(57)【要約】【課題】磁性粒子を用いる部品表面仕上げ処理システム及び方法を提供する。【解決手段】部品の仕上げ処理をするための方法は、１以上の外部表面に流体接続された１以上の内部表面を含む部品を用意するステップと、複数の磁性粒子を用意するステップと、部品の内部表面及び外部表面に対して、磁性粒子を繰り返し移動するように磁界を印加するステップとを含む。【選択図】図３
2016013614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品（１０）の仕上げ処理のための方法（２００）であって、当該方法（２００）が、
１以上の外部表面（１７）に流体接続された１以上の内部表面（１５）を含む部品（１０）を用意するステップ（２１０）と、
複数の磁性粒子（３０）を用意するステップ（２２０）と、
部品（１０）の内部表面（１５）及び外部表面（１７）に対して、磁性粒子（３０）を繰り返し移動するように磁界（５５）を印加するステップ（２３０）と
を含む方法（２００）。
【請求項２】
複数の磁性粒子（３０）がニッケル基又はコバルト基合金を含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項３】
複数の磁性粒子（３０）が、０％超乃至約７５％以下のニッケルと、約９％〜約４５％のコバルトと、０％超乃至約７９％以下の鉄と、０％超乃至約２％以下の炭素と、０％超乃至約１％以下のホウ素とを含む、請求項２記載の方法（２００）。
【請求項４】
磁性粒子（３０）が約７０μｍ〜約６００μｍのグリットサイズを含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項５】
磁界（５５）を印加するステップ（２３０）が、１以上の磁石（５０）を部品（１０）の周りに回転させるステップを含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項６】
１以上の磁石（５０）が、約１５０ＲＰＭ〜約４５０ＲＰＭの速度で部品（１０）の周りを回転する、請求項５記載の方法（２００）。
【請求項７】
磁界（５５）を印加するステップ（２３０）が磁界（５５）の強度を変化させるステップを含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項８】
部品（１０）がタービン部品を含んでおり、１以上の内部表面（１５）が冷却チャネルの内部表面（１５）を含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項９】
部品（１０）が、タービンの燃焼段のための燃料混合部品を含む、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項１０】
部品（１０）が、付加製造で製造された部品である、請求項１記載の方法（２００）。
【請求項１１】
複数の磁性粒子（３０）を収容するチャンバ（１２０）と、
チャンバ（１２０）内の部品支持台（１１０）と、
チャンバ（１２０）内の部品支持台（１１０）の周りで磁性粒子（３０）を移動させるために、１以上の磁界（５５）を生成する１以上の磁石（５０）と
を含む部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１２】
複数の磁性粒子（３０）がニッケル基又はコバルト基合金を含む、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１３】
複数の磁性粒子（３０）が、０％超乃至約７５％以下のニッケルと、約９％〜約４５％のコバルトと、０％超乃至約７９％以下の鉄と、０％超乃至約２％以下の炭素と、０％超乃至約１％以下のホウ素とを含む、請求項１２記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１４】
磁性粒子（３０）が、約７０μｍ〜約６００μｍのグリットサイズを含む、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１５】
１以上の磁石（５０）が、部品支持台（１１０）の周りを回転することができる、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１６】
１以上の磁石（５０）が、約１５０ＲＰＭ〜約４５０ＲＰＭの速度で回転することができる、請求項１５記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１７】
１以上の磁石（５０）が、１以上の磁石（５０）の１以上の磁界（５５）の強度を変化させることができる、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１８】
１以上の磁石（５０）が、１以上の電源（１５０）に接続される、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項１９】
部品支持台（１１０）が、タービン部品を支持するように構成される、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【請求項２０】
