(57)【要約】【課題】レーザネットシェイプ製造法のためのノズルを提供する。【解決手段】本発明の一態様において、本体（１１６）と、前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、それを通して熱エネルギーを通過させることができる熱出口開口（１４６）を含む熱チャネル（１４４）と、前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、前記熱出口開口（１４６）に隣接して設置された少なくとも１つの導通出口開口（１５０）を含む導通チャネル（１４８）と、を含み前記導通出口開口（１５０）が、それを通して粉末材料を分散させることができる一点出口開口である装置が提供される。【選択図】      図３
2007222869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１１６）と、
前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、それを通して熱エネルギーを通過させることができる熱出口開口（１４６）を含む熱チャネル（１４４）と、
前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、前記熱出口開口（１４６）に隣接して設置された少なくとも１つの導通出口開口（１５０）を含む導通チャネル（１４８）と、を含み
前記導通出口開口（１５０）が、それを通して粉末材料を分散させることができる一点出口開口である、
装置。
【請求項２】
前記導通出口開口（１５０）と前記導通チャネル（１４８）の少なくとも一部分とを含む第１の導通ヘッド（１５２）をさらに含み、
前記第１の導通ヘッド（１５２）が、第１の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができる、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の導通ヘッド（１５２）内に設置された陥凹部分（１６２）をさらに含み、
前記少なくとも１つの導通出口開口（１５０）が、前記陥凹部分（１６２）上に設置される、
請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記熱出口開口（１４６）が、前記陥凹部分（１６２）上に設置され、
前記陥凹部分（１６２）が、ほぼ凹面形状を有する、
請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記導通出口開口（１５０）と前記導通チャネル（１４８）の少なくとも一部分とを含む第２の導通ヘッド（１９２）をさらに含み、
前記第２の導通ヘッド（１９２）が、前記第１の分散パスとは異なる第２の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができ、
前記第２の導通ヘッド（１９２）及び第１の導通ヘッド（１５２）が、前記本体（１１６）に対して互換的に取付け可能である、
請求項２記載の装置。
【請求項６】
前記導通出口開口（１５０）を囲む第１の分配通路内にシールドガスを分配することができる第１のガス分配ヘッド（１７４）をさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記導通出口開口（１５０）を囲む前記第１の分配通路とは異なる第２の分配通路内にシールドガスを分配することができる第２のガス分配ヘッド（１９４）をさらに含み、
前記第１のガス分配ヘッド（１７４）及び第２のガス分配ヘッド（１９４）が、前記本体（１１６）に対して互換的に取付け可能である、
請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記熱エネルギーが、レーザ源、電子ビーム源、イオンビーム源、アーク溶接トーチ又はその組合せの１つ又はそれ以上からのエネルギーを含む、請求項１記載の装置。
【請求項９】
本体（１１６）と、
前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、それを通して粉末材料を送ることができる少なくとも１つの導通出口開口（１５０）を含む導通チャネル（１４８）と、
前記導通出口開口（１５０）と前記導通チャネル（１４８）の少なくとも一部分とを含み、第１の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができる第１の導通ヘッド（１５２）と、
前記導通出口開口（１５０）と前記導通チャネル（１４８）の少なくとも一部分とを含み、前記第１の分散パスとは異なる第２の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができる第２の導通ヘッド（１９２）と、を含み、
前記第２の導通ヘッド（１９２）及び第１の導通ヘッド（１５２）が、前記本体（１１６）に対して互換的に取付け可能である、
