通过增材制造的支撑件中的流体膨胀将部件毛坯与支撑件分离的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将部件毛坯(1)与支撑件(20)分离的方法，其中支撑件(20)和部件毛坯(1)通过增材制造来生产。支撑件(20)包括容纳流体的内腔(21)。该分离方法包括加热支撑件(20)，以通过使内腔(21)中的流体膨胀来使支撑件(20)变形，直到支撑件(20)与部件毛坯(1)分离。离。离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过增材制造的支撑件中的流体膨胀将部件毛坯与支撑件分离的方法


[0001]本专利技术涉及粉末床增材制造的
，粉末床增材制造又称为3D打印。更具体地，本专利技术涉及一种用于将部件毛坯与支撑件分离的方法，部件毛坯和支撑件通过逐层粉末沉积制造、通过使用激光束或电子束进行选择性熔化或选择性烧结来部分地凝固。

技术介绍

[0002]粉末床选择性熔化或选择性烧结方法使得可以容易地生产承受巨大的机械和/或热应力的金属或陶瓷部件，诸如涡轮发动机部件。
[0003]这种方法特别是以“选择性激光熔化”(Selective Laser Melting，SLM)、“选择性激光烧结”(Selective Laser Sintering，SLS)、“直接金属激光烧结”(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)和“电子束熔化”(Electron Beam Melting，EBM)为人所知。
[0004]这些方法通常包括使用辊子或刮刀类型的铺展装置在制造容器中沉积第一粉末层的步骤，随后是用激光束或电子束加热粉末层的预定区域的步骤，制造容器的底部由可平移移动的板形成。由该束提供的能量引起粉末的局部熔化或局部烧结，粉末在凝固时形成部件的第一层。
[0005]然后将板降低对应于层厚度的距离，然后通过铺展装置将第二粉末层传送到前一层上。此后，使用束形成部件的第二层。重复这些步骤，直到完全制造出部件毛坯和部件支撑件。
[0006]最后，通过电加工切割步骤将部件毛坯与支撑件和制造板分离，电加工切割步骤实施起来时间长、成本高且困难。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是至少部分地解决现有技术解决方案中遇到的问题。
[0008]在这方面，本专利技术涉及一种用于将部件毛坯与用于部件毛坯的支撑件分离的方法。支撑件和部件毛坯通过增材制造来制造。支撑件包括容纳流体的内腔。
[0009]根据本专利技术，分离方法包括加热支撑件以通过内腔中的流体膨胀使支撑件变形，直到支撑件与部件毛坯分离。
[0010]由于内腔中的流体膨胀产生支撑件变形，与电蚀切割相比，部件毛坯与支撑件分离更容易、更快速且成本更低。提高了部件制造方法的生产率。有利于制造方法的实施，并降低了部件的制造成本。
[0011]特别有可以至少部分地取消将部件毛坯与支撑件分离的火花机加工步骤，使得时间更短且难度更低，或用另一种后续切割方法代替它。
[0012]本专利技术违背了在部件的增材制造期间避免产生封闭内腔的一般原则。该一般原则的目的尤其在于更好地提供和控制部件的形状、结构和机械强度。它尤其使得可以降低在腔中未熔化或未烧结的粉末材料的不期望存在的风险。
[0013]本专利技术通过在支撑件中产生内腔而不受该约束的限制，该支撑件与要制造的部件不同并且充当用于制造部件的可变形支撑件。
[0014]本专利技术可以任选地包括以下被相互结合或不结合的特征中的一个或多个。
[0015]根据具体实施例，腔将流体气密密封。优选地，流体是气体。气体尤其可以是在支撑件的制造期间件容纳在内腔中的空气。
[0016]根据进一步的具体实施例，支撑件通过关于支撑件的纵向轴线的平面对称而对称。
[0017]根据具体实施例，支撑件通过沿着支撑件的纵向方向轴向收缩和通过沿着垂直于支撑件的纵向方向的方向横向延伸而变形。
[0018]根据具体实施例，支撑件包括外壁，该外壁界定内腔并且具有在0.3mm至1mm之间，优选地为0.6mm的厚度。
[0019]外壁具有足够的厚度以通过增材制造来制造，同时具有足够小的厚度以能够通过内腔中的流体的膨胀而使支撑件变形。外壁对内腔中的流体特别严密。
[0020]根据具体实施例，内腔构造成沿着内腔的最大变形方向伸长60％至100％之间，优选地80％。
[0021]内腔的体积大到足以使大量流体膨胀和支撑件变形。
[0022]根据具体实施例，连接部分位于支撑件和部件毛坯之间。连接部分的机械强度低于部件毛坯的机械强度和支撑件的机械强度。