部品支持台（１１０）が、付加製造で製造された部品（１０）を支持するように構成される、請求項１１記載の部品表面仕上げ処理システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明の主題は、部品表面仕上げ処理システムに関し、より具体的には、磁性粒子を用いる部品表面仕上げ処理システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品の製造工程は、様々な段階を組み込むことができる。例えば、部品は、最初に鋳造されるか、鍛造されるか、構築されるか、或いは初期形状で作成され得る。この初期形状は、完成部品のニアネット形状を提供することができるが、製造工程は、１以上の内部表面及び／又は外部表面を修正（例えば、平滑化、硬化、又は変更）するための１以上の表面仕上げ処理作業をさらに含むことができる。
【０００３】
付加製造（additive manufacturing）は、部品製造のための１以上の仕上げ処理作業を含むことができる工程の一例である。付加製造工程は、サブトラクティブ製造方法とは対照的に、一般にネット又はニアネット形状を作成するために、１以上の材料の堆積を含む。「付加製造」は業界標準用語（ＡＳＴＭ  Ｆ２７９２）であるが、付加製造は、自由造形、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング／ツーリングなどを含む、様々な名称で知られている様々な製造及びプロトタイピング技術を包含する。付加製造技術は、多種多様な材料から複雑な部品を作製することができる。一般に、自立する対象物は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルから作製することができる。１つの例示的な付加製造工程は、エネルギービーム、例えば電子ビーム又はレーザビーム等の電磁放射を用いて粉末材料を焼結又は溶融して、粉末材料の粒子が互いに結合した中実の３次元物体を作成する。種々の材料系、例えば、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性エラストマ、金属、セラミックス等を用いることができる。レーザ焼結又は溶融は、機能プロトタイプ及び工具の迅速な製造のための１つの例示的な付加製造工程である。用途としては、インベストメント鋳造用のパターン、射出成形及びダイカスト用の金型、砂型鋳造用の鋳型及び中子、並びに比較的複雑な部品自体を挙げることができる。設計サイクル中のコンセプトのやり取り及び試験を容易にするためのプロトタイプオブジェクトの製造は、付加製造工程の他の一般的な使用である。同様に、鋳造又は鍛造を含む他の製造技術の影響を受けにくい内部流路を有するような、より複雑な設計を含む部品を、付加製造方法を用いて製造することができる。
【０００４】
レーザ焼結は、レーザ光を用いて微細な粉末を焼結又は溶融させることにより、３次元（３Ｄ）対象物の製造を参照することができる。特に、焼結は、粉末材料の融点以下の温度で粉末の溶融（凝集）粒子を含むことができ、また溶融は、中実で均質な塊を形成するための粉末の完全に溶融した微粒子を含むことができる。レーザ焼結又はレーザ溶融に関連する物理的プロセスは、粉末材料への熱伝達、及び粉末材料を焼結又は溶融させることを含む。レーザ焼結及び溶融プロセスは、広範な粉末材料に適用することができるが、製造ルートの科学的及び技術的態様、例えば焼結もしくは溶融速度、及び層の製造プロセス中のミクロ組織進化に及ぼす処理パラメータの影響は、様々な製造上の問題をもたらす可能性がある。例えば、この製造方法は、熱、質量及び運動量の移動と、化学反応と、の複数のモードを伴っていてもよい。
【０００５】
レーザ焼結／溶融技術は、具体的には基板（例えば、造形プレート）上の制御された量の粉末材料（例えば、粉末金属材料）の上にレーザビームを照射して、その上に溶融した粒子又は融解した材料の層を形成することを含む。しばしば走査パターンと呼ばれる所定の経路に沿って、レーザビームを基板に対して移動させることにより、基板上で２次元（例えば、「ｘ」及び「ｙ」方向）に層を形成することができ、層の高さ又は厚さ（例えば、「ｚ」方向）はレーザビーム及び粉末材料パラメータによって部分的に決定される。走査パターンは、スキャンベクトル又はハッチラインとも呼ばれる平行な走査線を含むことができ、隣接する２本の走査線の間の距離は、ハッチ間隔と呼ぶことができ、粉末材料の完全な焼結又は溶融を確実にするのに十分なオーバーラップを達成するために、レーザビームの径よりも小さくすることができる。走査パターンの全部又は一部に沿ってレーザの移動を繰り返すことにより、材料のさらなる層を堆積させ、次いで焼結又は溶融させることを容易にして、３次元対象物を製造することができる。
【０００６】
例えば、レーザ焼結及び溶融技術は、約１０６４ｎｍ又はその近くで動作するＮｄ：ＹＡＧレーザなどの連続波（ＣＷ）レーザを用いることを含むことができる。このような実施形態は、補修用途に特に適した、或いは完成した対象物を達成するために後続の機械加工作業が可能な、比較的高い材料堆積速度を容易にすることができる。１以上の３次元対象物の製造を容易にするために、その他のレーザ焼結及び溶融技術を代替的又は追加的に利用することができ、例えば、パルスレーザ、種々のタイプのレーザもしくは種々の出力／波長パラメータ、種々の粉末材料、又は様々な操作パターンを利用することができる。
