JPH0693403A

JPH0693403A - 被膜形成のための条件決定方法

Info

Publication number: JPH0693403A
Application number: JP26925892A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nogami; 敦嗣野上; Michitoshi Ito; 三千寿井藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2779741B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な形状を有する部材への溶射等による被
膜形成のための最適操業条件を、実操業実験を行うこと
なく決定する。【構成】被処理面を充分に細かいメッシュに分割し、
各メッシュにおける膜厚をその中心の膜厚で代表させ
る。そして、計算機を用い、各メッシュに対する溶射ビ
ームの入射角度、溶射強度、メッシュ間の反射等を考慮
して各メッシュへの時間ステップ毎の総付着量を計算
し、且つ、被膜形成による実際の付着面の変化を考慮す
るためにその時間ステップ毎の総付着量からメッシュ座
標を変更しつつ膜厚計算を行う。また、膜厚設定値との
誤差が大きい箇所を重点的に溶射するように操業条件を
変更制御しながら膜厚計算を行うことにより、最適操業
条件を直接求めることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理面に固体粒子、
液体、気体若しくはこれらの混合物を吹き付けて被膜を
形成するための条件を計算機を用いて決定する方法に関
し、例えば、複雑な３次元曲面形状を有する部材への溶
射プロセスの最適操業条件を実操業を行うことなく決定
する場合に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば複雑な３次元曲面形状を有する部
材への溶射等の噴射による付着粒子の膜厚分布を数値シ
ミュレーションで推定する試みは報告されておらず、従
って、数値シミュレーションに基づき部材の形状に応じ
た噴射ビームや部材の動きの制御を決定する方法も存在
しない。これは、従来、多くの場合、対象となる部材が
平板や丸棒といった単純な形状であったため、噴射ビー
ムの動きや部材の回転等を複雑に制御しなくとも比較的
容易に所望の付着量分布が得られたことや、後工程にお
いて所望の形状に研磨することで対応できたため、数値
シミュレーションに基づく制御法の開発が必要なかった
ことによる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
溶射技術等の発展に伴い、複雑な形状を有する部材、例
えばタービンブレード等への耐熱材料の溶射が行われる
ようになったが、このような場合、それまでのような単
純な制御では所望の付着量分布を得ることができず、ま
た、溶射粒子が耐磨耗性に優れた材料である場合には、
溶射後の研削も困難であった。

【０００４】そこで、例えば、タービンブレードへの耐
熱材料の溶射の場合には、従来、実際の溶射実験による
試行錯誤で最適溶射条件の探索を行っていた。これは、
溶射実験後に部材を複数断面に切断し、各断面での付着
粒子の膜厚を測定することにより、全体の膜厚分布を求
めるという方法である。このような方法のため、１つの
制御条件、即ち、溶射ガンや部材の動き、回転条件等と
いった個々の制御条件についての結果を得るのに１週間
以上もの日時を要し、総合的な最適条件を得るには莫大
な時間が必要であった。

【０００５】要するに、従来は、複雑形状を有する部材
への溶融粒子等の所望の付着量分布を与える例えば噴射
ビームや部材の動作制御条件を得るためには、実操業で
の試行錯誤実験によるしかなかったため、多大な日時と
コストを要し、その最適操業条件を得ることが非常に困
難であった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、計算機を用いた
シミュレーション実験により、溶射等による噴射粒子の
所望の付着量分布即ち膜厚分布を与える最適操業条件を
効率的且つ系統的に得ることができる被膜形成のための
条件決定方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、被処理面に、固体粒子、液体、気
体若しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き
付けて、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計
算機を用いて決定する方法において、前記被処理面を複
数の小領域に分割し、各小領域の中心部の膜厚でその小
領域全体の膜厚を代表させ、時間ステップを更新しなが
ら、各小領域毎にその中心部に形成される膜厚を計算
し、予め与えた操業条件の下で、前記被処理面の膜厚分
布を求める。

【０００８】本発明の別の態様では、被処理面に、固体
粒子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜
形成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成する
ための条件を計算機を用いて決定する方法において、前
記被処理面を複数の小領域に分割し、各小領域の中心部
の膜厚でその小領域全体の膜厚を代表させ、時間ステッ
プを更新しながら、各小領域毎にその中心部に形成され
る膜厚を計算し、予め与えた最適膜厚値との差が大きい
小領域部分に重点的に前記被膜形成材料を付着させるべ
く操業条件を変化させながら上述の計算を繰り返し、前
記被処理面の膜厚分布の誤差が所定範囲内になった時点
で、得られた操業条件のデータを出力する。

【０００９】本発明の好ましい態様では、各小領域への
前記被膜形成材料の付着量に応じて時間ステップ毎に各
小領域の座標データを変更し、これにより、各時刻にお
いて前記被膜形成材料が付着する付着面の形状を変化さ
せる。

【００１０】本発明の更に好ましい態様では、各小領域
における反射を考慮して膜厚計算を行う。

【００１１】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む操業条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了
時刻を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しようとす
る時刻における操業状態を決定するステップと；（ｃ）
各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて
各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算するステ
ップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領
域への前記被膜形成材料の付着量に応じて前記小領域群
の座標データを変更するステップと；（ｅ）前記計算終
了時刻になったか否かを判定し、前記計算終了時刻にな
っていない場合には、時間ステップを更新した後、前記
ステップ（ｂ）に戻り、前記計算終了時刻になった場合
には次のステップに進むステップと；（ｆ）各小領域で
の最終膜厚を計算し、前記被処理面での膜厚分布のデー
タを出力するステップとを有する。

【００１２】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む操業
条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了時刻を夫
々入力するステップと；（ｂ）計算しようとする時刻に
おける操業状態を決定するステップと；（ｃ）各小領域
と前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて各小領域
への前記被膜形成材料の直接の付着量及び各小領域で反
射する前記被膜形成材料の反射方向を夫々計算するステ
ップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方
向のデータを用いて、小領域間での反射による各小領域
への前記被膜形成材料の付着量を計算するステップと；
（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと；（ｆ）前記計算終了時刻になったか
否かを判定し、前記計算終了時刻になっていない場合に
は、時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に
戻り、前記計算終了時刻になった場合には次のステップ
に進むステップと；（ｇ）各小領域での最終膜厚を計算
し、前記被処理面での膜厚分布のデータを出力するステ
ップとを有する。

