用于加工格子结构的工件的系统和方法以及由其加工的制品技术方案

一种用于加工格子结构的工件(102、104、110)的系统，所述系统包括格子结构的电极(902、904、905)，电解液源和电源。所述工件和所述电极彼此缠绕并彼此电隔离。所述电解液源用于在所述工件和所述电极周围和之间循环电解液。所述电源用于在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。

Systems and methods for processing workpieces with lattice structures and products processed by them

A system for processing lattice-structured workpieces (102, 104, 110) includes lattice-structured electrodes (902, 904, 905), electrolyte sources and power supplies. The workpiece and the electrode are wound around each other and electrically isolated from each other. The electrolyte source is used to circulate the electrolyte around and between the workpiece and the electrode. The power supply is used to apply a voltage between the workpiece and the electrode in order to smooth the surface of the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加工格子结构的工件的系统和方法以及由其加工的制品相关申请的交叉引用本申请是2015年10月30日提交的、名称为“用于电化学加工增材制造部件的方法和系统(METHODSANDSYSTEMSFORELECTROCHEMICALMACHININGOFANADDITIVELYMANUFACTUREDCOMPONENT)”的美国专利申请第14/927,611号的部分继续申请，其通过引用并入本文。
技术介绍
本申请的实施例总体上涉及用于加工格子结构的工件的系统和方法以及由其加工的制品。增材制造是一种能够对包括金属和塑料在内的各种材料的工件进行“3D打印”的技术。在增材制造中，工件以逐层的方式构建。例如，可以通过整平粉末并使用高功率激光器选择性地熔化粉末来制造工件的每一层。在每一层之后，添加更多粉末并且激光器形成下一层，同时将其熔合到先前层。工件通常具有粗糙表面，所述粗糙表面通过后期构建工艺(例如喷砂，研磨，砂光或抛光)得到改善以满足工业标准。然而，这些后期构建工艺可以改善工件的表面精整，但会导致不希望的热应力或机械应力传递到工件。因此，仍然需要改善工件的表面精整以减轻由于诸如断裂，低周疲劳，高周疲劳和焦化的条件引起的工件故障。此外，工件通常具有体结构，例如工件是实心体工件。也就是说，有时，工件太重而不能满足工业要求。上述问题也存在于未通过增材制造形成的工件中。所以，需要一种改进的系统和方法来解决至少一些前述问题。
技术实现思路
根据本文公开的一个示例性实施例，提供了一种用于加工格子结构的工件的系统，所述系统包括格子结构的电极，电解质供给和电力供给。所述工件和所述电极彼此缠绕并彼此电隔离。所述电解质供给配置成用于在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质。所述电力供给配置成用于在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。根据本文公开的另一示例性实施例，提供了一种用于加工格子结构的工件的方法。所述方法包括：提供与所述工件缠绕并与所述工件电隔离的格子结构的电极；在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质；以及在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。根据本文公开的又一示例性实施例，提供一种制品。所述制品通过方法从格子结构的工件加工而成。所述方法包括：提供与所述工件缠绕并与所述工件电隔离的格子结构的电极；在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质；以及在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的标号表示相同的零件，在附图中：图1是格子结构的工件和电极的透视图。图2是用于制造图1的工件和电极的增材制造系统的示意图。图3是根据图1所示的第一示例性实施例的电极和系统的电化学加工(ECM)装置以及工件的示意图。图4是通过图3的ECM装置从图3的工件加工之后的制品的透视图。图5是工件和两个电极的透视图。图6是根据图5所示的第二示例性实施例的两个电极和系统的ECM装置以及工件的示意图。图7是另一格子结构的工件和电极的透视图。图8是根据图7所示的第三示例性实施例的电极和系统的ECM装置以及工件的示意图。具体实施方式为了提供这些实施例的简要描述，并不在一个或多个具体实施例中描述实际实施方式的所有特征。应了解，在如任何工程或设计项目的任何此类实际实施方式的开发过程中，众多针对实施方式的决定必须实现开发者的具体目标，例如遵守可能在各个实施方式之间变化的相关系统约束和相关商业约束。除非另有定义，否则本文所使用的技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的技术人员通常所理解相同的含义。如本文中所使用，术语“第一”、“第二”等并不指示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个元件与另一元件。而且，术语“一”和“一个”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目；除非另有说明，否则术语“底部”和/或“顶部”仅用于描述的方便，并且不限于任何一个位置或空间取向。而且，术语“或”旨在是包括性的，且意味着所列项目中的任意一个、几个或全部。