JP2003129862A

JP2003129862A - タービン翼の製造方法

Info

Publication number: JP2003129862A
Application number: JP2001324926A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Saito; 正弘齋藤; Hiroaki Yoshioka; 洋明吉岡; Katsuyasu Ito; 勝康伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】翼の製造の際、鋳造による金型レス化を図り、
製品開発期間および製造時間を短縮するとともに、出来
上り寸法の優れたタービン翼の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るタービン翼の製造方法は、翼
の３次元形状・寸法データに基づいて金属粉末を積層さ
せながらその粉末をレーザ３ａ（３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ）で溶融させて造型する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン、蒸
気タービン、水力機械等の原動機に適用するタービン翼
の製造方法に係り、特に、鋳型等の型枠を用いなくとも
容易に製造できるタービン翼の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンや蒸気タービン等の原動機
に適用されるタービン静翼やタービン動翼等は、ひとこ
ろの９００℃から１１００℃を経て１３００℃の高温作
動流体に直接晒されているため、高温耐食性、耐酸化性
に優れた超合金材が使用されている。

【０００３】しかし、最近の原動機では、プラント熱効
率のより一層の向上を図るため、作動流体の温度を１３
００℃以上にする計画が進められており、実機実用運転
が一歩一歩近付きつつある。この場合、作動流体の温度
が１３００℃も含めて超えると、タービン翼に適用する
超合金材では、もはや強度を維持することができなくな
っている。このため、タービン翼は、その翼内部を中空
にし、中空内に、例えば空気や蒸気等の流路を形成す
る、いわゆる冷却翼が実現している。

【０００４】ところで、タービン翼は、翼形や翼内部の
流路を形成するコア（中子）を製作する場合、出来上り
寸法精度の優れている精密鋳造方法が用いられている。

【０００５】この精密鋳造方法には、よく知られている
ように、ロストワックス法、セラミックモールド法、プ
ラスタモールド法があり、翼形やコアを製造するにあた
り、いずれかの方法が適宜、選択して使用されている。

【０００６】ロストワックス法は、大別すると、ソリッ
ドモールド法とセラミックシェルモールド法との二つに
分けることができる。

【０００７】ソリッドモールド法は、図６に示すよう
に、最初に、鋳造しようとするタービン翼とほぼ相似
で、製造過程中の使用材料の熱膨張量、収縮量を加味し
た寸法のロウ模型２５をロウまたは相当材で作り（工程
１、ＳＴ１）、その材料を用いて模型２６を組み立て
（工程２、ＳＴ２）、組み立てた模型２６の表面を微粒
子の耐火物と結合剤とを混合するスラリーで覆い（工程
３、ＳＴ３）、スラリー２７が乾かないうちに、粗い耐
火物の粒振り掛け２８を行う（工程４、ＳＴ４）。

【０００８】粗い耐火物の粒振り掛け２８の乾燥後、鋳
枠に収め、粘結剤とともに混合し練った耐火物粒をその
周りに充填してバックアップ補強し（工程５、ＳＴ
５）、乾燥させる。

【０００９】最後に、加熱してロウ模型２５を溶融流出
（脱ロウ）２９させ（工程６、ＳＴ６）、鋳型を作る。
鋳型内に残っている少量のロウは、高温で加熱燃焼させ
る。

【００１０】このようにして鋳型の内部を空洞にする
と、鋳型は高温状態に維持させ、溶湯を鋳込み３０（工
程７、ＳＴ７）、タービン翼を製造する工程になってい
る。

【００１１】一方、セラミックシェルモールド法は、図
７に示すように、工程１（ＳＴ１）から工程５（ＳＴ
５）までを図６に示したソリッドモールド法と同じ工程
を経た後、ロウ模型２５への耐火物の被覆を数回繰り返
して行い、厚みを予め定められた厚みにして乾燥させ、
さらに加熱してロウ模型２５を溶融流出（脱ロウ）２９
させ（工程６、ＳＴ６）、鋳型を作る。

