(57)【要約】【課題】隣接するエアフォイルに対して視野方向にコーティングを施すのを、各エアフォイルが邪魔する領域にも施すことができるコーティングシステムを提供する。【解決手段】コーティング用エンドエフェクタ４８は、ロボットによって担持することができる。プラズマ溶射ヘッド４４は、継手によってエンドエフェクタ４８に取り付けられる。複数のアクチュエータ８０，８２，８４は、継手４６に関節運動をさせるように、エンドエフェクタ４８とプラズマ溶射ヘッド４４を連結する。この装置は、ガスタービンエンジンのエアフォイルクラスタをコーティングするために使用することができる。コーティングは、ヘッド４４をエアフォイル間に通すステップを含む。【選択図】図１
2008132486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットと、
前記ロボットに担持されたエンドエフェクタと、
プラズマ溶射ヘッドと、
前記プラズマ溶射ヘッドを前記エンドエフェクタに取り付ける継手と、
前記継手に関節運動をさせるように、前記エンドエフェクタと前記プラズマ溶射ヘッドを連結する複数のアクチュエータと、
を有するコーティング装置。
【請求項２】
前記関節運動は、多軸関節運動であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記関節運動は、ピッチ方向の関節運動を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記継手は玉−ソケット継手であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、厳密に３つであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、プッシュプルアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記アクチュエータの少なくとも１つは、前記エンドエフェクタの案内部を貫通する可撓性部材を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ロボットは、６軸ロボットであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記プラズマ溶射ヘッドに接続されて、搬送ガスおよび粉末流を該プラズマ溶射ヘッドに案内する可撓性導管と、
前記プラズマ溶射ヘッドに接続されて、プラズマガス流を該プラズマ溶射ヘッドに案内する可撓性導管と、
前記プラズマ溶射ヘッドに接続されて、冷却剤流を該プラズマ溶射ヘッドに案内する可撓性導管と、
前記プラズマ溶射ヘッドに接続されて、該プラズマ溶射ヘッドからの前記冷却剤流を案内する可撓性導管と、
前記プラズマ溶射ヘッドに接続された少なくとも１つの電力線と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、ベーンクラスタにコーティングするために、前記プラズマ溶射ヘッドを作動させ、関節運動させるようにプログラムを組まれたコントローラを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記プラズマ溶射ヘッドを作動させ、関節運動させて、前記プラズマ溶射ヘッドが前記クラスタの第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとの間を進むようにプログラムを組まれることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
プラズマ溶射ヘッドと、
エンドエフェクタと、
前記プラズマ溶射ヘッドを前記エンドエフェクタに取り付ける継手と、
前記継手に多軸関節運動をさせるように、前記エンドエフェクタと前記プラズマ溶射ヘッドを連結する複数のプッシュプルアクチュエータと、
を有するコーティング装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータは、前記継手に３軸関節運動をさせるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
さらに、ベーンクラスタをコーティングするために、前記継手を作動させ、関節運動させるようにプログラムを組まれたコントローラを有し、前記プラズマ溶射ヘッドは、前記ベーンクラスタの第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとの間を進むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
