[發明專利]用于借助預定的軌跡進行增材制造的輻照方法

有效

• 申請號: 201980052659.2
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN112543685B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 奧利·蓋森;奧馬爾·費爾岡尼
• 申請（專利權）人: 西門子能源全球有限兩合公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B22F5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王逸君;周濤

提出一種用于增材制造構件(10)的輻照方法，其用于修復在用于構件(10)的增材構造的結構中的結構缺損(11，12)。該方法包括：提供激光或電子束(20)和借助激光或電子束(20)根據預定的、尤其閉合的軌跡(T)選擇性地輻照結構的增材構造的層(13)的缺損區域(DB)，所述軌跡限定缺損區域(DB)，其中缺損區域(DB)包含結構缺損(11，12)。此外，提出一種用于增材制造的方法，一種對應地制造的構件以及一種計算機程序產品。

技術領域

本發明涉及一種用于增材制造構件的輻照方法，尤其用于修復用于構件的結構的各個增材構造的層的結構缺損。此外，提出一種對應的增材制造方法和一種對應地制造的構件。此外，提出一種計算機程序產品，所述計算機程序產品設立成，執行選擇性的輻照。

背景技術

構件優選地設為用于在流體機械中、優選在燃氣輪機的熱氣路徑中使用。構件優選地由超合金、尤其鎳基或鈷基超合金構成。此外，合金可以是沉淀硬化或彌散硬化的。

當代的燃氣輪機是持續改進的對象，以便提高其效率。然而，這還引起在熱氣路徑中越來越高的溫度。用于轉子葉片、尤其第一級的轉子葉片的金屬材料在其機械強度和熱學強度方面不斷得到改進。顯著改進承受熱氣負荷的部件的性能的其他可行性是應用新設計或冷卻幾何結構或功能，它們允許，有效地然而可靠地冷卻部件或構件和從而降低在運行中的材料負荷。

生成式或增材生產由于其對工業顛覆性的潛力對于在熱氣路徑中使用的所述渦輪機部件、如例如渦輪機葉片或燃燒部件的批量生產和重新規劃也變得越來越令人感興趣。

增材制造方法例如作為粉末床方法包括選擇性激光熔化(SLM)或激光燒結(SLS)或電子束熔化(EBM)。

帶有隨后的溫度處理的用于選擇性激光熔化的方法例如從EP?2?601?006?B1中已知。

增材生產方法(英語為：“additive?manufacturing”)對于復雜的或繁復或精細設計的構件、例如迷宮式結構、冷卻結構和/或輕質結構尤其證實為是特別有利的。尤其地，增材生產通過特別短的工藝步驟鏈是有利的，因為構件的制造或生產步驟可以幾乎僅基于對應的CAD文件和選擇對應的生產參數進行。

盡管在設計要制造的構件時有大的自由度，但增材生產比不上傳統生產的、例如通過精細澆鑄制造的部件的結構質量。這尤其歸因于焊接困難的構造工藝和對應地高的所涉及的溫度梯度，所述溫度梯度引起構件中的高的機械應力。尤其地，通過激光或電子束輸入到例如粉末狀的初始材料中的溫度必須局部地超過初始材料的熔點。遠離熔池，然而構件或粉末床并不近似地具有所述溫度，這使構件非常特別易于產生熱裂紋或凝固裂紋。

盡管部分可行的是，在制造機器中經由工藝監控來探測所述裂紋、應力、空心或缺陷部位或其他結構缺損，如接合缺陷、晶界或相界，然而存在如下困難，將對應的缺損可靠地并且優選也工藝有效地修補或修復。

常見的工藝監控系統例如使用光學相機、熱圖像相機、CMOS傳感器、光敏二極管、高溫計或由多個傳感器或系統構成的組合。

特定的缺損、如例如在兩個層之間的接合缺陷盡管可以通過重新重熔來修補或修復。尤其在易受影響的材料中，所述附加的照射或輻照然而會引起新的缺損或次生缺損，例如在對應的熔池的邊緣處。

發明內容

因此，本發明的目的是，提出一種機構，所述機構能夠適宜地和/或有效地實現結構缺損的修復。尤其地，提出用于調整的輻照或掃描策略和工藝控制的機構，它們降低例如在重新熔化區和固態材料之間的溫度梯度。對此，提出修補策略或算法，它們例如可以保存在增材制造機器或設施的控制軟件中并且在對下一層覆層之前使用。

所述目的通過實施例的主題來實現。有利的設計方案是實施例的主題。