KR20170035802A

KR20170035802A - 부가적 제조를 사용하여 다공 구조를 갖는 열적 배리어 코팅을 형성시키는 방법

Info

Publication number: KR20170035802A
Application number: KR1020160117838A
Authority: KR
Inventors: 아흐메드 카멜; 아난드 에이. 쿨카니
Original assignee: 지멘스 에너지, 인코포레이티드
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2017-03-31
Also published as: US20170081250A1; CN106967974A; DE102016117458A1

Abstract

본 발명은 세라믹(ceramic) 물질(16) 내에 배치된 열원 물질(18)을 레이저(laser) 가열하고, 레이저 가열에 의해 열원 물질에서 생성된 열 에너지(heat energy)를 사용하여 세라믹 물질을 소결함으로써 열원 물질에 의해 야기된 불일치부들(inconsistencies)(40)을 갖는 소결된 세라믹(32)을 형성시키는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

부가적 제조를 사용하여 다공 구조를 갖는 열적 배리어 코팅을 형성시키는 방법 {METHOD OF FORMING A THERMAL BARRIER COATING HAVING A POROSITY ARCHITECTURE USING ADDITIVE MANUFACTURING}

본 발명은 다공 구조(porosity architecture)를 갖는 열적 배리어 코팅(thermal barrier coating)을 형성시키는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다공 구조를 갖는 열적 배리어 코팅을 형성시키기 위해 세라믹(ceramic) 물질 내에 배치되는 비산 물질(fugitive material)을 레이저(laser) 가열하는 부가적 제조 공정에 관한 것이다.

부가적 제조 공정들은 금속 분말, 폴리머(polymer) 분말 및 세라믹 분말로부터 분말을 융합하여 층을 형성시키고, 부재가 완성될 때까지 추가 층을 형성시키도록 공정을 반복함으로써 입체 부재들을 생산하는데 널리 사용된다. 분말 층(powder bed)은 처리 동안 구성요소를 보유하고, 분말을 추가 층에 제공하는데 사용된다. 이러한 접근방법은 부재의 층별 축적을 가능하게 하지만, 공정이 매우 느리고, 물질 특징이 용융 풀(melt pool)이 사용되는 경우와 같이 다른 공정들로 가능한 방식으로 맞추어질 수 없다. 이는 열적 배리어 코팅(TBC)에 사용되는 것들과 같은 세라믹에 대해서 특히 그러하다.

열적 배리어 코팅은 제1 및 제2 열의 터빈 블레이드(turbine blades) 및 베인들(vanes) 뿐만 아니라 산업용 가스 터빈(gas turbine)의 고온 가스 경로에 노출되는 연소기 부품들 상에 사용된다. 이러한 환경에서, TBC는 광범위하게 고온 섹션들(sections)에 적용되고, 고온 섹션들을 특히 열-기계적 충격(thermo-mechanical shock), 고온 산화 및 열부식 열화로부터 보호한다.

열 분사(thermal spraying) (예를 들어, 플라즈마(plasma) 분사)는 광범위한 유해 환경적, 기계적, 및 열적 조건들로부터 물질들을 보호할 뿐만 아니라 기능성 표면을 생성하기 위해 오버레이(overlay) 코팅(예를 들어, TBC)을 생성하는데 사용되는 다수의 방법들 중 하나이다. 이 공정에서, 표면 쪽으로 유도되는 원료 물질(feedstock material)의 용융된 입자 간 연속 충돌 및 상호 결합에 의해 증착이 전개된다. 이들 코팅의 입자들은 원료 물질의 특징 및 처리 파라미터들(processing parameters)에 의해 규정된다. 이는 매우 다양한 별개의 마이크로구조들(microstructures)을 갖는 코팅을 형성할 수 있게 하고, 이어서 각각의 오버레이 코팅의 기능성 및 성능을 변경한다. 그러나, 상기 공정과 관련된 빠른 고화(solidification)로, 코팅의 다공율의 조절이 분사 주위 환경, 플라즈마 분사 파라미터들(예를 들어, 파워(power) 수준, 가스 흐름 특징들, 분사 거리 등), 및 원료 특징(예를 들어, 형태 및 크기 분포)를 포함하는 다수의 파라미터들에 좌우된다.