装置。
【請求項１０】
前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置された熱チャネル（１４４）をさらに含み、
前記熱チャネル（１４４）が、それを通して熱エネルギーを通過させることができる熱出口開口（１４６）を含み、
前記導通チャネル（１４８）が、前記熱出口開口（１４６）に隣接して設置される、
請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザネットシェイプ製造法のためのノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部品は、レーザクラッディング又はレーザコンソリデーションとして知られているレーザネットシェイプ製造法によって補修及び／又は製造することができる。レーザクラッディングは、レーザビームによって溶融させた粉末又はワイヤで機械部品の表面特性を局所的に高めるために行うことができる。同様に、レーザコンソリデーションは、同様な方法であるが、目的が異なる。レーザコンソリデーションは、複数の材料層を堆積させることによって部品を製造することを含む。
【０００３】
レーザクラッディング及び／又はレーザコンソリデーションでは、レーザビームにより、粉末を堆積させる基体上のビーム／粉末相互作用域内に溶融プールを形成する。同時に、その上に堆積が発生している基体をビーム／粉末相互作用域に対して移動させて、所望の断面ジオメトリを製作する。連続した層を付加的に堆積させ、それによって三次元部品を製造することができる。
【特許文献１】米国特許第６，８８１，９１９号公報
【特許文献２】米国特許第５，２４５，１５５号公報
【特許文献３】米国特許第５，３２１，２２８号公報
【特許文献４】米国特許第５，４１８，３５０号公報
【特許文献５】米国特許第６，５３４，７４５号公報
【特許文献６】国際特許出願公開第００／２８１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザネットシェイプ製造法のために使用する現在の方法及び／又は装置は、ビームサイズ、粉末濃度、粉末速度、シールドガスフロー形状、シールドガス流速及びレーザビームの焦点ボケのような１つ又はそれ以上の要因に基づいて、異なる結果を生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様において、本体（１１６）と、前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、それを通して熱エネルギーを通過させることができる熱出口開口（１４６）を含む熱チャネル（１４４）と、前記本体（１１６）内に少なくとも部分的に設置され、前記熱出口開口（１４６）に隣接して設置された少なくとも１つの導通出口開口（１５０）を含む導通チャネル（１４８）と、を含み前記導通出口開口（１５０）が、それを通して粉末材料を分散させることができる一点出口開口である装置が提供される。
【０００６】
本発明の主題は、同時に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。しかしながら、特許請求主題は、その目的、特徴及び利点と共にその作動の機構及び方法の両方に関して、添付図面を参照しながら以下の詳細な記述を読むことにより最もよく理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の詳細な説明において、本特許請求主題の完全な理解を得るために、数多くの具体的な詳細事項を説明する。しかしながら、本特許請求主題がそれらの具体的な詳細事項なしで実施することができることは、当業者には明らかであろう。他の事実としては、本特許請求主題が不明瞭にならないように、周知の方法、手順、構成要素及び／又は回路については詳細に説明していない。
【０００８】
さらに、以下の詳細な説明においては、その説明の一部分を構成する添付図面を参照するが、この図面では、図面全体を通じて同じ符号が同様な部品を表しており、また実現可能な具体的な実施形態を例示的に示している。その他の実施形態も利用することができ、また本特許請求主題の技術的範囲から逸脱することなく構造的及び／又は論理的変更を加えることもできることを理解されたい。例えば上、下、頂部、底部等々のような方向及び基準は、図面に関する説明を容易にするために使用している場合があり、本特許請求主題の適用を制限することを意図するものではないことにも留意されたい。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捉えるべきではなく、本特許請求主題は、提出した特許請求の範囲及びその均等物によって定まる。
【０００９】
