[發明專利]用于模塊化增材制造構件的方法和構件

有效

• 申請號: 201780024715.2
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN109070220B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·布倫胡貝爾;亨寧·哈內布特
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/04;B22F7/06;B33Y10/00;B23K26/342
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;丁永凡

本發明涉及一種用于增材制造構件(10)的方法，所述方法包括如下步驟：借助基于粉末床的方法增材構建用于構件(10)的多個子部段(1)，將子部段(1)設置成復合件(2)，并且增材完成構件(10)，其中沿著圍繞子部段(1)的復合件(2)的環周方向(UR)借助堆焊方法讓材料(4)沉積，使得子部段(1)材料配合地彼此連接。

技術領域

本發明涉及一種用于增材制造，尤其模塊化制造構件或工件的方法以及一種借助或可借助該方法制造的構件。

背景技術

構件優選設為用于在渦輪機械，優選燃氣輪機中使用。尤其優選地，構件是渦輪葉片和/或渦輪葉片的葉身。

創成式或增材制造方法例如是激光堆焊(LMD)或選擇性激光熔化(SLM)。

堆焊方法例如從EP 2 756 909 A1中已知。

而用于選擇性激光熔化的方法例如從EP 1 355 760 B1中已知。

為了從粉末床中，例如借助SLM，制造構件，例如借助激光束根據預設的曝光幾何形狀對粉末床曝光，其中優選從3D-CAD文件中取出相應的數據。

在AM(“additive Manufacturing增材制造”)領域中的增材加工方法被證實為對于復雜的或復雜化的或精細設計的構件，例如輕型結構，是尤其有利的。尤其，增材制造有利地特征在于尤其短的工藝步驟鏈，因為構件的制造或加工步驟可能能夠直接基于CAD文件進行。

此外，增材制造對于原型的開發或制造是尤其有利的，所述原型例如出于成本理由借助于常規的減材的、切削的或鑄造方法不能夠制造或不能夠有效地制造。

然而在增材制造時通常出現的問題是：尤其在基于粉末床的工藝，如選擇性激光熔化，從相應的CAD文件中設計構件無法容易地復現或在加工技術方面實施。該限制能夠涉及構件的材料和幾何形狀；例如，在SLM方法中，圓形的和/或水平內置的空腔或通道需要支撐結構，所述支撐結構必須被共同構建，然而在原有提出的設計中不存在并且也是不期望的。另一問題涉及尤其精細的表面結構或迷宮狀的特征或結構的構成，所述表面結構或迷宮狀的特征或結構在所制造的構件或要制造的設計中必須被再加工和/或必須去除多余的粉末。然而這尤其能夠由于空腔的大小是復雜化的或不可行的。

即使例如在SLM制造構件或部件時進行構件定向，例如相對于構建方向進行構件定向，使得最小化例如由于支撐結構引起的所提出的加工所決定的缺點或典型后果，而所述缺點或典型后果從不可完全避免。

發明內容

因此，本發明的目的是：提出能夠用于解決所提出的問題的手段。尤其，提出一種改進的方法和/或一種改進的構件，所述方法和/或構件有利地尤其能夠包括精細分辨的內部結構進而能夠尤其時間和/或資源有效地制造。

所述目的通過一種用于增材制造構件的方法和一種借助于該方法制造的構件來實現。有利的設計方案在本文中說明。

本發明的一個方面涉及一種用于增材制造構件，優選渦輪葉片或渦輪葉片的葉身的方法，所述方法包括如下步驟：借助基于粉末床的方法增材構建構件的多個子部段。基于粉末床的方法例如能夠是選擇性激光熔化(SLM)、選擇性激光燒結(SLS)或電子束熔化(EBM)。

增材構建或制造能夠模塊化進行。

所描述的子部段能夠借助于基于粉末床的方法順序或平行地構建。

方法還包括將子部段設置成，例如連接、接合或拼接成復合件，尤其可松開的復合件，或通過可松開地固定或對接子部段來拼合。子部段在該步驟中優選(還)沒有材料配合地彼此連接。

該方法還包括增材完成構件，其中沿著環周方向至少部分地圍著(圍繞)子部段的復合件借助堆焊方法，優選激光堆焊(LMD)讓材料沉積，使得子部段材料配合地或物質配合地彼此連接。