[發明專利]形成具有一體的通道的熔覆層的方法

有效

• 申請號: 201610911925.0
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106607587B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 格拉爾德·J·布魯克;艾哈邁德·卡梅爾
• 申請（專利權）人: 西門子能源有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/11;B33Y10/00;B33Y80/00;C23C24/10
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 王艷江;俠暉霞<國際申請>=<國際公布>

本發明提供一種方法，該方法包括：將陶瓷的預成形件(10)浸入粉末超合金材料(14)的層(12)中，其中，預成形件限定待形成在超合金材料的層(42)中的通道(60、62、64、78)的期望形狀；將在預成形件周圍的粉末超合金材料熔化而不熔化預成形件；并且將預成形件周圍的粉末超合金材料冷卻并重新固化，以形成超合金材料的層，其中由預成形件限定超合金材料的層中的通道的形狀。

技術領域

本發明總體上涉及增材制造，并且更具體地涉及形成具有精細細節的內部空隙或通道的材料層，并且在一個實施方式中，使用高沉積速率的熔覆操作來形成包含精密冷卻通道的超合金熔覆層。

背景技術

通常認為，增材制造是通過多層加工來構成三維部件，其中每一層代表三維部件的一部分。三維部件可以通過使用足夠高功率的能量源來熔化用于三維部件的粉末金屬或粉末合金來制造。例如，通常以激光逐層燒結或熔合粉末金屬或粉末合金的方式來應用高功率激光束。這些過程包括選擇性激光燒結(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、直接金屬激光燒結(DMLS)、激光近凈成形(LENS)等。在加工許多微小的層之后，這些工藝構造出部件。然而，這些工藝具有缺點和局限性。例如，如果需要許多部件、或者如果部件相對較大，則有些工藝極其緩慢且成本過高。

比如，在Bruck等人的美國專利公開2013/0140278中描述的高沉積激光熔覆技術解決了速度的問題，并且以全文引用的方式并入本文。然而，用于導引熱氣體的多個燃氣渦輪發動機部件需要在表面附近布置在零件中的冷卻通道。這些冷卻通道包括使用如上所述工藝尚無法實現的精細細節。因此，現有技術中仍然存在改進的空間。

發明內容

根據本發明的方法和部件解決了上述技術問題。

根據本發明，提供了一種方法，包括：將陶瓷預成形件浸入粉末超合金材料的層中，其中，預成形件限定出將要在超合金材料的層中形成的空隙的期望形狀；將預成形件周圍的粉末超合金材料熔化而不熔化預成形件；以及將預成形件周圍的被熔化的超合金材料冷卻并重新固化，以形成超合金材料的層，其中預成形件限定超合金材料的層中的空隙的形狀。

本發明還提供了一種包括在增材制造過程期間形成的多個層的部件，多個層中的一個層由上述方法形成。

附圖說明

參照附圖在以下描述中對本發明進行闡述，在附圖中：

圖1示意性地示出了將預成形件定位在粉末超合金材料的層中；

圖2示意性示出了將預成形件周圍的超合金材料熔化而不熔化預成形件，以及將超合金材料冷卻并重新固化；

圖3是沉積過程的特寫視圖；

圖4示意性地描繪了具有通過圖1至圖3中所示過程形成的冷卻通道的層；

圖5示意地描繪了具有通過重復圖1至圖3中所示過程形成的冷卻通道的部件；以及

圖6示意性地描繪了具有結構性表面細節的預成形件。

具體實施方式