ】
2008069449.tif 000006
【図２Ｄ】
2008069449.tif 000007
【図３】
2008069449.tif 000008
【図４】
2008069449.tif 000009
【外国語明細書】
2008069449000001.pdf