CH706866A2 - Bauteil mit Kühlkanälen und Verfahren zur Herstellung. - Google Patents

Abstract

Ein Herstellungsverfahren beinhaltet den Schritt des Ausbildens einer oder mehrerer Nuten (132) in einer Komponente, die ein Substrat (110) mit einer Aussenfläche (112) aufweist. Das Substrat (110) hat wenigstens einen Innenraum. Jede Nut (132) erstreckt sich wenigstens teilweise entlang des Substrats (110) und weist einen Boden und eine Oberseite (146) auf. Das Herstellungsverfahren beinhaltet zudem den Schritt des Aufbringens einer strukturellen Beschichtung (54) auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats (110) und Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die strukturelle Beschichtung (54) wenigstens in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut (132) plastisch zu verformen, so dass eine Lücke über der Oberseite der Nut verringert wird. Weiter ist eine Komponente offenbart, die eine strukturelle Beschichtung aufweist, die auf wenigstens einen Abschnitt eines Substrats aufgebracht ist, wobei die Fläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut facettiert ist.

Description

Querbezug zu verwandten Anmeldungen

[0001] Diese Anmeldung ist ein Antrag auf Teilweiterbehandlung der US-Patentanmeldung SN 13/242 179, eingereicht am 23. September 2012, Ronald Scott Bunker et al., mit dem Titel «Components With Cooling Channels and Methods of Manufacture» (Komponenten mit Kühlkanälen und Herstellungsverfahren), wobei die Patentanmeldung durch Bezugnahme hier zur Gänze aufgenommen ist.

Hintergrund zu der Erfindung

[0002] Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinen und insbesondere auf Mikrokanalkühlung in Gasturbinen.

[0003] In einer Gasturbine wird Luft in einem Verdichter verdichtet und in einer Brennkammer mit Kraftstoff vermischt, um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen. Den Gasen wird in einer Hochdruckturbine (HDT), die den Verdichter antreibt, und einer Niederdruckturbine (LPT), die einen Bläser in einem Turbobläser-Flugtriebwerk oder eine externe Welle für Anwendungen der Marine und der Industrie antreibt, Energie entzogen.

[0004] Die Energieeffizienz des Triebwerks nimmt mit steigender Temperatur der Verbrennungsgase zu. Die Verbrennungsgase erwärmen allerdings die verschiedenen Komponenten entlang des Gastströmungspfads, weswegen diese wiederum gekühlt werden müssen, um eine lange Lebensdauer der Turbine zu erzielen. Die Heissgaspfadkomponenten werden gewöhnlich durch Zapfluft aus dem Verdichter gekühlt. Durch diesen Kühlprozess wird der Wirkungsgrad der Turbine reduziert, da die Zapfluft nicht im Verbrennungsprozess verwendet wird.

[0005] Die Kühltechnik für Gasturbinen ist ausgereift, und es liegen zahlreiche Patente für verschiedene Ausführungsformen von Kühlkreisläufen und Merkmalen der verschiedenen Heissgaspfadkomponenten vor. Die Brennkammer umfasst zum Beispiel ein radial äusseres und ein radial inneres Flammrohr, die während des Betriebs gekühlt werden müssen. Turbinenleitapparate umfassen hohle Leitschaufeln, die zwischen einem äusseren und einem inneren Band angebracht sind und ebenfalls gekühlt werden müssen. Turbinenlaufschaufeln sind hohl und enthalten typischerweise Kühlkreisläufe; die Laufschaufeln sind von Deckbändern umgeben, die ebenfalls zu kühlen sind. Die heissen Verbrennungsgase werden durch einen Abgasauslass ausgelassen, der ebenfalls ausgekleidet und auf geeignete Weise gekühlt sein kann.

[0006] Bei allen diesen beispielhaften Gasturbinenkomponenten werden typischerweise dünne Metallwände aus hochfesten Superlegierungsmetallen verwendet, um das Gewicht von Komponenten zu verringern und ihren Kühlbedarf zu minimieren. Verschiedene Kühlkreisläufe und Merkmale sind speziell auf diese einzelnen Komponenten in ihrer jeweiligen Umgebung in der Turbine zugeschnitten. So kann beispielsweise in einer Heissgaspfadkomponente eine Reihe interner Kühlkanäle oder -Serpentinen ausgebildet sein. Ein Kühlfluid kann den Serpentinen aus einem Plenum zugeführt werden, und das Kühlfluid kann durch die Kanäle strömen und Substrat und eventuelle Beschichtungen der Komponenten des Heissgaspfades kühlen. Diese Kühlstrategie führt allerdings typischerweise zu vergleichsweise geringen Wärmeströmen und ungleichmässigen Temperaturprofilen von Komponenten.

[0007] Mikrokanalkühlung verfügt über das Potenzial zur deutlichen Reduzierung der Kühlanforderungen, da die Kühlung in grösstmöglicher Nähe der Wärmezone erfolgt, wodurch bei einem gegebenen Wärmestrom die Temperaturdifferenz zwischen der warmen und der kalten Seite des hauptlasttragenden Substratmaterials reduziert wird. Bei gewissen Anwendungen ist es erwünscht, Kanäle mit (relativ zu dem hydraulischen Durchmesser des Kanals) engen Öffnungen auszubilden, so dass die Beschichtung den Kanalleichter überbrücken kann. Beispielsweise wurde kürzlich vorgeschlagen, Mikrokanäle maschinell mittels eines abrasiven Flüssigkeitsstrahls herzustellen. In manchen Fällen lässt sich eine ausreichend enge Kanaloberseite (begrenzte Öffnung) allerdings möglicherweise nur schwer ausbilden, wenn die Grösse der Düsenöffnung des Flüssigkeitsstrahls weniger als etwa 10 Tausendstelzoll (0,254 mm) beträgt, da die Schleifpartikel die Düse verstopfen können, was möglicherweise zu Verlust von Abmessungstoleranzen, zu Bearbeitungsfehlern oder zu einer Beeinträchtigung der Einsatzfähigkeit der Maschine führt.

[0008] Es wäre daher wünschenswert, Kanäle mit (bezogen auf den hydraulischen Durchmesser des Kanals) kleineren Öffnungen auszubilden, um das Aufbringen einer überbrückenden Beschichtung über den Kanalöffnungen zu erleichtern.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0009] Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf einem Herstellungsverfahren, zu dem der Schritt gehört, eine oder mehrerer Nuten in einer Komponente auszubilden, die ein Substrat mit einer Aussenfläche aufweist. Das Substrat hat wenigstens einen Innenraum. Jede Nut verläuft zumindest zum Teil entlang des Substrats und weist einen Boden und eine Oberseite auf. Das Herstellungsverfahren beinhaltet zudem die Schritte: Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats; und Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die strukturelle Beschichtung in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut plastisch zu verformen, so dass eine Lücke über der Oberseite der Nut verringert wird.

[0010] Die Herstellung kann ausserdem beinhalten, das Substrat vor dem Ausbilden der Nut(en) zu giessen, wobei jede Nut mittels eines oder mehrerer folgender Verfahren ausgebildet wird: abrasives Flüssigkeitsstrahlen, elektrochemisches Abtragen (ECM), elektroerosive Bearbeitung (EDM) mit einer rotierenden Elektrode (Fräs-EDM) und Laserbearbeitung.

[0011] Darüber hinaus oder alternativ kann das Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung die Durchführung folgender Verfahren beinhalten: Kugelstrahlen der Oberfläche, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche, Flapperhämmern der Oberfläche, Schwerkrafthämmern der Oberfläche, Ultraschallhämmern der Oberfläche, Glätten der Oberfläche, LP-Glätten der Oberfläche und Laserschockverfestigen der Oberfläche, um die strukturelle Beschichtung wenigstens in der Nähe der Nut plastisch zu verformen. Die Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung kann ein Kugelstrahlen der Oberfläche beinhalten. Die Bearbeitung kann eine Vielzahl von Oberflächenunebenheiten in der Oberfläche der strukturellen Beschichtung hervorrufen.

[0012] In jedem der oben erwähnten Herstellungsverfahren kann die Lücke über der Oberseite der Nut vor der Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung in einem Bereich von etwa 0,2–0,8 mm bemessen sein, wobei die Lücke über der Oberseite der Nut nach der Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung etwa 0–0,4 mm betragen kann.

[0013] Jedes der oben erwähnten Herstellungsverfahren kann zudem den Schritt beinhalten, eine zusätzlichen Beschichtung über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche der strukturellen Beschichtung aufzubringen, wobei die eine oder mehreren Nuten, die strukturelle Beschichtung und die zusätzliche Beschichtung einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden können. Die zusätzliche Beschichtung kann eine äussere strukturelle Beschichtungsschicht beinhalten.