【００１２】そして、ソリッドモールド法と同様に、鋳
型は加熱され、溶湯を鋳込み３０（工程７、ＳＴ７）、
タービン翼を製造する。

【００１３】なお、このような精密鋳造法は、その詳細
技術が日本鋳物協会精密鋳造部会編集精密鋳造法（昭和
４８年１２月日刊工業新聞社発行）に公表されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来、精密鋳造法によ
るタービン翼の製造方法では、解決すべき問題点が幾つ
か含まれていた。

【００１５】タービン翼を製造するにあたり、精密鋳造
法では、出来上り寸法の優れた製品になっているもの
の、完成に至るまで多くの工程を経ており、高い品質管
理を必要とし、作業員にとって多くの労力を要してい
た。

【００１６】また、精密鋳造法は、精度の高い金型、高
品質の鋳型材、高価な超合金材を使用する関係上、鋳物
ｋｇあたりのコストが著しく高いものになっていた。

【００１７】また、精密鋳造法は、金型や砂型等の鋳型
を用いるため、鋳型の設計、製作に長時間を要し、設計
変更による製品改良や新製品化に著しく多くの時間を費
やし、さらにタイムリーな設計へのフィードバックがで
きず、製品コストが増加する等の問題点が含まれてい
た。

【００１８】このように、従来の精密鋳造法によるター
ビン翼の製造方法では、出来上り寸法の優れた製品であ
っても、作業時間的に、コスト的に改良すべき点が含ま
れており、簡便にして短時間でタービン翼の製造が可能
な製造技術の開発が求められていた。つまり、金型等の
鋳型設計や金型等の製造工程を省略しても、直接、ター
ビン翼を製造できる技術開発が求められていた。

【００１９】本発明は、このような要望に対処してなさ
れたもので、鋳造に基づく金型レス化を図り、製品の設
計変更にタイムリーに対応でき、製品開発期間の短縮、
製造時間の短縮と相俟って製品コストの低減化を図り、
出来上り寸法の優れたタービン翼の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るタービン翼
の製造方法は、請求項１に記載したように、タービン翼
の製造に際し、翼の３次元形状・寸法データに基づいて
金属粉末を積層させながらその粉末をレーザで溶融させ
て造型する方法である。

【００２１】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項２に記載したように、翼の積層造型に用いる
金属粉末は、球状中実粉あるいは球状中空粉のうち、い
ずれか一方あるいはその複合を用いる方法である。

【００２２】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項３に記載したように、翼の積層造型に用いる
金属粉末は、その周りに樹脂および低融点材料のうち、
いずれか一方をコーティングする方法である。

【００２３】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項４に記載したように、翼の積層造型に用いる
金属粉末の球状中実粉あるいは球状中空粉あるいはその
複合粉を直接レーザで溶融させて造型する方法である。

【００２４】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項５に記載したように、翼の積層造型に用いる
金属粉末の周りにコーティングする樹脂および低融点材
料のうち、いずれか一方は、レーザで溶融させて造型す
る方法である。

【００２５】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項６に記載したように、翼の積層造型に用いる
レーザは、ＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレー
ザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、半導体励起固体レーザのうち、
少なくとも１種以上を用いている方法である。

【００２６】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項７に記載したように、タービン翼の製造に際
し、翼の３次元形状・寸法データに基づいて金属粉末を
積層させながらその粉末をレーザで溶融させて造型する
一方、造型時レーザ照射の雰囲気をＡｒ，Ｈ_２，Ｈｅ，
Ｎ_２のガスおよび大気中のいずれか１種または複数種を
組み合わせる雰囲気の中で造型する方法である。

【００２７】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項８に記載したように、翼の積層造型に用いる
金属粉末は、Ｎｉ基超合金、Ｃｏ基超合金、ステンレス
合金、ＣｕおよびＣｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金、Ｔｉ
およびＴｉ合金、ＷおよびＷ合金、セラミックスのう
ち、１種または複数種を組み合わせる方法である。

