制造用于制造涡轮机叶片的陶瓷芯部的改进方法技术

一种制造陶瓷芯部坯件(10)的方法，该陶瓷芯部坯件旨在使用失蜡铸造技术来制造中空涡轮机叶片，该坯件是通过增材制造来制造的，并包括至少一个旨在形成中空叶片型腔的第一部件(20)和至少一个构造成允许芯部(10)在蜡模中定位的第二部件(30)，第二部件(30)和第一部件(20)借助于插设在第一部件(20)和第二部件(30)之间的接合部分(60)相对于彼此定位和保持，至少一个贯通孔口(50)延伸穿过第二部件(30)、接合部分(60)和第一部件(20)，贯通孔口(50)的第一端部开通到第二部件(30)的外部面，且贯通孔口(50)的第二端部开通到第一部件(20)的外部面。(20)的外部面。(20)的外部面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造用于制造涡轮机叶片的陶瓷芯部的改进方法


[0001]本公开涉及使用失蜡铸造技术制造涡轮机叶片的领域，特别是使用该技术来制造用于制造这些叶片的陶瓷芯部。特别地，本公开涉及一种制造这种陶瓷芯部的方法，该陶瓷芯部用于使用失蜡铸造技术来制造中空涡轮机叶片。

技术介绍

[0002]存在于涡轮机中的叶片、特别是例如为低压的涡轮叶片通常包括冷却这些叶片所必需的内部型腔。在使用失蜡铸造技术制造叶片的期间，在蜡模形成之前，借助于陶瓷芯部形成这些型腔，其形状与最终部件中型腔的期望形状相对应。在图1中示意性地示出了这种芯部10的一部分。这些陶瓷芯部通常包括第一部件20和第二部件30，第一部件20是与叶片的未来型腔相对应的功能部分，并具有它们的形状(在图1中只有与叶片的末端或头部相对应的第一部件的上端是可见的)，而该第二部件例如被称为圆顶，用作芯部10的保持区域。更确切地说，在将蜡浇注在芯部10周围或去除蜡的期间，芯部10借助于该第二部件30的非功能部分相对于陶瓷模具保持在固定位置。第二部件30还包括在其下端的功能部分，该功能部分特别用于在其制造过程的最后形成叶片的盆状部的轮廓。
[0003]为了将金属浇注在芯部周围，特别是在图1中可见的芯部10的第一部件20的上部周围，以形成叶片的型腔，第一部件20必须与第二部件30间隔开，同时固定到后者并由后者保持。为此，细杆40布置在这两个部件之间，并且保持这些部件彼此固定且相对于彼此是牢固的，同时在这两个部件之间留有空间S。因此，在叶片制造过程的最后，穿透这两个部件之间的该空间S的浇注金属将与叶片末端盆状部的底部壁相对应。
[0004]在传统的注塑技术中，杆40直接放置在模具中并且将陶瓷坯泥注射在它们周围。然而，某些陶瓷芯部的复杂性需要合适的制造技术，比如增材制造。在这种技术中芯部是逐层构造的，不允许在制造期间插入杆。因此，有必要在芯部的增材制造期间在芯部中提供孔口，以便能够在事后将杆插入其中。然而，插入这些杆需要事先进行清洁，即排空为此目的提供的孔中多余的陶瓷物质，这些陶瓷物质是在打印芯部期间沉积在那里的。
[0005]然而，由于这些孔口的直径小且长度大，这些孔口的排空是复杂的。清洁孔口的该步骤也会导致芯部的频繁劣化，并导致这些芯部的大量报废。当前的工具和技术不允许以有效的方式完成此操作。