[0014] Weiter kann jedes der oben erwähnten Herstellungsverfahren den Schritt beinhalten, wenigstens einen Abschnitts einer Fläche der zusätzlichen Beschichtung zu bearbeiten, um die zusätzliche Beschichtung wenigstens in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut plastisch zu verformen.

[0015] Die zusätzliche Beschichtung kann auf einer äusseren strukturellen Beschichtungsschicht, einer Bindeschicht und/oder eine Wärmedämmschicht basieren.

[0016] Jedes der oben erwähnten Herstellungsverfahren kann zudem den Schritt beinhalten, wenigstens einen Abschnitt der Aussenfläche des Substrats zu bearbeiten, um den entsprechenden Abschnitt des Substrats plastisch zu verformen, wobei dieser zusätzliche Bearbeitungsschritt vor dem Schritt des Aufbringens der strukturellen Beschichtung auf das Substrat durchgeführt wird.

[0017] Der Schritt der Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung der oben erwähnten Herstellungsverfahren kann die strukturelle Beschichtung in der Nähe der Nut auch facettieren.

[0018] Jede der entsprechenden Nuten kann sich an ihrer entsprechenden Oberseite verengen, so dass jede Nut eine hinterschnitten/einspringend ausgebildete Nut ist.

[0019] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf einem Herstellungsverfahren, das das Ausbilden einer oder mehrerer Nuten in einer Komponente beinhaltet, die ein Substrat mit einer Aussenfläche enthält. Das Substrat hat wenigstens einen Innenraum, und jede Nut erstreckt sich wenigstens teilweise entlang des Substrats und weist einen Boden und eine Oberseite auf. Das Herstellungsverfahren beinhaltet zudem die Schritte: Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf das Substrat; und Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die Oberfläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der Nut zu facettieren. Gemäss dem Aspekt kann das Herstellungsverfahren die Schritte beinhalten: Ausbilden einer oder mehrerer Nuten in einer Komponente, die ein Substrat mit einer Aussenfläche enthält, wobei das Substrat wenigstens einen Innenraum hat, und wobei sich jede Nut wenigstens teilweise entlang des Substrats erstreckt und einen Boden und eine Oberseite aufweist; Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf das Substrat; und Bearbeiten einer Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die Oberfläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der Nut zu facettieren.

[0020] Jede der entsprechenden Nuten kann sich an ihrer entsprechenden Oberseite verengen-, so dass jede Nut eine hinterschnitten ausgebildete Nut ist.

[0021] In dem Herstellungsverfahren kann das Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung beinhalten: Kugelstrahlen der Oberfläche, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche, Flapperhämmern der Oberfläche, Schwerkrafthämmern der Oberfläche, Ultraschallhämmern der Oberfläche, Glätten der Oberfläche, LP-Glätten der Oberfläche und Laserschockverfestigung der Oberfläche, um die Oberfläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe wenigstens einer Kante der Nut zu facettieren.

[0022] Ein optionales Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung kann Kugelstrahlen der Oberfläche beinhalten, wobei das Kugelstrahlen eine Vielzahl von Oberflächenunebenheiten in die Oberfläche der strukturellen Beschichtung einbringt.

[0023] Weiter kann jedes der oben erwähnten Herstellungsverfahren ein ’Aufbringen einer zusätzlichen Beschichtung über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche der strukturellen Beschichtung beinhalten, wobei die eine (oder die mehreren) Nut(en), die strukturelle Beschichtung und die zusätzliche Beschichtung (gemeinsam) einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden.

[0024] Die zusätzliche Beschichtung kann eine äussere strukturelle Beschichtungsschicht, eine Bindeschicht und/oder eine Wärmedämmschicht beinhalten.

[0025] Weiter kann das Herstellungsverfahren ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts einer Fläche der zusätzlichen Beschichtung beinhalten, um die Oberfläche in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut zu facettieren.

[0026] Das Herstellungsverfahren einer beliebigen der oben erwähnten Arten kann zudem ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Aussenfläche des Substrats beinhalten, um den entsprechenden Abschnitt des Substrats plastisch zu verformen, wobei dieser zusätzliche Bearbeitungsschritt vor dem Schritt des Aufbringens der strukturellen Beschichtung auf das Substrat durchgeführt wird.

[0027] Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf einer Komponente, die ein Substrat mit einer Aussenfläche und mit einer Innenfläche enthält, wobei die Innenfläche wenigstens einen Innenraum definiert. Die Aussenfläche definiert eine oder mehrere Nuten, wobei sich jede Nut wenigstens teilweise längs der Aussenfläche des Substrats erstreckt und einen Boden und eine Oberseite aufweist. Die Komponente weist ausserdem eine strukturelle Beschichtung auf, die auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats aufgebracht ist, wobei die Fläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut facettiert ist. Ein oder mehrere Zugangslöcher sind durch den Boden einer entsprechenden Nut hindurch ausgebildet, um die Nut mit dem entsprechenden Innenraum strömungstechnisch zu verbinden. Die Komponente weist ausserdem eine zusätzliche Beschichtung auf, die über wenigstens einen Abschnitt der strukturellen Beschichtung aufgebracht ist, wobei die Nut(en), die strukturelle Beschichtung und die zusätzliche Beschichtung zusammen einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden. Zu der Komponente können gehören: ein Substrat, das eine Aussenfläche und eine Innenfläche aufweist, wobei die Innenfläche wenigstens einen Innenraum definiert, wobei die Aussenfläche eine oder mehrere Nuten definiert, wobei sich jede Nut wenigstens teilweise entlang der Aussenfläche des Substrats erstreckt und einen Boden und eine Oberseite aufweist; eine strukturelle Beschichtung, die auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats aufgebracht ist, wobei eine Fläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut facettiert ist, und wobei ein oder mehrere Zugangslöcher durch den Boden einer entsprechenden Nut hindurch ausgebildet sind, um die Nut mit dem entsprechenden Innenraum strömungstechnisch zu verbinden; und eine zusätzliche Beschichtung, die über wenigstens einen Abschnitt der strukturellen Beschichtung aufgebracht ist, wobei die eine (oder die mehreren) Nut(en), die strukturelle Beschichtung und die (zusätzliche) Beschichtung zusammen einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden.

[0028] Eine Vielzahl von Oberflächenunebenheiten kann in der Oberfläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut ausgebildet sein.

[0029] Die zusätzliche Beschichtung kann eine äussere strukturelle Beschichtungsschicht, eine Bindeschicht und/oder eine Wärmedämmschicht beinhalten.

[0030] Die Fläche der zusätzlichen Beschichtung kann in der Nähe der entsprechenden Nut ebenfalls facettiert sein.