【００２８】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項９に記載したように、タービン翼の製造に際
し、翼の３次元形状・寸法データに基づいて金属粉末を
積層させながらその粉末をレーザで溶融させて造型する
一方、金属粉末の積層造型後の成形物を炉の内部で焼結
処理、溶浸処理を行う方法である。

【００２９】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項１０に記載したように、炉の内部で行う成形
物の焼結処理、溶浸処理は、同時に行う方法である。

【００３０】また、本発明に係るタービン翼の製造方法
は、請求項１１に記載したように、大気から真空までの
圧力調整ができるようにするとともに、不活性ガス、反
応ガスが供給できるようにする方法である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタービン翼の
製造方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引
用して説明する。

【００３２】図１は、本発明に係るタービン翼の製造方
法において、製品としてのタービンノズルやタービン動
翼の３次元形状・寸法データに基づいて、金属粉末を積
層しながらレーザで溶融させ、タービン翼を造型（形
成）する実施形態を示す模式図である。

【００３３】本実施形態に係るタービン翼の製造方法に
用いるツールには、３次元ＣＡＤデータに基づいて指令
を出すコンピュータ制御部１と、指令に基づいて作動す
るワーク部２とが用いられる。

【００３４】ワーク部２は、ＣＯ_２レーザ３ａ、ＹＡＧ
レーザ３ｂ、エキシマレーザ３ｃ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ３
ｄ、半導体励起固体レーザ３ｅのうちいずれかを選択
し、選択した、例えばＹＡＧレーザ光３ｂからのレーザ
光線５をガルバノメータミラー４に絞り込んで、細糸化
されパウダーヘッド６の表面に塗布する成形材料１８と
しての金属粉末（成形粉末）７に照射し、タービン動
翼、タービンノズル等のタービン翼２０等の成形物１９
を造型（形成）するようになっている。

【００３５】このとき、成形材料１８を供給する供給用
のローラ８は、逐次成形するピッチ高さ毎に左右にある
時間を以って移動し、成形材料１８を供給している。

【００３６】また、成形粉末７を積層するステージ９
は、エレベータ１０の昇降力により、成形するピッチ高
さ、あるいは成形材料１８を供給する高さ毎に上下に移
動し、造型されるタービン翼２０をバートビルドチャン
バー１１に収容させている。

【００３７】レーザを用いて成形材料１８を積層造型す
るタービン翼２０の製造工程は、図２に示すように、３
次元ＣＡＤデータに基づいて造型するグリーンパーツ
（金属粉末積層造型部）１２（ステップ１）、グリーン
パーツの取出し（ブレーク）１３（ステップ２）、焼
結、溶浸処理前のタブセット１４（ステップ３）、グリ
ーンパーツ１２の炉中での焼結、溶浸処理１５（ステッ
プ４）、製品取出し・仕上げ１６（ステップ５）、の各
ステップ１〜５を経るようになっている。

【００３８】このように、本実施形態は、レーザを用い
て金属粉末２１を溶融させ、タービン翼２０として製品
化しているので、従来のように精密鋳造による金型を用
いずとも、３次元ＣＡＤデータのみでタービン翼２０を
容易に製品化することができる。すなわち、精密鋳造を
用いずとも出来上り寸法の優れたタービン翼２０を短期
間に、低コストで製造することができる。

【００３９】このとき、金属粉末２１の周りに樹脂ある
いは低融点材料をコーティングした成形材料１８を用い
ると、金属粉末２１自体がレーザで溶融するのではな
く、金属粉末２１の周りにコーティングした樹脂あるい
は低融点材料のみが溶融して積層するので、レーザによ
って照射された部分の熱収縮が少なく、出来上り寸法の
優れたタービン翼２０ができ、レーザ照射時の過熱を最
小限にし、タービン翼２０の出来上り変形を抑制するこ
とができる。

