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公開番号2025087585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2024177236
出願日2024-10-09
発明の名称部品の補修のための導管を有する多孔質金属クーポン、同クーポンを有する部品並びに関連方法
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類B23K 1/00 20060101AFI20250603BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】部品の補修のための交換用クーポンを提供する。
【解決方法】
部品(202)を補修するための金属クーポン(200)は、積層造形(AM)金属部材(330)内部に導管(296)及び該導管(296)の周囲に第1の多孔質領域(300)を有するAM金属部材(330)を備える。導管(296)は中空である。導管(296)を有する多孔質金属クーポン(200)は、第1の多孔質領域(300)の特性に基づいてろう材(310)を導くことができる。導管(296)の断熱性を増加させるために、第2の多孔質領域(350)を導管(296)の内側に設けてもよい。
【選択図】図7A
特許請求の範囲【請求項１】
部品（２０２）を補修するための金属クーポン（２００）であって、当該金属クーポン（２００）が、
積層造形（ＡＭ）金属部材（３３０）内部の導管（２９６）及び該導管（２９６）の周囲の第１の多孔質領域（３００）を有する積層金属部材（３３０）であって、前記導管（２９６）が中空であってろう材溶浸バリア（３０４）内に画成されており、第１の多孔質領域（３００）が前記ろう材溶浸バリア（３０４）の外側にある、積層造形金属部材（３３０）
を備える金属クーポン（２００）。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
第１の多孔質領域（３００）が、２以上の多孔質部分領域（３１４）のポロシティが異なる可変ポロシティを有する、請求項１に記載の金属クーポン（２００）。
【請求項３】
第１の多孔質領域（３００）が、前記積層造形金属部材（３３０）の外面（３０６）に隣接する外側多孔質部分領域（３１４Ａ）であって、前記導管（２９６）の近傍の内側多孔質部分領域（３１４Ｂ）よりも高いポロシティを有する外側多孔質部分領域（３１４Ａ）を含んでおり、前記外側多孔質部分領域（３１４Ａ）が、前記内側多孔質部分領域（３１４Ｂ）よりも多くのろう材（３１０）を受け入れるように構成されている、請求項１に記載の金属クーポン（２００）。
【請求項４】
前記ろう材溶浸バリアの内側に第２の多孔質領域（３５０）をさらに含む、請求項１に記載の金属クーポン（２００）。
【請求項５】
第１の多孔質領域（３００）のポロシティが、前記導管（２９６）の近傍から前記積層造形金属部材（３３０）の外面（３０６）に向かって増加する、請求項１に記載の金属クーポン（２００）。
【請求項６】
第１の多孔質領域（３００）のポロシティが、前記導管（２９６）の近傍から前記積層造形金属部材（３３０）の外面（３０６）に向かって複数の増分段階で増加する、請求項１に記載の金属クーポン（２００）。
【請求項７】
部品（２０２）であって、当該部品（２０２）が、
本体（２０６）と、
積層造形（ＡＭ）金属クーポン（２００）内部の導管（２９６）及び該導管（２９６）の周囲の第１の多孔質領域（３００）を有する積層造形金属クーポン（２００）であって、前記導管（２９６）が中空であってろう材溶浸バリア（３０４）内に画成されており、第１の多孔質領域（３００）が前記ろう材溶浸バリア（３０４）の外側にある、積層造形金属クーポン（２００）と、
前記本体（２０６）のクーポン開口部（２０４）に前記積層造形金属クーポン（２００）を結合するろう材（３１０）であって、第１の多孔質領域（３００）に溶浸したろう材（３１０）と
を備える部品（２０２）
【請求項８】
第１の多孔質領域（３００）が、２以上の多孔質部分領域（３１４）のポロシティが異なる可変ポロシティを有する、請求項７に記載の部品（２０２）。
【請求項９】
第１の多孔質領域（３００）が、前記積層造形金属クーポン（２００）の外面（３０６）に隣接する外側多孔質部分領域（３１４Ａ）であって、前記導管（２９６）の近傍の内側多孔質部分領域（３１４Ｂ）よりも高いポロシティを有する外側多孔質部分領域（３１４Ａ）を含んでおり、前記外側多孔質部分領域（３１４Ａ）が、前記内側多孔質部分領域（３１４Ｂ）よりも多くのろう材（３１０）を含む、請求項７に記載の部品（２０２）。