둘 모두 TBC에 의해 가능하게 되는 소성 온도 증가 및 누설 경로 허용오차(leakage path tolerance) 감소는 TBC에 더 많이 의존하게 하고, 이에 따라 개선된 성능을 요구한다. 결과적으로, 당해 기술에 개선의 여지가 남아 있다.

본 발명은 도시된 도면을 고려하여 하기 기재에서 설명된다.
도 1은 불일치부(inconsistency)를 지닌 소결된 세라믹 층을 형성시키는 공정의 예시적 구체예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1의 공정에 의해 형성된 소결된 세라믹의 예시적 구체예의 개략적인 측면도이다.
도 3은 불일치부를 지닌 소결된 세라믹 층을 형성시키는 공정의 대안의 예시적 구체예를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 도 3의 공정에 의해 형성된 소결된 세라믹의 대안의 예시적 구체예의 개략적인 측면도이다.
도 5-8은 복수의 소결된 세라믹 층들 및 각각의 다공 구조들을 지닌 열적 배리어 코팅의 다양한 예시적 구체예의 개략적인 측면도이다.

본 발명자들은 기능성 및 성능이 개선된, 개선된 열적 배리어 코팅을 생성하는 독특하고, 혁신적인 방법을 개발하였다. TBC에 사용되는 다수의 세라믹 물질은 레이저 가열 공정들에서 통상적으로 사용되는 레이저에 대해 투명이거나 반투명이다. 이러한 고유 특징은 레이저 빔(laser beam)이 세라믹 물질을 간단히 통과하므로, 통상적인 레이저 용융(SLM) 및 선택적 레이저 소결(SLS) 공정을 사용하여 TBC를 형성하는 것을 방해하였다. 본원에서 기술되는 방법은 세라믹 물질 중에 열원 물질을 배치시킴으로써 투명 및 반투명 성질의 세라믹을 이용하는 것이다. 에너지 빔(energy beam)(예를 들어, 레이저 빔)은 열원 물질을 조사하고, 그 안에 열을 생성시키기 위해 사용된다. 열원 물질은 레이저 에너지를 흡수하고, 인접하는 세라믹 물질을 소결시키는데 충분한 열이 생성될 때까지 가열된다. 열원 물질은 열원 물질 내에 생성된 열이 열원 물질이 배치되어 있는 전체 용적을 소결하기에 충분한 양 및 분포로 분산된다.

세라믹 물질의 예시적 용적은 세라믹 물질의 층이다. 이러한 예시적 구체예에서, 그 안에 열원 물질이 있는 세라믹 물질의 층이 소결된 층을 형성하도록 처리될 수 있다. 다른 층들이 그 위에 부가적 제조 공정에서 반복적으로 형성되어 열원 물질에 의해 야기된 불일치부들을 그 안에 지닌 TBC를 형성할 수 있다. 예시적 구체예에서, 열원 물질은 층의 레이저 처리 동안 부분적으로 또는 완전히 휘발될 수 있는 비산 물질이다. 이러한 경우에, 불일치부들은 비산 물질이 휘발된 랜덤(random) 또는 패턴화된(patterned) 공극을 포함할 수 있다. 다르게는, 비산 물질 중 일부 또는 전부는 층의 레이저 처리 동안 휘발되지 않을 수 있는데, 이 경우, 남아있는 비산 물질은 중간에 또 다른 용도를 제공하거나 완전히 휘발하기 전에 작동하는 가스 터빈 엔진(gas turbine engine) 내 부품의 일부로서 역할을 할 수 있다.

도 1에서, 레이저(10)는 세라믹 물질(16)을 포함하는 층(14)을 향해 레이저 빔(12)을 유도한다. 세라믹 물질(16)은 예를 들어, 이트륨(yttrium), 이터븀(ytterbium), 가돌리늄(gadolinium), 란탄(lanthanum), 알루미늄(aluminium), 실리콘(silicon) 및 지르코늄(zirconium)을 포함할 수 있고, 예를 들어 분말 형태로 존재할 수 있다. 합금 분말을 처리하도록 구성된 통상적인 선택적 레이저 소결(SLS) 또는 선택적 레이저 용융(SLM) 기계가 용융 풀 특징들을 제어하는 작동 파라미터를 지닌 레이저 빔을 생성시킬 수 있다. 작동 파라미터들은 작동 주파수(예를 들어, 1024 내지 1064 나노미터(nanometer)), 및 스팟 크기(spot size) 등을 포함한다. 그러나, 세라믹 물질(16)은 통상적인 SLS/SLM 레이저 빔들에 대해 적어도 반투명이고, 완전히 투명일 수 있다. 이러한 특징은 통상적인 공정들에서 세라믹의 레이저 소결 및 레이저 용융을 방해한다.

