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。通过连接腔的流体连通的阻碍。通过连接腔的流体连通的阻碍。

【技术实现步骤摘要】
可浸出铸芯和制造方法
[0001]本申请为下述申请的分案申请：
[0002]原申请的申请日：2019年11月4日
[0003]原申请的申请号：201911065558.7
[0004]原申请的专利技术名称：可浸出铸芯和制造方法


[0005]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

[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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(cross talk)”或“吻出(kiss out)”。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。
[0010]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

[0011]本公开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公开的方面来得知。
[0012]根据本公开的一个方面，一种增材制造的可浸出铸芯可以包括多个支脚和多个系杆，多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道，多个系杆具有第一系杆端和与其相对的第二系杆端，多个系杆联接到多个支脚中的至少两个支脚，其中多个系杆中的至少一个系杆被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔，并且其中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，至少一个系杆包括多个弯曲部。
[0013]根据本公开的其他方面，一种增材制造的可浸出铸芯包括多个支脚和多个系杆，多个支脚被构造成建立铸造部件的多个内部流动通道，多个系杆具有第一系杆端和与其相对的第二系杆端，多个系杆联接到多个支脚中的至少两个支脚，其中多个系杆中的至少一个系杆被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔，并且其中连接腔的构造用作通过连接腔的流体连通的阻碍，其中连接腔具有第一直径和第二直径，第一直径大于第二直径，第二直径在连接腔内建立限制点，限制点沿连接腔定位在计算为使连接腔第一端处的压力与连接腔第二端处的压力相等的点处。
[0014]根据本公开的又一方面，一种用于设计可浸出铸芯的计算机实现方法可以包括：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，其中铸芯包括多个支脚，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；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，其中以下中的一个：多个系杆中的至少一个系杆被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔，其中连接腔的构造用作通过连接腔的流体连通的阻碍，并且其中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，至少一个系杆包括多个弯曲部；或多个系杆中的至少一个系杆被定向成在铸造部件内在内部流动通道之间形成连接腔，其中连接腔的构造用作通过连接腔的流体连通的阻碍，并且其中连接腔具有第一直径和第二直径，第一直径大于第二直径，第二直径在连接腔内建立限制点，限制点沿连接腔定位在计算为使连接腔第一端处的压力与连接腔第二端处的压力相等的点处；由计算系统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，其中第二三维模型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；由计算系统至少部分地基于第二三维模型来确定多个切片，其中多个切片中的每个切片限定可浸出铸芯的相应的横截面层；并且由计算系统将指示多个切片的数据输出到存储器。
[0015]本公开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公开的各个方面，并且与说明书一起，用于解释本专利技术的各个方面。
附图说明
[0016]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：
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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；
[0025]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；
[0026]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；
[0027]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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，其中所述多个系杆中的至少一个系杆形成为线圈。6.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进一步包括：第一直径，所述第一直径被定位成与所述第一系杆端接触；和第二直径，所述第二直径位于所述第一直径和所述第二系杆端之间，其中所述第一直径大于所述第二直径。7.根据权利要求1所述的铸芯，其特征在于，其中所述铸芯是陶瓷。8.根据权利要求1所述的铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：