本明細書全体を通しての「１つの実施形態」又は「実施形態」という表現は、その実施形態と関連して記載した特定の特徴、構造又は特性が、本特許請求主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って、本明細書全体を通して様々な個所に現れる「１つの実施形態では」又は「実施形態では」という語句は、必ずしも全てが同一の実施形態に関するものではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において、あらゆる適当な方法で組合せることができる。
【００１０】
レーザネットシェイプ製造法において使用する粉末供給ノズルのような装置は、多くの科学的及び／又は工業的用途を有する。例えば、レーザネットシェイプ製造法は、タービンブレード翼形部の補修、概念設計からの初期物品製造及び／又は物体の表面強化等のために使用することができる。ここで、レーザネットシェイプ製造法という用語は、例えばレーザクラッディング、レーザコンソリデーション及び／又はレーザ堆積法を意味するが、特定の用途に応じて他のタイプのレーザネットシェイプ製造法を代わりに採用することができる。
【００１１】
図１を参照すると、ブロック図は、１つ又はそれ以上の実施形態によるレーザネットシェイプ製造システム１００を示している。レーザネットシェイプ製造システム１００は、図１に示す構成要素よりも多くの構成要素を含むことができる。しかしながら、一般的に従来型の構成要素は、図示しないことにする。図１に示すように、レーザネットシェイプ製造システム１００は、熱源１０２を含むことができる。熱源１０２は、特定の用途に従って熱エネルギーを発生するようになったあらゆる適当な熱装置とすることができる。適当な熱源１０２の実施例には、それに限定されないが、コヒーレントレーザ源、電子ビーム源、イオンビーム源、アーク溶接トーチ（ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）トーチのような）又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題の技術的範囲は、この点に関して限定されるものではない。熱源１０２は、ノズル１０４を通して熱エネルギーを供給するようにノズル１０４に作動的に組合せることができる。ノズル１０４の様々な態様については、より詳細に後述する。
【００１２】
レーザネットシェイプ製造システム１００はさらに、粉末材料供給装置１０６を含むことができる。粉末材料供給装置１０６は、ノズル１０４に粉末材料を供給するようにノズル１０４に作動的に組合せることができる。粉末材料供給装置１０６は、特定の用途に従ってノズル１０４に粉末材料を供給するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。
【００１３】
レーザネットシェイプ製造システム１００はさらに、シールドガス源１０８を含むことができる。シールドガス源１０８は、ノズル１０４にシールドガスを供給するようにノズル１０４に作動的に組合せることができる。シールドガス源１０８は、特定の用途に従ってノズル１０４にシールドガスを供給するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。それに加えて、シールドガス源１０８は、特定の用途に従ってあらゆる適当なシールドガスを含むことができる。適当なシールドガスの実施例には、それに限定されないが、アルゴンガス又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題の技術的範囲は、この点に関して限定されるものではない。
【００１４】
レーザネットシェイプ製造システム１００はさらに、冷却媒体源１１０を含むことができる。冷却媒体源１１０は、ノズル１０４に冷却媒体流体を供給するようにノズル１０４に作動的に組合せることができる。冷却媒体源１１０は、特定の用途に従ってノズル１０４に冷却媒体流体を供給するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。それに加えて、冷却媒体源１１０は、特定の用途に従ってあらゆる適当な冷却媒体を含むことができる。適当な冷却媒体の実施例には、それに限定されないが、室温又はそれよりも低温の水又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題の技術的範囲は、この点に関して限定されるものではない。
【００１５】
レーザネットシェイプ製造システム１００はさらに、制御システム１１２を含むことができる。制御システム１１２は、機械的制御装置１１４を含むことができ、この機械的制御装置１１４は、ノズル１０４とそれに対してレーザネットシェイプ製造法を適用することになるあらゆる基体との間で空間的配向を変更するようにノズル１０４に作動的に組合せることができる。機械的制御装置１１４は、特定の用途に従ってノズル１０４とそれに対してレーザネットシェイプ製造法を適用することになるあらゆる基体との間で空間的配向を変更するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。適当な機械的制御装置１１４の実施例には、それに限定されないが、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題の技術的範囲は、この点に関して限定されるものではない。