【００１３】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む操業条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了
時刻を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しようとす
る時刻における操業状態を決定するステップと；（ｃ）
各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて
各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及び各小
領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫々計算
するステップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められ
た反射方向のデータを用いて、小領域間での反射による
各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算するステ
ップと；（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領
域への直接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた
各小領域への反射による付着量とから各小領域への総付
着量を計算するステップと；（ｆ）前記ステップ（ｅ）
で求められた各小領域への前記被膜形成材料の総付着量
に応じて前記小領域群の座標データを変更するステップ
と；（ｇ）前記計算終了時刻になったか否かを判定し、
前記計算終了時刻になっていない場合には、時間ステッ
プを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記計算
終了時刻になった場合には次のステップに進むステップ
と；（ｈ）各小領域での最終膜厚を計算し、前記被処理
面での膜厚分布のデータを出力するステップとを有す
る。

【００１４】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域での膜厚設
定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々入力する
ステップと；（ｂ）計算しようとする時刻における操業
状態を決定するステップと；（ｃ）各小領域と前記噴射
源との相対的な位置関係に基づいて各小領域への前記被
膜形成材料の付着量を計算するステップと；（ｄ）各小
領域において、その時点での膜厚と前記膜厚設定値との
間の誤差を計算するステップと；（ｅ）前記ステップ
（ｄ）で求められた誤差が前記許容誤差範囲内にあるか
否かを判定し、前記許容誤差範囲内にない小領域が存在
する場合に、その誤差が最も大きい小領域の部分に重点
的に前記被膜形成材料を噴射するように前記操業条件の
うちの少なくとも１種を変更し且つ時間ステップを更新
した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、全ての小領域での
誤差が前記許容誤差範囲内にある場合には次のステップ
に進むステップと；（ｆ）得られた操業条件のデータを
出力するステップとを有する。

【００１５】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域で
の膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々
入力するステップと；（ｂ）計算しようとする時刻にお
ける操業状態を決定するステップと；（ｃ）各小領域と
前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて各小領域へ
の前記被膜形成材料の付着量を計算するステップと；
（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の付着量に応じて前記小領域群の座標デ
ータを変更するステップと；（ｅ）各小領域において、
その時点での膜厚と前記膜厚設定値との間の誤差を計算
するステップと；（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められ
た誤差が前記許容誤差範囲内にあるか否かを判定し、前
記許容誤差範囲内にない小領域が存在する場合に、その
誤差が最も大きい小領域の部分に重点的に前記被膜形成
材料を噴射するように前記操業条件のうちの少なくとも
１種を変更し且つ時間ステップを更新した後、前記ステ
ップ（ｂ）に戻り、全ての小領域での誤差が前記許容誤
差範囲内にある場合には次のステップに進むステップ
と；（ｇ）得られた操業条件のデータを出力するステッ
プとを有する。

【００１６】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域での膜厚設
定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々入力する
ステップと；（ｂ）計算しようとする時刻における操業
状態を決定するステップと；（ｃ）各小領域と前記噴射
源との相対的な位置関係に基づいて各小領域への前記被
膜形成材料の直接の付着量及び各小領域で反射する前記
被膜形成材料の反射方向を夫々計算するステップと；
（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと；（ｅ）前
記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直接の付着
量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域への反射
による付着量とから各小領域への総付着量を計算するス
テップと；（ｆ）各小領域において、その時点での膜厚
と前記膜厚設定値との間の誤差を計算するステップと；
（ｇ）前記ステップ（ｆ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと；（ｈ）得られ
た操業条件のデータを出力するステップとを有する。

【００１７】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域で
の膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々
入力するステップと；（ｂ）計算しようとする時刻にお
ける操業状態を決定するステップと；（ｃ）各小領域と
前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて各小領域へ
の前記被膜形成材料の直接の付着量及び各小領域で反射
する前記被膜形成材料の反射方向を夫々計算するステッ
プと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向
のデータを用いて、小領域間での反射による各小領域へ
の前記被膜形成材料の付着量を計算するステップと；
（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと；（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求めら
れた各小領域への前記被膜形成材料の総付着量に応じて
前記小領域群の座標データを変更するステップと；
（ｇ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと；（ｈ）前記
ステップ（ｇ）で求められた誤差が前記許容誤差範囲内
にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内にない小領
域が存在する場合に、その誤差が最も大きい小領域の部
分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するように前記操
業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ時間ステッ
プを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、全ての小
領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある場合には次の
ステップに進むステップと；（ｉ）得られた操業条件の
データを出力するステップとを有する。

【００１８】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時刻、各小
領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲
を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しようとする時
刻における操業状態を決定するステップと；（ｃ）各小
領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて各小
領域への前記被膜形成材料の付着量を計算するステップ
と；（ｄ）前記制御開始時刻になったか否かを判定し、
前記制御開始時刻になっていない場合には、時間ステッ
プを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御
開始時刻になったか又は過ぎている場合には次のステッ
プに進むステップと；（ｅ）各小領域において、その時
点での膜厚と前記膜厚設定値との間の誤差を計算するス
テップと；（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた誤差
が前記許容誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容
誤差範囲内にない小領域が存在する場合に、その誤差が
最も大きい小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を
噴射するように前記操業条件のうちの少なくとも１種を
変更し且つ時間ステップを更新した後、前記ステップ
（ｂ）に戻り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範
囲内にある場合には次のステップに進むステップと；
（ｇ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有する。

【００１９】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時
刻、各小領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容
誤差範囲を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しよう
とする時刻における操業状態を決定するステップと；
（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた
各小領域への前記被膜形成材料の付着量に応じて前記小
領域群の座標データを変更するステップと；（ｅ）前記
制御開始時刻になったか否かを判定し、前記制御開始時
刻になっていない場合には、時間ステップを更新した
後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御開始時刻にな
ったか又は過ぎている場合には次のステップに進むステ
ップと；（ｆ）各小領域において、その時点での膜厚と
前記膜厚設定値との間の誤差を計算するステップと；
（ｇ）前記ステップ（ｆ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと；（ｈ）得られ
た操業条件のデータを出力するステップとを有する。