혁신적으로, 본원에서 기술되는 공정에서, 이러한 특징은 레이저 빔(12)이 세라믹 물질(16)을 통과하도록 하는 것에 의존함으로써 레이저 빔(12)이 열원 물질(18)에 도달할 수 있다. 열원 물질(18)은 세라믹 물질(16) 중에 적어도 부분적으로 잠겨 있다. 보여지는 바와 같이, 열원 물질(18)은 완전히 잠겨 있다. 이중 어느 하나 또는 두 모두가 층(14)에 허용가능하다. 열원 물질(18)이 완전히 잠기는 경우, 층(14)의 표면(20)은 최종 처리 후 상대적으로 매끄러울 것이다. 열원 물질(18)이 부분적으로 잠기는 경우라면, 이에 따라 층(14)의 표면(20)은 최종 처리 후 상대적으로 덜 매끄러울 수 있다.

레이저 빔(12)이 열원 물질(18)에 유도되어, 열원 물질(18)을 가열한다. 열원 물질(18)은 인접하는 세라믹 물질(30)을 소결된 세라믹(32)으로 소결시키기에 충분한 온도 및 시간 동안 레이저 빔(12)에 의해 가열될 수 있도록 선택된다. 열원 물질(18)은 세라믹 물질(16)의 전체 층(14)을 소결시키기에 충분한 밀도 및 용적으로 층(14) 전반에 분산된다. 여기서 알 수 있는 바와 같이, 레이저 빔(12)은 앞서 열원 물질(18)을 가열하여 처리된 열원 물질(18) 근처에 소결된 세라믹(32)을 생성하는 반면, 처리되지 않은 열원 물질(18)(또는 처리의 개시 단계에 있는 열원 물질(18) 근처에 있는 세라믹 물질(16)은 소결되지 않은 채로 잔류한다.

따라서, 모든 열원 물질(18)이 레이저 빔(12)에 의해 처리되면, 모든 세라믹 물질(16)이 소결되고, 이로써 소결된 세라믹 층을 형성한다. 투명한 세라믹 물질(16)의 경우, 세라믹 물질(16)은 레이저 빔(12)으로부터 무시할 정도의 양의 에너지를 흡수하고, 열원 물질(18)이 실질적으로 세라믹 물질(16)에 대한 유일한 열원이다. 투명한 물질의 경우에, 레이저 빔(12)으로부터의 일부 에너지가 또한 세라믹 물질(16)에 의해 직접 흡수될 수 있다.

열원 물질(18)의 존재는 그 안에 열원 물질(18) 없이 소결되는 세라믹 층의 형태와 비교한 경우 층(14)의 형태에서 불일치부(40)를 형성한다. 열원 물질(18)은 레이저 처리 동안 적어도 부분적으로 휘발하는 비산 물질(34)일 수 있다. 특히 비산 물질은 용이하게 연소하고, 둘러싸고 있는 세라믹 입자들에 열전달을 가능하게 하는 어떠한 물질일 수 있다. 예시적인 물질들은 폴리에스테르(polyester), 그라파이트(graphite) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함한다. 이러한 예시적인 구체예에서, 비산 물질(34)은 완전히 휘발되어, 소결된 세라믹(32) 중에 공극(42)을 남긴다. 공극(42)은 비산 물질(34)의 모양과 일반적으로 일치하는 모양을 취한다. 따라서, 비산 물질(34)이 세라믹 분말과 비교하여 비교적 크고 이산된 바디(discrete body)인 경우, 공극(42)은 유사하게 층(14) 내에서 비교적 크고, 이산되어 있다.