【請求項１０】
前記ろう材溶浸バリアの内側に第２の多孔質領域（３５０）をさらに含む、請求項７に記載の部品（２０２）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に部品の補修に関し、さらに具体的には、導管を有する多孔質金属クーポンを用いた部品の補修に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
工業用部品は、時々補修を必要とすることが々ある。例えば、ターボ機械でエネルギー生成のため作動流体を導くのに使用される高温ガス経路部品は、補修を要することがある。高温ガス経路部品は、エネルギー生成のため作動流体を導く翼形部を含むタービンロータブレード又は静止ベーンのように、様々な形状をとり得る。ロータブレードはタービンロータに結合されてタービンロータを回転させるように作用し、静止ベーンはターボ機械のケーシングに結合されて作動流体をロータブレードに向けて導く。
【０００３】
直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）又は選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）のような積層造形は、工業部品を製造するための信頼性の高い製造方法として登場した。積層造形技術の登場により、ターボ機械ブレードの前縁又は後縁の一部のような部品の一部を交換することもできるようになった。例えば、ターボ機械のブレードの前縁の一部を除去してブレードに切欠部を残し、新しいセクション（本明細書では「クーポン」という）を切欠部に結合してもよい。クーポンは、切欠部の形状と少なくとも概ね一致する形状をもつように積層造形される。このクーポンは、使用済みのターボ機械ブレードの摩耗した部分を交換するか、新しいターボ機械ブレードの一部として追加できる。クーポンは、ターボ機械ブレードの内部冷却構造を簡単に交換することができ、或いは元のターボ機械ブレードには設けられていなかった追加の又は改良された冷却構造（例えば壁に近い冷却通路）を提供することができる。
【０００４】
ただし、交換用クーポンは、部品の除去部分と同じ材料及び外装構造で作られる。そのため、交換用クーポンには、元の部品及び／又は切欠部と同じ短所の幾つかがみられ、全体的強度、応力／ひずみ耐性、延性、耐摩耗性、熱伝導率又は導電率及び／又は質量減少のような全般的性能特性が改善されることはない。１種類のろう材を用いて交換用クーポンを部品に結合すると、上述の全般的性能特性、さらには継手密着強さ及び信頼性の向上、ろう付け後に必要とされる機械加工／ブレンディング作業の低減のような、継手に関連する追加の性能特性の改善もできなくなる。また、除去した切欠部と実質的に同一材料のクーポンを使用すると、交換用クーポンの高額な材料コストを削減できなくなる。
【発明の概要】
【０００５】
以下に挙げるすべての態様、具体例及び特徴は、技術的に可能な方法で組合せることができる。
【０００６】
本開示の態様は、部品を補修するための金属クーポンを提供するが、金属クーポンは、積層造形（ＡＭ）金属部材内部の導管及び該導管の周囲の第１の多孔質領域を有するＡＭ金属部材を含んでおり、導管は中空であってろう材溶浸バリア内に画成されており、第１の多孔質領域はろう材溶浸バリアの外側にある。
【０００７】
本開示の別の態様は、上述の態様のいずれかを包含し、第１の多孔質領域は、２以上の多孔質部分領域のポロシティが異なる可変ポロシティを有する。
【０００８】
本開示の別の態様は、上述の態様のいずれかを包含し、第１の多孔質領域は、ＡＭ金属部材の外面に隣接する外側多孔質部分領域であって、導管の近傍の内側多孔質部分領域よりも高いポロシティを有する外側多孔質部分領域を含んでおり、外側多孔質部分領域は、内側多孔質部分領域よりも多くのろう材を受け入れるように構成されている。
【０００９】
本開示の別の態様は、上述の態様のいずれかを包含し、ろう材溶浸バリアの内側に第２の多孔質領域をさらに含む。
【００１０】
本開示の別の態様は、上述の態様のいずれかを包含し、導管が本体の外部と流体連通している。
（【００１１】以降は省略されています）

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