[0031] Jede Nut jeder oben erwähnten Komponente kann sich an ihrer entsprechenden Oberseite verengen, so dass jede Nut eine hinterschnitten ausgebildete Nut ist, und jeder Kanal ein hinterschnittener Kanal ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0032] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher, in denen übereinstimmende Teile durchgängig mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind: <tb>Fig. 1<SEP>veranschaulicht schematisch ein Gasturbinensystem; <tb>Fig. 2<SEP>veranschaulicht schematisch einen Querschnitt einer exemplarischen Schaufelblattgestaltung mit hinterschnittenen Kühlkanälen, gemäss Aspekten der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 3<SEP>veranschaulicht in perspektivischer Ansicht schematisch drei exemplarische Mikrokanäle, die sich teilweise längs der Oberfläche des Substrats erstrecken und Kühlfluid zu entsprechenden Filmkühllöchern übertragen; <tb>Fig. 4<SEP>veranschaulicht schematisch einen exemplarischen Werkzeugpfad zum Ausbilden einer Nut und eines kegelig zulaufenden Auslaufbereichs an dem Auslassende der Nut; <tb>Fig. 5<SEP>veranschaulicht schematisch einen exemplarischen hinterschnittenen Kühlkanal vor einer Oberflächennachbehandlung; <tb>Fig. 6<SEP>veranschaulicht schematisch den hinterschnittenen Kühlkanal von Fig. 5 nach einer Oberflächennachbehandlung, die in die bearbeitete Oberfläche Unebenheiten einbringt; <tb>Fig. 7<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht einen exemplarischen hinterschnittenen Kühlkanal, der teilweise durch eine strukturelle Beschichtung bedeckt ist, mit einer Öffnungsweite Di vor einer Oberflächennachbehandlung; <tb>Fig. 8<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht den hinterschnittenen Kühlkanal von Fig. 7 , wobei sich die Öffnungsweite der strukturellen Beschichtung nach einer Oberflächennachbehandlung bis d2 verringert hat; <tb>Fig. 9<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht den hinterschnittenen Kühlkanal von Fig. 8 mit einer zusätzlichen Beschichtung, die auf die strukturelle Beschichtung aufgebracht ist, wobei sich die zusätzliche Beschichtung über die plastisch verformte Öffnung in der strukturellen Beschichtung erstreckt; <tb>Fig. 10<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht einen weiteren exemplarischen Kühlkanal, der teilweise durch eine strukturelle Beschichtung bedeckt ist, mit einer Öffnungsweite Di vor einer Oberflächennachbehandlung; <tb>Fig. 11<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht den Kühlkanal von Fig. 10 , wobei die Öffnungsweite der strukturellen Beschichtung nach einer Oberflächennachbehandlung auf d2 reduziert ist; <tb>Fig. 12<SEP>zeigt in einer Querschnittsansicht den Kühlkanal von Fig. 10 mit einer zusätzlichen Beschichtung, die auf die strukturelle Beschichtung aufgebracht ist, wobei sich die zusätzliche Beschichtung über die plastisch verformte Öffnung in der strukturellen Beschichtung erstreckt; und <tb>Fig. 13<SEP>zeigt hinterschnittene Kanäle mit durchlässigen Schlitzen, die in einer strukturellen Beschichtung ausgebildet sind.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0033] Die Begriffe «erster», «zweiter» und dergleichen legen hierin nicht eine Reihenfolge, Menge oder Rangfolge fest, sondern dienen vielmehr dazu, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Der unbestimmte Artikel sowie dessen grammatikalische Formen bedeuten in dem hier verstandenen Sinne keine Beschränkung der Quantität, sondern lediglich das Vorhandensein mindestens eines der betreffenden Elemente. Der in Zusammenhang mit einer Quantität verwendete modifizierende Begriff «etwa» schliesst den genannten Wert ein und beinhaltet die durch den Zusammenhang vorgegebene Bedeutung, (schliesst z.B. die Fehlerabweichung ein, die in Zusammenhang mit einer Messung der speziellen Quantität vorhanden sein kann). Darüber hinaus schliesst der Begriff «Kombination» Verschnitte, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte, und dergleichen ein.

[0034] Darüber hinaus soll die Pluralform in dieser Beschreibung gewöhnlich sowohl den Singular als auch die Mehrzahl des Begriffes beinhalten, den er modifiziert, um dadurch ein oder mehrere Elemente des betreffenden Begriffs einzuschliessen (z.B. kann «die Kanalöffnung» eine oder mehrere Kanalöffnungen beinhalten, wenn nicht anderweitiges spezifiziert ist). Über die gesamte Beschreibung hinweg bedeutet eine Bezugnahme auf «ein Ausführungsbeispiel», «noch ein Ausführungsbeispiel» und dergleichen, dass ein in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenes spezielles Element (z.B. ein Merkmal, eine Konstruktion und/oder eine Eigenschaft) in wenigstens einem der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten ist, und in anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein kann oder auch nicht. Desgleichen bedeutet ein Bezug auf «eine spezielle Gestaltung», dass ein in Zusammenhang mit der Gestaltung beschriebenes spezielles Element (z.B. ein Merkmal, eine Konstruktion und/oder eine Eigenschaft) in wenigstens einer hier beschriebenen Gestaltung enthalten ist und in sonstigen Gestaltungen vorhanden sein kann oder auch nicht. Weiter versteht es sich, dass die beschriebenen erfindungsgemässen Merkmale in den vielfältigen Ausführungsbeispielen und Gestaltungen beliebig kombiniert werden können.

[0035] Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Gasturbinensystem 10. Das System 10 kann eine oder mehrere Verdichter 12, Brennkammeranordnungen 14, Turbinen 16 und Kraftstoffdüsen 20 enthalten. Der Verdichter 12 und die Turbine 16 können durch eine oder mehrere Wellen 18 verbunden sein.

[0036] Das Gasturbinensystem 10 kann eine Anzahl von Heissgaspfadkomponenten 100 enthalten. Eine Heissgaspfadkomponente ist eine beliebige Systemkomponente 10, die zumindest teilweise einem sich durch das System 10 bewegenden Strom von Hochtemperaturgas ausgesetzt ist. Beispielsweise sind Laufschaufelanordnungen, Leitapparatanordnungen, Mantelanordnungen, Übergangsstücke, Sicherungsringe und Turbinenauslasskomponenten sind sämtlich Heissgaspfadkomponenten. Es sollte allerdings klar sein, dass die Heissgaspfadkomponente 100 der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Beispiele beschränkt ist, sondern eine beliebige Komponente sein kann, die zumindest teilweise einem Strom von Hochtemperaturgas ausgesetzt ist. Darüber hinaus sollte es verständlich sein, dass die Heissgaspfadkomponente 100 der vorliegenden Erfindung nicht auf Komponenten in Gasturbinensystemen 10 beschränkt ist, sondern ein beliebiges Teil der Maschine oder eine Komponente davon sein kann, die möglicherweise Hochtemperaturströmen ausgesetzt ist.

[0037] Wenn eine Heissgaspfadkomponente 100 einem Heissgasstrom ausgesetzt ist, wird die Heissgaspfadkomponente 100 durch den Heissgasstrom erwärmt und kann eine Temperatur erreichen, bei der die Heissgaspfadkomponente 100 beträchtlich beschädigt wird oder versagt. Um es dem System 10 zu ermöglichen, mit einem Heissgasstrom hoher Temperatur zu arbeiten, wie es erforderlich ist, um den Wirkungsgrad, die Leistung und/oder die Lebensdauer des Systems 10 wunschgemäss zu erreichen, benötigt die Heissgaspfadkomponente 100 ein Kühlsystem.

[0038] Allgemein weist das Kühlsystem der vorliegenden Erfindung eine Reihe kleiner Kanäle oder Mikrokanäle auf, die in der Oberfläche der Heissgaspfadkomponente 100 ausgebildet sind. Im Falle industrieller Kraftwerksturbinenkomponenten beinhalten «kleine» oder «Mikro»-Kanalabmessungen in der Regel Tiefen und Breiten im Bereich von etwa 0,25 mm bis 1,5 mm, während die Kanalabmessungen für Luftfahrtturbinenkomponenten Tiefen und Breiten von etwa 0,1 mm bis 0,5 mm beinhalten. Die Heissgaspfadkomponente kann mit einer Schutzschicht versehen sein. Ein Kühlfluid kann aus einem Sammelraum an die Kanäle ausgegeben werden, und das Kühlfluid kann durch die Kanäle strömen, wobei es die Heissgaspfadkomponente kühlt.

[0039] Ein Herstellungsverfahren ist mit Bezug auf Fig. 2 – 12 beschrieben. Wie beispielsweise in Fig. 2 und 3 gezeigt, beinhaltet das Herstellungsverfahren den Schritt des Ausbilden einer oder mehrerer Nuten 132 (die teilweise die Kanäle 130 in Fig. 2 bilden) in einer Komponente 100, die ein Substrat 110 mit einer Aussenfläche 112 aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat das Substrat 110 wenigstens einen Innenraum 114. Wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, erstreckt sich jede Nut 132 wenigstens teilweise entlang des Substrats 110 und weist einen Boden 134 und eine Oberseite 146 auf. Wie nachstehend erläutert, verbinden Zugangslöcher 140 die Nuten mit den entsprechenden Innenräumen. Es ist zu beachten, dass die in Fig. 3 gezeigten Löcher 140 gesonderte Löcher sind, die in dem gezeigten Querschnitt angeordnet sind und sich nicht durch das Substrat entlang der Länge der Nuten 132 erstrecken.