【００１６】
図２を参照すると、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズル１０４を示している。ノズル１０４は、本体１１６を含むことができる。１つ又はそれ以上の導通入口開口１１８は、本体１１６上に設置し、例えば図１に示すような粉末材料供給装置１０６から粉末材料を受けるようにすることができる。１つ又はそれ以上の導通入口開口１１８に対して、導通入口ファスナ１２０を設けることができる。導通入口ファスナ１２０は、特定の用途に従って、例えば図１に示すような粉末材料供給装置１０６の一部分に締結するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。導通入口ファスナ１２０の実施例には、それに限定されないが、高速装着コネクタ又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００１７】
１つ又はそれ以上のシールドガス入口開口１２２は、本体１１６上に設置し、例えば図１に示すようなシールドガス源１０８からシールドガスを受けるようにすることができる。１つ又はそれ以上のシールドガス入口開口１２２に対して、シールドガス入口ファスナ１２４を設けることができる。シールドガス入口ファスナ１２４は、特定の用途に従って、例えば図１に示すようなシールドガス源１０８の一部分に締結するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。シールドガス入口ファスナ１２４の実施例には、それに限定されないが、高速装着コネクタ又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００１８】
１つ又はそれ以上の冷却媒体開口１２６は、本体１１６に設置し、例えば図１に示すような冷却媒体源１１０から冷却媒体を受けるようにすることができる。１つ又はそれ以上の冷却媒体開口１２６に対して、冷却媒体ファスナ１２８を設けることができる。冷却媒体ファスナ１２８は、特定の用途に従って、例えば図１に示すような冷却媒体源１１０の一部分に締結するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。冷却媒体ファスナ１２８の実施例には、それに限定されないが、高速装着コネクタ又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００１９】
図３を参照すると、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズル１０４を示している。熱入口開口１３０は、本体１１６に組合せ、例えば図１に示すような熱源１０２から熱エネルギーを受けるようにすることができる。熱入口開口１３０に対して、熱入口ファスナ１３２を設けることができる。熱入口ファスナ１３２は、特定の用途に従って、例えば図１に示すような熱源１０２の一部分に締結するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。熱入口開口１３０は、少なくともコネクタ体１３４を介して本体１１６に組合せることができる。コネクタ体１３４は、本体１１６上に設置された対応する第２の表面１３８に合わさるようになった第１の表面１３６を含むことができる。コネクタ体１３４と本体１１６との間の相対距離を第１の表面１３６及び第２の表面１３８によって調整した場合には、異なる焦点特性を得ることができる。ロック部材１４２上に設置された第３の表面１４０もまた、コネクタ体１３４の第１の表面１３６と合わさることができる。ロック部材１４２をコネクタ体１３４上に締め付けた場合には、ロック部材１４２は、コネクタ体１３４が本体１１６に対して移動するのを制限するように作用することができる。
【００２０】
熱チャネル１４４は、本体１１６内に少なくとも部分的に設置することができる。熱チャネル１４４は、熱入口開口１３０と連通状態になった、それを通して熱エネルギーを通過させることができる熱出口開口１４６を含むことができる。
【００２１】
