通过增材制造的保持部分中的流体膨胀用于保持部件坯体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将部件坯体(1)保持在保持组件(20)内的方法。保持组件(20)包括第一保持部分(30)。第一保持部分(30)包括容纳流体的内腔(31)。通过增材制造来至少部分地制造部件坯体(1)和第一保持部分(30)。保持方法包括加热固持组件(20)和部件坯体(1)，以通过内腔(31)中的流体膨胀使第一保持部分(30)变形，并且以通过膨胀第一保持部分来减小部件坯体(1)与保持组件(20)之间的间隙(21)。与保持组件(20)之间的间隙(21)。与保持组件(20)之间的间隙(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过增材制造的保持部分中的流体膨胀用于保持部件坯体的方法


[0001]本专利技术涉及粉末床的增材制造(也称为3D打印)的
本专利技术更特别地涉及一种用于保持部件坯体的方法，通过逐层粉末沉积至少部分地增材地制造部件坯体和保持组件，通过使用激光束或电子束的选择性熔化或选择性烧结部分地固化它们。

技术介绍

[0002]粉末床的选择性熔化或选择性烧结方法使得可以容易地生产金属或陶瓷部件，如经受显著的机械和/或热应力的涡轮发动机部件。
[0003]此类方法在缩写SLM(“选择性激光熔化”)、SLS(“选择性激光烧结”)、DMLS(“直接金属激光烧结”)和EBM(“电子束熔化”)下是特别已知的。
[0004]这些方法通常包括使用辊型或刮刀型铺展装置在制造容器中沉积第一粉末层的步骤，制造容器的底部由可平移移动的板形成，接着用激光束或用电子束加热粉末层的预定区域的步骤。由束提供的能量引起粉末的局部熔化或局部烧结，粉末在固化时形成部件的第一层。
[0005]然后，将板降低与层的厚度相对应的距离，接着通过铺展装置将第二粉末层输送到先前层上。此后，使用束形成部件的第二层。重复这些步骤，直到完全地制造部件坯体。
[0006]然后，移除未熔化或未烧结的粉末。接着，在部件坯体的加热过程中保持该部件坯体，以限制部件坯体中的热和/或机械应力。这种加热还可以旨在增加部件坯体的耐久性和/或寿命。
[0007]当移除粉末时保持部件坯体会引起问题。此外，在加热过程中加热部件坯体和保持部件坯体可以在部件坯体上产生不期望的机械应力。当部件坯体具有相对低的机械强度时，例如当部件是叶片或更通常地其包括至少一个薄壁时，可以证明这种机械应力是特别麻烦的。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是至少部分地解决在现有技术解决方案中遇到的问题。
[0009]对此，本专利技术涉及一种用于将部件坯体保持在保持组件内的方法。保持组件包括第一保持部分，通过增材制造来制造部件坯体和至少部分地第一保持部分。第一保持部分包括容纳流体的内腔。
[0010]根据本专利技术，保持方法包括加热保持组件和部件坯体，以通过内腔中的流体膨胀使第一保持部分变形，并且以通过第一保持部分相对于部件坯体的膨胀来减小部件坯体与保持组件之间的间隙。
[0011]由于根据本专利技术的保持方法，更多地和/或更容易地保持部件坯体，同时限制施加在部件坯体上的机械应力。
[0012]本专利技术违背了在部件的增材制造过程中避免产生封闭内腔的一般原理。该一般原
理的目的特别地是更好地提供和控制部件的形状、结构和机械强度。它特别地使得可以减小在空腔中不期望的未熔化或未烧结的粉末材料的存在的风险。
[0013]本专利技术不限于该约束，通过在第一保持部分中产生内腔，该第一保持部分是可变形的，并且与待制造的部件分离。
[0014]在粉末熔化或烧结之后，并且在加热保持组件和部件坯体之前，通过保持组件和部件坯体之间的相对大的间隙特别地便于移除未熔化或未烧结的粉末。
[0015]本专利技术可以可选地包括一个或多个彼此组合或不组合的以下特征。
[0016]内腔特别地是封闭的。根据一个实施方式的特性，内腔气密地密封流体。优选地，流体是气体。
[0017]根据进一步实施方式的特性，第一保持部分包括外壁，该外壁界定内腔，并且具有在0.3mm与1mm之间，优选地0.6mm的厚度。
[0018]外壁具有通过增材制造来制造的足够的厚度，同时具有足够地小的厚度，以能够通过内腔中流体的膨胀使第一保持部分变形。外壁对内腔的流体特别地是密封的。
[0019]根据进一步实施方式的特性，内腔被构造成沿着内腔的最大伸长方向在60％与100％之间拉伸，优选地80％拉伸。
[0020]内腔的容积足够大，以能够使大量流体膨胀，以及通过流体膨胀使第一保持部分变形。
