在包括粗糙区域的涡轮发动机部件的坯件上的增材制造制造技术

通过增材制造来生产用于涡轮发动机的结构，包括以下步骤：a)提供具有至少一个局部粗糙区域(16)的元件，特别是通过机械加工来生产；b)使用粉末床熔合增材制造以便将由所述熔合产生的材料层沉积在元件上(图2A)。合产生的材料层沉积在元件上(图2A)。合产生的材料层沉积在元件上(图2A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在包括粗糙区域的涡轮发动机部件的坯件上的增材制造


[0001]本申请涉及增材制造领域，并且具体地涉及在粉末床上使用激光熔合技术的增材制造领域。
[0002]更具体地，本专利技术涉及用于涡轮发动机的部件的增材制造。

技术介绍

[0003]粉末床选择性熔合或选择性烧结方法允许制造具有复杂形状的金属或陶瓷部件，这些部件经受显著的机械和/或热约束，如涡轮发动机部件。
[0004]具体地，此类方法通过首字母缩略词SLM(代表“选择性激光熔化”)、SLS(代表“选择性激光烧结”)、DMLS(代表“直接金属激光烧结”)和EBM(代表“电子束熔化”)是已知的。
[0005]通常，这些方法包括沉积粉末层的步骤，接着是通过激光束或通过电子束加热粉末层的预定区域的步骤。由该激光束或电子束所提供的能量导致粉末的局部熔化或局部烧结，粉末在固化时形成部件的层。
[0006]这样的技术意味着每个层由前一个层支持。这就是为什么制造具有显著悬臂的此类部件是成问题的。
[0007]为了制造具有显著悬臂的部件，特别是当部件的区域相对于其所搁置的制造托盘形成小于45
°
的角度时，已知的解决方案在于通过支撑件支撑该区域，一旦已经形成所有层，该支撑件可以是临时的和被移除。
[0008]在图1A中示出的实施例中，待通过增材制造来制造的部件的坯件2包括区域2A，该区域与平行于托盘8的主平面的平面形成例如在30
°
的范围内的角度，该元件位于托盘上。
[0009]在图1B中，临时支撑件4在此被放置在与悬臂的区域2A相对布置的水平区域2B上。支撑件4还可用于消散热量和防止部件2的意外变形。
[0010]在一些情况下，如果在制造期间没有以稳定的方式保持支撑件4，则可能发生支撑件的破裂。特别地，支撑件的根部4A与支撑件所支承的部件的表层之间的连接在制造期间可能破裂。这使得不可能进行部件的制造。
[0011]出现了要发现新的增材制造方法，特别是用于制造涡轮发动机新的增材制造方法的问题，该新的增材制造方法对于上述一个或多个缺点进行了改进。