本文对“包括”、“包含”、或“具有”及其变型的使用旨在涵盖其后所列的项目及其等同物以及附加的项目。术语“连接(connected)”和“耦接/耦合(coupled)”并不限于物理或机械连接或联接，且可包括电气连接或联接，不管是直接还是间接。术语“控制器”可以包括单个部件或多个部件，所述部件是有源和/或无源部件并且可以可选地连接或以其它方式联接在一起以提供所描述的功能。图1是格子结构的工件100和电极900的透视图。工件100包括主体部分110和构建板190。主体部分110耦合到构建板190。电极900也耦合到构建板190。例如，构建板190可以是导电的。在实施例中，主体部分110和电极900可以通过图2的增材制造系统200形成在构建板190上，例如彼此缠绕并彼此电隔离。详细地，主体部分110和电极900彼此缠绕但彼此不接触。在其它实施例中，主体部分110和电极900可以通过除了增材制造方法以外的其它方法形成。在实施例中，工件100可以是例如待加工的燃气涡轮机燃料喷嘴或涡轮机转子叶片。在其它实施例中，工件100可以是由图2的增材制造系统200形成的任何合适的工件。在一个实施例中，主体部分110和电极900可以通过例如图2的增材制造系统200同时形成在构建板190上。主体部分110具有格子结构。在非限制性示例中，主体部分110包括多个间隔开的横向杆102和多个间隔开的纵向杆104。间隔开的横向杆102和间隔开的纵向杆104在节点105上互连以限定格子结构。电极900具有格子结构。在非限制性示例中，电极900包括多个间隔开的横向杆902和多个间隔开的纵向杆904。间隔开的横向杆902和间隔开的纵向杆904在节点905上互连以限定格子结构。主体部分110的格子结构沿着与横向方向Y和竖直方向Z垂直的纵向方向x平行于电极900的格子结构。在实施例中，电极900的格子结构与主体部分110的格子结构相同。在其它实施例中，电极900的格子结构可以与主体部分110的格子结构不同。图2是用于制造图1的工件100和电极900的增材制造系统200的示意图。使用计算机辅助设计(CAD)软件设计工件100的模型，使得模型包括工件100的三维坐标。通常，增材制造提供快速的材料处理时间，创新的联结技术和对于几何约束的较少关注。在一个实施例中，直接金属激光熔化(DMLM)或直接金属激光烧结(DMLS)用于制造工件100。DMLM是基于激光的快速原型制造和加工工艺，通过所述工艺可以通过精确熔化金属粉末并凝固成较大结构的连续沉积层直接生产复杂工件，每个沉积层对应于三维工件100的横截面层。增材制造系统200包括增材制造装置202，粉末输送装置204，计算机206，和用于由金属粉末210制造工件100的激光器208。增材制造装置202是DMLM装置。替代地，增材制造装置202可以是有助于制造如本文所述的工件100的任何增材制造装置。增材制造装置202包括具有第一侧壁214和相对的第二侧壁216的粉末床212。增材制造装置202包括至少部分地在第一侧壁214和第二侧壁216之间延伸并且便于在制造期间支撑工件100的构建板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加工格子结构的工件的系统，所述系统包括：格子结构的电极，其中所述电极和所述工件彼此缠绕并彼此电隔离；以及电解质供给，用于在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质；以及电力供给，用于在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.29 US 15/196,1651.一种用于加工格子结构的工件的系统，所述系统包括：格子结构的电极，其中所述电极和所述工件彼此缠绕并彼此电隔离；以及电解质供给，用于在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质；以及电力供给，用于在所述工件和所述电极之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压的极性被反转以便于平滑所述电极的表面。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述电压的极性以确定的高频切换。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压的极性被反转以至少部分地溶解所述电极。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括：多个格子结构的电极，其中所述电极的每一个和所述工件彼此缠绕并彼此电隔离；其中所述电解质供给配置成用于在所述工件和所述电极的每一个周围和之间循环电解质；并且其中所述电力供给配置成用于在所述工件和所述电极的每一个之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述工件和所述电极的每一个之间的电压的极性被反转以至少部分地溶解所述电极的每一个。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括：多个格子结构的电极，其中所述电极和所述工件彼此缠绕并彼此电隔离；其中所述电解质供给配置成用于在所述工件和所述电极周围和之间循环电解质；并且其中所述电力供给配置成用于在所述工件和所述电极中的任何两个之间施加电压以便于平滑所述工件的表面。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述工件和所述电极中的任何两个之间的电压的极性被反转以便于平滑所述电极中的任何一个的表面。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述工件和所述电极中的任何两个之间的电压的极性被反转以至少部分地溶解所述电极中的任何一个。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述工件和所述电极成对耦接到所述电力供给，所述电压被顺序地施加到每对所述工件和所述电极或每对...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·T·卡特，D·J·埃尔诺，A·L·特里默，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US