[0023]在加热由部件毛坯和支撑件形成的组件的期间，连接部分断裂，特别是撕裂，这种加热引起支撑件变形。
[0024]连接部分通过限制在将部件毛坯与支撑件分离时施加在部件毛坯上的机械应力来促进部件毛坯与支撑件的分离。
[0025]根据具体实施例，连接部分的密度低于部件毛坯的密度和/或支撑件的外壁的密度。
[0026]部件毛坯、连接部分和支撑件优选地由相同的材料通过增材制造制成。部件毛坯、连接部分和支撑件的材料特别是金属材料。
[0027]本专利技术还涉及一种用于制造涡轮发动机部件的方法，该方法实施如上限定的分离方法。该方法包括特别是使用粉末床选择性熔化或选择性烧结方法来增材制造部件毛坯和支撑件。
[0028]根据具体实施例，支撑件的加热发生在部件毛坯的应力消除热处理期间，所述应力消除热处理用于限制部件毛坯的热应力和/或机械应力。
[0029]优选地，测量方法包括在将部件毛坯与支撑件分离之后，特别是通过机加工将连接部分与部件毛坯分离。
[0030]根据具体实施例，制造方法包括在将部件毛坯与支撑件分离之后，将部件毛坯与固定部件毛坯和支撑件的基板分离的步骤。
附图说明
[0031]在参照附图阅读仅通过说明而非限制性的方式给出的实施例示例的描述时，将更清楚地理解本专利技术，在附图中：
[0032]‑
图1是用于实施根据本专利技术第一实施例的增材制造方法的增材制造工具的局部示意图；
[0033]‑
图2是在熔化或烧结粉末材料之后以及在将部件毛坯与支撑件分离之前的局部透视示意图；
[0034]‑
图3是在熔化或烧结粉末材料之后和在将部件毛坯与支撑件分离之前，支撑件、连接部分、部件毛坯和工具的局部纵向截面示意图；
[0035]‑
图4是在将部件毛坯与支撑件分离后，支撑件、连接部分、部件毛坯和工具的局部纵向截面示意图；
[0036]‑
图5示出了在将部件毛坯与工具分离后和在加工部件毛坯后的部件。
具体实施例
[0037]不同附图的相同、相似或等效部件具有相同的附图标记，以便于从一幅图到另一幅图的转换。
[0038]图1示出了工具2的示例，该工具2用于根据第一实施例的制造方法通过粉末床选择性熔化或选择性烧结来制造部件1。
[0039]部件1是航空涡轮发动机部件，例如叶片、壁或凸缘。部件1被构造成在涡轮发动机运行期间承受特别大的机械和/或热应力。部件由粉末材料17通过增材制造来制造，粉末材料17通常是用于航空用途的金属材料粉末。
[0040]部件1包括下端1a、与下端1a相对的上端1b和位于下端1a和上端1b之间的主体11。上端1b特别相对于工具2的制造板8的上部面S2悬置，这使得在没有支撑件20的情况下难以制造。
[0041]工具2还包括：粉末材料17的进料容器3；制造容器4，在该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮发动机部件(1)的制造方法，所述制造方法使用将部件毛坯(1)与用于所述部件毛坯(1)的支撑件(20)分离的方法，其中，所述支撑件(20)和所述部件毛坯(1)通过金属材料粉末床增材制造在制造板(8)上制造，其中，所述支撑件(20)位于所述制造板(8)和所述部件毛坯(1)之间，其中，所述支撑件(20)包括容纳流体的内腔(21)，其中，用于将所述部件毛坯(1)与所述支撑件(20)分离的方法包括：加热(102，103)所述支撑件(20)，以通过所述内腔(21)中的流体膨胀使所述支撑件(20)变形，直到所述支撑件(20)与所述部件毛坯(1)分离。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述内腔(21)将所述流体气密密封，其中，所述流体优选为气体。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述支撑件(20)通过沿着所述支撑件的纵向方向(Y
‑
Y)轴向收缩且通过沿着与所述支撑件的纵向方向(Y
‑
Y)垂直的方向横向延伸而变形。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述支撑件(20)包括外壁(22)，所述外壁界定所述内腔(21)并且具有在0.3mm至1mm之间，优选地为0.6mm的厚度(e1)，和/或其中，所述内腔(21)被构造成沿着所述内腔(21)的最大变形方向(X
‑
X)伸长60％至100％之间，优选80％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中，连接部分(9)位于所述支撑件(...

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