도 2는 도 1의 공정에 의해 형성된 층(14)의 개략적인 측면도로, 층(14)은 그 안에 공극들(42)을 갖는 소결된 세라믹(32)으로 구성된다. 공극들(42)은 소결된 세라믹(32)의 밀도를 감소시키고, 이에 따라 소결된 세라믹(32)의 다공율을 증가시킨다. 이와 같이, 소결된 세라믹(32)의 다공율의 양 및 분포가 조절될 수 있고, 이에 따라 맞추어질 수 있다. 도 2에 도시된 층(14)은 부가적 제조 공정으로 생성된 하나의 층일 수 있으며, 이때 추가 층(미도시됨)은 그 위에 요망하는 수의 층들에 도달하고, 열적 배리어 코팅(TBC)(미도시됨)이 형성될 때까지 반복적으로 처리된다.

다르게는, 열원 물질(18)이 전혀 휘발되지 않아, 불일치부들(40) 중 어느 하나에 대해 표시된 바와 같이 잔류 물질(36)을 남긴다. 또 다른 대안의 예시적 구체예에서, 비산 물질(34)은 단지 부분적으로 휘발하여 그것의 사전-처리된 용적과 비교할 때 감소된 용적의 물질을 남긴다. 또 다른 예시적 구체예에서, 일부 열원 물질(18)은 비산일 수 있고, 일부는 아닐 수 있으며, 비산 물질(34) 및 비-비산 물질(non-fugitive material) 둘 모두를 지닌 복합 열원 물질(18)이 있을 수 있다. 잔류 물질(36)은 가스 터빈 엔진에서 작동하는 동안에 휘발될 것으로 예상될 수 있거나, 잔류할 것으로 예상될 수 있다. 어떠한 잔류 물질(36)은 가스 터빈 엔진에서의 작동 동안 및/또는 취급 동안에 추가 기능을 수행하는데 의존될 수 있다. 예를 들어, 잔류 물질(36)은 마커(marker) 물질일 수 있고, TBC에 더욱 치밀하게 더 깊이 패킹(packing)되도록 소결된 세라믹 내에 놓일 수 있다. 가스 터빈 엔진으로부터의 배기가스는 이러한 마커 물질에 대해 모니터링(monitoring)될 수 있고, TBC의 마모량이 평가될 수 있다.

도 3은 불일치부들(40)을 지닌 소결된 세라믹(32)의 층(14)을 형성시키는 공정의 대안의 예시적 구체예를 개략적으로 나타낸다. 여기서, 열원 물질(18)은 분말 형태 뿐만 아니라 세라믹 물질(16)로 존재한다. 레이저 빔(12)이 층(14)을 처리함에 따라, 층은 보다 미세한 불일치부들(40)을 지닌 소결된 세라믹(32)을 형성한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 레이저 빔(12)에 의해 완전히 처리되면, 층(14)은 도 2에서 보여지는 다공율의 형태와 비교할 때 상대적으로 균일한 다공율을 지닌 소결된 세라믹(32)으로 구성된다. 따라서, 도 2 및 4에서 층들(14)은 동일량의 다공율을 가질 수 있지만, 형태는 완전히 상이할 수 있다. 대안적으로, 다공율의 양은 또한 달라질 수 있다.

다공율은 특히, 열전도도, 스트레인 허용오차(strain tolerance), 댐핑(damping)/내부 마찰, 및 마멸성에 영향을 미치고, 이에 따라 본원에서 기술되는 바와 같이 부가적 제조 공정을 통해 층별(layer-by-layer) 방식으로 TBC를 형성하는 능력과 함께, 층(14) 내에서 다공율을 조절하는 능력이 기능에 있어서 국소적 변동을 지닌 TBC의 형성을 가능하게 한다. 도 5는 부가적 제조 공정을 통해 형성된 복수의 층들(14)을 갖는 TBC 코팅(50)의 예시적 구체예를 기술한 것이다. 상부 영역(52)은 제1의 상대적으로 더 다공성인 형태를 나타내고, 하부 영역(54)은 제2의 상대적으로 더 낮은 다공성의 형태를 나타낸다. 제1의, 상대적으로 더 다공성인 형태는, 예를 들어 8 내지 12 퍼센트(percent)의 다공율일 수 있으며, 이는 마멸성 및 보다 낮은 열 전도도 때문에 더 유리하다. 제2의, 상대적으로 더 낮은 다공율의 형태는 접착 및 스트레인 허용오차에 대해 더 유리하다. 또한, 층들의 두께(56)는 요망하는 처리 속도와 처리되고 있는 층의 다공율 등을 부합시키기 위해 공정 제한 내에서 요망에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있다. 상이한 다공율 형태들은 함께 하부 영역(54)에서 기판에 TBC를 부착시키는데, 그리고 예를 들어 가스 터빈 엔진 내 블레이드들(blades)의 팁들(tips)에서 클리어런스 제어 장치(clearance control arrangement)의 일부로서 상부 영역(52)를 사용하는데 아주 적합한 다공 구조(58)를 규정한다.