【００４０】また、セラミックスや超合金等の高融点材
料の粉末を用いてタービン翼２０を製造する場合、レー
ザ照射では、溶融が難しいこともあるが、セラミックス
や超合金等の高融点粉末材料の周りに樹脂あるいは低融
点材料をコーティングしているので、セラミックスや超
合金等の高融点粉末材料を積層造型材として用いること
ができる。

【００４１】さらにまた、レーザ照射によるタービン翼
２０は、図３に示すように、翼植込み部２３に金属粉末
２１を用い、翼有効部２４にセラミックス２２を用いる
等、互いに異種材でも製造することができる。

【００４２】また、金属粉末２１の周りに樹脂あるいは
低融点材料をコーティングした成形材料１８を用いて、
レーザで溶融すると、タービン翼２０の熱収縮が少な
く、出来上り寸法の優れた製品となるが、樹脂や低融点
材料が、焼結時、昇華したり、金属粉末２１内部へ拡散
したりする場合があり、タービン翼２０の密度が低下す
る場合もある。

【００４３】このため、金属粉末２１を直接レーザで溶
融することで、金属同士が溶融するため、タービン翼２
０内部の気孔がなくなり、密度が向上し、溶浸処理を省
略することができる。

【００４４】また、金属粉末２１は、球状の中実粉ある
いは中空粉あるいはその複合した粉末を用いることで、
粉末積層造型時のローラ８による成形材料１８の摩擦抵
抗が少なくなるため、成形材料１８の供給を均一に行う
ことができる。

【００４５】従来、タービン翼２０の製造方法は、金属
粉末２１とセラミックスとのメタライズライジングが難
しかった。しかし、本実施形態に係るレーザによる金属
粉末積層造型を用いると、金属粉末２１とセラミックス
２２とのメタライズライジングが容易になり、出来上り
寸法の優れたタービン翼２０を造型することができる。
金属粉末２１とセラミックス２２とのメタライジングが
容易になるのは、金属粉末２１の周りにコーティングし
た樹脂あるいは低融点材料とセラミックス２２の周りに
コーティングした樹脂あるいは低融点材料同士が溶融し
合って結合し、焼結時、金属粉末２１や低融点材料がセ
ラミックス内部へ拡散し、冶金的結合が行われるためで
ある。なお、この場合、タービン翼２０は、金属粉末２
１とセラミックス２２とのメタライズライジング後、炉
中に収容し、高温熱処理の下、焼結処理がなされる。

【００４６】一方、タービン翼２０を金属粉末積層造型
で製造するために用いるレーザは、ＣＯ_２レーザ、ＹＡ
Ｇレーザ、エキシマレーザのうち、いずれか１種または
その複合を用いる。これによって、使用するレーザの種
類によって波長やビームスポット径が異なるため、得ら
れる製品の寸法精度が向上したり、種々の形状や粒径の
粉末を用いて成形が可能となる。

【００４７】さらに、粉末形成速度が異なるので、製造
時間を短縮でき、金属粉末の結合度合、製品気孔率を自
由に変えることができ、どのようなタービン翼２０の翼
形にも対応することができる。

【００４８】また、タービン翼２０を金属粉末積層造型
で製造するために用いる成形粉末材料は、Ｎｉ基超合
金、Ｃｏ基超合金、ステンレス合金、ＣｕおよびＣｕ合
金、ＡｌおよびＡｌ合金、ＴｉおよびＴｉ合金、Ｗおよ
びＷ合金、セラミックスのうち、１種または複数種を組
み合わせるものである。

【００４９】一般に、セラミックスや高融点材料をレー
ザで直接、焼結、溶融させることは、材料の熱膨張や溶
融に伴う凝固収縮により、製品に変形が生じ、製品化が
困難とされていた。

【００５０】しかし、本実施形態では、上述したよう
に、成形粉末自体をレーザで溶融させるのではなく、成
形粉子の周りにコーティングする樹脂あるいは低融点材
料のみを溶融させて積層するので、レーザによって照射
される部分の熱収縮が少なく、寸法精度の優れた製品を
製造することができる。