１つ又はそれ以上の導通チャネル１４８は、本体１１６内に少なくとも部分的に設置することができる。１つ又はそれ以上の導通チャネル１４８は、実質的に同一の直径及び傾斜角度を有することができる。導通チャネル１４８は、導通入口開口１１８と連通状態になった、それを通して粉末材料を分散させることができる少なくとも１つの導通出口開口１５０を含むことができる。導通出口開口１５０は、熱出口開口１４６に隣接して設置することができる。導通出口開口１５０は、一点出口開口とすることができる。４つの導通チャネル１４８を本体１１６内に少なくとも部分的に設置した場合には、４つの導通チャネル１４８は、対称に分散させて、対向する対として間隔をおいて配置することができる。作動中に、１つ又はそれ以上の導通チャネル１４８は、熱チャネル１４４の中心線Ｂと１つ又はそれ以上の導通チャネル１４８の中心線Ｃとが集束する一点Ａにおいて交わる１つ又はそれ以上の粉末材料ストリームを供給することができる。作動中に、点Ａは、材料の溶融プールの位置及び／又は熱エネルギーと粉末材料との相互作用位置とすることができる。
【００２２】
第１の導通ヘッド１５２は、本体１１６に結合することができる。１つ又はそれ以上の導通ヘッドファスナ１５４により、第１の導通ヘッド１５２を本体１１６に結合することができる。導通ヘッドファスナ１５４は、特定の用途に従って第１の導通ヘッド１５２を本体１１６に結合するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。導通ヘッドファスナ１５４の実施例には、それに限定されないが、ネジ又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００２３】
第１の導通ヘッド１５２は、導通出口開口１５０を含むことができ、また導通チャネル１４８のうちの１つ又はそれ以上の少なくとも一部分を含むことができる。導通チャネル１４８は、導通入口開口１１８に隣接して設置された大径部分１５６と、導通出口開口１５０に隣接して設置された小径部分１５８と、大径部分１５６と小径部分１５８との間に設置された移行部分１６０とを含むことができる。移行部分１６０は、大径部分１５６から小径部分１５８までテーパになった切頭円錐形状又はその他の適当な形状を有することができる。導通チャネル１４８のうちの１つ又はそれ以上の直径及び長さは、特定の用途に従って、粉末材料が導通チャネル１４８の１つ又はそれ以上から出る時に直ちに散乱するのを防止するのに適するように設定することができる。作動中に、第１の導通ヘッド１５２は、レーザネットシェイプ製造法において使用する第１の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができるようにすることができる。例えば、第１の導通ヘッド１５２内に設置された導通チャネルの部分１５８の形状、寸法及び／又は配向により、所定の第１の粉末材料の分散パスを形成することができる。
【００２４】
陥凹部分１６２は、ノズル１０４の外表面上で第１の導通ヘッド１５２内に設置することができる。導通チャネル１４８の導通出口開口１５０の１つ又はそれ以上は、陥凹部分１６２上に設置することができる。それに加えて又はそれに代えて、熱出口開口１４６は、陥凹部分１６２上に設置することができる。陥凹部分１６２は、ほぼ凹面形状を有することができる。作動中に、陥凹部分１６２は、導通チャネル１４８の１つ又はそれ以上内に粉末材料が詰まる可能性を減少させることができるようにすることができる。
【００２５】
次に図４を参照すると、ここに示すのは、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズル１０４を示している。ノズル１０４は、本体１１６と第１の導通ヘッド１５２との間に組合せたピン１６４を含むことができる。ピン１６４は、本体１１６及び第１の導通ヘッド１５２の両方内に設置された導通チャネル１４８のうちの１つ又はそれ以上の対応する部分を整列させることができるようにすることができる。
【００２６】
中央シールドガスチャネル１６６は、本体１１６内に設置することができる。中央シールドガスチャネル１６６は、シールドガス入口開口１２２の少なくとも１つから中央シールドガス出口開口１６８まで延びることができる。中央シールドガス出口開口１６８は、熱チャネル１４４内に開口するように設置することができる。作動中に、シールドガスは、例えば図１に示すようなシールドガス源１０８からシールドガス入口開口１２２の少なくとも１つに送り、中央シールドガスチャネル１６６を通って、中央シールドガス出口開口１６８を介して熱チャネル１４４内に送ることができる。作動中に、熱チャネル１４４に供給されて熱出口開口１４６から出るシールドガスは、光学機器に対する損傷を防止すると共に、跳ね返ってくる加熱粉末材料によって熱出口開口１４６が閉塞されるのを防止することができる。
【００２７】
外側シールドガスチャネル１７０は、本体１１６内に設置することができる。外側シールドガスチャネル１７０は、シールドガス入口開口１２２の少なくとも１つから外側シールドガス出口開口１７２まで延びることができる。外側シールドガス出口開口１７２は、第１の導通ヘッド１５２に隣接して本体１１６の外表面に対して開口するように設置することができる。作動中に、シールドガスは、例えば図１に示すようなシールドガス源１０８からシールドガス入口開口１２２の少なくとも１つに送られ、外側シールドガスチャネル１７０を通って、外側シールドガス出口開口１７２を介して本体１１６から出る。作動中に、外側シールドガス出口開口１７２を介して本体１１６から出るシールドガスにより、被加工物の酸化を防止することができる。
