可浸出铸芯和制造方法技术

可浸出铸芯和制造方法可以包括多个支脚，多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道。具有第一系杆端和与其相对的第二系杆端的系杆可以联接到多个支脚中的至少两个支脚。至少一个系杆可以被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔。连接腔可以用作通过连接腔的流体连通的阻碍。

Leachable cores and manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
可浸出铸芯和制造方法
本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机的部件的生产，更具体地，涉及可浸出铸芯和制造方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上以串联流动顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气进入压缩机区段的入口，在压缩机区段中，一个或多个轴向或离心压缩机逐渐压缩空气直至其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合，并且在燃烧区段内燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导向通过限定在涡轮区段内的热气体路径，然后经由排气区段从涡轮区段排出。在特定构造中，涡轮区段以串联流动顺序包括高压(HP)涡轮和低压(LP)涡轮。HP涡轮和LP涡轮各自包括例如涡轮转子叶片、转子盘和保持器的各种可旋转涡轮部件，以及例如定子轮叶或喷嘴、涡轮护罩和发动机框架的各种静止涡轮部件。可旋转涡轮部件和静止涡轮部件至少部分地限定通过涡轮区段的热气体路径。当燃烧气体流过热气体路径时，热能从燃烧气体被传递到可旋转涡轮部件和静止涡轮部件。典型的燃气涡轮发动机在燃烧器和/或HP或LP涡轮中包括具有允许较高气体温度的非常细的冷却通道的部件。这些冷却通道大体上在部件的铸造过程中形成。铸造是用于形成燃气涡轮航空发动机的各种部件的常见制造技术。铸造部件涉及具有期望部件形状的负型(negative)的模具。如果期望特定的内部形状，则将芯放入模具中。一旦准备好模具并定位任何芯，就将熔融材料引入模具中。在材料冷却之后，移除模具，并且可以从露出内部形状的铸造部件内浸出芯。为了在铸造期间产生冷却通道，生产了具有多个支脚的铸芯。在没有额外支撑的情况下，支脚在铸造过程中很有可能会偏离其预期位置，这可能会导致冷却通道相互塌陷，从而导致“串扰(crosstalk)”或“吻出(kissout)”。为了提高可生产性，需要一定数量的系杆来将支脚固定在期望位置。这些系杆通常由与芯相同的材料制成。在系杆固定支脚的情况下，将芯固定在模具中并铸造部件。一旦铸造完成，芯从铸造部件中被浸出，铸造部件露出期望的冷却通道，但大体上也露出由多个系杆形成的多个连接腔。这些连接腔允许冷却流体离开设计的冷却通道，因而是不期望的。因此，需要一种用于在部件中形成冷却通道的改进方法。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术来得知。根据本公开的一个实施例，提供一种增材制造的可浸出铸芯。可浸出铸芯可以包括多个支脚，多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道。具有第一系杆端和与其相对的第二系杆端的系杆可以联接到多个支脚中的至少两个支脚。至少一个系杆可以被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔。连接腔的构造可以用作通过连接腔的流体连通的阻碍。根据本公开的另一实施例，提供一种用于制造可浸出铸芯的方法。该方法可以包括在增材制造机器的床上沉积增材材料层。来自能量源的能量可以被选择性地引导到增材材料层上，以熔合增材材料的一部分并形成可浸出铸芯。铸芯可以包括具有外形的多个支脚，该外形是铸造部件的至少第一流动通道和第二流动通道的负型。具有第一系杆端和第二系杆端的系杆可以联接多个支脚中的至少两个支脚。系杆可以具有铸造部件内的流体连通的阻碍的负型形状。根据本公开的另一实施例，提供一种用于设计可浸出铸芯的计算机实现方法。该方法包括，由包括一个或多个计算装置的计算系统获得指示可浸出铸芯的第一三维模型的数据。铸芯可以包括多个支脚。多个支脚被定向成在铸造部件内至少形成第一内部流动通道和第二内部流动通道。该方法还包括，由计算系统获得指示多个系杆的数量和联接位置信息以固定多个支脚的取向的数据。多个系杆可以具有第一系杆端、第二系杆端、以及铸造部件内的流体连通的阻碍的负型形状。计算系统可以至少部分地基于铸芯的第一三维模型以及多个系杆的数量和联接位置信息来生成第二三维模型。第二三维模型可以代表包括多个系杆的可浸出铸芯，多个系杆固定多个支脚的取向。计算系统可以至少部分地基于第二三维模型来确定多个切片。多个切片中的每个切片可以限定可浸出铸芯的相应的横截面层。计算系统将指示多个切片的数据输出到存储器。本专利技术的这些以及其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求书变得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与说明书一起，用于解释本专利技术的原理。附图说明在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本专利技术包括其最佳模式的完整且能够实现的公开。其中：图1示出了根据本专利技术的燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性横截面视图；图2示出了根据本主题的方面的用于铸造具有多个内部流动通道的部件的多个铸造工具的一个实施例的透视投影；图3a示出了根据本主题的方面的燃气涡轮航空发动机的中间铸造部件的一个实施例的透视投影；图3b示出了根据本主题的方面的铸造部件的一个实施例的透视投影；图4a描绘了根据本主题的方面的铸造部件的铸件和具有多个湍流器的芯的横截面；图4b描绘了根据本主题的方面的具有多个湍流器的铸造部件的实施例的横截面；图5a描绘了根据本主题的方面的铸造部件的铸件和具有多个湍流器的芯的另一实施例的横截面；图5b描绘了根据本主题的方面的具有多个湍流器的铸造部件的另一实施例的横截面；图6a描绘了根据本主题的方面的铸造部件和具有带多个弯曲部的系杆的可浸出铸芯的实施例的横截面；图6b描绘了根据本主题的方面的具有带多个弯曲部的连接腔的铸造部件的实施例的横截面；图7a描绘了根据本主题的方面的铸造部件和具有形成为线圈的系杆的可浸出铸芯的实施例的横截面；图7b描绘了根据本主题的方面的具有形成为线圈的连接腔的铸造部件的实施例的横截面；图8a描绘了根据本主题的方面的铸造部件和具有被构造成形成文丘里管的系杆的可浸出铸芯的实施例的横截面；图8b描绘了根据本主题的方面的具有被构造为文丘里管的连接腔的铸造部件的实施例的横截面；图9a描绘了根据本主题的方面的铸造部件和具有不可浸出的系杆的一部分的可浸出铸芯的实施例的横截面；图9b描绘了根据本主题的方面的其中在浸出之后保留系杆的一部分的铸造部件的实施例的横截面；图10描绘了根据本主题的方面使用的示例性计算装置；图11提供了用于铸造具有多个内部流动通道的部件的流程图；图12提供了用于制造具有多个支脚和流体阻碍系杆的可浸出铸芯的流程图；和图13提供了用于设计具有多个支脚的可浸出铸芯的流程图，并且存在流体阻碍系杆。在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。具体实施方式现在将详细地参考本专利技术的实施例，本专利技术的实施例的一个或多个实例在附图中示出。提供每个实施例是为了解释本专利技术，而不是限制本专利技术。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造的可浸出铸芯，其特征在于，包括：/n多个支脚，所述多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道；和/n多个系杆，所述多个系杆具有第一系杆端和与所述第一系杆端相对的第二系杆端，所述多个系杆联接到所述多个支脚中的至少两个支脚，其中所述多个系杆中的至少一个系杆被定向成在所述铸造部件内在所述内部流动通道之间形成连接腔，并且其中所述连接腔用作通过所述连接腔的流体连通的阻碍。/n