도 6는 부가적 제조 공정을 통해 형성된 복수의 층(14)을 갖는 TBC 코팅(50)의 또 다른 예시적 구체예를 기술한 것이다. 상부 영역(52)들은 또한 제1의 상대적으로 더 다공성인 형태를 나타내고, 하부 영역(54)은 제2의 상대적으로 더 낮은 다공성의 형태를 나타낸다. 상부 영역(52)은 또한 예를 들어 동일한 8 내지 12 퍼센트의 다공율을 나타내지만 상이한 모양을 가질 수 있다. 유사하게, 하부 영역(54)은 또한 도 5에서와 같이 동일한 다공율을 나타낼 수 있지만, 수직 마이크로-크랙들(vertical micro-cracks)(60)을 포함하는 상이한 형태를 가질 수 있다. 마이크로-크랙 또는 마크로-크랙들(macro-cracks)은 예를 들어 형성 공정 동안 지르코니아 방출 응력(zirconia releasing stress)에 의해 형성될 수 있다. 이는 치밀한 수직 크랙 구조에 대해 통상적인 플라즈마 분사 공정(plasma sprayed process)을 위해 성립된 공정과 유사하게, 세라믹에 대해 열 가열을 적절히 조절하는 것을 필요로 할 것이다.

도 7은 부가적 제조 공정을 통해 형성된 복수의 층(14)을 갖는 TBC 코팅(50)의 또 다른 예시적 구체예를 기술한 것이다. 이러한 예시적인 구체예에서, 열원 물질은 구분될 수 있는 프리폼(preform)(62)이고, 각 섹션(section)(64)이 각 층(14)에 적용된다. 어느 한 프리폼(62)이 이해를 돕기 위해 잔류 물질(36)로서 도시된다. 층들(14)이 축적됨에 따라, 불일치부(40)는 집합된 형태로 프리폼(62)의 모양을 취한다. 따라서, 생성된 불일치부는 연속 불일치부로서 복수의 층들(14)에 걸칠 수 있다. 열원 물질(18)이 제거되면, 형성된 다공 구조(58)는 유사하게 복수의 층들(14)에 걸친다. 이러한 높은 제어도는 층(14) 내 및 층별 국소적 맞춤이 다양한 복합 다공 구조(58)를 달성하게 할 수 있다. 이는, 이후 TBC 코팅(50)의 국소적 기능을 크게 제어 가능하게 한다.

도 8는 부가적 제조 공정을 통해 형성된 복수의 층들(14)을 갖는 TBC 코팅(50)의 또 다른 예시적 구체예를 기술한 것이다. 이러한 예시적인 구체예에서, 열원 물질은 구분될 수 있는 프리폼(62)이고, 각 섹션(section)(64)은 각 층(14)에 적용된다. 어느 한 섹션(64)이 이해를 돕기 위해 잔류 물질(36)로서 도시된다. 이러한 예시적인 구체예에서, 어느 하나, 또는 하나 초과의 섹션들(64)이 잔류 물질(36)일 수 있거나, 어느 것도 잔류 물질(36)이 아닐 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 잔류 물질(36)은 요망에 따라 횡방향으로, 그리고 수직으로 패턴화될 수 있다. 이러한 예시적인 구체예에서, 형성되는 불일치부(40)는 TBC 코팅(50)을 통해 보다 복잡한 경로를 취하고, 어떠한 수의 가능한 기하형태들 중 하나 만을 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 사용되는 열원 물질(18)이 비산 물질(34)인 경우, 형성된 다공 구조(58)는 동일하게 복잡할 수 있다. 또한, 다른 곳보다 TBC 코팅(50)의 표면(68) 쪽으로 상대적으로 더 큰 폭(66)이 보이며, 이는 추가의 설계의 자유를 나타낸다.

