构建板夹紧组件和增材打印于工件的增材制造系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及构建板夹紧组件和增材打印于工件的增材制造系统及方法。构建板夹紧组件可包括具有构建板接纳表面的工作站和从工作站的构建板接纳表面伸出的锁销。锁销可包括：中空销主体；设置在中空销主体内的活塞，活塞能够从缩回位置沿轴向移动到促动位置；和多个止动件，多个止动件能够响应于活塞沿轴向移动到促动位置而通过中空销主体中的多个止动件孔口中的相应止动件孔口沿径向伸出。在工件上工作的方法可包括：将构建板锁定接合在第一工作站处；执行第一工作步骤；从第一工作站释放构建板；将构建板锁定接合在第二工作站处；和执行第二工作步骤。增材制造系统可包括具有第一构建板接纳表面的视觉系统和具有第二构建板接纳表面的增材制造机器。接纳表面的增材制造机器。接纳表面的增材制造机器。

【技术实现步骤摘要】
构建板夹紧组件和增材打印于工件的增材制造系统及方法


[0001]本公开大体上涉及在工件上增材打印的增材制造系统和方法，且更特别地涉及构造成将构建板与增材制造系统的坐标对准的构建板
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夹紧组件以及与其相关的系统和方法。

技术介绍

[0002]根据本公开，将为合乎期望的是，利用增材制造机器或系统来增材打印到预先存在的工件上(包括作为单次构建的部分而增材打印到多个预先存在的工件上)。当增材打印到这样的工件上时，对于增材制造机器、系统以及方法而言将为合乎期望的是，以足够的精度和准确度增材打印到预先存在的工件上，以便提供近净形构件。因此，需要改进的增材制造机器和系统以及在工件上增材打印的方法。
[0003]本公开所设想的工件包括原始制备的工件以及旨在修复、再构建、升级等的工件，诸如在其整个服务寿命期间可经历损伤、磨损和/或劣化的机器或装置构件。将为合乎期望的是，在工件(诸如，机器或装置构件)上增材打印，以便对这样的构件进行修复、再构建或升级。还将为合乎期望的是，在工件上增材打印，以便产生新的构件(诸如，可表现出增强的性能或服务寿命的构件)。
[0004]机器或装置构件的一个示例包括翼型件(诸如，在涡轮机中使用的压缩机叶片或涡轮叶片)。这些翼型件在其整个服务寿命期间频繁地经历损伤、磨损和/或劣化。例如，提供服务的翼型件(诸如，燃气涡轮发动机的压缩机叶片)在长期使用之后显示出侵蚀、缺陷和/或裂纹。具体地，例如，这样的叶片经受显著地高的应力和温度，显著地高的应力和温度不可避免地使叶片随时间推移而磨损(特别是在叶片的末梢附近)。例如，叶片末梢易受由下者引起的磨损或损伤：叶片末梢与涡轮机护罩之间的摩擦或擦挂(rub)、由热气体引起的化学劣化或氧化、由循环加载和卸载引起的疲劳、晶格的扩散蠕变等。
[0005]值得注意地，磨损或损伤的叶片如果未被校正，则可造成机器故障或性能劣化。具体地，这样的叶片可使涡轮机表现出降低的操作效率，这是因为叶片末梢与涡轮机护罩之间的间隙可允许气体通过涡轮机级而泄漏，而不会转换成机械能。当效率下降到规定水平之下时，涡轮机典型地停止服务以进行大修和修复。此外，削弱的叶片可造成发动机的完全断裂和灾难性故障。
[0006]结果，用于涡轮机的压缩机叶片典型地是频繁检查、修复或更换的目标。完全更换这样的叶片典型地是昂贵的，然而，可以以相对低的成本(与利用全新叶片来更换相比)修复一些叶片以用于延长寿命。尽管如此，传统的修复过程还是倾向于为劳动密集并且耗时的。
[0007]例如，传统的修复过程使用焊接/包覆技术，通过该技术，可将修复材料以粉末或线的形式供应到修复表面，并且，修复材料可使用聚焦的功率源(诸如，激光、电子束、等离子弧等)来熔融并且结合到修复表面。然而，利用这样的焊接/包覆技术来修复的叶片还经历繁琐的后处理，以实现目标几何形状和表面光洁度。具体地，由于结合到修复表面的焊
接/包覆修复材料的庞大的特征尺寸，修复的叶片需要繁重的机加工来移除多余的材料，其随后是抛光，以实现目标表面光洁度。值得注意地，这样的机加工和抛光过程一次在单个叶片上执行，为劳动密集的并且繁琐的，并且造成单次修复的大的总体劳动成本。
[0008]备选地，其它直接能量沉积(DED)方法可用于叶片修复，例如，诸如冷喷涂，该方法引导高速金属粉末以轰击目标或基础构件，使得粉末变形并沉积在基础构件上。然而，这些DED方法都不适合于批处理或以省时的方式修复大量的构件，因此几乎不提供商业价值。
[0009]因此，需要用于增材制造包括增材打印在工件上的延伸节段的近净形构件的改进的设备、系统和方法，包括修复工件(诸如压缩机叶片和涡轮叶片)的设备、系统和方法。

