[發明專利]用于在冷卻孔中制作懸置凸片的添加制造方法

有效

• 申請號: 201610985072.5
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106944620B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: R.S.班克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;F01D5/18;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉林華;鄧雪萌<國際申請>=<國際公布>

一種形成經過構件的冷卻孔(100)的排放端處的懸置結構的方法。該方法包括使用添加制造過程來將材料熔合到面上以構建冷卻孔(100)的排放端的邊緣而形成懸置凸片(109)的步驟。

技術領域

本發明涉及渦輪構件中的孔形成，且更具體地涉及使用添加制造工藝在膜孔的排放端的上游部分上形成懸置凸片(overhanging tab)。

背景技術

渦輪發動機中的翼型件常常包括用于沿翼型件的外表面排放冷卻空氣膜來影響膜冷卻的冷卻孔。這些可稱為膜冷卻孔或膜孔。

大體上，冷卻孔從入口端到出口端延伸穿過飛行器構件中的壁。在一些冷卻孔中，出口端構造為大體上圓錐形的擴散器，且定位在具有前緣和后緣的飛行器構件的表面中。有時期望的是，替代為圓錐形的，冷卻孔的擴散器區段構造成使得上游側懸置出口。在此方面，穿過冷卻孔的流在其靠近冷卻孔的出口側時轉向而更接近相切于由膜冷卻保護的局部熱氣體表面。冷卻孔的出口端中的流轉向，使得流與冷卻孔的出口端排放至其的表面更平行。

為了引起流中的此轉向，懸置凸片定位在冷卻孔的出口端的前緣處。懸置凸片構造成使得它們朝冷卻孔出口的后緣延伸。此懸置凸片可能是非常薄的，且因此難以使用常規手段制作。

用于形成膜冷卻孔的常規方法包括鑄造和機加工。由常規方法生產膜孔中的一個問題在于它們在薄度方面有限。在此方面，一些常規方法不能形成薄的懸置凸片，這是由于由這些方法形成的邊緣具有最小半徑，且最小半徑大于懸置凸緣所期望的。盡管一些常規方法能夠形成具有期望薄邊緣的懸置凸片，但它們不能產生具有期望的恒定厚度和足夠尺寸的此類懸置凸片。

發明內容

該需求通過使用添加制造過程在膜孔的排放端的上游部分上形成薄凸片的方法來解決。

根據本文所述的技術的一個方面，提供了一種用于在經過構件的冷卻孔的排放端處形成懸置結構的方法。該方法包括使用添加制造過程來將材料熔合到面上以構建冷卻孔的排放端的邊緣來形成懸置凸片的步驟。

根據本文所述的技術的另一個方面，提供了一種用于形成在具有帶有內表面和外表面的構件壁的渦輪構件上的冷卻孔的薄上游邊緣的方法，其中冷卻孔經過構件壁，且流體地連接內表面和外表面。該方法包括除去冷卻孔的排放端的一部分，以便形成定位在外表面與冷卻孔之間的第一表面；以及使用添加制造過程來構成朝第一表面上的冷卻孔的排放端的后緣遠離第一表面延伸的結構。

本發明的第一技術方案提供了一種形成經過構件的冷卻孔的排放端處的懸置結構的方法，所述方法包括：使用添加制造過程來將材料熔合到面上來構成所述冷卻孔的排放端的邊緣，以形成懸置凸片。

本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，還包括將粉末沉積在位于所述冷卻孔的所述排放端處的凹口中；以及以對應于結構中的層的圖案熔合所述粉末。

本發明的第三技術方案是在第二技術方案中，還包括在循環中重復沉積和熔合的步驟來以逐層方式構建所述懸置結構。

本發明的第四技術方案是在第三技術方案中，重復沉積和熔合的循環導致包括熔合和未熔合的粉末兩者的所述構件壁，所述方法還包括除去所述未熔合的粉末。

本發明的第五技術方案是在第二技術方案中，多個單獨的后續層直接地熔合在所述面上。

本發明的第六技術方案是在第五技術方案中，還包括將相鄰的后續層直接地熔合到所述面上。

本發明的第七技術方案是在第二技術方案中，還包括在所述冷卻孔中形成塞，以及將粉末沉積在所述塞上。

本發明的第八技術方案是在第七技術方案中，所述方法還包括熔合所述粉末，使得未熔合的粉末留在所述塞的至少一部分上。

本發明的第九技術方案是在第八技術方案中，還包括通過熔合后續層來形成所述懸置凸片，使得各個后續層的未熔合的粉末重疊前一層的未熔合粉末。