【００５１】特に、従来から困難とされてきたセラミッ
クスと金属との異種材料の接合が本実施形態ではできる
ようになったので、タービン翼中、求められている耐
食、耐酸化、耐エロージョンの部分毎に材料を変え、異
種材料を用いる製品ができるようになっている。

【００５２】他方、レーザ照射する金属粉末積層造型時
の雰囲気は、Ａｒ，Ｈ_２，Ｈｅ，Ｎ _２などのガス中、あ
るいは大気中のいずれか１種または数種類組み合わせに
しているので、材料の融点を下げることができ、レーザ
が低エネルギで施工加工しても高融点材料を造型するこ
とができ、製造中の製品の腐食や酸化を防止することが
できる。

【００５３】また、本実施形態は、炉中の雰囲気を大気
から真空までの圧力調整が可能になっている。炉中の雰
囲気を大気から真空までの圧力調整が可能にしたのは、
使用する金属粉末２１の種類にもよるが、参加し易い粉
末、金属粉末組成の成分が昇華（温度、圧力によって成
分がなくなってしまう）し易い粉末などがあるため、炉
中の雰囲気を大気から真空まで、適宜圧力調整すること
によって、これらの現象を防止することができるからで
ある。

【００５４】また、従来、タービン翼を精密鋳造するに
あたり、鋳造用の金型を用いていたため、例えば、金型
設計に３ヶ月、金型加工に３ヶ月、翼製造に６ヶ月を要
し、その間、設計変更等があると、製品開発期間が長期
化し、タイムリーな開発が困難とされていた。

【００５５】しかし、本実施形態では、タービン翼２０
の３次元ＣＡＤデータの作成に２週間程度必要としてい
るが、それでもレーザによる金属粉末積層造型を開発
し、鋳造用の金型を一切用いていないので、金属粉末造
型に１日、焼結・溶浸処理に２日、仕上げに１日程度で
済ませることができ、製品開発期間、製造期間を従来よ
りも著しく短縮することができる。

【００５６】図４は、本発明に係るタービン翼の製造方
法において、レーザによる金属粉末積層造型後、炉中で
焼結処理、溶浸処理の実施形態を示す模式図である。

【００５７】レーザによる金属粉末積層造型後のタービ
ン翼２０の焼結処理、溶浸処理に用いる炉１７は、大気
から真空までの圧力調整ができるようになっている。ま
た、炉１７は、不活性ガスや反応ガスが供給できるよう
になっている。

【００５８】このような炉１７であれば、タービン翼２
０のうち、グリーンパーツ２２を形成するタブセット１
４としての溶浸材料２１ａがどのような種類のものであ
っても、腐食、酸化が防止でき、ガス冷却を効率よく行
うことができるので、成形材料１９の強度を高く維持で
き、出来上がり寸法の優れた製品を完成させることがで
きる。

【００５９】一方、焼結および溶浸処理温度は、成形材
料１９の種類によっても異なるが、一般に、６５０〜１
３００℃で、定融点のＡ１では約６５０℃、ステンレス
合金では約１０５０℃を用いている。また、処理時間
は、成形材料１９によって異なるが、一般的に、５時間
から２０時間で、溶浸する材料によって使い分けてい
る。処理時間が短いと完全に溶浸材料２１ａが製品に行
き渡らず、不良品となる場合が多く、また、処理時間が
長いと、溶浸材料２１ａが製品表面に溶け出し、仕上げ
に長時間を要し、コスト高になることに基づく。

【００６０】このため、本実施形態では、タービン翼２
０の金属粉末積層造型後、炉１７で焼結処理、溶浸処理
を行う際、焼結処理、溶浸処理の同時処理を行い、製造
工程の短縮化を図っている。

【００６１】また、焼結時の製品の気孔率、すなわち密
度は約５０〜６０％程度と低い密度になっている。この
ため、焼結品は衝撃を受けると割れ易く、また、金属で
は錆が発生し易いため、焼結処理と溶浸処理とは同時に
行うことが望ましい。