【技术特征摘要】
20181119 US 16/195,0891.一种增材制造的可浸出铸芯，其特征在于，包括：
多个支脚，所述多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道；和
多个系杆，所述多个系杆具有第一系杆端和与所述第一系杆端相对的第二系杆端，所述多个系杆联接到所述多个支脚中的至少两个支脚，其中所述多个系杆中的至少一个系杆被定向成在所述铸造部件内在所述内部流动通道之间形成连接腔，并且其中所述连接腔用作通过所述连接腔的流体连通的阻碍。


2.根据权利要求1所述的铸芯，其特征在于，其中所述多个支脚进一步包括多个湍流器形成件，所述湍流器形成件具有上游湍流器面和与所述上游湍流器面相对的下游湍流器面，并且其中所述第一系杆端与第一流动通道下游湍流器面接触，并且所述第二系杆端与第二流动通道下游湍流器面接触。


3.根据权利要求1所述的铸芯，其特征在于，其中所述多个支脚限定多个湍流器形成件，所述湍流器形成件具有上游湍流器面和与所述上游湍流器面相对的下游湍流器面，并且其中所述第一系杆端与第一流动通道下游湍流器面接触，并且所述第二系杆端与第二流动通道上游湍流器面接触。


4.根据权利要求1所述的铸芯，其特征在于，其中所述多个系杆中的至少一个系杆以锐角联接到第一支脚并且以锐角联接到第二支脚，所述至少一个系杆包括弯曲部。


5.根据权利要求1所述的铸芯，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·恩迪科特·奥斯古德，庞廷范，格里高利·特伦斯·加莱，扎卡里·丹尼尔·韦伯斯特，赖安·克里斯托弗·琼斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US