さらに、前記エンドエフェクタを担持する多軸ロボットを有することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
プラズマ溶射ヘッドと、
エンドエフェクタと、
前記プラズマ溶射ヘッドを前記エンドエフェクタに取り付ける継手と、
前記継手に多軸関節運動をさせるように、前記エンドエフェクタと前記プラズマ溶射ヘッドを連結する手段と、
を有するコーティング装置。
【請求項１７】
さらに、前記エンドエフェクタを担持する多軸ロボットを有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
金属基材を備えたエアフォイルクラスタをコーティングするステップを含む方法であって、
前記エアフォイルクラスタは、少なくとも第１のエアフォイルおよび第２のエアフォイルを有し、前記２つのエアフォイルの各々は正圧側と負圧側を有し、前記第１のエアフォイルの前記正圧側は、前記第２のエアフォイルの前記負圧側に対向しており、
前記コーティングするステップは、
プラズマ溶射ヘッドを担持するロボットのエンドエフェクタを移動させることと、
前記エンドエフェクタと前記プラズマ溶射ヘッドとの間の継手を関節運動させることと、
前記プラズマ溶射ヘッドが、前記第１のエアフォイルと前記第２のエアフォイルとの間にある間を含めて、前記プラズマ溶射ヘッドからプラズマ溶射して、前記エアフォイルクラスタをコーティングすることと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記エアフォイルクラスタは、
プラットフォームと、
シュラウドと、
前記プラットフォームの外側面と前記シュラウドの内側面との間に延びる、少なくとも前記第１のエアフォイルおよび前記第２のエアフォイルと、
を有するベーンクラスタであり、
前記関節運動により、前記プラズマ溶射ヘッドが前記プラットフォームと前記シュラウドとの間で動くことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記関節運動は、ピッチ回転、ロール回転、およびヨー回転の組み合わせであることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記関節運動は、ピッチ方向の関節運動を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記関節運動は、ピッチ回転、ロール回転、ヨー回転の少なくとも２つの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、搬送ガスと粉末コーティング材料の流れを別々に前記プラズマ溶射ヘッドに案内することを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記エンドエフェクタを６軸ロボットに取り付けることを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温部品のコーティングに関する。より詳細には、本発明は、ガスタービンエンジンのベーンクラスタのコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙業界では、ガスタービンエンジン部品などの部品の冷却に関して成熟した技術がある。典型的な部品には、ガスタービンエンジンのブレードおよびベーンがある。典型的なブレードおよびベーンエアフォイルは、エアフォイルに通されて、エアフォイル面の冷却口から放出される空気流によって冷却される。また、ベーンシュラウド、ベーンプラットフォーム、またはブレードプラットフォームに沿って冷却口がある場合もある。冷却メカニズムには、空気流が部品を貫通する直接冷却と、空気流が部品から放出された後に、部品の外面に近接して下流に流れるフィルム冷却の両方を含むことができる。
【０００３】
例として、米国特許第５，４１３，４５８号明細書、米国特許第５，３４４，２８３号明細書、および米国特許出願公開第２００５／０，１３５，９２３号明細書には、冷却されたベーンが見られる。ベーンの集合化により、幾つかの利点を得ることができる。エンジンの部品点数が低減されて、製造を容易にすることができ、重量を減らすことができる。プラットフォームおよびシュラウドの間隙数の低減（例えば、二重化で半分）は性能上有利となり得る。第１に、相応して間隙からの漏洩を低減できる。第２に、間隙シールを冷却するための冷却空気の分流路を低減することもできる。