【００２０】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時刻、各小
領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲
を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しようとする時
刻における操業状態を決定するステップと；（ｃ）各小
領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基づいて各小
領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及び各小領域
で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫々計算する
ステップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反
射方向のデータを用いて、小領域間での反射による各小
領域への前記被膜形成材料の付着量を計算するステップ
と；（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域へ
の直接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小
領域への反射による付着量とから各小領域への総付着量
を計算するステップと；（ｆ）前記制御開始時刻になっ
たか否かを判定し、前記制御開始時刻になっていない場
合には、時間ステップを更新した後、前記ステップ
（ｂ）に戻り、前記制御開始時刻になったか又は過ぎて
いる場合には次のステップに進むステップと；（ｇ）各
小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚設定値と
の間の誤差を計算するステップと；（ｈ）前記ステップ
（ｇ）で求められた誤差が前記許容誤差範囲内にあるか
否かを判定し、前記許容誤差範囲内にない小領域が存在
する場合に、その誤差が最も大きい小領域の部分に重点
的に前記被膜形成材料を噴射するように前記操業条件の
うちの少なくとも１種を変更し且つ時間ステップを更新
した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、全ての小領域での
誤差が前記許容誤差範囲内にある場合には次のステップ
に進むステップと；（ｉ）得られた操業条件のデータを
出力するステップとを有する。

【００２１】本発明の一態様では、被処理面に、固体粒
子、液体、気体若しくはこれらの混合物からなる被膜形
成材料を吹き付けて、前記被処理面に被膜を形成するた
めの条件を計算機を用いて決定する方法において；
（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時
刻、各小領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容
誤差範囲を夫々入力するステップと；（ｂ）計算しよう
とする時刻における操業状態を決定するステップと；
（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと；（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求
められた反射方向のデータを用いて、小領域間での反射
による各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと；（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた
各小領域への直接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求め
られた各小領域への反射による付着量とから各小領域へ
の総付着量を計算するステップと；（ｆ）前記ステップ
（ｅ）で求められた各小領域への前記被膜形成材料の総
付着量に応じて前記小領域群の座標データを変更するス
テップと；（ｇ）前記制御開始時刻になったか否かを判
定し、前記制御開始時刻になっていない場合には、時間
ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前
記制御開始時刻になったか又は過ぎている場合には次の
ステップに進むステップと；（ｈ）各小領域において、
その時点での膜厚と前記膜厚設定値との間の誤差を計算
するステップと；（ｉ）前記ステップ（ｈ）で求められ
た誤差が前記許容誤差範囲内にあるか否かを判定し、前
記許容誤差範囲内にない小領域が存在する場合に、その
誤差が最も大きい小領域の部分に重点的に前記被膜形成
材料を噴射するように前記操業条件のうちの少なくとも
１種を変更し且つ時間ステップを更新した後、前記ステ
ップ（ｂ）に戻り、全ての小領域での誤差が前記許容誤
差範囲内にある場合には次のステップに進むステップ
と；（ｊ）得られた操業条件のデータを出力するステッ
プとを有する。

【００２２】

【作用】本発明の被膜形成のための条件決定方法におい
ては、計算機を用い、まず、被処理面をメッシュ等の小
領域に分割し、各小領域から噴射源を臨む角度、各小領
域と噴射源との距離、各小領域での反射等を考慮して各
小領域への被膜形成材料の付着量を、時間を刻みながら
計算し、被処理面での膜厚分布を求める。そして、これ
を、被処理面と噴射源との相対的な位置関係を変化させ
る移動制御や噴射源からの噴射強度の制御等の操業条件
を種々に変えて行うことにより、所望の膜厚分布を与え
る最適操業条件を容易且つ短時間に求めることができ
る。

【００２３】或いは、最適膜厚分布と許容誤差範囲とを
予め計算機に入力しておき、上述の計算で求められる各
小領域での膜厚が全て許容誤差範囲内に入るように計算
機上で操業条件を変化させながら計算を行うことによ
り、最適操業条件を直接求めることもできる。

【００２４】図１を参照して、本発明の全体的な流れを
概略的に説明する。

【００２５】まず、部材の被処理面を分割した小領域群
の座標データ、部材と噴射源との相対的な位置関係及び
それらの移動制御並びに被膜形成材料の噴射強度及びそ
の制御等の操業条件のデータ、並びに、計算の時間ステ
ップΔｔを含む各種データを計算機に入力した後、時刻
ｔにおける操業状態を決定する。

【００２６】次に、その時刻ｔにおける各小領域と噴射
源との相対的な位置関係、即ち、距離及び角度に基づ
き、噴射源からの直接の噴射ビームにより各小領域に付
着する被膜形成材料の量及び各小領域で反射する被膜形
成材料の反射方向を夫々計算する。そして、ここで求め
られた各小領域への直接の付着量及び各小領域での反射
方向は、夫々、小領域毎にメモリ等の記憶手段に記憶さ
せる。

【００２７】次に、記憶されている各小領域での反射方
向のデータを用い、各小領域からの反射ビームを噴射源
からの直接の噴射ビームと見做して上述と同様の計算を
行うことにより、小領域間での反射による被膜形成材料
の付着量を求める。ここで求められた各小領域への反射
による付着量は、積算型の記憶手段に記憶させる。即
ち、この記憶手段は、小領域毎にアドレスが指定されて
おり、その小領域へ反射してきた被膜形成材料の付着量
を積算しながら記憶する。

【００２８】次に、記憶されている各小領域への直接の
付着量と反射による付着量とを足してその時刻ｔにおけ
る各小領域への総付着量を計算する。

【００２９】次に、この時刻ｔにおける各小領域への総
付着量に基づき、各小領域の座標データを変更する。こ
れは、被処理面に被膜が形成されるに従い、被膜形成材
料の付着面である被膜表面の形状が変化し、特に、各小
領域の向きが変わってその付着量や反射方向が変化する
ための補正である。そこで、本発明においては、時刻ｔ
における各小領域への被膜形成材料の総付着量に基づ
き、新たに形成される被膜表面が新たな被処理面として
分割されるように各小領域の座標を変更する。これによ
り、各小領域の向きが実際の付着面を忠実に反映したも
のとなる。なお、この補正は、形成される被膜が比較的
厚い場合に必要となり、例えば、５０ｍｍ×１４０ｍｍ
の被処理面に対して約０．１ｍｍ以上の被膜を溶射によ
り形成する場合で、小領域の向きが数度程度変化する場
合には不可欠である。一方、被膜が薄く、小領域の角度
変化がそれ程問題にならない場合には、この処理は特に
行わなくても良い。