상술된 바로부터, 본 발명자들은 층별 부가적 제조 공정으로 TBC를 생성하는 혁신적이고 독특한 방법을 고안하였음을 알 수 있다. TBS는 각각의 층 뿐만 아니라 층별 내에 국소적으로 맞추어져서 요망하는 국소적 기능에 맞추어진 요망하는 다공 구조를 달성할 수 있다. 기재된 방법은 비통상적인 방식으로 통상적인 장비를 사용하여 이러한 공정을 가능하게 하고, 이로써 구현하는데 비용이 거의 들지 않는다. 따라서, 이는 당해 기술에서의 개선을 나타낸다.

본 발명의 다양한 구체예들이 본원에서 보여지고, 기술되었지만, 이러한 구체예들은 단지 예로서 제시되는 것임이 명백할 것이다. 본 발명으로부터 벗어나지 않고 다수의 변형들, 변경들 및 치환들이 본원에서 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구범위의 사상 및 범위에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims

세라믹(ceramic) 물질(16) 내에 배치된 열원 물질(18)을 레이저(laser) 가열하고;
레이저 가열에 의해 열원 물질에서 생성된 열 에너지(heat energy)를 사용하여 세라믹 물질을 소결함으로써 열원 물질에 의해 야기된 불일치부들(inconsistencies)(40)을 포함하는 소결된 세라믹(32)을 형성시킴을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 열원 물질을 레이저 가열하기 위해 사용되는 레이저 빔(laser beam)(12)에 투명 또는 반투명한 세라믹 물질을 사용함을 추가로 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 열원 물질을 레이저 가열할 때 세라믹 물질을 통하여 레이저 빔을 통과시킴을 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 소결된 세라믹이 복수의 층들(14)을 포함하는 세라믹 코팅(coating)(50)의 층을 규정하고, 방법이 부가적 제조 공정의 일부로서 각 층에 대해 레이저 가열 및 소결 단계를 반복함으로써 복수의 층들을 형성시킴을 추가로 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 열원 물질이 비산 물질(fugitive material)(34)을 포함하며, 방법이 레이저 가열 및 소결 단계 동안 비산 물질을 일부 또는 전부 휘발시킴을 추가로 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 불일치부들이 세라믹 코팅의 상부 영역(52)에서 상대적으로 더 큰 다공율(porosity)을 형성하고, 세라믹 코팅의 하부 영역(54)에서 상대적으로 더 낮은 다공율을 형성하는 방법.
제5항에 있어서, 불일치부들이 복수의 층들에 걸치는 다공 구조(porosity architecture)(58)를 형성하는 방법.
레이저 가열 공정을 사용하여 비산 물질 중에 열 에너지를 생성시키고;
비산 물질을 둘러싼 세라믹 물질을 소결시키기 위해, 그리고 비산 물질을 휘발시키기 위해 열 에너지를 사용함으로써 소결된 세라믹 내에 공극(42)을 형성시킴을 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 레이저 가열 공정에서 사용되는 레이저 빔을 투명 또는 반투명 세라믹 물질을 통해 유도함을 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 레이저 빔을 투명 또는 반투명 세라믹 물질을 통해 유도하기 전에 세라믹 물질 내에 비산 물질을 완전히 잠기게 함을 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 레이저 가열 공정을 수행하기 위해 합금 분말을 처리하도록 구성된 선택적 레이저 용융 장치(selective laser melting apparatus)를 사용함을 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 레이저 가열 공정을 수행하기 위해 1024 내지 1064 나노미터(nanometer)의 작동 주파수를 포함하는 펄스 레이저 빔(pulsed laser beam)을 사용함을 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 소결된 세라믹이 부가적 제조 공정의 복수의 반복들 중 한번의 반복으로서 형성되고, 방법이 부가적 제조 공정을 통해 복수의 소결된 세라믹들을 포함하는 세라믹 코팅을 형성함을 추가로 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상부 영역에서 공극들 및 저부 영역에서 상이한 공극들 및 마이크로 크랙들(micro-cracks)(60) 및 마크로-크랙들(macro-cracks) 중 하나 이상을 포함하는 다공 구조를 포함하는 코팅을 형성함을 추가로 포함하는 방법.