【０００４】
典型的な冷却ベーンは、耐熱合金（例えば、ニッケル基超合金またはコバルト基超合金）をインベストメント鋳造することで形成される。鋳造品は、（面研削および穴／流路明けを含む）機械仕上げをすることができる。鋳造品は、耐熱性や耐腐食性コーティングを施すことができる。
【０００５】
典型的な熱遮蔽コーティングには、２層熱遮蔽コーティングシステムがある。典型的なシステムには、（例えば、低圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）された）ＮｉＣｏＣｒＡｌＹボンドコートと、（例えば、大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）または電子ビーム物理蒸着（ＥＢＰＶＤ）された）イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）遮蔽コートとが含まれる。
【特許文献１】米国特許第５，４１３，４５８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３４４，２８３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０，１３５，９２３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベーンクラスタ（例えば、二重体）の場合、隣接するエアフォイルに対して視野方向にコーティングを施すのを、各エアフォイルが邪魔することがある。これは、コーティングの局所的な薄層化またはコーティングが存在しない部分を引き起こす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様は、ロボットを有するコーティング装置に関する。エンドエフェクタがロボットによって担持される。継手によって、プラズマ溶射ヘッドがエンドエフェクタに取り付けられる。複数のアクチュエータが、継手に関節運動をさせるように、エンドエフェクタとプラズマ溶射ヘッドを連結する。
【０００８】
多くの実施例では、関節運動は多軸関節運動とすることができる。継手は玉−ソケット継手とすることができる。このようなアクチュエータは厳密に３つとすることができる。アクチュエータは、プッシュプルアクチュエータとすることができる。アクチュエータの少なくとも１つは、エンドエフェクタの案内部を貫通する可撓性部材を有することができる。可撓性導管は、粉末および搬送ガス流をプラズマ溶射ヘッドに案内することができる。電力線はプラズマ溶射ヘッドに接続することができる。コントローラは、プラズマ溶射ヘッドを作動させ、関節運動させて、ベーンクラスタにコーティングを施すようにするプログラムを組むことができる。コントローラは、プラズマ溶射ヘッドを作動させ、関節運動させて、プラズマ溶射ヘッドがクラスタの第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとの間を進むようにプログラムを組むことができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、プラズマ溶射ヘッドおよびエンドエフェクタを有するコーティング装置に関する。継手はプラズマ溶射ヘッドをエンドエフェクタに取り付ける。複数のプッシュプルアクチュエータは、継手に多軸関節運動をさせるように、エンドエフェクタとプラズマ溶射ヘッドを連結する。
【００１０】
多くの実施例では、継手に３軸関節運動をさせるように、アクチュエータを配置することができる。コントローラは、継手を作動させ、関節運動させて、ベーンクラスタをコーティングするようにプログラムを組むことができ、プラズマ溶射ヘッドは、ベーンクラスタの第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとの間を進む。多軸ロボットは、エンドエフェクタを担持することができる。
【００１１】