【０００７】
しかし、これらの及び他の製造技術は、１以上の追加の仕上げ処理を使用することができる表面を有する対象物を製造することができる。例えば、内部流路を有する部品（例えば、冷却チャネルを有するタービンバケット又はタービン燃料混合システム）は、比較的粗い表面を平滑化するために仕上げ処理をすることができる。様々な研磨及びブラスト技術は、外部表面を仕上げ処理するのに適している場合があるが、内部流路の内部表面にアクセスするのは難しい場合がある。
【０００８】
したがって、代替的な部品表面仕上げ処理システム及び方法が、当該技術分野で歓迎されるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１２６９９５号明細書
【発明の概要】
【００１０】
一実施形態では、部品の仕上げ処理をするための方法が開示される。本方法は、１以上の外部表面に流体接続された１以上の内部表面を含む部品を用意するステップと、複数の磁性粒子を用意するステップと、部品の内部表面及び外部表面に対して、磁性粒子を繰り返し移動するように磁界を印加するステップとを含む。
【００１１】
別の実施形態では、部品表面仕上げ処理システムが開示される。部品表面仕上げ処理システムは、複数の磁性粒子を収容するチャンバと、チャンバ内の部品支持台と、チャンバ内の部品支持台の周りで磁性粒子を移動させるために、１以上の磁界を生成する１以上の磁石とを含む。
【００１２】
本明細書に述べる実施形態によって提供されるこれらの特徴及びさらなる特徴は、図面と併せて、以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。
【００１３】
図面に示された実施形態は、本質的に例証的かつ例示的なものであって、特許請求の範囲に規定される発明を限定するものではない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読めば、理解することができる。図面では、類似の構成は類似の符号で示している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に図示又は記載された１以上の実施形態による部品の断面図である。
【図２】本明細書に図示又は記載された１以上の実施形態による、部品の一部と相互作用する部品表面仕上げ処理システムの一部の模式的な相互作用を示す図である。
【図３】本明細書に図示又は記載された１以上の実施形態による、部品表面仕上げ処理システムの概略図である。
【図４】本明細書に図示又は記載された１以上の実施形態による、動作中の部品表面仕上げ処理システムの概略図である。
【図５】本明細書に図示又は記載された１以上の実施形態による、部品の表面の仕上げ処理をするための例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下で、本発明の１以上の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施の全ての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリング又は設計プロジェクトのような実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連及び事業関連の制約条件への対応等実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施毎に異なる可能性があることが理解されるべきである。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製造、及び製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
【００１６】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合に、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」は１以上の要素があることを意味するものである。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は、包括的なものであって、列挙された要素以外の付加的な要素があり得ることを意味している。
【００１７】
本明細書に開示する部品表面仕上げ処理システム及び方法は、例えば付加製造で製造されたような部品の内部表面及び外部表面の仕上げ処理（すなわち、平滑化、硬化、又はそれ以外の変更などの修正）を容易にすることができる。具体的には、複数の磁性粒子を、部品及びその周辺に提供することができる。それから複数の磁性粒子を様々な方向に移動させるために、磁界を印加することができ、そのようにして複数の磁性粒子が部品の内部表面及び外部表面に衝突を繰り返す。磁性粒子のサイズ、硬度、磁気特性、並びに他の物理的及び化学的特性、さらに磁界の強度及び方向を調整することによって、磁性粒子が部品の内部流路内で及びそれを通って移動して、内部表面仕上げ及び外部表面仕上げを容易にすることができる。