【００２８】
ノズル１０４は、本体１１６に結合された第１のガス分配ヘッド１７４を含むことができる。１つ又はそれ以上のガス分配ヘッドファスナ１７６により、第１のガス分配ヘッド１７４を本体１１６に結合することができる。ガス分配ヘッドファスナ１７６は、特定の用途に従って、第１のガス分配ヘッド１７４を本体１１６に結合するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。ガス分配ヘッドファスナ１７６の実施例には、それに限定されないが、ネジ又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００２９】
第１のガス分配ヘッド１７４は、本体１１６と間隔をおいて整列した状態に配置された多孔性ディスク１７８を含むことができる。多孔性ディスク１７８は、１つ又はそれ以上のガス分配ヘッドファスナ１７６によって、本体１１６に隣接して設置されたリング１８０とガスケット１８２との間に固定することができる。多孔性ディスク１７８は、第１の導通ヘッド１５２の外表面１８６に当接した中央開口１８４を含むことができる。
【００３０】
多孔性ディスク１７８と本体１１６との間の空間は、外側シールドガス出口開口１７２から出るシールドガスを受けることができるプレナム１８８を形成することができる。作動中に、第１のガス分配ヘッド１７４は、導通出口開口１５０を囲む第１の分配通路内にシールドガスを分配して、熱励起粉末材料の溶融プール並びに被加工物を酸化から保護することができるようにすることができる。例えば、多孔性ディスク１７８の多孔特性は、外側シールドガス出口開口１７２からプレナム１８８内に出るシールドガスの流速を低下させることができ、かつ多孔性ディスク１７８によって、第１の導通ヘッド１５２内に設置された例えば図３に示すような１つ又はそれ以上の導通出口開口１５０を囲む第１の分配通路内にシールドガスの実質的に一様な流れを形成することができるようにすることができる。
【００３１】
次に図５を参照すると、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズル１０４を示している。ノズル１０４は、本体１１６内に設置された冷却媒体チャネル１９０を含むことができる。冷却媒体チャネル１９０は、１つ又はそれ以上の冷却媒体開口１２６と連通状態にすることができる。冷却媒体チャネル１９０は、１つ又はそれ以上の冷却媒体開口１２６を介して例えば図１に示すような冷却媒体源１１０から冷却媒体を受け、本体１１６を通して冷却媒体を送り、かつ１つ又はそれ以上の冷却媒体開口１２６の1つを通して冷却媒体を例えば図１に示すような冷却媒体源１１０に向って戻すように放出することができるようにすることができる。作動中に、冷却媒体チャネル１９０は、それを通して冷却媒体を流すことによってノズル１０４を冷却して、反射熱エネルギーからの過熱によるノズル１０４の損傷を防止及び／又は軽減することができるようにすることができる。
【００３２】
次に図６を参照すると、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズル１０４を示している。ノズル１０４は、本体１１６に結合された第２の導通ヘッド１９２を含むことができる。第２の導通ヘッド１９２及び例えば図３に示すような第１の導通ヘッド１５２は、本体１１６に対して互換的に取付けることができる。第２の導通ヘッド１９２は、導通出口開口１５０と導通チャネル１４８の少なくとも一部分とを含むことができる。第２の導通ヘッド１９２は、例えば図３に示すような第１の導通ヘッド１５２の第１の分散パスとは異なる第２の分散パスの形態で粉末材料を分散させることができるようにすることができる。例えば、第２の導通ヘッド１９２内に設置された導通チャネル１４８の部分の形状、寸法及び／又は配向は、第１の導通ヘッド１５２内に設置された導通チャネルの部分１５８の形状、寸法及び／又は配向とは変化したものとすることができ、このことにより、例えば図３に示すような第１の導通ヘッド１５２の第１の分散パスとは異なる第２の分散パスを形成することができる。
【００３３】
ノズル１０４は、本体１１６に結合された第２のガス分配ヘッド１９４を含むことができる。第２のガス分配ヘッド１９４及び図４に示すような第１のガス分配ヘッド１７４は、本体１１６に対して互換的に取付けることができる。１つ又はそれ以上のガス分配ヘッドファスナ１７６により、第２のガス分配ヘッド１９４を本体１１６に結合することができ、かつ本体１１６と第２のガス分配ヘッド１９４上に設置されたトラフ１９８との間にシール部材１９６を固定することができる。シール部材１９６は、特定の用途に従って第２のガス分配ヘッド１９４と本体１１６との間を密封するようになったあらゆる適当な装置とすることができる。シール部材１９６の実施例には、それに限定されないが、Ｏ字形ゴムブロックリング又はこれに類するものを含むことができるが、本特許請求主題は、この点に関して限定されるものではない。