[0040] Das Substrat 110 wird gewöhnlich vor dem Ausbilden der Nut(en) 132 gegossen. Wie in dem US-Patent 5.626.462 von Melvin R. Jackson et al., «Double-wall airfoil» (Doppelwandschaufel), erörtert, das hier zur Gänze aufgenommen ist, kann das Substrat 110 anhand eines beliebigen geeigneten Materials hergestellt sein. In Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung für die Komponente 100 kommen beispielsweise Nickelbasis-, Kobaltbasis-und Eisenbasissuperlegierungen in Betracht. Die Nickelbasissuperlegierungen können jene sein, die sowohl γ- als auch γ ́-Phasen enthalten, insbesondere jene Nickelbasissuperlegierungen, die sowohl γ- als auch γ ́-Phasen enthalten, wobei die γ ́-Phase wenigstens 40 Volumenprozent der Superlegierung besetzt. Von solchen Legierungen ist bekannt, dass sie wegen einer Kombination erwünschter Eigenschaften, darunter hohe Hitzebeständigkeit und Hochtemperaturkriechfestigkeit, vorteilhaft sind. Das Substratmaterial kann auch auf einer intermetallischen NiAl-Legierung basieren, da von diesen Legierungen ebenfalls bekannt ist, dass sie eine Kombination hervorragender Eigenschaften, beispielsweise Hochtemperaturbeständigkeit und Hochtemperaturkriechfestigkeit, aufweisen, die in Turbinentriebwerksanwendungen für Luftfahrzeuge vorteilhaft sind. Im Falle von Niobbasislegierungen sind beschichtete Niobbasislegierungen, die hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweisen, bevorzugt, insbesondere jene Legierungen, die Nb-(27–40)Ti-(4,5–10,5)Al-(4,5–7,9)Cr-(1,5–5,5)Hf-(0–6)V enthalten, wobei die Zusammensetzung im Bereich von Atomen pro Hundert liegt. Das Substratmaterial kann ausserdem auf einer Niobbasislegierung basieren, die wenigstens eine sekundäre Phase enthält, beispielsweise eine Nb enthaltende intermetallische Verbindung, die ein Silizid, Karbid oder Borid enthält. Solche Legierungen sind Verbundstoffe aus einer schmiedbaren Phase (d.h. der Legierung auf Niobbasis) und einer verfestigenden Phase (d.h. einer Nb enthaltenden intermetallischen Verbindung). Für andere Anordnungen basiert das Substratmaterial auf einer Molybdänbasislegierung, z.B. Legierungen auf Molybdänbasis (in kompakter Lösung) mit zweiten Phasen Mo5SiB2und/oder Mo3Si. Bei anderen Gestaltungen basiert das Substratmaterial auf einem Keramik-Matrixverbundstoff (CMC), beispielsweise auf einer Siliziumkarbid-(SiC)-Matrix, die mit SiC-Fasern verstärkt ist. Für weitere Gestaltungen basiert das Substratmaterial auf einer intermetallischen Verbindung auf der Basis von TiAl.

[0041] Die Nuten 132 können eine beliebige aus einer Anzahl unterschiedlicher Formen aufweisen. Für die in Fig. 5 – 9 gezeigten exemplarischen Gestaltungen verengt sich jede Nut 132 an ihrer entsprechenden Oberseite 146, so dass jede Nut 132 auf eine hinterschnitten geformte Nut 132 ist. Hinterschnitten ausgebildete Nuten sind in der auf die gemeinsame Anmelderin lautende US-Patentanmeldung SN 12/943 624, R. Bunker et al., «Components with re-entrant shaped cooling Channels and methods of manufacture» (Komponenten mit hinterschnitten geformten Kühlkanälen und Herstellungsverfahren) erörtert, die hier zur Gänze aufgenommen ist. Im Falle der in Fig. 10 – 12 gezeigten beispielhaften Gestaltung weisen die Nuten 132 einen rechtwinkligen Querschnitt auf. Obwohl die Nuten mit geradlinigen Wänden dargestellt sind, können die Nuten 132 eine beliebige Wandgestaltung aufweisen, beispielsweise können sie gerade oder gekrümmt sein.

[0042] Die Nuten 132 können mittels einer Vielfalt von Techniken ausgebildet sein. Beispielhafte Techniken zum Formen der Nut(en) 132 beinhalten: abrasives Flüssigkeitsstrahlen, elektrochemisches Abtragen (ECM), elektroerosive Bearbeitung (EDM) mit einer drehenden Elektrode (Fräs-EDM) und Laserbearbeitung. Beispielhafte Laserbearbeitungstechniken sind in der auf die gemeinsame Anmelderin lautenden US-Patentanmeldung SN 12/697 005, «Process and system for forming shaped air holes» (Verfahren und System zum Ausbilden von geformten Luftlöchern), beschrieben, eingereicht am 29. Januar 2010, auf die hier zur Gänze Bezug genommen ist. Beispielhafte EDM-Techniken sind in der auf die gemeinsame Anmelderin lautende US-Patentanmeldung SN 12/790 675, «Articles which include chevron film cooling holes, and related processes» (Artikel mit rautenförmigen Filmkühlungslöchern und zugehörige Verfahren), beschrieben, eingereicht am 28. Mai 2010, auf die hier zur Gänze Bezug genommen ist.

[0043] Bei speziellen Verfahren werden die Nuten mittels eines abrasiven Flüssigkeitsstrahls 160 (Fig. 4 ) ausgebildet. Beispielhafte Verfahren und Systeme für abrasives Flüssigkeitsstrahlbohren sind in der auf die gemeinsame Anmelderin lautende US-Patentanmeldung SN 12/790 675, «Articles which include chevron film cooling holes, and related processes» (Artikel mit rautenförmigen Filmkühlungslöchern und zugehörige Verfahren), unterbreitet, eingereicht am 28. Mai 2010, auf die hier zur Gänze Bezug genommen ist. Wie in der US-Patentanmeldung SN 12/790 675 erläutert, verwendet das abrasive Flüssigkeitsstrahlverfahren gewöhnlich einen Hochgeschwindigkeitsstrahl von Schleifpartikeln (z.B. abrasive «Schleifkörner»), die in einem Hochdruckwasserstrahl suspendiert sind. Der Druck der Flüssigkeit kann beträchtlich variieren, liegt jedoch häufig im Bereich von etwa 35-620 MPa. Eine Reihe von Schleifmittelmaterialien können genutzt werden, z.B. Granat, Aluminiumoxid, Siliziumkarbid und Glasperlen. Vorteilhaft vereinfacht die Fähigkeit abrasiver Flüssigkeitsstrahlbearbeitungstechniken die stufenweise Entfernung von Material bis zu unterschiedlichen Tiefen und unter Kontrolle der Gestalt der bearbeiteten Merkmale. Dies ermöglicht es, die innere Zugangslöcher 140, die den Kanal beschicken, in Form eines geradlinigen Lochs mit konstantem Querschnitt, oder eines geformten Lochs (z.B. elliptisch), oder eines (nicht gezeigten) konvergierenden oder divergierenden Lochs zu bohren.

[0044] Darüber hinaus und wie in der US-Patentanmeldung SN 12/790 675 erläutert, kann das Wasserstrahlsystem eine mehrachsige, computernumerisch gesteuerte (CNC) Einheit 210 (Fig. 4 ) enthalten. Die CNC-Systeme selbst sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der US-Patentanmeldung 1005/0013926 (S. Rutkowski et al.) beschrieben, auf deren Beschreibung hier zur Gänze Bezug genommen wird. CNC-Systeme ermöglichen eine Bewegung des Schneidwerkzeugs längs einer Anzahl von x-, y- und z-Achsen sowie entlang der Kippachsen.

[0045] Mit Bezugnahme auf Fig. 7 beinhaltet das Herstellungsverfahren ausserdem den Schritt des Aufbringens einer strukturellen Beschichtung 54 auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats 110. Die strukturelle Beschichtungsschicht 54 kann mittels unterschiedlicher Techniken aufgebracht werden. Bei speziellen Verfahren kann die strukturelle Beschichtung durch (aus dem Stand der Technik auch als Kathodenlichtbogenabscheidung bekanntes) Ionenplasmaspritzen aufgebracht werden. Exemplarische Vorrichtungen und Verfahren zum Ionenplasmaspritzen sind in der auf die gemeinsame Anmelderin lautenden veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 10 080 138 529, Weaver et al., «Method and apparatus for cathodic arc ion plasma deposition» (Verfahren und Vorrichtung zur Katodenstrahlplasmaabscheidung) dargelegt, auf die hier zur Gänze Bezug genommen ist. Kurz zusammengefasst, beinhaltet Ionenplasmaspritzen folgende Schritte: Platzieren einer verbrauchbaren Kathode mit einer geeigneten Zusammensetzung, um das gewünschte Beschichtungsmaterial in einer Vakuumkammer hervorzubringen, Bereitstellen eines Substrats 110 in der Vakuumumgebung, Anlegen einer Spannung an die Kathode, um einen Kathodenlichtbogen auf einer Kathodenoberfläche zu erzeugen, was zu einer durch den Lichtbogen induzierten Erosion von Beschichtungsmaterial aus der Kathodenoberfläche führt, und Aufschmelzen des von der Kathode stammenden Beschichtungsmaterials auf der Substratoberfläche 112.