技术实现思路

[0012]根据一个方面，本专利技术的实施方式提供了用于部件或结构的增材制造的部件或结构元件，也称为“坯件”，所述元件或所述坯件设置有至少一个局部粗糙区域。
[0013]局部粗糙区域可以允许在增材制造方法期间改进用作机械支撑的支撑件的钩挂。粗糙区域还可以允许在增材制造方法期间限制部件或结构的其他部分上的激光辐射的反射能量的量。
[0014]有利地，可以由一系列锯齿和/或突起和/或凹槽形成粗糙区域。
[0015]形成粗糙区域的图案的分布可以是规则的，例如，根据直的或者交叉的滚花或者
根据同心线。
[0016]可以通过机械加工或通过添加材料形成局部粗糙区域。
[0017]根据可能的实现方式，局部粗糙区域形成或位于由所述元件的陶瓷材料或金属合金(特别是钛基或镍基的合金)制成的部分中。
[0018]可以在同一部件或结构元件或坯件上提供若干不同的局部粗糙区域。
[0019]根据特定实施方式，坯件可以是飞机涡轮发动机部件或用于飞机涡轮发动机的结构的部件或旨在作为飞机涡轮发动机部件的部件，例如定子或低压分配器区段。
[0020]根据另一方面，本专利技术涉及一种用于涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的增材制造的装置，该装置包括：
[0021]‑
如上文定义的部件或结构元件，
[0022]‑
制造支撑件，所述制造支撑件布置在所述粗糙区域上，并且与所述粗糙区域接触。
[0023]部件或结构元件和支撑件可布置在托盘上，所述制造支撑件布置在所述元件的一部分下方，并且与所述元件的一部分接触，特别是相对于平行于所述托盘的主平面的平面形成小于45
°
的角度的一部分接触。
[0024]根据另一方面，本专利技术涉及一种用于粉末床熔合增材制造的系统，该系统包括如上文所定义的装置。
[0025]根据另一方面，本专利技术还涉及一种增材制造用于涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的方法，该方法包括以下步骤：
[0026]a)提供如上定义的坯件或装置，
[0027]b)通过增材制造，特别是通过在粉末床上激光熔合，在所述元件上沉积由所述熔合产生的至少一个材料层。
[0028]有利地，在步骤a)之前，所述方法包括通过机械加工在所述坯件上形成所述局部粗糙区域。
附图说明
[0029]根据以下描述和附图，将更好地理解本专利技术，其中：
[0030]图1A、1B旨在示出用于实施对所述部件或所述结构进行增材制造的方法的部件或结构坯件和支撑件；
[0031]图2A、图2B旨在示出包括根据本专利技术实施的至少一个局部粗糙区域的坯件以及用于在该坯件上实施部件或结构的增材制造方法的支撑件；
[0032]图3A、3B旨在示出包括锯齿状图案的粗糙区域的第一实施例；
[0033]图4A、4B旨在示出包括棱锥尖的图案的粗糙区域的第二实施例；
[0034]各图的相同、类似或等效部分具有相同附图标记，以便于从一个图到另一个图的改变。
[0035]为了使附图更加可读，附图中所示的各个部分不一定根据统一的比例。
具体实施方式
[0036]图2A
‑
2B给出了元件12的实施例，该元件在添加材料22的期间还被称为“坯件”，该
添加材料通过增材制造来执行，以制造机械部件或结构，并且该添加材料具体地相对于材料供应源(未示出)布置在可移动制造托盘108上。
[0037]特别地，目标增材制造技术可以是粉末床熔合技术，其中激光用于选择性地使粉末颗粒(特别是金属粉末)熔化，同时将它们结合在一起以逐层构建机械部件。
[0038]在此部件元件12特别地在于，其具有设置有至少一个第一局部粗糙区域16的部分12B。该局部粗糙区域16在此旨在与支撑件104接触或设置有旨在接收支撑件104的区域，该支撑件被配置为在部件或结构的制造期间支撑具有悬臂的布置的另一部分12A。具体地，支撑件104可以是多孔支撑件，即，设置有腔体。
[0039]优选地，区域16的粗糙度已经有意地形成，并且可以例如处于在元件12的设计期间所提供的波纹或预定的不规则轮廓的形式。
[0040]粗糙区域16可以允许获得支撑件104的更好的钩挂，并且确保在通过增材制造添加层的期间将该支撑件保持在位。
[0041]用于接纳支撑件104的区域位于其上的部分12B可以具体地是支撑件104被布置在其上的“水平”部分104A。通过“水平部分”应理解为平行于托盘108的主平面的部分，托盘108的主平面是穿过托盘108并且平行于图2A
‑
2B中给出的平面[O；x；y]的平面。
[0042]在支撑件104不直接搁置在托盘108上，而是搁置在元件12本身的部分12B上的这种特定配置中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增材制造涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的装置，包括：
‑
部件元件(12)，所述部件元件设置有至少一个局部粗糙区域(16)，所述粗糙区域(16)具有与其轮廓的算术平均波纹对应的算术平均波纹参数Wa，或者与其轮廓的算术平均粗糙度对应的算术平均粗糙度参数Ra，所述算术平均波纹参数Wa或算术平均粗糙度参数Ra大于100微米，
‑
制造支撑件(104)，所述制造支撑件(104)设置在所述粗糙区域(16)上，并且与所述粗糙区域接触。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述元件(12)和所述支撑件(104)布置在托盘(8)上，所述制造支撑件(104)布置在所述元件的一部分(12A)下方，特别是相对于平行于所述托盘(8)的主平面的平面形成小于45
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【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：