本発明の別の態様は、エアフォイルクラスタをコーティングするステップを含む方法に関する。クラスタは、少なくとも第１のエアフォイルおよび第２のエアフォイルがある複数のエアフォイルを有する金属基材を含み、第１のエアフォイルの正圧側は第２のエアフォイルの負圧側に対向する。コーティングステップは、プラズマ溶射ヘッドを担持するロボットエンドエフェクタを移動させることを含む。コーティングステップはさらに、エンドエフェクタとプラズマ溶射ヘッドとの間の継手を関節運動させることを含む。コーティングステップはさらに、プラズマ溶射ヘッドが第１のエアフォイルと第２のエアフォイルとの間にある間を含めて、プラズマ溶射ヘッドからプラズマ溶射してクラスタをコーティングすることが含まれる。
【００１２】
多くの実施例では、クラスタは、プラットフォームおよびシュラウドを含むベーンクラスタとすることができ、プラズマ溶射ヘッドは、プラットフォームとシュラウドとの間を進むことができる。コーティングステップはさらに、搬送ガス流をヘッドに案内し、コーティング用粉末流をヘッドに案内することを含むことができる。関節運動には、ピッチ方向、ロール方向、ヨー方向の関節運動を組み合わせることを含むことができる。
【００１３】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細が添付の図面に示され、以下に説明される。本発明の他の特徴、目的、および利点が、説明と図面から、さらに特許請求の範囲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】
【００１４】
図１はコーティングシステム２０を示している。システム２０は、産業用ロボット２２を有する。典型的なロボットは６軸ロボットである。例示したロボット２２は既製のロボットである。図示した例は、ＡＢＢアセアブラウンボベリ（Ａｓｅａ  Ｂｒｏｗｎ  Ｂｏｖｅｒｉ）社のＩＲＢ−１４０である。典型的なロボット２２は、ベース２４を有する。第１のリンク２６は、垂直方向の第１の軸５１０を中心に回転駆動できるようにベースに取り付けられている。第２のリンク２８は、水平方向の第２の軸５１２を中心に回転駆動できるように、第１のリンク２６に取り付けられている。第３のリンク３０は、第２の軸５１２に対して平行な、水平方向の第３の軸５１４を中心に回転駆動できるように、第２のリンクに取り付けられている。第４のリンク３２は、第３の軸５１４に対して垂直でこれと交差する軸５１６を中心に回転駆動できるように、第３のリンク３０に取り付けられている。第５のリンク３４は、軸５１６に対して垂直でこれと交差する軸５１８を中心に回転駆動できるように、第４のリンク３２に取り付けられている。端部の／最後のリンク３６は、軸５１８に対して垂直でこれと交差する軸５２０を中心に回転駆動できるように、第５のリンク３４に取り付けられている。ただし、他のロボット構成を使用することもできる。回転駆動するための各種モータをコントローラ４０に接続することができる。
【００１５】
ロボットは、プラズマ溶射ヘッド４４を含む溶射装置４２を担持している。例示した実施形態では、ヘッド４４は、継手４６でエフェクタ４８（「エンドエフェクタ」とは、概略的には、ロボットの端部に取り付けられた／ロボットの端部の構造体を言う）の先端に取り付けられている。継手４６は、１つまたは複数の自由度を有する。次に、エンドエフェクタ４８は、ロボットの端部リンク３６に取り付けられている。エンドエフェクタは、コーティングを行う空間に到達するために使用される指状突起として形成されている。溶射ヘッド４４は、エンドエフェクタ４８に連結されて、継手および１つまたは複数の連結したアクチュエータなどの手段を使用して、制御された関節運動を行うことができる（以下に説明する）。典型的な実施形態では、継手は、ヘッドをエンドエフェクタ／指状突起４８の先端に取り付ける玉−ソケット継手とされる。したがって、例示した玉継手４６は、第７、第８、第９のシステム回転軸および自由度をもたらす。
【００１６】
溶射装置４２は、種々の入力を受け取るように接続することができる。装置４２は、プラズマガス管／ライン５０を介してプラズマガス源５１に接続されて、プラズマガスを受け入れることができる。装置４２は、搬送ガス／粉末管／ライン５４を介して粉末源５５および搬送ガス源５６に接続されて、付着される粉末を受け入れることができる。装置４２は、冷却剤供給管／ライン５８および冷却剤戻し管／ライン５９を介して、冷却剤源６０に接続することができる。装置４２は、導体６２，６３を有する電力線を介して、プラズマを発生させる電力を供給する電源６４に接続することができる。ヘッドを関節運動させる電力は、１つまたは複数の電線６６を通じて受け取ることができる。ヘッドを関節運動させる制御入力信号は、１つまたは複数の電線６８を通じて受け取ることができる。説明のために分けて示しているが、典型的な構成では、冷却剤供給管／ライン５８および冷却剤戻し管／ライン５９内に、電力線導体６２，６３をそれぞれ通す。典型的なプラズマガスは、基本的に、アルゴン／水素混合物または窒素／水素混合物からなる。典型的な冷却剤は、基本的に、水または他の液体からなる。典型的な搬送ガスは、基本的に、アルゴンまたは窒素からなる。典型的な粉末は、ＹＳＺ遮熱コート用の成分を含む。