[0046] Nicht als beschränkend zu bewertende Beispiele einer durch Ionenplasmaspritzen aufgebrachten strukturellen Beschichtung sind in dem US-Patent 5 626 462, Jackson et al., «Doublewall airfoil» (Doppelwandige Schaufel), beschrieben. Für gewisse Heissgaspfadkomponenten 100 basiert die strukturelle Beschichtung 54 auf einer Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierung, und basiert spezieller auf einer Superlegierung oder einer (Ni, Co)CrAlY-Legierung. In Fällen, wo das Substratmaterial eine Nickelbasissuperlegierung ist, die sowohl y als auch y’ Phasen enthält, kann die strukturelle Beschichtung, wie in dem US-Patent Nr. 5 626 462 erörtert, auf ähnlichen Zusammensetzungen von Materialien basieren. Die strukturelle Beschichtung 54 kann im Falle von Superlegierungen darüber hinaus Zusammensetzungen auf der Grundlage der Y,-Ni3Al Familie von Legierungen beinhalten.

[0047] Allgemeiner ausgedrückt wird die strukturelle Beschichtungszusammensetzung durch die Zusammensetzung des zugrundeliegenden Substrats vorgegeben sein. Beispielsweise wird die strukturelle Beschichtung für CMC-Substrate, beispielsweise für eine Siliziumkarbid-(SiC)-Matrix, die mit SiC-Faser verstärkte ist, gewöhnlich Silizium enthalten.

[0048] Für sonstige Verfahrensgestaltungen wird die strukturelle Beschichtung 54 durch ein thermisches Spritzverfahren und/oder ein kaltes Spritzverfahren aufgetragen. Beispielsweise kann das thermische Spritzverfahren Flammspritzen oder Plasmaspritzen beinhalten, das Flammspritzen kann Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen unter Verwendung von Sauerstoff (HVOF) oder unter Verwendung von Luft (HVAF) beinhalten, und das Plasmaspritzen kann atmosphärisches Plasmaspritzen (beispielsweise unter Luft- oder Inertgasatmosphäre) oder Niederdruckplasmaspritzen (LPPS), das auch als Vakuumplasmaspritzen oder VPS bekannt ist) beinhalten. In einem nicht als beschränkend zu bewertenden Beispiel wird eine (Ni, Co)CrAlY Beschichtung durch HVOF oder HVAF aufgeschmolzen. Andere beispielhafte Techniken zum Aufbringen der strukturellen Beschichtung beinhalten, ohne darauf beschränken zu wollen, Sputtern, Elektronenstrahl-PVD-Beschichten, Einschlussplattierung und Elektroplattierung.

[0049] Im Falle der in Fig. 5 – 12 dargestellten Beispielverfahren beinhaltet das Herstellungsverfahren zudem die Behandlung wenigstens eines Abschnitts einer Fläche 55 der strukturellen Beschichtung 54, um die strukturelle Beschichtung 54 wenigstens in der Nähe der Oberseite 146 einer entsprechenden Nut 132 plastisch zu verformen. Die sich ergebende bearbeitete strukturelle Beschichtung 54 ist beispielsweise in Fig. 8 und 11 gezeigt, und die Lücke über der Oberseite 146 der Nut 132 wird infolge der Bearbeitung verringert, wie beispielsweise in Fig. 7 , 8 , 10 und 11 gezeigt. Zusätzlich zu der strukturellen Beschichtung kann auch das zugrundeliegende Substrat 110 bis zu einem gewissen Grad plastisch verformt werden. Somit bewirkt das Bearbeiten der Oberfläche 55 entweder eine dauerhafte Verformung des Beschichtungsmaterials oder sowohl der Beschichtung als auch der darunter liegenden Substratmaterialien. Das Herstellungsverfahren verbessert durch eine Reduzierung der Lücke über der Oberseite der Nut vorteilhaft die Fähigkeit von Beschichtungen, die Öffnung unmittelbar (d.h., ohne den Einsatz eines Opfer-Füllmaterials) zu überbrücken, wie beispielsweise in Fig. 9 und 12 gezeigt. Darüber hinaus ermöglicht das Herstellungsverfahren durch die Verringerung der Lücke über der Oberseite der Nut die Verwendung einer weniger strengen Bearbeitungsspezifikation für die Weite über der Oberseite der Nut. Durch Verringerung der Anforderung dieser Bearbeitungsspezifikation kann das Herstellungsverfahren die Bearbeitungskosten der Kanäle vorteilhaft senken. Durch plastisches Verformen der Beschichtung kann eine örtlich begrenzte plastische Verformung des Substrats, die zu einer unerwünschten Rekristallisation des strukturellen Superlegierungssubstrats führen kann, darüber hinaus reduziert oder vermieden werden.

[0050] Zudem kann das Herstellungsverfahren vor oder während des Aufbringens der strukturellen Beschichtung optional auch ein Vorwärmen des Substrats einschliessen. Weiter kann das Herstellungsverfahren nach dem Aufbringen der strukturellen Beschichtung und vor der Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung zudem optional eine Wärmebehandlung der Komponente einschliessen (beispielsweise eine Vakuumwärmebehandlung bei 1100 °C für zwei Stunden). Somit kann der Schritt der Bearbeitung der Oberfläche der strukturellen Beschichtung vor oder nach der Wärmebehandlung erfolgen. Diese Wärmebehandlungsoptionen können die Haftung der Beschichtung an dem Substrat verbessern und/oder die Duktilität der Beschichtung steigern, was beides die Bearbeitung des beschichteten Substrats erleichtert, um die Beschichtung plastisch zu verformen und die Lücke über der Oberseite der Nut zu reduzieren. Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren ferner optional die Durchführung eines oder mehrerer Sandstrahlarbeitsschritte einschliessen. Beispielsweise kann die Substratoberfläche 112 optional vor dem Aufbringen der strukturellen Beschichtung 54 sandgestrahlt werden. Zusätzlich kann optional die bearbeitete Oberfläche einem Sandstrahlschritt unterworfen werden, um die Haftung einer danach aufgebrachten Beschichtung zu verbessern. Sandstrahlarbeitsschritte werden gewöhnlich eher nach der Wärmebehandlung als unmittelbar vor der Wärmebehandlung ausgeführt.

[0051] Die auf die gemeinsame Anmelderin lautende US-Patentanmeldung SN 13/242 179 unterwirft das Substrat einer ähnlichen Bearbeitung. Das oben beschriebene Verfahren ist allerdings durch die Bearbeitung der strukturellen Beschichtung(en) vorteilhaft, insofern als die strukturelle Beschichtung schmiedbarer sein kann als das Substrat und sich daher leichter plastisch verformen lässt. Darüber hinaus werden Fehler, die durch den Verformungsprozess in die strukturelle Beschichtung eingeführt sind, eine geringere mechanische Belastung der beschichteten Komponente bewirken und werden sich während einer nachfolgenden Wärmebehandlung leichter beseitigen lassen, als jene in dem Substrat. Das System, das eine strukturelle Beschichtung aufweist, kann daher mittels des oben beschriebenen Verfahrens zu einem höheren Grad verformt werden, als das unbeschichtete Substrat, das das Verfahren der US-Patentanmeldung SN 13/242 179 verwendet. Falls die Verformung lediglich auf die strukturelle Beschichtung beschränkt ist, kann dies darüber hinaus auch eine Rekristallisation des Substrats (im Vergleich zu dem Verfahren der US-Patentanmeldung SN 13/242 179) vermeiden, was zu verbesserten mechanischen Eigenschaften unter zyklischer Belastung führt.

[0052] Obwohl nicht ausdrücklich gezeigt, verringert die Bearbeitung der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 bei speziellen Anwendungen die Lücke in der strukturellen Beschichtung 54 in der Nähe der Oberseite 146 der Nut 132. In dem hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck «verringert die Lücke», dass die Weite der Lücke nach dem Bearbeiten kleiner ist als vor dem Bearbeiten. Für spezielle Gestaltungen kann die Bearbeitung die Öffnung geometrisch schliessen, wobei der Ausdruck «geometrisch geschlossen» bedeutet, dass die strukturelle Beschichtung 54 der Nutöffnung in enge räumliche Nachbarschaft mit der von der gegenüberliegenden Seite stammenden Beschichtung gebracht ist, womit die Lücke weitgehend geschlossen wird. In dem hier verwendeten Sinne ist «geometrisch geschlossen» nicht gleichbedeutend mit «metallurgisch verbunden». Allerdings kann für gewisse Verfahrensgestaltungen tatsächlich eine metallurgische Verbindung entstehen. Vorteilhaft verbessert eine Reduzierung der Lückenweite ausserdem die Fähigkeit von Beschichtungen, die Öffnung unmittelbar zu überbrücken.