【００６２】これら低密度では、製品として採用するこ
とができないため、溶浸処理により溶浸材料２１ａを気
孔内に浸透および含浸させ、１００％の密度を備える製
品としている。

【００６３】溶浸材料２１ａには、ブロンズ等のＣｕ合
金が用いられているが、Ｎｉ基超合金、Ｃｏ基超合金、
ステンレス合金、ＣｕおよびＣｕ合金、ＡｌおよびＡｌ
合金、ＴｉおよびＴｉ合金、ＷおよびＷ合金、セラミッ
クス等を用いて、溶浸しても、高強度、高耐熱性の製品
を製造することができる。

【００６４】図５は、本発明に係るタービン翼の製造方
法において、タービン翼２０を、例えば翼有効部２４と
翼植込み部２３との２分割以上にグリーンパーツ２３ａ
_１，２４ａ_１を製造し、焼結処理、溶浸処理により分割
したグリーンパーツ２３ａ_２，２４ａ_２を一体化する実
施形態を示す模式図である。

【００６５】本実施形態は、レーザによる金属粉末積層
造型を用いて、タービン翼２０のうち、例えば、翼有効
部２４と翼植込み部２３とを、グリーンパーツ２３
ａ_１，２４ａ_１のそれぞれに形成し、形成後のグリーン
パーツ２３ａ_２，２４ａ_２の焼結、溶浸の同時処理が可
能な炉１７に収容し、熱処理を行ってタービン翼２０を
一体形成させたものである。

【００６６】このように、本実施形態は、レーザによる
金属粉末積層造型を用いて製品を部分分割のグリーンパ
ーツ２３ａ_１，２４ａ_１にし、部分分割の２３ａ_１，２
４ａ _１を焼結、溶浸の同時処理を行うので、大型な製品
でも容易に製作することができ、出来上り寸法の優れた
製品を製造することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るター
ビン翼の製造方法は、タービンノズルやタービン翼等の
タービン翼の３次元形状・寸法データに基づいて金属粉
末を積層しながらその積層粉末をレーザで溶融させて造
型し、その造型物を焼結、溶浸の同時処理を行ってター
ビン翼を造型（形成）させ、鋳造用の金型等の型枠を用
いないでタービン翼を製造するので、設計、製造期間を
より一層短縮化させて製品開発の短期加速化を図ること
ができ、出来上り寸法の優れた製品と相俟って製造コス
トをより一層低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタービン翼の製造方法を示す模式
図。

【図２】本発明に係るタービン翼の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータに基づいて製造するグリーンパーツ
の各処理工程を示すブロック図。

【図３】本発明に係るタービン翼の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータに基づいて製造するグリーンパーツ
から完成品としてのタービン翼に形成したことを示す模
式図。

【図４】本発明に係るタービン翼の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータに基づいて製造するグリーンパーツ
の焼結、溶浸処理を示す模式図。

【図５】本発明に係るタービン翼の製造方法において、
３次元ＣＡＤデータに基づいて製造するタービン翼の部
品を焼結、溶浸処理を行ってタービン翼を一体化するこ
とを示す模式図。