【００１８】
ここで図１を参照して、１以上の外部表面１７に流体接続される１以上の内部表面１５を含む部品１０を示す。本明細書で使用される「流体接続」及びその変形とは、空気、液体、粒子などが入口１３を通って内部流路１１に入ることができるように、１以上の入口１３を経由して部品１０の外部表面１７に流体接続される内部流路１１の一部である内部表面１５を意味する。部品１０は、任意のタイプの部品を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、部品１０は、燃焼段階又は高温ガス経路段階で用いるようなタービン部品を含むことができる。このような実施形態では、タービン部品は、複数の内部表面１５を含む１以上の内部冷却チャネルを含むことができる。冷却チャネルは、１以上の冷却孔（すなわち、入口１３）を介して外部表面１７に流体接続することができる。他のそのような実施形態では、タービン部品は、タービンの燃焼段階の燃料混合部品を含むことができる。例えば、部品１０は、燃焼器内への流れを受け取り分散させるためのマイクロミキサーを含んでもよい。いくつかの実施形態では、部品１０は、１以上の外部表面１７に流体接続される１以上の内部表面１５を含む他の非タービン部品を含んでもよい。
【００１９】
さらに、部品１０は、様々な材料を含むことができ、様々な技術で製造することができる。例えば、いくつかの実施形態では、部品１０は、金属又は合金を含んでもよい。このような実施形態では、部品１０は、鋳造、鍛造、接合など、又はこれらの組合せによって製造することができる。さらにいくつかの実施形態では、部品１０は、付加製造によって製造することができる。本明細書で使用される「付加製造」は、３次元対象物を生じる任意のプロセスを指し、一度に一層ずつ対象物の形状を順次形成する工程を含むことを理解されたい。付加製造プロセスとしては、例えば、３次元印刷、レーザネット形状製造技術、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、プラズマ移行型アーク、自由造形などが挙げられる。付加製造プロセスの１つの典型的なタイプは、レーザビームを用いて粉末材料を焼結又は溶融させる。付加製造プロセスは、原料として粉末材料又はワイヤを使用することができる。付加製造プロセスは、一般に、複数の薄い単位層を順次積層して物体を製造する、対象物（物品、部品、パーツ、製品など）を製造する迅速な方法に関係することができる。例えば、粉末材料の層を設けて（例えば、載置して）、エネルギービーム（例えば、レーザビーム）を照射することができ、そのようにして各層内の粉末材料の粒子を順次焼結（融着）又は溶融させて層を固化させることができる。
【００２０】
部品１０の製造技術に部分的に応じて、１以上の内部表面１５は、様々な粗さプロファイルを有することがあり得る。例えば、１以上の内部表面１５の表面粗さは、意図された用途における部品１０のより多くの利用を容易にする追加の仕上げ処理を必要とする場合があり得る。部品１０が付加製造で製造されるような、いくつかの例示的な実施形態では、１以上の内部表面の表面粗さは、約３００〜約６００Ｒａマイクロインチ（約７．６２〜約１５．２４ミクロン）であり得る。
【００２１】
ここで図２及び図４を参照すると、複数の磁性粒子３０は、磁石５０（及びその磁界５５）と併せて用いられ、１以上の内部表面１５に繰り返し衝突し、部品１０の仕上げ処理を容易にすることができる。
【００２２】
複数の磁性粒子３０は、磁界５５によって動くのに十分な磁気特性と、繰り返し接触することによって部品１０の１以上の内部表面１５の仕上げ処理を容易にするのに十分な物理特性とを有する任意の金属又は合金を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数の磁性粒子３０は、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金などのニッケル基又はコバルト基磁性合金を含むことができる。例えば、ニッケル、コバルト、及び鉄を含み、パーミンバー領域内にある合金の組成を選択することにより、合金は、磁界５５の操作により部品１０の１以上の内部表面１５の仕上げ処理を行うのに十分な磁気及び物理特性を含むことができる。このような実施形態では、磁性粒子３０は、０％超乃至約７５％以下のニッケルと、約９％〜約４５％のコバルトと、０％超乃至約７９％以下の鉄を含む組成を含むことができる。いくつかの実施形態では、磁性粒子３０の組成は、硬度及び耐摩耗性を増大させるために、０％超乃至約２％以下の炭素と、０％超乃至約１％以下のホウ素とをさらに含むことができる。
【００２３】