【００１７】
図２および図３は、典型的な溶射装置４２をさらに詳細に示している。参照し易くするために、継手４６は、ピッチ軸５３０、ロール軸５３２、およびヨー軸５３４を画定するものとしてみなされる。ヘッドを関節運動させて、１つまたは複数のこれらの軸を中心に回転させるために、指状突起４８はアクチュエータ８０，８２，８４を担持している。
【００１８】
ヘッド４４は、中心軸５２６を有する出口７０を含み、放出方向５２８は、この中心軸に対して平行に画定される。運転時、ヘッドは、中心軸５２６を中心に、概ね方向５２８に広がる溶射物７２を放出する。溶射物７２は、ヘッドを継手４６を中心に関節運動させることにより、指状突起４８を基準にして相対的にねらいをつけられる。典型的な可撓性ジャケット７６は、プラズマガス管／ライン、冷却剤供給および冷却剤戻し管／ライン、ならびにプラズマヘッド電力線導体を収容して、少なくともエンドエフェクタとヘッドとの間にまたがっている。
【００１９】
典型的な各アクチュエータ８０，８２，８４は、指状突起４８に固定された部分９０を有する。可撓性部材９２はハウジング９０から延び、ハウジングから伸長したり、後退する。典型的なアクチュエータは、伸長と後退の両方が動力式のプッシュプルアクチュエータである。それに応じて、有利には、可撓性部材９２は、押し出し動作を行うのに十分な剛性を有する。以下に説明するように、その一方で、可撓性部材９２は、関節運動に対応して動くのに十分な可撓性を有する。典型的な各可撓性部材９２は、ハウジング９０に近い近接端部９６と、指状突起の先端１００に近い先端部９８を有する案内チューブ９４を貫通している。各可撓性部材９２は、ヘッド４４への連結部１０２に先端がある。可撓性部材９２の伸長や後退を適切に組み合わせて、ピッチ、ロール、およびヨーの所望の組み合わせを得ることができる。典型的なアクチュエータは、（例えば、モータ付きのねじ駆動体やソレノイドなどの）直線駆動体である。典型的な可撓性部材９２はワイヤである。可撓性部材は、一部分（例えば、継手近傍）にわたってのみ可撓性としてもよいし、より広い範囲にわたって可撓性としてもよい。
【００２０】
図４および図５は、それぞれ中立位置とピッチ方向の上方位置とにあるヘッド４４の側面図である。図５のピッチ方向上方位置に至るために、アクチュエータ８０の可撓性部材９２は伸長し、一方、アクチュエータ８２，８４の可撓性部材９２は後退して、ヘッド４４がピッチ軸５３０のまわりに回転する。反対のピッチ方向下方位置には、アクチュエータ８０の後退とアクチュエータ８２，８４の伸長によって到達できる。
【００２１】
図６および図７は、それぞれ中立位置とヨー方向位置にあるヘッドの各出口図である。図７の例示したヨー方向位置に至るために、アクチュエータ８２は伸長し、アクチュエータ８４は後退する。ピッチ方向およびロール方向を中立位置に維持するのが望ましい場合、幾何学的な考察により、アクチュエータ８０を若干伸長させるか、または後退させる必要があることがある。
【００２２】
図８は、第１のロール方向位置にあるヘッドの端面図である。例示したロール方向位置に至るために、アクチュエータ８２は後退し、アクチュエータ８４は伸長し、アクチュエータ８０は、ピッチ方向およびヨー方向の中立位置を維持するために若干伸長する。反対のロール方向位置は、アクチュエータ８２，８４の伸長と後退を逆転させることで得ることができる。ピッチ運動、ロール運動、およびヨー運動のうちの２つ以上を合わせることで、物理的な動作範囲限界内で所望の方位をとることができる。
【００２３】
溶射装置４２の典型的な用途は、航空機用のコーティングを施すことにある。より詳細には、この装置は、多層コーティングシステムの１つまたは複数の層を加えるために使用することができる。この装置は、別のやり方では視界が遮られる領域にヘッド４４を誘導するために使用することができる。
【００２４】
システム２０の用途の注目すべき例は、ガスタービンエンジンのベーンクラスタにコーティングを散布する場合である。比較的離れた視野方向付着システムを用いて、このような部品にコーティングを施すのは、部品形状に起因する自己遮蔽性によって制限を受けてきた。