【図６】従来のソリットモールド法を用いてタービン翼
を製造することを示す工程流れ図。

【図７】従来のセラミックシェルモールド法を用いてタ
ービン翼を製造することを示す工程流れ図。

【符号の説明】

１…コンピュータ制御部、２…ワーク部、３ａ…ＣＯ_２
レーザ、３ｂ…ＹＡＧレーザ、３ｃ…エキシマレーザ、
３ｄ…Ｈｅ−Ｃｄレーザ、３ｅ…半導体励起固体レー
ザ、４…ガルバノメータミラー、５…レーザ光線、６…
パウダーヘッド、７…金属粉末、８…ローラ、９…ステ
ージ、１０…エレベータ、１１…バートビルドチャンバ
ー、１２…グリーンパーツ、１３…グリーンパーツの取
出し、１４…タブセット、１５…焼結、溶浸処理、１６
…製品取出し・仕上げ、１７…炉、１８…成形材料、１
９…成形物、２０…タービン翼、２１…金属粉末、２１
ａ…溶浸材料、２２…セラミックス、２３…翼植込み
部、２３ａ_１，２３ａ_２…グリーンパーツ、２４…翼有
効部、２４ａ_１，２４ａ_２…グリーンパーツ、２５…ロ
ウ模型、２６…模型、２７…スラリー、２８…振り掛
け、２９…脱ロウ、３０…鋳込み。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 26/00 Ｂ２３Ｋ 26/00 ＧＢ２３Ｐ 15/02 Ｂ２３Ｐ 15/02 Ｆ０１Ｄ 5/12 Ｆ０１Ｄ 5/12 5/28 5/28 (72)発明者伊藤勝康神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内Ｆターム(参考） 3G002 BA06 BA10 BB00 EA06 4E068 AH02 BB01 CA01 CJ01 CJ03 DB02 DB12 DB15 4K018 AA03 AA09 AA10 AA13 AA14 AA33 AA40 DA23 KA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タービン翼の製造に際し、翼の３次元形
状・寸法データに基づいて金属粉末を積層させながらそ
の粉末をレーザで溶融させて造型することを特徴とする
タービン翼の製造方法。
【請求項２】翼の積層造型に用いる金属粉末は、球状
中実粉あるいは球状中空粉のうち、いずれか一方あるい
はその複合を用いることを特徴とするタービン翼の製造
方法。
【請求項３】翼の積層造型に用いる金属粉末は、その
周りに樹脂および低融点材料のうち、いずれか一方をコ
ーティングすることを特徴とする請求項１記載のタービ
ン翼の製造方法。
【請求項４】翼の積層造型に用いる金属粉末の球状中
実粉あるいは球状中空粉あるいはその複合粉を直接レー
ザで溶融させて造型することを特徴とする請求項２記載
のタービン翼の製造方法。
【請求項５】翼の積層造型に用いる金属粉末の周りに
コーティングする樹脂および低融点材料のうち、いずれ
か一方は、レーザで溶融させて造型することを特徴とす
る請求項３記載のタービン翼の製造方法。
【請求項６】翼の積層造型に用いるレーザは、ＣＯ_２
レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ、半導体励起固体レーザのうち、少なくとも１種以
上を用いていることを特徴とする請求項１記載のタービ
ン翼の製造方法。
【請求項７】タービン翼の製造に際し、翼の３次元形
状・寸法データに基づいて金属粉末を積層させながらそ
の粉末をレーザで溶融させて造型する一方、造型時レー
ザ照射の雰囲気をＡｒ，Ｈ_２，Ｈｅ，Ｎ_２のガスおよび
大気中のいずれか１種または複数種を組み合わせる雰囲
気の中で造型することを特徴とするタービン翼の製造方
法。
【請求項８】翼の積層造型に用いる金属粉末は、Ｎｉ
基超合金、Ｃｏ基超合金、ステンレス合金、Ｃｕおよび
Ｃｕ合金、ＡｌおよびＡｌ合金、ＴｉおよびＴｉ合金、
ＷおよびＷ合金、セラミックスのうち、１種または複数
種を組み合わせることを特徴とする請求項１または７記
載のタービン翼の製造方法。
【請求項９】タービン翼の製造に際し、翼の３次元形
状・寸法データに基づいて金属粉末を積層させながらそ
の粉末をレーザで溶融させて造型する一方、金属粉末の
積層造型後の成形物を炉の内部で焼結処理、溶浸処理を
行うことを特徴とするタービン翼の製造方法。
【請求項１０】炉の内部で行う成形物の焼結処理、溶
浸処理は、同時に行うことを特徴とする請求項９記載の
タービン翼の製造方法。
【請求項１１】炉は、大気から真空までの圧力調整が
できるようにするとともに、不活性ガス、反応ガスが供
給できるようになっていることを特徴とする請求項９記
載のタービン翼の製造方法。