さらに、磁性粒子３０は、１以上の内部表面１５に衝突することができるように、１以上の内部流路１１の中へ、及びそれを通って磁性粒子３０の少なくとも一部を動かすことを容易にする、任意の適切な１以上の寸法を含むことができる。例えば、磁性粒子３０の少なくとも一部は、内部流路１１への入口１３よりも小さいサイズを含むことができる。いくつかの実施形態では、磁性粒子３０は、部品１０内を往復移動するためのより多くの空間を有するように、内部流路１１への入口１３よりも著しく小さいサイズを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、磁性粒子３０は、約７０μｍ〜約６００μｍ、或いは約７４μｍ〜約５９５μｍのグリットサイズを含むことができる。磁性粒子３０は、サイズの任意の分布をさらに含むことができることを理解されたい。さらに、磁性粒子３０は、球、立方体、角錐、四面体、八面体、又は任意の他の幾何学的もしくは非幾何学的な形状、又はこれらの組合せなどの、任意の１以上の形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、磁性粒子３０は、１以上の内部表面１５の仕上げ処理を容易にするために、約２０〜約６０のＣロックウェル硬さを有することができる。
【００２４】
図２及び図４を参照すると、磁界５５は、任意の適切な強度を含み、複数の粒子３０を１以上の方向３３に移動させるために任意の適切な発生源から生成することができる。例えば、磁界５５は、０より大きく２テスラ以下の強度を含むことができる。
【００２５】
さらに、部品１０に対して様々な方向３３に磁性粒子３０を移動させることを容易にするために（１以上の内部表面１５に衝突し、仕上げ処理するために）、磁界５５を変化させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、磁界５５は、１以上の磁石５０により提供することができる。このような実施形態では、１以上の磁石５０は、磁性粒子３０を１以上の方向３３に移動させるために、それぞれの磁界５５の強さを選択的に増加又は減少させることができる。代わりに、又はさらに、１以上の磁石５０は、磁性粒子３０を１以上の方向３３に移動させるために、部品１０に対して移動する（例えば、回転する）ことができる。例えば、１以上の磁石５０は、約１５０ＲＰＭ〜約４５０ＲＰＭの速度で部品１０の周りを回転することができる。
【００２６】
ここで図３及び図４を参照して、上述した様々な要素を組み込んだ部品表面仕上げ処理システム１００を示す。部品表面仕上げ処理システム１００は、一般に、複数の磁性粒子３０を収容することができるチャンバ１２０を含む。部品表面仕上げ処理システム１００は、さらに、チャンバ１２０内に配置された部品支持台１１０を含み、仕上げ処理作業中に１以上の部品１０を支持するように構成される。さらに、部品表面仕上げ処理システムは、チャンバ１２０の内部で部品支持台１１０の周りで（そして、それによって支持された部品１０の周りで）磁性粒子３０を移動させるために、１以上の磁界５５を発生させることができる１以上の磁石５０を含む。
【００２７】
部品表面仕上げ処理システム１００のチャンバ１２０は、部品支持台１１０の上の１以上の部品１０に加えて、複数の磁性粒子３０を収容するのに適した任意のサイズを有することができる。さらに、チャンバ１２０は、複数の磁性粒子３０による衝撃の繰り返しに耐えるほどに強固であって、１以上の磁界が通過できるのに適した任意の１以上の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、仕上げ作業中にオペレータが部品１０を見ることができるように、チャンバ１２０は透明材料を含むことができる。
【００２８】
部品支持台１１０は、仕上げ作業中（すなわち、複数の磁性粒子３０が、１以上の磁界５５により様々な方向３３に移動しているとき）に、１以上の部品１０を支持することができる任意の適切な固定具を含むことができる。例えば、部品支持台１１０は、内部流路１１への入口１３を遮ることなくタービン部品１０を掴むことができる１以上のピンを含むことができる。いくつかの実施形態では、部品支持台１１０は、タービン部品を支持するように構成することができる。いくつかの実施形態では、部品支持台１１０は、付加製造で製造した部品を支持するように構成することができる。さらにいくつかの実施形態では、部品支持台１１０は、作業中に、それ自体で部品１０を移動（例えば、回転）させることができる。
【００２９】
上述したように、部品表面仕上げ処理システム１００の１以上の磁石５０は、様々なタイプ及び構成を含むことができる。例えば、１以上の磁石５０は、部品支持台１１０又はチャンバ１２０自体の周りを回転することができる複数の磁石５０を含むことができる。いくつかの実施形態では、１以上の磁石５０は、１以上の磁界５５のパワーを選択的に変化させる（例えば、オン／オフする、又は強度を増加／減少させる）ことができる１以上の電源１５０（図４に示すような）に接続されてもよい。
【００３０】
図４に最もよく示されているように、動作中には、部品１０と複数の磁性粒子３０との両方がチャンバ１２０内に挿入されている。いくつか実施形態では、磁性粒子３０の全て又は一部は、部品１０自体の中にも挿入されて（入口１３を通って内部流路１１内に注入されるなどして）、部品１０の内部表面１５の仕上げ処理を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、磁界５５の変化（例えば、運動）は、単独で、又は組合せて、磁性粒子３０の部品１０への挿入に導くことができる。