【００３０】以上の計算を時間ステップを更新（ｔ＝ｔ
＋Δｔ）しながら繰り返し行うことにより、被処理面へ
の被膜形成を計算する。なお、部材の形状によって反射
を考慮する必要がない場合には、上述した反射の計算は
特に行う必要はない。

【００３１】次に、被処理面に形成された膜厚を計算す
るが、上述したように小領域の座標を変更しながら計算
を行った場合には、最終的に得られた各小領域の座標と
最初に入力した各小領域の座標の初期値とを比較し、そ
の差を計算して、最終的な膜厚を求める。そして、操業
条件の変更制御を行わない場合には、この状態で得られ
た膜厚分布のデータを出力して処理を終わる。

【００３２】一方、操業条件の変更制御を行う場合に
は、得られた各小領域での膜厚と予め入力した膜厚設定
値とを比較し、その誤差を計算する。そして、その誤差
が、予め入力した許容誤差範囲内にない小領域があれ
ば、予め指定した操業条件、例えば、噴射源の移動制
御、部材の移動又は回転制御、被膜形成材料の噴射強度
等を適宜変更し、誤差が最も大きい小領域の部分を中心
に重点的に被膜形成材料が噴射されるようにする。

【００３３】そして、以上に説明した計算を時間ステッ
プを更新しながら更に繰り返し、全ての小領域での膜厚
が許容誤差範囲内に入った時に、その時点で得られてい
る操業条件のデータ及び必要な場合には膜厚分布のデー
タを出力する。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例につき図２〜図１０を
参照して説明する。

【００３５】まず、凹凸面から構成されるタービンブレ
ードのような３次元物体の表面に溶射を行う場合を例に
とって、その計算方法を説明する。

【００３６】溶射の噴射ビーム（以下、「溶射ビーム」
と称する。）は、溶射方向に対して一定角度で広がり、
溶射ガンの向いている方向に垂直な断面では溶射粒子密
度が正規分布的に広がる性質を持つことから、溶射ガン
の位置を原点として、点（ｘ，ｙ，ｚ）での単位時間当
りの付着量Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）は、２次元正規分布で表す
ことができる。この時、溶射ビーム中心での強度やビー
ムの広がり方は、平板への溶射実験等で容易に求めるこ
とができる。

【００３７】一方、図２及び図３に示すように、被処理
面である部材１の表面は、充分に小さな例えば長方形若
しくは正方形のメッシュに分割して表現し、各メッシュ
内では溶射粒子が均一に付着し且つその付着量が各メッ
シュの中心位置での付着量で代表されると仮定する。こ
の時、或るメッシュｍの中心点の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）
とすると、溶射中の或る時刻ｔから微小時間ｄｔ間のそ
のメッシュｍへの付着量ＴＨ（ｍ）は次式（１）で表さ
れる。

【００３８】ＴＨ（ｍ）＝Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）・ cosθ・Ｄ（θ）・ｄｔ … （１）但し、Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）：点（ｘ，ｙ，ｚ）での単位時間当り
の付着量 θ：時刻ｔにおける溶射ビームのメッシュへの入射角Ｄ（θ）：入射角θでの付着率ｄｔ：溶射時間

【００３９】図２に、上述のようなメッシュに分割した
タービンブレード等の部材１の表面に溶射ビーム２が入
射角θをもって当たる様子を示す。この時、計算しよう
とするメッシュが溶射ガンに面していなかったり、その
メッシュが他のメッシュにより溶射ガンに対して陰にな
る場合には、そのメッシュへの付着量は“０”とする。

【００４０】メッシュ間での溶射ビームの反射について
は、図３に示すように、ビームが、その正反射方向を中
心に更に正規分布状に広がると考えることができる。こ
の時、反射するメッシュへの付着率Ｄ（θ）は、例えば
入射角θがしきい値以下では“１”、しきい値より大き
い場合には、そのメッシュに対して垂直方向の運動エネ
ルギーに比例すると仮定し、付着率Ｄ（θ）と反射率Ｒ
（θ）を次式（２）及び（３）で夫々表すことができ
る。

【００４１】Ｄ（θ）＝（ cosθ／ cosθ₀）² （θ＞θ₀）＝１（θ≦θ₀） … （２）Ｒ（θ）＝１−Ｄ（θ） … （３）但し、 θ₀：入射角のしきい値

【００４２】これにより、例えば、図３に示すように、
メッシュｍからの反射によるメッシュｉへの溶射粒子の
付着量ＲＨ（ｉ）は、以下のようにして計算できる。

【００４３】ＲＨ（ｉ）＝ＲＦ（ｍ）・Ｇ（ｒ）・ cosφ・Ｄ（φ） … （４）但し、ＲＦ（ｍ）：メッシュｍからの反射量Ｇ（ｒ）：メッシュｉの中心位置での反射ビーム強度ｒ：メッシュｉの中心から反射ビーム中心軸までの距離 φ：メッシュｉへの反射ビームの入射角Ｄ（φ）：入射角φでの付着率

【００４４】ここで、メッシュｍからの反射量ＲＦ
（ｍ）は、上記式（１）〜（３）から、次式（５）で表
される。

【００４５】ＲＦ（ｍ）＝Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）・ cosθ・Ｒ（θ）・ｄｔ … （５）

【００４６】一方、Ｇ（ｒ）は、反射ビーム３が正規分
布的に広がっていくと仮定すると、次式（６）で与える
ことができる。

【００４７】Ｇ（ｒ）＝（１／２σ_i ²) exp ( −ｒ²／２σ_i ²) … （６）但し、 σ_i：メッシュｉの中心を通り反射ビーム中心軸に垂直
な平面上での標準偏差（反射ビームの広がりを表す。）