[0053] Mit Bezugnahme auf Fig. 5 – 12 kann die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 unter Verwendung einer oder mehrerer Techniken verarbeitet werden, zu denen ohne Beschränkung gehören: Kugelstrahlen der Oberfläche 55, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche 55, Flapperhämmern der Oberfläche 55, Schwerkrafthämmern der Oberfläche 55, Ultraschallhämmern der Oberfläche 55, Glätten der Oberfläche 55, LP-Glätten der Oberfläche 55 und Laserschockverfestigen der Oberfläche 55, um die strukturelle Beschichtung 54 (und möglicherweise auch einen Abschnitt des Substrats 110) wenigstens in der Nähe der Nut 132 plastisch zu verformen, so dass die Lücke über der Oberseite 146 der Nut 132 verringert wird.

[0054] Für spezielle Verfahren wird die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 durch Kugelstrahlen bearbeitet. Wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt, bringt Kugelstrahlen gewöhnlich eine Anzahl von Oberflächenunebenheiten in die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 ein. Vorteilhaft unterstützen die Oberflächenunebenheiten die Überbrückung von Beschichtungen, die über der Oberfläche aufgetragen sind, und insbesondere von Beschichtungen, die unter Verwendung von Verfahren wie Ionenplasmaspritzen, Elektronenstrahl-PVD-Beschichten und Sputtern aufgebracht sind.

[0055] Für andere Bearbeitungsprozesse wird die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 durch Glätten bearbeitet. In Abhängigkeit von dem Material, dessen Oberfläche behandelt wird, und von der gewünschten Verformung können unterschiedliche Glättungstechniken verwendet werden. Nicht als beschränkend zu bewertende Beispiele von Glättungstechniken beinhalten plastisches Kneten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, beispielsweise mittels Walzen, Stiften oder Kugeln, und LP-Glätten.

[0056] Die Lücke über der Oberseite der Nut wird auf der Grundlage der speziellen Anwendung variieren. Für gewisse Gestaltungen beträgt die Lücke über der Oberseite 146 der Nut 132 vor der Bearbeitung der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 allerdings etwa 8–31 Tausendstelzoll (0,2–0,8 mm), und die Lücke über der Oberseite 146 der Nut 132 beträgt nach dem Bearbeiten der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 etwa 0–15 Tausendstelzoll (0–0,4 mm).

[0057] Für spezielle Gestaltungen facettiert der Schritt der Bearbeitung der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 auch die strukturelle Beschichtung 54 in der Nähe der Nut 132. In dem hier verwendeten Sinne sollte «Facettieren» bedeuten, dass die Oberfläche 55 in der Nähe der Nut 132, wie beispielsweise in den eingekreisten Regionen in Fig. 8 gezeigt, in Richtung der Nut geneigt wird.

[0058] Wie beispielsweise in Fig. 9 und 12 gezeigt, kann das Herstellungsverfahren ausserdem den Schritt des Aufbringens einer zusätzlichen Beschichtung 150 über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 beinhalten. Es ist zu beachten, dass diese zusätzliche Beschichtung 150 eine oder mehrere verschiedene Beschichtungsschichten beinhalten kann. Beispielsweise kann die Beschichtung 150 eine zusätzliche strukturelle Beschichtung und/oder eine (oder mehrere) optionale zusätzliche Beschichtungsschicht(en) beinhalten, z.B. Bindeschichten, Wärmedämmschichten und oxidationsbeständige Beschichtungen. Für spezielle Gestaltungen basiert die zusätzliche Beschichtung 150 auf einer äusseren strukturellen Beschichtungsschicht (die ebenfalls mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet ist). Wie beispielsweise in Fig. 9 und 12 gezeigt, bilden die eine (oder mehreren) Nut(en) 132, die strukturelle Beschichtung 54 und die zusätzliche Beschichtung 150 einen oder mehrere Kanäle 130 zum Kühlen der Komponente 100.

[0059] Für spezielle Gestaltungen haben die strukturelle Beschichtung 54 und die zusätzliche Beschichtung 150 zusammen eine Dicke im Bereich von 0,1–2,0 Millimeter, und speziell im Bereich von 0,2 bis 1 Millimeter, und noch spezieller 0,2 bis 0,5 Millimeter im Falle industrieller Komponenten. Für Luftfahrtkomponenten beträgt dieser Bereich gewöhnlich 0,1 bis 0,25 Millimeter. Allerdings können in Abhängigkeit von den Anforderungen für eine spezielle Komponente 100 auch andere Dicken genutzt werden.

[0060] Die eine oder mehreren Beschichtungsschichten können unter Verwendung unterschiedlicher Techniken aufgebracht werden. Beispielhafte Abscheidungstechniken zum Formen struktureller Beschichtungen sind im Vorausgehenden unterbreitet. Zusätzlich zu strukturellen Beschichtungen können mittels der oben erwähnten Techniken auch Bindeschichten, Wärmedämmschichten und oxidationsbeständige Beschichtungen aufgebracht werden.

[0061] Für gewisse Gestaltungen ist es erwünscht, mehrere Abscheidungstechniken einzusetzen, um strukturelle und optionale zusätzliche Beschichtungsschichten aufzubringen. Beispielsweise kann eine erste strukturelle Beschichtungsschicht mittels Ionenplasmaspritzen aufgeschmolzen werden, und es können eine anschliessend abgeschiedene Schicht und (nicht gezeigte) optionale zusätzliche Schichten mittels anderer Techniken aufgebracht werden, beispielsweise durch ein thermisches Flammspritzverfahren oder ein Plasmaspritzverfahren. In Abhängigkeit von den verwendeten Materialien kann die Verwendung unterschiedlicher Abscheidungstechniken für die Beschichtungsschichten, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, Vorteile mit Blick auf Eigenschaften wie Belastungstoleranz, Festigkeit, Adhäsion und/oder Duktilität bieten.

[0062] Zusätzlich zu der Bearbeitung der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 kann das Herstellungsverfahren für gewisse Verfahrensgestaltungen zudem optional ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts einer Oberfläche 155 (Fig. 9 , 12 und 13 ) der zusätzlichen Beschichtung 150 einschliessen, um die zusätzliche Beschichtung 150 wenigstens in der Nähe der Oberseite 146 einer entsprechenden Nut 132 plastisch zu verformen. Beispielsweise kann die zusätzliche Beschichtung eine weitere Schicht struktureller Beschichtung oder der Bindebeschichtung beinhalten. Vorteilhaft kann die zusätzliche Bearbeitung die Breite der Lücke über der Oberseite 146 der Nut verringern, so dass jede danach abgeschiedene Beschichtungsschicht (ob mit oder ohne poröse Lücken 144, wie nachfolgend mit Bezug auf Fig. 13 erläutert) besser in der Lage ist, die Öffnung unmittelbar (d.h., ohne den Einsatz von Opfer-Füllmaterialen) zu überbrücken.

[0063] Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren für gewisse Verfahrensgestaltungen optional ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Aussenfläche 112 des Substrats 110 einschliessen, um den entsprechenden Abschnitt des Substrats plastisch zu verformen 110 (siehe beispielsweise Fig. 8 der US-Patentanmeldung SN 13/242 179). Dieser zusätzliche optionale Bearbeitungsschritt kann vor dem Schritt des Aufbringens der strukturellen Beschichtung 54 auf das Substrat 110 ausgeführt werden. Vorteilhaft kann der zusätzliche Bearbeitungsschritt die Breite der Öffnung 146 verringern, wie in der US-Patentanmeldung SN 13/242 179 erläutert.

[0064] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens der Erfindung ist anhand Fig. 2 , 3 und 5 – 12 beschrieben. Beispielsweise beinhaltet das Herstellungsverfahren, wie in Fig. 2 gezeigt, den Schritt des Ausbilden einer oder mehrerer Nuten 132 in einer Komponente 100, die ein Substrat 110 mit einer Aussenfläche 112 aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat das Substrat 110 wenigstens einen Innenraum 114 auf. Wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, erstreckt sich jede Nut 132 wenigstens teilweise entlang des Substrats 110 und weist einen Boden 134 und eine Oberseite 146 auf.

[0065] Wie oben erwähnt, wird das Substrat 110 gewöhnlich vor dem Ausbilden der Nut(en) 132 gegossen. Beispielhafte Techniken zum Formen von Nuten 132 sind oben beschrieben und beinhalten, ohne darauf beschränken zu wollen, folgende Verfahren: abrasives Flüssigkeitsstrahlen, elektrochemisches Abtragen (ECM) in einem Tauchbad, Funkenerodieren (EEB) mit einer drehenden Elektrode (Fräs-EDM) und/oder Laserbearbeitung. Nuten 132 sind ebenfalls im Vorausgehenden beschrieben. Wie oben erörtert, können die Nuten 132 eine beliebige aus einer Anzahl unterschiedlicher Formen aufweisen. Für die in Fig. 5 – 9 gezeigten Gestaltungen verengt sich jede Nut 132 beispielsweise an ihrer entsprechenden Oberseite 146, so dass jede Nut 132 eine hinterschnitten ausgebildete Nut 132 ist.