[0021]根据实施方式的特性，保持组件包括第一保持部分和第二保持部分，部件坯体位于第一保持部分与第二保持部分之间。
[0022]根据实施方式的特性，第一保持部分和第二保持部分各自包括壳体。每个壳体包括外壁和容纳流体的内腔。
[0023]然后，每个保持部分特别地被构造成由于在该保持部分的内腔中的流体膨胀的该保持部分的变形，减小部件坯体与该保持部分之间的间隙。
[0024]可替代地，第二保持部分没有内腔，例如由实心壳体或刚性壳体形成。在这种情况下，当第一保持部分通过其内腔内的流体膨胀而变形时，第二实心壳体特别地是非变形的。
[0025]优选地，每个保持部分被构造成通过在保持组件和部件坯体的加热过程中，使该保持部分相对于部件坯体膨胀，来减小在该保持部分的变形过程中，部件坯体与保持组件之间的间隙，以便将部件坯体保持在保持组件中。
[0026]本专利技术还涉及一种用于制造涡轮发动机部件的方法，该方法实施了如上定义的保持方法。该制造方法包括通过增材制造来制造部件坯体和至少部分地制造第一保持部分。
[0027]增材制造方法特别地是粉末床的选择性熔化或选择性的烧结方法。优选地，通过增材制造完全地生产第一保持部分。
[0028]根据实施方式的特性，通过增材制造，优选地由相同的材料制造部件坯体、第一保持部分和第二保持部分。这种材料特别地是金属材料。特别地，第一保持部分和该第二保持部分各自具有小于部件坯体的密度的密度。
[0029]根据实施方式的特性，保持组件和部件坯体的加热在部件坯体的应力消除热处理过程中发生，以限制部件坯体的热应力和/或机械应力。
[0030]根据实施方式的特性，制造方法包括在加热保持组件和部件坯体之后，将部件坯体与保持组件分离。
[0031]优选地，制造方法包括在加热保持组件和部件坯体之后，将部件坯体与用于部件坯体和用于保持组件的底座分离。
附图说明
[0032]通过参照附图阅读仅以指示而非限制的方式所给出的实施方式的实施例的描述，将更清楚地理解本专利技术，在附图中：
[0033]图1是在实施根据本专利技术的第一实施方式的增材制造方法时所使用的增材制造工具的部分示意图；
[0034]图2示例了在熔化或烧结粉末材料之后，并且在紧紧地保持部件坯体之前，用于制造部件的方法；
[0035]图3示例了当紧紧地保持部件坯体时，用于制造部件的方法；
[0036]图4示例了在机加工部件坯体之后，并且在将部件坯体从保持组件和工具分离之后的部件。
具体实施方式
[0037]不同附图中的相同、相似或等效部分具有相同的附图标记，以便有助于从一个附图过渡到另一个附图。
[0038]图1示出了用于根据第一实施方式的制造方法，通过粉末床的选择性熔化或选择性烧结来制造部件1的工具2的实施例。
[0039]部件1是飞行器涡轮发动机部件，例如叶片、壁或凸缘。它特别地包括至少一个薄壁，这使得它相对地易损坏。尽管如此，它被设计成在涡轮发动机运行过程中承受特别地显著的机械和/或热应力。通过增材制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将用于涡轮发动机(1)的部件坯体(1)保持在保持组件(20)内的保持方法，所述保持组件包括第一保持部分(30)，其中，第一保持部分(30)包括容纳流体的内腔(31)，其中，通过金属材料粉末床的增材制造来制造部件坯体(1)和至少部分地第一保持部分(30)，所述保持方法包括：保持组件(20)和部件坯体(1)的加热(102，103)，以通过在内腔(31)中的流体膨胀使第一保持部分(30)变形，并且以通过第一保持部分(30)相对于部件坯体(1)的膨胀来减小在部件坯体(1)与保持组件(20)之间的间隙(21)，从而将部件坯体(1)保持在保持组件中。2.根据权利要求1所述的保持方法，其中，内腔(31)气密地密封流体，所述流体优选地是气体。3.根据前述权利要求1和2中任一项所述的保持方法，其中，第一保持部分(30)包括外壁(32)，所述外壁界定内腔(31)和具有在0.3mm与1mm之间、优选地0.6mm的厚度(e1)，和/或其中，内腔(31)被构造成沿内腔的最大伸长方向(Y
‑
Y)在60％与100％之间拉伸，优选地80％。4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的保持方法，其中，保持组件(20)包括第一保持部分(30)和第二保持部分(40)，部件坯体(1)位于第一保持部分和第二保持部分之...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉扬，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：