添加制造系统和制造方法技术方案

本发明专利技术公开了一种添加制造方法，所述方法包括：沿建造界面对部件的CAD文件进行分段，以便界定至少第一部件区段和第二部件区段，所述第一部件区段和所述第二部件区段各自被定大小，以便配合在添加制造建造室内；在所述建造室内对所述第一部件区段和所述第二部件区段进行添加制造；以及粘结所述第一部件区段和所述第二部件区段来形成所述部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2013年6月28日提交的美国专利申请序列号61/840，517的优先权，该专利申请特此以引用的方式整体并入本文中。背景本公开大体上涉及添加制造系统和方法。添加制造方法通常使用3D CAD数据和诸如大功率激光束的能量源来形成三维金属部件，做法是在建造室内熔化精细金属粉末，该建造室在X、Y和Z维度上通常为约15英寸(381mm)。许多航空部件(诸如附接至发动机进气区段、风机定子、压缩机定子、导向叶片、中介机匣、中间涡轮框架、涡轮排气机匣、增强器、排气混合器的支柱、支撑件、前缘部件和后缘部件及许多其它部件)往往包括形成外壳的薄壁，所述外壳上具有贯通的降温孔。这些航空部件还需要位于其外向范围和/或内向范围和/或上游端或下游端处的紧固方案。这些航空部件的内部几何结构和外部几何结构可使得所述部件的准确制造复杂化，且可需要后续的机械加工。另外，这些航空部件的附接区域可需要更多硬件来满足取向要求。这些航空部件的大小也可由于添加制造方法而使得所述部件的制造复杂化。概要根据本公开的一个公开的非限制性实施方案提供一种添加制造方法。该方法包括:沿建造界面对代表部件的电子文件进行电子分段，以便界定至少第一部件区段和第二部件区段；在添加制造建造室内对该第一部件区段和该第二部件区段进行制造；以及粘结该第一部件区段和该第二部件区段来形成部件。在本公开的另一实施方案中，该方法可包括在建造室内同时对第一部件区段和第二部件区段进行添加制造。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括添加牺牲材料至该第一部件区段和/或该第二部件区段，超出建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括在粘结期间除去该牺牲材料。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括在机械加工操作期间除去该牺牲材料。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括沿建造界面添加厚度至该第一部件区段和/或该第二部件区段。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括沿内部肋界定建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括围绕孔径界定建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括跨部件界定建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括横向于部件的纵向长度界定建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括沿部件的跨度界定建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，电子文件可为计算辅助设计(CAD)文件。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，第一部件区段和第二部件区段的粘结可包括焊接。根据本公开的另一公开的非限制性实施方案提供一种添加制造方法。该方法包括沿建造界面对代表部件的电子文件进行电子分段，以便界定至少第一部件区段和第二部件区段，其中该第一部件区段和该第二部件区段各自被定大小，以便配合在添加制造建造室内。该方法还包括在建造室内对第一部件区段和第二部件区段进行同时添加制造。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括粘结第一部件区段和第二部件区段来形成部件。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，第一部件区段和第二部件区段的粘结可包括焊接。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括在添加制造期间添加牺牲材料至该第一部件区段和/或该第二部件区段，超出建造界面。在本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，该方法可包括在粘结期间除去该牺牲材料。根据本公开的另一公开的非限制性实施方案提供一种由添加方法制造的部件。该添加方法可包括但不限于以上陈述的方法步骤中的一个或多个。该部件可为或包括增强器叶片。本公开的前述实施方案的任一个的另一实施方案中，添加过程或方法可包括:添加牺牲材料至第一部件区段和/或第二部件区段，超出建造界面；以及粘结第一部件区段和第二部件区段，以使得牺牲材料被消耗。前述特征和元件可以无排他性的各种组合方式进行组合，除非另有明确指示。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更加显而易见。然而，应理解，以下描述和附图本质上为示例性的，且并不具有限制性。附图简述根据以下对公开的非限制性实施方案的详细描述，各种特征对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随详细描述的附图可如下简述:图1为添加制造系统的一般示意图；图2为增强器区段的增强器叶片的放大截面视图；图3为与图2的增强器叶片一起使用的示例性燃气涡轮发动机实施方案的一般示意图；图4为添加制造方法的流程图；图5为添加制造部件的示意性透视图，该部件具有贯通该部件界定的建造界面，以便界定至少第一添加制造部件区段和第二添加制造部件区段；图6为位于建造室内的第一添加制造部件区段和第二添加制造部件区段的示意性透视图；图7为界定建造界面的第一部件区段和第二部件区段的放大示意性透视图；并且图8为界定建造界面的第一部件区段和第二部件区段的放大示意性透视图，其中有材料延伸超出该建造界面。详述图1示意性地说明添加制造系统20。系统20大体上包括建造室22，该建造室22具有粉末床24、诸如激光和控制件28的一个或多个能量源26 (均示意性地说明)。应了解，如本文中所定义，“添加制造”方法包括但不限于选择性激光熔融(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、粉末床电子束熔融(EBM)、电子束自由成形制造(EBF3)、激光加工净成型(LENS)及其它。还应了解，可另外或可选地提供各种部件和子系统。例如，选择性激光熔融(SLM)为自由成形制造、粉末床制造方法。硬件利用一种方法呈逐层形式构建，该方法从将CAD文件切片成约20 μπι(0.8密耳)或更大的厚层开始。该改变的CAD文件被加载至控制件26中，该控制件26每次构建一层硬件，如由新的CAD文件所定义。电子束熔融(ΕΒΜ)为粉末床添加制造方法。然而，ΕΒΜ使用电子束来在真空中熔融逐层沉积的粉末金属，以便构建三维部件。CAD文件被切片成50 μπι或70 μπι(2.0密耳或2.8密耳)厚的层，存储为STL文件，然后被加载至ΕΒΜ机中。通过使钨丝通电创建电子束，以便形成跨该电子束的电势来卸去电子。借助于磁场将所述电子操纵和集中至建造板。缺少移动部件促成非常快速的扫描速度(例如，高达8000m/s)。这种系统的实例由位于德国利希腾费尔斯的Concept Laser公司和位于德国慕尼黑的E0S公司制造，例如直接金属激光烧结或电子束熔融。应了解，还可利用各种其它示例性添加制造系统。添加制造系统20按顺序构建雾化合金粉末材料层，所述材料诸如但不限于呈雾化粉末材料形式的625合金、718合金、230合金、不锈钢、工具钢、钴铬合金、钛、镍、铝及其它。诸如625合金、718合金、230合金的合金可用于在高温度环境下操作的部件，所述环境诸如像航空部件和燃气涡轮发动机部件通常会遭遇的环境。参考图2，一个示例性航空部件100为例如增强器区段104或燃气涡轮发动机106的涡轮区段(在图3中示意性地说明)中的每个叶片102的后缘。叶片102在圆周上排列，且被径向紧固在中心主体108与涡轮排气机匣(TEC) 110之间。部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加制造方法，其包括：沿建造界面对代表部件的电子文件进行电子分段，以便界定至少第一部件区段和第二部件区段；在添加制造建造室内对所述第一部件区段和所述第二部件区段进行制造；以及粘结所述第一部件区段和所述第二部件区段来形成所述部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SW伯德，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：美国;US