【００２５】
この背景としては、ガスタービンエンジンのコンプレッサおよびタービン部は、多数のベーン段が組み入れられた多数のブレード段を有することができる。１つまたは複数のベーン段は、クラスタリングとして形成することができる。クレスタリングは内側プラットフォームおよび外側シュラウドを含む。（以下で説明する）円周方向のエアフォイル列は、プラットフォームとシュラウドとの間にかかる。さらに以下で詳細に説明するように、このリングは、（例えば、構造体リングによってプラットフォームが連結され、エンジンケースによってシュラウドが連結された）別々に形成された複数のクラスタにセグメント化することができる。
【００２６】
図９および図１０は、２つのエアフォイルからなる典型的なクラスタ（二重体）２００を示している。典型的な各クラスタは、第１のエアフォイル２０２および第２のエアフォイル２０４を有する。各エアフォイルは、プラットフォームセグメント２０６における内周端から、シュラウドセグメント２０８における外周端に延在する。
【００２７】
プラットフォームセグメントの裏面には、（例えば、リングにボルト留めすることで）各プラットフォームセグメントをその隣接するセグメントに取り付けるための特徴部がある。プラットフォームセグメントは、前方／上流端部２１０と、後方／下流端部２１２と、第１の周方向端部および第２の周方向端部つまり合わせ面２１４，２１６と、を有する。同様に、シュラウドセグメント２０８は、上流端部２１８と、下流端部２２０と、第１の周方向端部２２２と、第２の周方向端部２２４と、を有する。プラットフォームの周方向端部およびシュラウドの円周方向端部のそれぞれには、シール（図示せず）を受け入れる溝またはチャネル２３０がある。このような所与のシールは、隣接する各クラスタ対の隣接する溝の間の間隙にまたがる。
【００２８】
図１０は、クラスタにあるエアフォイルの断面図である。第１のエアフォイル２０２は、前縁２４０、後縁２４２、正圧側２４４、および負圧側２４６を有して示されている。正圧側および負圧側の壁は、それぞれ２４８，２４９として示されている。同様に、第２のエアフォイル２０４は、前縁２５０、後縁２５２、正圧側２５４、負圧側２５６、正圧側の壁２５８、および負圧側の壁２５９を有する。典型的なエアフォイルはまた、内部冷却流路も有する。
【００２９】
鋳造後に、エアフォイルに沿ってコーティングが施される。典型的なコーティング技術には、視野方向（ｌｉｎｅ-ｏｆ-ｓｉｇｈｔ）溶射技術（例えば、大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）および電子ビーム物理蒸着（ＥＢＰＶＤ））がある。従来技術のコーティング方法は、溶射方向がコーティングされる面に対してほぼ直角な場合に有用になっていた。第１のエアフォイルの負圧側２４６および第２のエアフォイルの正圧側２５４に対しては、基本的に、視線流れは直角に進入することができる。しかし、第１のエアフォイルの正圧側２４４および第２のエアフォイルの負圧側２５６の一部に沿っては、他のエアフォイルが視野方向の直角進入を妨害する。このブロッキング／遮蔽により、コーティングは直角からずれたものとされ、この結果、コーティングの厚さが薄くなる。
【００３０】
図１０は、エアフォイルによる遮蔽の境界部に位置する一連の視線溶射方向５４０を示している。図１０はまた、局所面法線５４２も示している。第１のエアフォイルの正圧側の先端領域２６０に沿っては、基本的に、直角またはほぼ直角に、視野方向に進入できる。したがって、この領域２６０に沿って、コーティングが最大厚さになる。そこから下流では、法線からのずれ角θが増加する。従来技術を使用すると、コーティング厚さが漸進的に薄くなる恐れがある。例えば、角度θが約３０°の領域２６２では、コーティングは使用限界に近いとみなせる。そこから下流の、角度θがより大きい領域２６４では、コーティングが不十分であるとみなせる。
【００３１】
同様に、第２のエアフォイルの負圧側２５６の後端領域２６８に沿って、コーティングを最大厚さにすることができる。そこより前方の領域２７０に沿っては、コーティングは使用限界に近くなるであろう。さらにそこから前方の領域２７２に沿っては、コーティングが不十分になる恐れがある。さらにそこから前方の領域２７４に沿っては、コーティングは限界近くとすることができる。先端領域２７６に沿っては、コーティングは最大になる。コーティング品質の正確な分布は、特にクラスタの形状に高く依存する。コーティングが比較的薄い領域が存在すると、熱的損傷が局所的に増える。熱的損傷が起こり得る位置は、コーティング厚さから影響を受けるのに加えて、空力的加熱位置によって影響される。したがって、局所的な高い空力的加熱と、局所的なコーティングの薄層化とが重なった場合が不利である。