技术实现思路

[0010]方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践目前公开的主题而了解。
[0011]在一个方面，本公开包含构建板
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夹紧组件。示例性构建板
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夹紧组件可包括具有构建板
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接纳表面的工作站和从工作站的构建板
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接纳表面伸出的锁销。锁销可包括：中空销主体；活塞，其设置在中空销主体内，其中活塞能够从缩回位置沿轴向移动到促动位置；以及多个止动件(detent)，其中多个止动件能够响应于活塞已沿轴向移动到促动位置而通过中空销主体中的多个止动件
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孔口中的相应的止动件
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孔口沿径向伸出。
[0012]在另一方面，本公开包含在多个工作站处在工件上工作的方法。示例性方法可包括：将构建板锁定地接合在第一工作站处；在固定到构建板的多个工件上执行第一工作步骤；从第一工作站释放构建板；将构建板锁定地接合在第二工作站处；以及在固定到构建板的多个工件上执行第二工作步骤。第一工作站可具有从第一构建板
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接纳表面伸出的第一锁销，并且构建板可包括构造成与第一锁销锁定地接合的插座。第二工作站可具有从第二构建板
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接纳表面伸出的第二锁销，并且构建板的插座还可构造成与第二锁销锁定地接合。
[0013]在又一方面，本公开包含增材制造系统。示例性增材制造系统可包括视觉系统和增材制造机器。视觉系统可包括具有第一构建板
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接纳表面和从第一构建板
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接纳表面伸出的第一锁销的第一工作站，其中第一锁销构造成锁定地接合构建板。第一锁销可具有第一多个能够沿径向伸出的止动件，并且构建板可具有插座，该插座具有限定用于第一多个能够沿径向伸出的止动件的接合表面的内表面。增材制造机器可包括具有第二构建板
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接纳表面和从第二构建板
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接纳表面伸出的第二锁销的第二工作站。第二锁销可构造成也锁定地接合构建板，并且第二锁销可具有第二多个能够沿径向伸出的止动件。构建板的插座的内表面可限定用于第二多个能够沿径向伸出的止动件的接合表面。
[0014]技术方案1. 一种构建板
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夹紧组件，包括：工作站，其具有构建板
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接纳表面；以及锁销，其从所述工作站的所述构建板
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接纳表面伸出，所述锁销包括：中空销主体；活塞，其设置在所述中空销主体内，所述活塞能够从缩回位置沿轴向移动到促动位置；以及多个止动件，所述多个止动件能够响应于所述活塞已沿轴向移动到所述促动位置而通过所述中空销主体中的多个止动件
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孔口中的相应的止动件
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孔口沿径向伸出。
[0015]技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的构建板
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夹紧组件，其特征在于，所述构建板
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夹紧组件包括：楔入元件，其在所述活塞与所述多个止动件之间设置在所述中空销主体内，所述楔入元件包括倾斜或弯曲的表面，所述倾斜或弯曲的表面响应于所述活塞已沿轴向移动到所述促动位置而将所述活塞的轴向移动能够滑动地转换成所述多个止动件的径向伸出。
[0016]技术方案3. 根据任意前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造系统的构建板
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夹紧组件，所述构建板
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夹紧组件包括：构建板，其限定插座
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接纳凹部以及与所述插座
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接纳凹部相交的插座螺栓
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接纳孔；插座，其能够安装或安装在所述插座
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接纳凹部内，所述插座包括与所述插座
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接纳凹部对应的外表面；以及插座锁定螺栓，其能够插入或插入到所述插座螺栓
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接纳孔中，其中所述插座的所述外表面包括插座螺栓
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接合通道，所述插座能够至少部分地通过插入到所述插座螺栓
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接纳孔中并与所述插座螺栓
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接合通道接合的所述插座锁定螺栓而与所述构建板锁定地接合。2.根据权利要求1所述的构建板
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夹紧组件，其中，所述插座包括内表面，所述内表面限定用于接纳工作站的构建板
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接纳表面处的锁销。3.根据权利要求1所述的构建板
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夹紧组件，其中，所述插座螺栓
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接合通道与所述相交的插座螺栓
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接纳孔对准。4.根据权利要求1所述的构建板
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夹紧组件，其中，所述构建板包括与所述插座
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接纳凹部的第一侧相交的第一插座螺栓
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接纳孔和与所述插座
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接纳凹部的第二侧相交的第二插座螺栓
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接纳孔。5.根据权利要求4所述的构建板
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夹紧组件，其中，所述第一插座螺栓<...

【专利技术属性】
技术研发人员：GC菲迪克，石进杰，JE汉普希尔，RR小沃尔兴，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：