【００４８】メッシュｉの位置での反射ビーム３の広が
りの標準偏差σ_iは、メッシュｍの位置での入射ビーム
２の標準偏差σ_mと次式（７）の関係にある。

【００４９】 σ_i＝σ_m・（ＯＭ＋ＭＩ）／ＯＭ … （７）但し、ＯＭ：溶射ガンからメッシュｍの中心までの距離ＭＩ：メッシュｍの中心からメッシュｉの中心を通り反
射ビーム中心軸に垂直な平面までの距離

【００５０】σ_mは溶射ビームの性質に依存したパラメ
ータであるが、通常、メッシュｍの反射ビーム中心軸方
向への正射影像の円相当半径を与えても良い近似とな
る。

【００５１】反射した溶射ビーム３の再反射も同様にし
て計算することが可能であるが、その効果は小さいた
め、通常は、１回の反射を考慮すれば充分である。

【００５２】上述のようにして計算した溶射ガンからの
溶射ビーム２による直接の付着量と他のメッシュからの
反射ビーム３による付着量を加算することにより、微小
時間Δｔ（＝ｄｔ）間の各メッシュへの総付着量を計算
することができ、この総付着量を時間ステップ毎に積算
していくことにより各メッシュでの膜厚を計算すること
ができる。

【００５３】但し、例えば溶射の場合には、通常、膜厚
が大きくなるため、それによる溶射粒子の付着面の形状
変化が無視できない。このため、時間の経過とともに、
各メッシュへの直接の付着量や反射の様子が、実際の現
象から大きく外れていき、正確な膜厚分布を得ることが
できなくなる。そこで、実施例では、上述したようにし
て微小時間Δｔ間の各メッシュへの総付着量を求め、各
メッシュの膜厚増加を計算した後、メッシュ座標を変更
する。

【００５４】メッシュの座標データとしては、通常、メ
ッシュを構成する節点の座標値を用いる。従って、図４
に示すように、例えばメッシュＭ₁の中心位置の座標Ｏ
（ｘ，ｙ，ｚ）は、そのメッシュＭ₁の４つの頂点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの座標値から計算により求められる。そし
て、上述の計算により、或る時刻ｔでの各メッシュの膜
厚増加が求められた後、メッシュを構成する各節点の座
標値を変更する。例えば、節点Ａの座標値を変更する場
合、その節点Ａを共有する４つのメッシュＭ₁、Ｍ₂、
Ｍ₃、Ｍ₄での膜厚増加分の平均値を節点Ａの座標値に
加える。

【００５５】このようにして、時間ステップΔｔ毎にメ
ッシュの座標値を変更することにより、膜厚が大きくな
った場合でも、各メッシュへの直接の付着量及び溶射ビ
ームの反射方向を夫々正確に求めることができ、従っ
て、膜厚を正確に計算することができる。

【００５６】図５に、実際の溶射装置の概略図を示す。
溶射ガン４は、ガン駆動機構５により、ｘ、ｙ、ｚの３
方向への移動及び装置によっては首振り動作も可能であ
る。一方、被溶射部材１は、部材駆動機構６により回転
運動が可能であるが、装置仕様によっては、平行移動も
可能である。従って、制御すべき操業条件としては、溶
射ガン４及び被溶射部材１の機械的運動に限っても、溶
射ガン４のｘ、ｙ、ｚ３方向の移動パターン及びその移
動速度並びに被溶射部材１の回転速度の制御が通常必要
であり、場合によっては、これに溶射ガン４の首振り動
作や被溶射部材１の平行移動の制御が加わる。このよう
に自由度の非常に高い操業条件の中から最適な操業条件
を見出すことが本発明の目的であるが、そのために最も
重要なことは、或る時間断面での被溶射部材１への溶射
による付着量の分布を正確に求めることである。

【００５７】図６に、本実施例で使用する計算機の概略
構成を示す。計算機１００は、全体の制御を行うＣＰＵ
１０１、プログラムが格納されているＲＯＭ１０２、主
として一時記憶に使用するＲＡＭ１０３、各装置間のデ
ータのやりとりを行う内部システムバス１０４、オペレ
ータからの指示を入力し且つ所定の情報を表示する操作
表示部１０５、各種データを記憶するメモリ１０６、対
話型グラフィック端末機２００とシステムバス１０４を
接続するＩ／Ｆ（インターフェース）１０７等から構成
されている。

【００５８】次に、ＣＰＵ１０１の動作フローを説明す
る。

【００５９】図７〜図９は、本発明の第１の実施例によ
るフローチャートである。

【００６０】まず、ステップＳ１で初期化を行った後、
ステップＳ２で各種データの入力を行う。入力するデー
タとしては、例えば、部材のメッシュデータ即ちメッシ
ュを構成する節点の座標値、操業条件即ち溶射ガンと部
材の初期位置、動かし方、溶射強度等、計算する時間ス
テップΔｔ及び計算終了時刻（即ち、操業終了時刻）で
ある。

【００６１】次に、ステップＳ３において、計算しよう
とする時刻ｔでの操業状態、即ち、溶射ガンと部材との
相対的な位置関係、部材に対する溶射ビームの入射角
度、溶射強度等を決定する。

【００６２】そして、次に、ステップＳ４において、直
接の付着量・反射方向計算を行う。

【００６３】この処理では、図８に示すように、まず、
ステップＳ４１でメッシュ番号を初期化した後、ステッ
プＳ４２において、計算しようとするメッシュｍから溶
射ガンが見えるかどうかを判定する。そして、そのメッ
シュｍから溶射ガンが見えない場合、即ち、そのメッシ
ュｍが溶射ガンに面していないか、或いは、他のメッシ
ュの陰になっている場合には、ステップＳ４３において
“付着量＝０”として、後述するステップＳ４９に進
む。

【００６４】一方、そのメッシュｍから溶射ガンが見え
る場合には、ステップＳ４４において、そのメッシュｍ
への溶射ビームの入射角度を考慮し、上述した式（１）
及び（２）を用いて直接の付着量を計算する。そして、
求められた付着量を、ステップＳ４５において、メモリ
に記憶させる。