【００３２】
このような領域において、局所的薄層化に対処する１つの手法が、補助冷却を追加することであった。補助冷却を行う１つの可能な手段は、既存の流路からエアフォイル面への出口（例えば、フィルム冷却口）を追加することである。しかし、空気をこのように放出することに伴う希薄化がエンジンの熱力学的性能に影響を及ぼし、二重体のクラスタが、単一体と比較して、連結間隙からの空気の放出が少ないといった利点を打ち消す。さらに、負圧側に沿った放出は、エアフォイルの空力性能に特に重大な影響を及ぼし、これによって、タービン性能を低下させる。
【００３３】
他の手法は、コーティングを余分に付着させることであった。この手法の場合、相対的に遮蔽される領域を所望のコーティング厚さとするために、他の領域に所望するより厚くコーティングを施すことになる。これには、重量、空力性能の低下、スポーリングが起こる機会の増加などを含む多数の不利益を生む恐れがある。
【００３４】
一方、図１は、別のやり方では遮蔽される領域にコーティングするために、二重エアフォイルの間に配置されたヘッド４４を示している。有利にも、ヘッドは関節運動して、部品の表面に対して相対的垂直方向に溶射を行うことができる。
【００３５】
しかし、単にエアフォイルの間にヘッド４４を誘導でき、溶射面積を比較的小さくできるだけでも有益になり得る。例えば、たとえある領域での散布が実質的に垂直方向からずれているとしても、（例えば、付着中に移動速度を減じて）その領域への溶射時間を増やすことで、局所的に所望のコーティング厚さとすることができる。
【００３６】
したがって、システム２０を使用することにより、コーティング厚さを所望の量に調整する場合に、適応性をより高めることができる。コントローラ４０は、コーティングが行われる部品の適切なマップをプログラムに書き込むことができる。このマップにより、コントローラは、所望のコーティング厚さとなるように、ヘッド４４を部品の表面にわたって移動させることができる。場合によっては、コントローラは、（例えば、薄い領域が残る一括蒸着の後で）タッチアップ作業を行うようにプログラムを組むことができる。
【００３７】
典型的な実施形態では、上記のように、ボンドコートを付着させることができる。薄い領域を残したまま、上記のように、主ＹＳＺコートも加えることができる。次いで、システム２０は、所望の厚さを得るために、薄い領域にさらにＹＳＺを追加すると同時に、残りの領域は基本的に影響を受けないようにする、予めプログラムされたタッチアップを行う。
【００３８】
本発明の１つまたは複数の実施形態が説明された。それでもなお、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができるのは当然のことである。例えば、この原理は、各種部品の製造に適用することができる。原理は、様々なコーティングおよびコーティング技術に適用することができる。原理は、様々な既存の装置の修正に適用することができる。このような場合に、特定の部品、コーティング材料、コーティング技術、および基本となる装置の各細部が、特定の実施形態の細部に影響を与えることができる。したがって、他の実施形態は以下の請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】コーティングツールを支持するロボットを含むコーティングシステムの図である。
【図２】コーティングツールの側面図である。
【図３】コーティングツールの正面図である。
【図４】中立位置にあるコーティングツールのヘッド領域の拡大側面図である。
【図５】第１のピッチ方向位置にあるヘッド領域の拡大側面図である。
【図６】中立位置にあるヘッド領域の拡大正面図である。
【図７】第１のヨー方向位置にあるヘッド領域の拡大正面図である。
【図８】第１のロール方向位置にあるヘッド領域の拡大端面図である。
【図９】ベーンクラスタの図である。
【図１０】図９にあるクラスタのエアフォイルの断面図である。
【図１】
2008132486.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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