【００３１】
部品１０及び磁性粒子３０がチャンバ１２０内に配置されると、１以上の磁石５０が１以上の磁界５５を印加することができて、複数の磁性粒子３０を部品支持台１１０及び部品１０の周りで複数の方向３３に移動させることができる。磁性粒子３０を複数の方向３３に移動させることは、本明細書で説明したように、磁界５５を変化させること、１以上の磁石５０を動かす（例えば、回転させる）こと、又は任意の他の好適な技術もしくはこれらの組合せによって、容易にすることができる。時間の経過とともに、複数の磁性粒子３０は、それによって部品の内部流路１１に入り、その内部で移動して１以上の内部表面１５に繰り返し衝突する。この相互作用は、それによって１以上の内部表面１５の仕上げ処理（例えば、平滑化、硬化又は他の変更による修正）を容易にすることができる。特に、好適なサイズの磁性粒子３０を提供し、十分な強度の１以上の磁界５５を変化させることによって、部品表面仕上げ処理システム１００は、他の加工技術では実用的でなく、又は可能でない、部品１０の１以上の内部表面１５の仕上げ処理を容易にすることができる。
【００３２】
仕上げ処理が完了した後、磁界５５はオフに切換えられ、又は除去することができ、複数の磁性粒子３０は、部品１０から分離することができる。磁性粒子３０は、振動、重力、真空などの任意の適切な技術を用いて、部品１０から分離することができる。いくつかの実施形態では、タービン部品１０を単純に回転させて、磁性粒子３０を部品１０の内部流路１１の外に流出させることができる。
【００３３】
さらにここで図５を参照して、本明細書に開示した部品表面仕上げ処理システム１００を用いることにより、部品１０の仕上げ処理をするための方法２００を示す。本方法は、最初にステップ２１０で部品１０を用意するステップ、及びステップ２２０で複数の磁性粒子３０を用意するステップを含む。ステップ２１０で部品１０を用意するステップは、具体的には、本明細書に説明したように、１以上の外部表面１７に流体接続された１以上の内部表面１５を含む部品１０を用意するステップを含む。ステップ２１０及びステップ２２０は、任意の相対的な順序で行ってもよいし、同時に行ってもよいし、或いはこれらの組合せで行ってもよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実施形態では、ステップ２２０で複数の磁性粒子３０を用意するステップは、部品１０の内部に磁性粒子３０の少なくとも一部を挿入するステップを含んでもよい。他の実施形態では、ステップ２１０及びステップ２２０でそれぞれ提供された部品１０及び磁性粒子３０は、部品表面仕上げ処理システム１００のチャンバ１２０内などに、単純に互いに近くに提供することができる。
【００３４】
方法２００は、磁性粒子３０を部品１０の内部表面１５及び外部表面１７に対して繰り返し移動させるために、ステップ２３０で磁界５５を印加するステップをさらに含む。本明細書で説明したように、ステップ２３０で磁界５５を印加するステップは、その強度を増加もしくは減少させることにより、１以上の磁界５５を回転させることにより、或いは、１以上の磁界５５の強度及び／又は方向を操作することにより、磁界５５を変化させるステップを含むことができる。このような印加によって、磁性粒子３０が様々な方向３３に移動し、そのようにして、磁性粒子３０がタービン部品１０の中又はその周りで移動し、その表面の１以上、特に、他の仕上げ処理技術ではアクセスできないものを含む１以上の内部表面１５と接触する。
【００３５】
本発明について限られた数の実施形態にのみ関連して詳述しているが、本発明がこのような開示された実施形態に限定されないことが直ちに理解されるべきである。むしろ、これまでに記載されていない任意の数の変形、変更、置換又は等価な構成を組み込むために、本発明を修正することができ、それらは本発明の趣旨と範囲に相応している。さらに、本発明の様々な実施形態について記載しているが、本発明の態様は記載した実施形態の内のいくつかのみを含んでもよいことを理解すべきである。したがって、本発明は、上記の説明によって限定されるとみなされるのではなく、添付した特許請求の範囲によって限定されるだけである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  部品
１１  内部流路
１３  入口
１５  内部表面
１７  外部表面
３０  磁性粒子
３３  方向
５０  磁石
５５  磁界
１００  部品表面仕上げ処理システム
１１０  部品支持台
１２０  チャンバ
１５０  電源
２００  方法
２１０  ステップ（部品）
２２０  ステップ（磁性粒子）
２３０  ステップ（磁界）
【図１】
2016013614.tif 000003
【図２】
2016013614.tif 000004
【図３】
2016013614.tif 000005
【図４】
2016013614.tif 000006
【図５】
2016013614.tif 000007
【外国語明細書】
2016013614000001.pdf