【００６５】次に、ステップＳ４６において、そのメッ
シュｍで反射が起こるか否かを、上述した式（２）に基
づいて判定する。そして、そのメッシュｍへの溶射ビー
ムの入射角θがしきい値θ₀以下で反射が起こらない場
合には、後述するステップＳ４９に進む。

【００６６】一方、そのメッシュｍで反射が起こる場合
には、ステップＳ４７において、その反射方向を計算
し、ステップＳ４８において、その反射方向をメモリに
記憶させる。

【００６７】次に、ステップＳ４９において、そのメッ
シュｍが最終メッシュであるか否かを判定し、そのメッ
シュｍが最終メッシュでない場合には、メッシュ番号を
更新した後、ステップＳ４２に戻る。一方、そのメッシ
ュｍが最終メッシュである場合には、図７のメインルー
チンに戻る。

【００６８】次に、図７に示すように、ステップＳ５の
反射計算を行う。

【００６９】この処理では、図９に示すように、まず、
ステップＳ５１でメッシュ番号を初期化した後、ステッ
プＳ５２において、計算しようとするメッシュｍで反射
が起こるか否かを判定する。そして、そのメッシュｍで
反射が起こらない場合には、後述するステップＳ５７に
進む。

【００７０】一方、そのメッシュｍで反射が起こる場合
には、ステップＳ５３において、先にメモリに記憶させ
ておいた反射方向のデータを用い、反射先に存在するメ
ッシュを決定する。

【００７１】そして、ステップＳ５４で、反射先のメッ
シュｉにおける付着量を、上述した式（１）〜（７）を
用いて計算する。

【００７２】そして、ここで求めた付着量は、ステップ
Ｓ５５において、積算型のメモリに記憶させる。即ち、
このメモリは、例えばメッシュ毎にアドレスが指定され
ており、対象となるメッシュｉの付着量を記憶する時
に、それまでに記憶されている付着量の値にその付着量
の値を積算して記憶する。従って、このメモリでは、他
のメッシュからそのメッシュｉへ反射してくる溶融粒子
の付着量の総計が記憶される。なお、このメモリは、こ
のルーチンに入った直後のステップＳ５１においてクリ
アされ、初期化される。

【００７３】次に、ステップＳ５６において、そのメッ
シュｉがメッシュｍからの最終の反射先メッシュである
か否かを判定し、そのメッシュｉがメッシュｍからの最
終の反射先メッシュでない場合には、反射先メッシュの
番号を更新した後、ステップＳ５４に戻る。

【００７４】一方、そのメッシュｉがメッシュｍからの
最終の反射先メッシュである場合には、ステップＳ５７
において、メッシュｍが最終メッシュであるか否かを判
定する。そして、メッシュｍが最終メッシュでない場合
には、メッシュ番号を更新した後、ステップＳ５２に戻
り、メッシュｍが最終メッシュである場合には、図７の
メインルーチンに戻る。

【００７５】次に、図７に示すように、ステップＳ６に
おいて、ステップＳ４で計算しメモリに記憶させた溶射
ガンからの直接の付着量とステップＳ５で計算しメモリ
に記憶させた反射による付着量とを夫々のメモリから読
み出して加算し、各メッシュへのその時刻ｔでの総付着
量を計算する。

【００７６】次に、ステップＳ７において、上記ステッ
プＳ６で求められた各メッシュへの総付着量に基づき、
図４で説明したように、メッシュの座標値を変更する。

【００７７】次に、ステップＳ８において、計算終了時
刻になったか否かを判定し、計算終了時刻になっていな
い場合には、ステップＳ９において時間ステップを更新
（ｔ＝ｔ＋Δｔ）した後、ステップＳ３に戻る。

【００７８】一方、計算終了時刻になった場合には、ス
テップＳ１０において、最終的に得られたメッシュの座
標値と最初に入力したメッシュ座標の初期値とを比較す
ることにより、各メッシュにおける最終膜厚を計算す
る。

【００７９】そして、ステップＳ１１において、得られ
た膜厚分布のデータを出力し、処理を終了する。

【００８０】以上の手順を、操業条件、即ち、溶射ガン
と部材の相対的な移動制御や溶射強度等を種々に変更し
ながら行い、最適な膜厚分布が得られる操業条件を決定
する。

【００８１】次に、計算機上で操業条件を変更しながら
膜厚分布を計算し、最適操業条件を直接求める本発明の
第２実施例による手順を図１０のフローチャートを参照
して説明する。

【００８２】この手順では、上述した第１の実施例と同
様、ステップＳ１で初期化を行った後、ステップＳ２で
各種データの入力を行う。

【００８３】ここで入力するデータは、部材のメッシュ
データ、操業条件の初期制御条件及び計算する時間ステ
ップΔｔであり、更に、この手順では、上述した第１の
実施例とは異なり、計算終了時刻ではなく、膜厚設定値
と許容誤差範囲を夫々入力する。膜厚設定値は全てのメ
ッシュに対して同じ値で良く、また、メッシュ毎に異な
る値を設定しても良い。許容誤差範囲は、例えば、膜厚
設定値に対して±何％という形で設定する。

【００８４】そして、更に、初期設定した操業条件で或
る時間操業を行った後、操業条件の変更制御を開始する
場合には、その制御開始時刻を入力する。この制御開始
時刻を入力しなければ、計算機は、最初の時間ステップ
から操業条件の変更制御を行う。

【００８５】次に、ステップＳ３〜Ｓ７において、計算
しようとする時刻ｔでの各メッシュへの総付着量を計算
し、メッシュ座標を変更する。これらのステップは、図
７〜図９の第１の実施例で説明したステップＳ３〜Ｓ７
と同様である。

【００８６】そして、この第２の実施例の手順では、次
に、ステップＳ８において、制御開始時刻になったか否
かを判定する。そして、まだ制御開始時刻になっていな
い場合には、ステップＳ９において時間ステップを更新
（ｔ＝ｔ＋Δｔ）した後、ステップＳ３に戻る。

【００８７】一方、制御開始時刻になったか又はその制
御開始時刻を過ぎている場合には、ステップＳ１０にお
いて、その時点で得られているメッシュの座標値と最初
に入力したメッシュ座標の初期値とを比較することによ
り、各メッシュにおける時刻ｔでの膜厚を計算する。

