用于处理部件中的内部缺陷的方法技术

公开了一种用于处理由材料制成的部件(1)中的内部缺陷(10)的方法，该方法包括：a)检测并定位所述部件中的所述内部缺陷(10)；b)在所述部件内限定至少一个至少部分地包括所述缺陷的目标体积(4)；c)对于每个目标体积(4)，利用至少两个连续的并会聚在所述目标体积中的光束(2)同时照射所述目标体积，由此获得处理区域。由每个光束施加到所述目标体积的能量小于用于烧结所述材料的阈值能量，并且，由每个光束施加到所述目标体积的能量的总和大于或等于对应于用于烧结或熔化材料的阈值能量的转变阈值能量；所述部件的所述材料对于所述光束是部分透明的。束是部分透明的。束是部分透明的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理部件中的内部缺陷的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于处理部件中的缺陷的方法，使得能够修复该缺陷。

技术介绍

[0002]在部件的制造过程中，部件中可能会出现内部缺陷(气孔、不熔化、裂纹等)，无论是用标准方法，例如铸造制造的部件，还是利用较新的方法，例如粉末床上的增材制造制造的部件。
[0003]然而，这种内部缺陷的存在，在某些领域，例如，特别是航空工程中可能是不可接受的，因为它会降低抗疲劳性，并导致部件比预期的更早失效。这样的部件，如果不进行修复就会被报废。
[0004]这种内部缺陷的存在通常是通过对部件进行无损测试(通过X射线、断层扫描、显微断层扫描等)来检测的。这些缺陷也可以在部件制造期间通过制造期间的方法控制(过程控制)来检测，例如显微断层扫描、制造期间的X射线应用、监测熔池等。举例而言，在粉末床上进行激光熔化，可以通过在制造期间观察熔池来跟踪制造后的潜在缺陷。
[0005]本专利技术的目的特别是修正部件核心处的这种内部缺陷。