【００３４】
作動中に、第２のガス分配ヘッド１９４は、例えば図４に示すような第１のガス分配ヘッド１７４の第１の分配通路とは異なる導通出口開口１５０を囲む第２の分配通路内にシールドガスを分配することができるようにすることができる。例えば、第２のガス分配ヘッド１９４は、第２の導通ヘッド１９２の外表面１８６を囲むシールドガス開口２００と、本体１１６の外側シールドガス開口１７２と連通状態になった溝２０２と、溝２０２とシールドガス開口２００との間を連通状態にした円錐状導管２０４とを含むことができる。溝２０２は、導通出口開口１５０を囲むリング状の形状を有し、第２のガス分配ヘッド１９４を通るシールドガスの実質的に一様な流れを形成することができるようにすることができる。円錐状導管２０４は、ほぼ円錐形状を有する第２の分配通路内にシールドガスを分配することができるように配向しかつ配置することができる。作動中に、第２のガス分配ヘッド１９４は、シールドガスを分配して熱励起粉末材料の溶融プール並びに被加工物を酸化から保護することができるようにすることができる。
【００３５】
以上の記載においては、本特許請求主題の様々な態様を説明してきた。説明の目的で、本特許請求主題の完全な理解を得るために、具体的な符号、システム及び／又は構成につて説明した。しかしながら、本特許請求主題が具体的な詳細事項なしで実施することができることは、本開示の恩恵を有する当業者には明らかであろう。他の事実としては、本特許請求主題が不明瞭にならないように、周知の特徴は省略しかつ／又は単純化した。本明細書では特定の特徴を図示しかつ／又は説明してきたが、当業者には多くの改良、置換え、変更及び／又は均等物が想起されるであろう。従って、提出した特許請求の範囲は、全てのそのような改良及び／又は変更を本特許請求主題の技術思想の範囲内に属するものとして保護しようとするものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なレーザネットシェイプ製造システムを示すブロック図。
【図２】１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズルを示す平面図。
【図３】図２の線３−３に沿って取った、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズルを示す断面図。
【図４】図２の線４−４に沿って取った、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズルを示す断面図。
【図５】図２の線５−５に沿って取った、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズルを示す断面図。
【図６】図２の線３−３に沿って取った、１つ又はそれ以上の実施形態による例示的なノズルを示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１００  レーザネットシェイプ製造システム
１０２  熱源
１０４  ノズル
１０６  粉末材料供給装置
１０８  シールドガス源
１１０  冷却媒体源
１１２  制御システム
１１４  機械的制御装置
１１６  本体
１１８  導通入口開口
１２２  シールドガス入口開口
１２６  冷却媒体開口
１３０  熱入口開口
１３４  コネクタ体
１４４  熱チャネル
１４６  熱出口開口
１４８  導通チャネル
１５０  導通出口開口
１５２  第１の導通ヘッド
１６６  中央シールドガスチャネル
１６８  中央シールドガス出口開口
１７０  外側シールドガスチャネル
１７２  外側シールドガス出口開口
１７４  第１のガス分配ヘッド
１７８  多孔性ディスク
１８０  リング
１８４  中央開口
１８８  プレナム
１９０  冷却媒体チャネル
１９２  第２の導通ヘッド
１９４  第２のガス分配ヘッド
２００  シールドガス開口
【図１】
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【図２】
2007222869.tif 000004
【図３】
2007222869.tif 000005
【図４】
2007222869.tif 000006
【図５】
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【図６】
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