【００８８】次に、ステップＳ１１において、上記ステ
ップＳ１０で求められた各メッシュの膜厚と最初に入力
した膜厚設定値とを比較し、それらの間の誤差を計算す
る。

【００８９】次に、ステップＳ１２において、上記ステ
ップＳ１１で求められた各メッシュにおける誤差が最初
に入力した許容誤差範囲内にあるか否かを判定する。

【００９０】そして、許容誤差範囲内にないメッシュが
存在する場合には、ステップＳ１３において、膜厚設定
値との間の誤差が最も大きなメッシュの部分を重点的に
溶射するように、予め指定した操業条件を変更制御し且
つ時間ステップを更新（ｔ＝ｔ＋Δｔ）した後、ステッ
プＳ３に戻る。

【００９１】この操業条件の変更は、具体的には、溶射
ガンや部材の動かし方のシーケンスを変更して、膜厚の
誤差が最も大きな箇所を重点的に長時間溶射するように
したり、場所に応じて溶射強度を適宜変更制御する。こ
の時、変更する操業条件の種類やその変更方法は予め定
めておくが、この変更の自由度は実際の溶射装置の仕様
に強く依存する。例えば、溶射ガンや部材を自由に動か
すことが可能で、スポット的な溶射が可能な装置であれ
ば、設定した膜厚との誤差が大きな箇所を局所的にスポ
ット溶射することで容易に膜厚設定値に近づけることが
できる。一方、溶射ガンや部材の動きが制約され、溶射
強度も連続的にしか制御できないような場合には、設定
した膜厚との誤差が大きな箇所を溶射する際にその周辺
箇所にもかなりの量の溶射を行ってしまう。従って、こ
のような場合には、幾つかの条件制御を試行して、最適
条件を絞っていくことが必要である。

【００９２】そして、全てのメッシュの膜厚が許容誤差
範囲内に入ると、ステップＳ１４において、最終的に得
られた操業条件の制御条件、例えば、溶射ガンや部材の
動かし方、溶射強度等の時系列運転データを出力すると
ともに、必要に応じて、得られた膜厚分布のデータを出
力し、処理を終了する。

【００９３】次に、実際の実験例を説明する。

【００９４】実験例１航空機エンジン用タービンブレードへの溶射において、
タービンブレードを毎分９０回転させ且つ溶射ガンをタ
ービンブレード回転軸から３５０ｍｍの高さでジグザグ
に動かしながら３０秒間の溶射を行うとの条件の下で、
計算機上での操業条件の変更は行わず、即ち、図７に示
したフローチャートの手順に従って、膜厚分布を求め
た。

【００９５】得られた結果は、タービンブレードの先端
部への付着量が少ないこと、凸面よりも凹面の方が付着
量が多いことなど、実際の溶射実験を非常に忠実に再現
し、付着量の絶対値も、平均で５％以下、最大１０％の
誤差で実際の溶射実験と一致した。

【００９６】実験例２実験例１と同じタービンブレードへの溶射で、操業条件
の初期設定値は同じとし、図１０に示したフローチャー
トの手順に従い、溶射開始から１０秒後より、設定した
膜厚分布との差が大きい箇所を重点的に溶射するように
計算機上で操業条件の自動変更を行い、設定膜厚分布に
対して誤差が２％以内に収まるような最適操業条件を得
た。

【００９７】そして、この得られた条件に従って実際に
溶射を行ったところ、膜厚分布の設定値に対して最大５
％の誤差で溶射被膜を形成することができた。

【００９８】実験例１及び２の何れの場合も１０分未満
で最終結果を得ることができ、最適操業条件を得るのに
１週間以上もの日時を要した従来の方法に比べて多大の
時間削減を可能とした。

【００９９】

【発明の効果】本発明の被膜形成のための条件決定方法
によれば、複雑形状を有する部材への噴射による被膜形
成時の膜厚分布を、実操業実験を行うことなく、非常に
短時間且つ高精度に得ることができる。この結果、最適
膜厚分布を与える最適操業条件を系統的且つ短時間に求
めることができる。

【０１００】また、予め与えた最適膜厚分布に近づける
ように操業条件を自動変更させながら計算を行うことに
より、最適操業条件を直接求めることもできる。

【０１０１】更に、本発明の方法は、実際の装置仕様に
とらわれない解析が可能であるため、装置の設計や改造
の際の事前評価にも非常に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の手順を示す概略フロー図であ
る。