[0066] Mit Bezugnahme auf Fig. 7 beinhaltet das Herstellungsverfahren weiter das Aufbringen einer strukturellen Beschichtung 54 auf das Substrat 110. Beispielhafte Verfahren zum Aufbringen und Beispiele geeigneter Materialien für die strukturelle Beschichtung 54 wurden bereits erörtert.

[0067] Für die in Fig. 5 – 12 dargestellten beispielhaften Verfahren beinhaltet das Herstellungsverfahren noch das Bearbeiten der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54, um die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 in der Nähe der Nut 132 zu facettieren. Wie oben erwähnt, sollte der Begriff «facettieren» in dem Sinne verstanden werden, dass die Oberfläche 55 in der Nähe der Nut 132 in Richtung der Nut geneigt wird, wie beispielsweise in den eingekreisten Regionen in Fig. 8 gezeigt. Vorteilhaft verbessert ein Neigen der Oberfläche 55 in der Nähe der Nut in Richtung der Nut das Überbrücken einer anschliessend aufgebrachten Beschichtung 150 über der Nutöffnung (ohne den Einsatz eines Opfer-Füllmaterials), so dass die mechanischen Güteanforderungen für die Nutöffnung verringert werden können, was die Verwendung einer grösseren Wasserstrahldüse zum Ausbilden der Nuten ermöglicht. Dies verkürzt die für die Ausbildung der Nuten erforderliche Zeit und senkt damit verbundenen Bearbeitungskosten.

[0068] Wie oben beschrieben, können mehrere Techniken verwendet werden, um die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 zu bearbeiten, beispielsweise Kugelstrahlen der Oberfläche 55, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche 55, Flapperhämmern der Oberfläche 55, Schwerkrafthämmern der Oberfläche 55, Ultraschallhämmern der Oberfläche 55, Glätten der Oberfläche 55, LP-Glätten der Oberfläche 55 und/oder Laserschockverfestigen der Oberfläche 55, um die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 in der Nähe wenigstens einer Kante 135 der Nut zu facettieren, so dass die Lücke über der Oberseite 146 der Nut 132 verringert wird.

[0069] Bei speziellen Verfahrensgestaltungen wird die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 durch Kugelstrahlen der Oberfläche 55 verarbeitet. Wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt, bringt das Kugelstrahlen eine Anzahl von Oberflächenunebenheiten in die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 ein. Wie oben erwähnt, können die Oberflächenunebenheiten (ob vollständig oder mit porösen Lücken 144, die im Folgenden mit Bezug auf Fig. 13 erörtert werden) die Überbrückung von Beschichtungen unterstützen, die ohne den Einsatz eines Opfer-Füllmaterials über die Oberfläche aufgetragen sind, und insbesondere von Beschichtungen, die durch Ionenplasmaspritzen, Elektronenstrahl-PVD-Beschichten und Sputtern aufgebracht sind.

[0070] Mit Bezugnahme auf Fig. 9 und 12 kann das Herstellungsverfahren optional zudem das Aufbringen einer zusätzlichen Beschichtung 150 über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 einschliessen. Wie oben erwähnt, kann diese zusätzliche Beschichtung 150 auf einer oder mehreren verschiedenen Beschichtungen basieren. Wie beispielsweise in Fig. 9 gezeigt, bilden die Nut(en) 132, die strukturelle Beschichtung 54 und die zusätzliche Beschichtung 150 einen oder mehrere Kanäle 130 zum Kühlen der Komponente 100. Die zusätzliche Beschichtung 150 basiert auf einem geeigneten Material und ist an die Komponente gebondet. Beispielhafte Materialien und Abscheidungstechniken für eine zusätzliche Beschichtung sind im Vorausgehenden beschrieben.

[0071] Neben der Bearbeitung der Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 55 kann das Herstellungsverfahren für gewisse Verfahrensgestaltungen zudem optional ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts einer Oberfläche 155 (Fig. 9 , 12 und 13 ) der zusätzlichen Beschichtung 150 beinhalten, um die Oberfläche 155 in der Nähe der Oberseite 146 einer entsprechenden Nut 132 zu facettieren. Beispielsweise kann die zusätzliche Beschichtung eine äussere Schicht der strukturellen Beschichtung oder der Bindeschicht oder der Wärmedämmschicht aufweisen. Wie oben erwähnt, kann die zusätzliche Bearbeitung die Lücke über der Oberseite 146 der Nut vorteilhaft reduzieren, so dass jede anschliessend abgeschiedene Beschichtungsschicht die Öffnung unmittelbar (d.h., ohne Verwendung eines Opfer-Füllmaterials) leichter (vollständig oder mit porösen Lücken 144) überbrücken kann.

[0072] Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren für gewisse Verfahrensgestaltungen optional das Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Aussenfläche 112 des Substrats 110 beinhalten, um den entsprechenden Abschnitt des Substrats plastisch zu verformen 110. (Siehe beispielsweise Fig. 8 der US-Patentanmeldung SN 13/242,179.) Dieser optionale zusätzliche Bearbeitungsschritt kann vor dem Schritt des Aufbringens der strukturellen Beschichtung 54 auf das Substrat 110 ausgeführt werden. Wie oben erwähnt, kann der zusätzliche Bearbeitungsschritt die Breite der Öffnung 146 verringern, wie in der US-Patentanmeldung SN 13/242,179 erläutert.

[0073] Ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel der Komponente 100 wird anhand Fig. 2 , 3 , 6 – 9 , 12 und 13 beschrieben. Wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt, enthält die Komponente 100 ein Substrat 110 mit einer Aussenfläche 112 und einer Innenfläche 116. Wie in Fig. 2 gezeigt, definiert die Innenfläche 116 beispielsweise wenigstens einen Innenraum 114. Wie in Fig. 3 gezeigt, definiert die Aussenfläche 112 eine oder mehrere Nuten 132. Jede Nut 132 verläuft wenigstens teilweise entlang der Aussenfläche 112 des Substrats 110 und weist einen Boden 134 und eine Oberseite (Öffnung) 146 auf. Bei der in Fig. 3 gezeigten Gestaltung verengt sich jede Nut 132 an ihrer Oberseite 146, so dass jede Nut 132 eine hinterschnitten ausgebildete Nut 132 ist. Allerdings können die Nuten auch andere Formen aufweisen. Nuten 132 sind im Vorausgehenden detailliert erläutert.

[0074] Wie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt, weist die Komponente 100 ausserdem eine strukturelle Beschichtung 54 auf, die auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats 110 aufgebracht ist. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist beispielsweise die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 in der Nähe der entsprechenden Nut 132 facettiert.

[0075] Wie beispielsweise in Fig. 3 und 13 gezeigt, sind ein oder mehrere Zugangslöcher 140 durch den Boden 134 einer entsprechenden Nut 132 ausgebildet, um die Nut 132 strömungstechnisch mit dem entsprechenden Innenraum 114 zu verbinden (Fig. 13 ). Es ist zu beachten, dass die Zugangslöcher 140 gesonderte Löcher sind und somit, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, mit den Kanälen 130 nicht deckungsgleich sind.

[0076] Mit Bezugnahme auf Fig. 9 , 12 und 13 , weist die Komponente 100 ausserdem eine zusätzliche Beschichtung 150 auf, die über wenigstens einen Abschnitt der strukturellen Beschichtung 54 aufgebracht ist. Wie oben erwähnt, kann die zusätzliche Beschichtung eine oder mehrere Beschichtungsschichten beinhalten, mit einer einzelnen oder mit gesonderten Zusammensetzungen. Wie in Fig. 9 gezeigt, bilden beispielsweise die Nut (en) 132, die strukturelle Beschichtung 54 und die zusätzliche Beschichtung 150 zusammen einen oder mehrere Kanäle 130 zum Kühlen der Komponente 100.

[0077] Bei der in Fig. 6 dargestellten speziellen Gestaltung sind eine Anzahl von Oberflächenunebenheiten in die Oberfläche 55 der strukturellen Beschichtung 54 in der Nähe der entsprechenden Nut 132 eingebracht.

[0078] Wie oben erörtert, kann die zusätzliche Beschichtung 150 bei bestimmten Gestaltungen, eine äussere strukturelle Beschichtungsschicht beinhalten, die ebenfalls mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet ist. Obwohl nicht ausdrücklich gezeigt, kann die Oberfläche 155 der zusätzlichen Beschichtung 150 bei bestimmten Gestaltungen in der Nähe der entsprechenden Nut 132 ebenfalls facettiert sein. Ausserdem, und obwohl nicht ausdrücklich gezeigt, kann das Substrat 110 selbst bei bestimmten Gestaltungen in der Nähe der entsprechenden Nut 132 plastisch verformt werden.