技术实现思路

[0006]为了至少部分地减轻上述缺点，本公开涉及一种制造陶瓷芯部坯件的方法，该陶瓷芯部坯件用于使用失蜡铸造技术来制造中空涡轮机叶片，该坯件通过增材制造进行制造，并且包括：
‑
至少一个第一部件，其用于形成中空叶片的型腔；
‑
至少一个第二部件，其构造成允许将芯部定位在蜡模中，第二部件和第一部件借助于插设在第一部件和第二部件之间的接合部分相对于彼此定位和保持；
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至少一个贯通孔口，其延伸穿过第二部件、接合部分和第一部件，贯通孔口的第一端部开通到第二部件的外部面，而贯通孔口的第二端部开通到第一部件的外部面。
[0007]应当理解，接合部分在增材制造期间与第一部件和第二部件同时形成，并因此包括与这些部件相同的材料。接合部分可以是3D打印的制造工艺，称为“打印支撑”，在打印期间形成在这两个部件之间的接合部分。特别地，接合部分允许在杆插入之前将这两个部件保持为彼此固定并临时相对于彼此是牢固的。接合部分与第一和第二部件之间的接触可以是不连续的。例如，接合部分可以包括插设在两个部件之间的多个螺柱和尖钉。在放置定位杆之后，该构造允许促进该接合部分的后续取出。
[0008]“坯件”是指芯部在其制造期间的中间状态，特别是在插入杆之前。通过增材制造来实现坯件的制造，使得由此获得的坯件包括第一部件、第二部件和接合部分。此外，该制造提供了至少一个贯通孔口的存在。“贯通”或“开通”是指孔口在坯件的任一侧上开通，与包括有底部的盲孔相反。特别地，孔口穿过第二部件、接合部分和第一部件，在其每个端部处开通到芯部坯件周围的外部区域。
[0009]该构造允许促进贯通孔口的清洁。事实上，在通过增材制造来制造坯件的最后，特别是由于该坯泥的高粘度，陶瓷坯泥的未固化残留物保留在孔口中。
[0010]可以进行清洁去除这些残留物，以便允许定位杆的插入。然而，本公开的构造允许通过在孔口的另一开通端部施加压力，例如通过注射溶剂和空气的脉冲混合物，从而通过孔口的开通端部容易地排出这些残留物。因此，能够通过省去使用诸如钻头的不合适的工具来有效地完成孔口的清洁，从而限制芯部的废品率。
[0011]此外，根据现有技术，孔口穿过第二部件的部分具有很大的长度，钻头的长度不允许在单个步骤中刺穿/清洁该孔口部分。然后需要将第二部件打印成两个部件，以便在两个步骤中清洁孔口，然后将两个部件重新粘合在一起。根据本公开的贯通孔口的存在允许消除该缺点，从而简化制造芯部的方法。
[0012]在某些实施例中，接合部分包括通道，将该通道置于使贯通孔口与芯部坯件外侧的空间流体连通。
[0013]该通道允许促进贯通孔口的清洁。事实上，当通过例如在孔口的两个端部注射溶剂来进行孔口清洁时，可以通过该通道去除溶解在溶剂中的陶瓷坯泥的残留物。
[0014]在某些实施例中，贯通孔口包括从第一端部延伸的第一直线部分，以及相对于第一直线部分具有小于180
°
的角度并且从第二端部延伸的第二直线部分。
[0015]优选地，第一直线部分从第一端部延伸穿过第二部件直到接合部分，延伸穿过接合部分和第一部件的一部分。第二直线部分在位于第一部件中的第一直线部分的端部与第二端部之间的第一部件中延伸。换句话说，第一直线部分和第二直线部分一起形成弯头，该弯头具有小于180
°
的角度，该角度优选地位于第一部件中。第一直线部分的长度可以根据定位杆插入前的长度来确定。该弯头的存在允许缩短孔口的第二直线部分的长度，并且特别允许到达芯部的外部。
[0016]在某些实施例中，第一直线部分和第二直线部分之间的角度大于或等于100
°
，优选地包括在110
°
与120
°
之间。
[0017]如果第一直线部分和第二直线部分之间的角度太小，这些值可以限制在清洁步骤期间陶瓷坯泥残留物被保留阻塞在孔口的弯头部分中的风险。这些值还可以限制贯通孔口
的体积。因此，第一直线部分和第二直线部分之间的这些值允许促进清洁孔口的操作。
[0018]在某些实施例中，贯通孔口的第一直线部分的直径包括在0.15和0.3mm之间。
[0019]第一直线部分的直径可以根据定位杆插入前的直径来确定。优选地，定位杆与孔口之间必须存在间隙。
[0020]在某些实施例中，贯通孔口的第二直线部分的直径包括在0.4和0.6mm之间。
[0021]贯通孔口可以具有圆形横截面。这些值允许促进定位杆的插入和孔口的清洁。事实上，太大的直径不适合诸如注射脉冲空气和/或溶剂的清洁技术，并且会使这种注射无效。对孔口进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造陶瓷芯部坯件(10)的方法，所述陶瓷芯部坯件用于使用失蜡铸造技术来制造中空涡轮机叶片，所述坯件通过增材制造进行制造，并且包括：
‑
至少一个第一部件(20)，用于形成所述中空叶片的所述型腔；
‑
至少一个第二部件(30)，构造成允许将所述芯部(10)定位在蜡模中，所述第二部件(30)和所述第一部件(20)借助于插设在所述第一部件(20)和所述第二部件(30)之间的临时接合部分(60)相对于彼此定位和保持；
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至少一个贯通孔口(50)，延伸穿过所述第二部件(30)、所述临时接合部分(60)和所述第一部件(20)，所述贯通孔口(50)的第一端部开通到所述第二部件(30)的外部面，而所述贯通孔口(50)的第二端部开通到所述第一部件(20)的外部面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临时接合部分(60)包括通道(62)，将所述通道置于使所述贯通孔口(50)与所述芯部坯件外侧的空间流体连通。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述贯通孔口(50)包括从所述第一端部延伸的第一直线部分(50a)，以及相对于所述第一直线部分(50a)具有小于180
°
的角度(β)并且从所述第二端部延伸的第二直线部分(50b)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一直线部分(50a)和所述第二直线部分(50b)之间的所述角度(β)大于或等于100
°
，优选地包括在110
°
与120
°
之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述贯通孔口(50)的所述第一直线部分(50a)的直径包括在0.15和0.3mm之间。6.一种制造陶瓷芯部(10)的方法，所述陶瓷芯部用于使用所述失蜡铸造技术来制造中空涡轮机叶片，所述方法包括根据权利要求1至5中任一项所述的方法制造坯件的步骤，并且还包括在制造所述坯件之后的步骤：
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清洁所述贯通孔口(50)；
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将至少一根定位杆(40)插入到所述贯通孔口(50)中；
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：赛峰集团，
类型：发明
国别省市：