【図２】本発明の実施例による部材表面への溶射ビーム
の入射状態を示す概念図である。

【図３】本発明の実施例による部材表面での溶射ビーム
の反射状態を示す概念図である。

【図４】本発明の実施例によるメッシュ座標変更の手順
を説明するための概念図である。

【図５】溶射装置の例を示す概略図である。

【図６】本発明の一実施例による計算機の構成を示す概
略ブロック図である。

【図７】本発明の第１の実施例による方法のメインルー
チンを示すフローチャートである。

【図８】図７のフローチャートにおける直接の付着量・
反射方向計算のルーチンを示すフローチャートである。

【図９】図７のフローチャートにおける反射計算のルー
チンを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第２の実施例による方法のメインル
ーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１被溶射部材２溶射ビーム３反射ビーム４溶射ガン５ガン駆動機構６部材駆動機構１００計算機１０１ＣＰＵ１０２ＲＯＭ１０３ＲＡＭ１０４システムバス１０５操作表示部１０６メモリ１０７インターフェース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、前記被処理面を複数の小領域に分割し、各小領域の中心
部の膜厚でその小領域全体の膜厚を代表させ、時間ステ
ップを更新しながら、各小領域毎にその中心部に形成さ
れる膜厚を計算し、予め与えた操業条件の下で、前記被
処理面の膜厚分布を求めることを特徴とする被膜形成の
ための条件決定方法。
【請求項２】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、前記被処理面を複数の小領域に分割し、各小領域の中心
部の膜厚でその小領域全体の膜厚を代表させ、時間ステ
ップを更新しながら、各小領域毎にその中心部に形成さ
れる膜厚を計算し、予め与えた最適膜厚値との差が大き
い小領域部分に重点的に前記被膜形成材料を付着させる
べく操業条件を変化させながら上述の計算を繰り返し、
前記被処理面の膜厚分布の誤差が所定範囲内になった時
点で、得られた操業条件のデータを出力することを特徴
とする被膜形成のための条件決定方法。
【請求項３】各小領域への前記被膜形成材料の付着量
に応じて時間ステップ毎に各小領域の座標データを変更
し、これにより、各時刻において前記被膜形成材料が付
着する付着面の形状を変化させることを特徴とする請求
項１又は２に記載の被膜形成のための条件決定方法。
【請求項４】各小領域における反射を考慮して膜厚計
算を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に
記載の被膜形成のための条件決定方法。
【請求項５】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む操業条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了
時刻を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の付着量に応じて前記小領域群の座標デ
ータを変更するステップと、（ｅ）前記計算終了時刻になったか否かを判定し、前記
計算終了時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記計算終了
時刻になった場合には次のステップに進むステップと、（ｆ）各小領域での最終膜厚を計算し、前記被処理面で
の膜厚分布のデータを出力するステップとを有すること
を特徴とする被膜形成のための条件決定方法。
【請求項６】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む操業
条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了時刻を夫
々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）前記計算終了時刻になったか否かを判定し、前記
計算終了時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記計算終了
時刻になった場合には次のステップに進むステップと、（ｇ）各小領域での最終膜厚を計算し、前記被処理面で
の膜厚分布のデータを出力するステップとを有すること
を特徴とする被膜形成のための条件決定方法。
【請求項７】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む操業条件、計算の時間ステップ、並びに、計算終了
時刻を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の総付着量に応じて前記小領域群の座標
データを変更するステップと、（ｇ）前記計算終了時刻になったか否かを判定し、前記
計算終了時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記計算終了
時刻になった場合には次のステップに進むステップと、（ｈ）各小領域での最終膜厚を計算し、前記被処理面で
の膜厚分布のデータを出力するステップとを有すること
を特徴とする被膜形成のための条件決定方法。
【請求項８】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域での膜厚設
定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々入力する
ステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと、（ｄ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｄ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｆ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項９】被処理面に、固体粒子、液体、気体若し
くはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域で
の膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々
入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の付着量に応じて前記小領域群の座標デ
ータを変更するステップと、（ｅ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｇ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１０】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域での膜厚設
定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々入力する
ステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｇ）前記ステップ（ｆ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｈ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１１】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、各小領域で
の膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲を夫々
入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の総付着量に応じて前記小領域群の座標
データを変更するステップと、（ｇ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｈ）前記ステップ（ｇ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｉ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１２】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時刻、各小
領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲
を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと、（ｄ）前記制御開始時刻になったか否かを判定し、前記
制御開始時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御開始
時刻になったか又は過ぎている場合には次のステップに
進むステップと、（ｅ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｇ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１３】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時
刻、各小領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容
誤差範囲を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の付着量を計算す
るステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の付着量に応じて前記小領域群の座標デ
ータを変更するステップと、（ｅ）前記制御開始時刻になったか否かを判定し、前記
制御開始時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御開始
時刻になったか又は過ぎている場合には次のステップに
進むステップと、（ｆ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｇ）前記ステップ（ｆ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｈ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１４】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データ、前記被膜形成材料の噴射源と前記被処理面と
の相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴射源から
の前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を含む初期
の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時刻、各小
領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容誤差範囲
を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）前記制御開始時刻になったか否かを判定し、前記
制御開始時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御開始
時刻になったか又は過ぎている場合には次のステップに
進むステップと、（ｇ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｈ）前記ステップ（ｇ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｉ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。
【請求項１５】被処理面に、固体粒子、液体、気体若
しくはこれらの混合物からなる被膜形成材料を吹き付け
て、前記被処理面に被膜を形成するための条件を計算機
を用いて決定する方法において、（ａ）前記被処理面を、各小領域の中心部の膜厚でその
小領域全体の膜厚を代表させることが可能な程度に充分
に小さな複数の小領域に分割して得られた小領域群の座
標データの初期値、前記被膜形成材料の噴射源と前記被
処理面との相対的な位置関係及び移動制御並びに前記噴
射源からの前記被膜形成材料の噴射強度及びその制御を
含む初期の操業条件、計算の時間ステップ、制御開始時
刻、各小領域での膜厚設定値、並びに、膜厚分布の許容
誤差範囲を夫々入力するステップと、（ｂ）計算しようとする時刻における操業状態を決定す
るステップと、（ｃ）各小領域と前記噴射源との相対的な位置関係に基
づいて各小領域への前記被膜形成材料の直接の付着量及
び各小領域で反射する前記被膜形成材料の反射方向を夫
々計算するステップと、（ｄ）前記ステップ（ｃ）で求められた反射方向のデー
タを用いて、小領域間での反射による各小領域への前記
被膜形成材料の付着量を計算するステップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で求められた各小領域への直
接の付着量と前記ステップ（ｄ）で求められた各小領域
への反射による付着量とから各小領域への総付着量を計
算するステップと、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で求められた各小領域への前
記被膜形成材料の総付着量に応じて前記小領域群の座標
データを変更するステップと、（ｇ）前記制御開始時刻になったか否かを判定し、前記
制御開始時刻になっていない場合には、時間ステップを
更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻り、前記制御開始
時刻になったか又は過ぎている場合には次のステップに
進むステップと、（ｈ）各小領域において、その時点での膜厚と前記膜厚
設定値との間の誤差を計算するステップと、（ｉ）前記ステップ（ｈ）で求められた誤差が前記許容
誤差範囲内にあるか否かを判定し、前記許容誤差範囲内
にない小領域が存在する場合に、その誤差が最も大きい
小領域の部分に重点的に前記被膜形成材料を噴射するよ
うに前記操業条件のうちの少なくとも１種を変更し且つ
時間ステップを更新した後、前記ステップ（ｂ）に戻
り、全ての小領域での誤差が前記許容誤差範囲内にある
場合には次のステップに進むステップと、（ｊ）得られた操業条件のデータを出力するステップと
を有することを特徴とする被膜形成のための条件決定方
法。