技术实现思路

[0006]为此目的，本专利技术提出了一种用于处理由材料制成的部件中的内部缺陷的方法，该方法包括以下步骤：
[0007]a)检测并定位所述部件中的所述内部缺陷；
[0008]b)在所述部件内限定至少一个至少部分地包括所述缺陷的目标体积；
[0009]c)对于每个目标体积，利用至少两个连续的并且会聚在所述目标体积中的光束来同时照射所述目标体积，由此获得处理区域；
[0010]其中，由每个光束施加到所述目标体积的能量小于用于烧结所述材料的阈值能量，并且，由每个光束施加到所述目标体积的能量的总和大于或等于转换阈值能量，当期望获得对所述目标体积中的材料的选择性烧结时，所述转换阈值能量对应于用于烧结所述材料的阈值能量，或当期望获得对所述目标体积中的材料的选择性熔化时，所述转换阈值能量对应于用于熔化所述材料的阈值能量，
[0011]并且，其中所述部件的所述材料对于所述至少两个光束是部分透明的。
[0012]根据第一种可能的实现方式，步骤b)限定多个目标体积，在步骤c)中同时照射所述多个目标体积。
[0013]根据第二种可能的实现方式，步骤b)限定多个目标体积，在步骤c)中依次照射所述多个目标体积。
[0014]根据一种可能的实现方式，步骤b)包括在所述部件内部限定特有目标体积，所述特有目标体积完全包括所述缺陷。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，在步骤c)之后，所述方法还包括控制处理区域的步骤，
以能够检查初始的缺陷是否已经消失，所述控制步骤包括：检测所有新的内部缺陷，并且，在所述处理区域中检测到新的内部缺陷的情况下，定位所述新的内部缺陷，并重复步骤b)和步骤c)。
[0016]有利地，对内部缺陷的检测是通过非破坏性技术进行的。例如，可以是所谓的NDT(用于“无损检测”)，如断层扫描、显微断层扫描或X射线。
[0017]优选地，在步骤c)中，所述至少两个光束聚焦在所述目标体积中。
[0018]优选地，所述至少两个光束在它们的焦点处会聚。
[0019]有利地，在步骤c)中，所述至少两个光束具有相同的表面能。
[0020]根据本专利技术的一个优选实施例，所述至少两个光束的数量为3个。
[0021]优选地，所述至少两个光束是具有相同性质的能量束，并且选自激光束、微波束、UV束和IR束。
[0022]根据本专利技术的方法，可以处理最大尺寸可在10μm至500μm之间的缺陷。优选地，每个目标体积的最大尺寸在10μm至1mm之间。通过相对于待处理的缺陷加大目标体积，这使得熔化或烧结位于缺陷周围区域的区域成为可能，从而使该区域中的材料均匀化。举例而言，如果通过重熔包含缺陷的加大体积来重熔孔隙类型的缺陷，并且由于重熔是在不添加材料的情况下进行的，这使得可以在整个重熔体积于几个小孔隙中“减弱”孔隙率。
[0023]在本公开中，表述“包括在
…
和
…
之间”必须理解为包括限制。
[0024]由于本专利技术，可以在部件体积内的目标体积中进行三维熔化或烧结。因此，用这种方法可以修复或易于限制部件的内部和一次性缺陷，而无需外部添加材料，这些缺陷是不可接受的，在正常情况下，这些缺陷将导致部件报废。
附图说明
[0025]当参考附图阅读作为非限制性示例给出的以下描述时，本专利技术将被更好地理解，并且本专利技术的其他细节、特征和优点将显现出来，其中：
[0026]‑
图1a至图1c示出了根据本专利技术的处理方法的第一种实施例的步骤；
[0027]‑
图2a至图2d示出了根据本专利技术的处理方法的第二种实施例的步骤。
具体实施方式
[0028]根据本专利技术，使用至少两个光束，优选地为三个光束，以便同时照射受损部件的目标体积，从而处理(此处为修复)内部缺陷。
[0029]光束是连续的。
[0030]待处理的部件可以由金属材料(金属或合金)、陶瓷或聚合物制成。
[0031]根据目标体积中必须沉积的能量来选择要使用的光束类型，从而使目标体积的材料熔化或烧结，从而使得缺陷消失。因此，这取决于材料，但也取决于是否期望获得材料的烧结或熔化。如果期望获得材料的烧结，当每个光束通过会聚在目标体积上而同时照射该目标体积时，在目标体积中沉积的每个光束的能量的总和必须大于或等于烧结所需的阈值能量。如果期望获得材料的熔化，目标体积中这些能量的总和必须大于或等于熔化所需的阈值能量。
[0032]该部件的材料对所选光束部分透明也是必要的。当一种材料至多吸收光束的60％
时(不包括0％的值)，可以认为该材料是对光束部分透明的。
[0033]优选地，将选择相同性质的能量束。
[0034]光束可以由同一个能量源产生，其中，光束可以根据需要被分成多个光束，或者，也可以由不同的能量源产生。
[0035]举例而言，可以使用微波束对由镍合金(例如Inconel
TM
718型)或钛合金(例如TA6V)制成的金属部件中的目标体积进行熔化，以获得在200至400W之间的总功率和/或包含在0.01J/mm至1J/mm之间的线性能量。例如，为了获得200W的功率，可以使用两个100W的光束。因此，例如，可以实施在压缩机叶片上。
[0036]为了熔化由热固性聚合物，例如环氧树脂制成的用于制造声学面板或发动机覆盖件(例如阻尼元件)的部件的目标体积，可以使用功率在60至100W之间和/或表面能在0.001至0.05J/mm2之间的UV光束，或者使用功率在20至40W之间和/或表面能在0.005至0.025J/mm2之间的激光束。
[0037]缺陷的检测和定位必须足够精确，以便能够根据缺陷的形状和轨迹确定在何处限定一个或多个目标体积(换句话说，将光束定向至一个或多个目标体积中的何处)，在目标体积中，材料需要进行熔化或烧结。
[0038]目标缺陷类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于处理由材料制成的部件(1)中的内部缺陷(10)的方法，所述方法包括以下步骤：a)检测并定位所述部件中的所述内部缺陷(10)；b)在所述部件内限定至少一个至少部分地包括所述缺陷的目标体积(4；4')；c)对于每个目标体积(4；4')，利用至少两个连续的并且会聚在所述目标体积中的光束(2)来同时照射所述目标体积，由此获得处理区域；其中，由每个光束施加到所述目标体积的能量小于用于烧结所述材料的阈值能量，并且，由每个光束施加到所述目标体积的能量的总和大于或等于转换阈值能量，当期望获得对所述目标体积中的材料的选择性烧结时，所述转换阈值能量对应于用于烧结所述材料的阈值能量，或当期望获得对所述目标体积中的材料的选择性熔化时，所述转换阈值能量对应于用于熔化所述材料的阈值能量，并且其中，所述部件的材料对于至少两个所述光束是部分透明的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)限定多个目标体积，在步骤c)中同时照射所述多个目标体积。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)限定多个目标体积，在步骤c)中依次照射所述多个目标体积。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)包括在所述部件内部限...

【专利技术属性】
技术研发人员：雨果，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：