[0079] Vorteilhaft kann das oben beschriebene Herstellungsverfahren ein vollständiges oder partielles Schliessen der Lücke in der Kanaloberfläche beeinflussen, indem die Oberfläche der strukturellen Beschichtung bearbeitet wird, um sie plastisch zu verformen. Dies wiederum vereinfacht die Überbrückung des Kanals (einschliesslich der möglichen Entstehung von porösen Lücken 144, wie oben mit Bezug auf Fig. 13 erörterte) durch die nächste Beschichtung. An der sich ergebenden oberflächenvergüteten Komponente sind daher möglicherweise keine Zeichen von Mikrokanälen, sichtbaren Rissen oder Lücken zu sehen. Dies ermöglicht eine mit Blick auf die Mikrostruktur und Festigkeit gleichmässige restrukturelle Beschichtung, wenn diese über eine bearbeitete strukturelle Beschichtung aufgebracht wird.

[0080] Obwohl hier lediglich gewisse Merkmale der Erfindung veranschaulicht und beschrieben wurden, erschliessen sich dem Fachmann viele Abwandlungen und Veränderungen. Es ist daher selbstverständlich, dass die beigefügten Patentansprüche sämtliche Abwandlungen und Veränderungen abdecken sollen, die in den wahren Schutzbereich der Erfindung fallen.

[0081] Ein Herstellungsverfahren beinhaltet das Ausbilden einer oder mehrerer Nuten in einer Komponente, die ein Substrat mit einer Aussenfläche aufweist. Das Substrat hat wenigstens einen Innenraum. Jede Nut erstreckt sich wenigstens teilweise entlang des Substrats und weist einen Boden und eine Oberseite auf. Das Herstellungsverfahren beinhaltet zudem ein Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats und ein Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die strukturelle Beschichtung wenigstens in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut plastisch zu verformen, so dass eine Lücke über der Oberseite der Nut verringert wird. Weiter ist eine Komponente vorgeschlagen, die eine strukturelle Beschichtung aufweist, die auf wenigstens einen Abschnitt eines Substrats aufgebracht ist, wobei die Fläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut facettiert ist.

Bezugszeichenliste

[0082] <tb>10<SEP>Gasturbinensystem <tb>12<SEP>Verdichter <tb>14<SEP>Brennkammeranordnung <tb>16<SEP>Turbine <tb>18<SEP>Welle <tb>20<SEP>Kraftstoffdüse <tb>54<SEP>Strukturelle Beschichtung <tb>55<SEP>Aussenfläche der strukturellen Beschichtung <tb>56<SEP>Zusätzliche Beschichtung (äussere strukturelle Beschichtung) <tb>100<SEP>Heissgaspfadkomponente <tb>110<SEP>Substrat <tb>112<SEP>Substrataussenfläche <tb>114<SEP>Innenraum <tb>116<SEP>Substratinnenfläche <tb>130<SEP>Kühlkanäle <tb>132<SEP>Nut (en) <tb>135<SEP>Nutkante <tb>134<SEP>Nutgrund <tb>140<SEP>Ein oder mehrere Zugangslöcher <tb>144<SEP>Poröse Lücke(n) <tb>146<SEP>Oberseite (Öffnung) der Nut <tb>150<SEP>Zusätzliche Beschichtung <tb>155<SEP>Oberfläche der zusätzlichen Beschichtung <tb>160<SEP>Abrasiver Flüssigkeitsstrahl <tb>170<SEP>Auslassende <tb>172<SEP>Filmkühllöcher <tb>210<SEP>mehrachsige, computernumerisch gesteuerte (CNC) Einheit

Claims (10)

1. Herstellungsverfahren, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden einer oder mehrerer Nuten in einer Komponente, die ein Substrat mit einer Aussenfläche aufweist, wobei das Substrat wenigstens einen Innenraum hat, wobei jede Nut sich wenigstens teilweise entlang des Substrats erstreckt und einen Boden (134) und eine Oberseite aufweist; Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats; und Bearbeiten wenigstens eines Abschnitts einer Fläche der strukturellen Beschichtung, um die strukturelle Beschichtung wenigstens in der Nähe der Oberseite einer entsprechenden Nut plastisch zu verformen, so dass eine Lücke über der Oberseite der Nut verringert wird.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, zu dem ferner der Schritt des Giessens des Substrats vor dem Ausbilden der Nut(en), wobei jede Nut mit Hilfe von einem oder mehreren der folgenden Verfahren ausgebildet werden: abrasives Flüssigkeitsstrahlen, elektrochemisches Abtragen (ECM), Funkenerodieren (EDM)) mit einer rotierenden Elektrode (Fräs-EDM), und Laserbearbeitung.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung eines oder mehrere der folgenden Verfahren beinhaltet: Kugelstrahlen der Oberfläche, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche, Flapperhämmern der Oberfläche, Schwerkrafthämmern der Oberfläche, Ultraschallhämmern der Oberfläche, Glätten der Oberfläche, LP-Glätten der Oberfläche und Laserschockverfestigung der Oberfläche, um die strukturelle Beschichtung wenigstens in der Nähe der Nut plastisch zu verformen.

4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Aufbringens einer zusätzlichen Beschichtung über wenigstens einen Abschnitt der Oberfläche der strukturellen Beschichtung, wobei die eine (oder die mehreren) Nut(en), die strukturelle Beschichtung und die zusätzliche Beschichtung einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden, wobei die zusätzliche Beschichtung vorzugsweise eine äussere strukturelle Beschichtungsschicht aufweist.

5. Herstellungsverfahren, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden einer oder mehrerer Nuten in einer Komponente, die ein Substrat mit einer Aussenfläche aufweist, wobei das Substrat wenigstens einen Innenraum hat, und wobei jede Nut sich wenigstens teilweise entlang des Substrats erstreckt und einen Boden und eine Oberseite aufweist; Aufbringen einer strukturellen Beschichtung auf das Substrat; und Bearbeiten einer Oberfläche der strukturellen Beschichtung, um die Oberfläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der Nut zu facettieren.

6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, wobei das Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung einen oder mehrere der folgenden Schritte beinhaltet: Kugelstrahlen der Oberfläche, Wasserstrahlhämmern der Oberfläche, Flapperhämmern der Oberfläche, Schwerkrafthämmern der Oberfläche, Ultraschallhämmern der Oberfläche, Glätten der Oberfläche, LP-Glätten der Oberfläche und Laserschockverfestigung der Oberfläche, um die Oberfläche der strukturellen Beschichtung benachbart wenigstens einer Kante der Nut zu facettieren.

7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Bearbeiten der Oberfläche der strukturellen Beschichtung ein Kugelstrahlen der Oberfläche beinhaltet, und wobei das Kugelstrahlen mehrere Oberflächenunebenheiten in die Oberfläche der strukturellen Beschichtung einführt.

8. Komponente, zu der gehören: ein Substrat, das eine Aussenfläche und eine Innenfläche aufweist, wobei wenigstens ein Innenraum durch die Innenfläche definiert ist, wobei ein oder mehrere Nuten durch die Aussenfläche definiert sind, wobei jede Nut wenigstens teilweise längs der Aussenfläche des Substrats erstreckt und einen Boden und eine Oberseite aufweist; eine strukturelle Beschichtung, die auf wenigstens einen Abschnitt des Substrats aufgebracht ist, wobei eine Fläche der strukturellen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut facettiert ist, und wobei ein oder mehrere Zugangslöcher durch den Boden einer entsprechenden Nut hindurch ausgebildet sind, um die Nut mit dem entsprechenden Innenraum strömungstechnisch zu verbinden; und eine zusätzliche Beschichtung, die über wenigstens einen Abschnitt der strukturellen Beschichtung aufgebracht ist, wobei die eine (oder die mehreren) Nut(en), die strukturelle Beschichtung und die Beschichtung zusammen einen oder mehrere Kanäle zum Kühlen der Komponente bilden.

9. Komponente nach Anspruch 8, wobei die zusätzliche Beschichtung auf einer äusseren strukturellen Beschichtungsschicht, einer Bindeschicht und/oder einer Wärmedämmschicht basiert, und/oder wobei eine Fläche der zusätzlichen Beschichtung in der Nähe der entsprechenden Nut ebenfalls facettiert ist.

10. Komponente nach Anspruch 8, wobei jede Nut sich an ihrer entsprechenden Oberseite verengt, so dass jede Nut eine hinterschnitten ausgebildete Nut ist und jeder Kanal ein hinterschnitten ausgebildeter Kanal ist.