用于标记制品的方法和被标记的制品与流程

本发明涉及用于标记制品的方法和被标记制品(marked articles)。更特别地，本发明涉及用增材制造技术(additive manufacturing techniques)标记制品的方法和通过增材制造技术标记的制品。

背景技术：

某些制品(如燃气涡轮机部件、喷气发动机部件和内燃机部件)经受到腐蚀、掩蔽或破坏由许多普通标记技术(例如，通过被标记表面的氧化)产生的标记的状况。其它普通标记技术(如压印(stamping))导致会弱化正在被标记的制品的非期望的应力集中。一些普通标记技术导致对于某些应用不足够平整的表面。

技术实现要素：

在示例性实施例中，一种用于标记制品的方法包括：提供包括衬底(substrate)的制品，所述衬底包括表面和表面材料(surface material)，以及通过将标记材料(marking material)施加到(applying to)所述表面在所述衬底的所述表面上形成设计(design)，其中施加所述标记材料包括增材制造技术。

较佳地，所述增材制造技术是冷喷涂(cold spraying)。

较佳地，所述增材制造技术从下列项组成的群组选择：直接金属激光烧结(direct metal laser sintering)，选择性激光熔融(selective laser melting)，选择性激光烧结(selective laser sintering)，或它们的组合。

较佳地，所述设计从下列项组成的群组选择：条形码(bar codes)，矩阵条形码(matrix bar codes)，快速响应码(quick response codes；简称QR码)，数据矩阵码(data matrix codes)，专有码(proprietary codes)，三角码(triangular codes)，数字条形码(numeric bar codes)，字母数字条形码(alpha-numeric bar codes)，二维条形码(2-dimensional bar codes)，符号(symbols)，书面字符(written characters)，字母(letters)，数字(numerals)，字母数字(alphanumerics)，象形字(glyphs)，象形图(pictograms)，音节字符(syllabograms)，语标(logograms)，或它们的组合。

较佳地，所述的方法还包括氧化(oxidizing)或回火(tempering)所述标记材料和所述表面材料以形成氧化标记材料和氧化表面材料，所述氧化标记材料具有不同于所述氧化表面材料的氧化表面标识的氧化标记标识(oxidized marking indicia)。

较佳地，所述制品是涡轮机部件。

在另一示例性实施例中，一种用于标记制品的方法包括：提供包括衬底的制品，所述衬底包括表面和表面材料，其中所述表面包括第一表面和第二表面，所述第二表面相对于所述第一表面限定凹陷(或者所述第二表面限定相对于所述第一表面的凹陷(depression))，以及通过将标记材料施加到所述第二表面在所述衬底的所述表面上形成设计，所述标记材料形成标记表面，所述标记表面与所述第一表面大致齐平(being substantially flush with)，施加所述标记材料包括增材制造技术。

较佳地，所述增材制造技术是冷喷涂。

较佳地，所述增材制造技术从下列项组成的群组选择：直接金属激光烧结，选择性激光熔融，选择性激光烧结，或它们的组合。

较佳地，所述设计从下列项组成的群组选择：条形码，矩阵条形码，快速响应码(QR码)，数据矩阵码，专有码，三角码，数字条形码，字母数字条形码，二维条形码，符号，书面字符，字母，数字，字母数字，象形字，象形图，音节字符，语标，或它们的组合。

较佳地，所述方法还包括氧化或回火所述标记材料和所述表面材料以形成氧化标记材料和氧化表面材料，所述氧化标记材料具有不同于所述氧化表面材料的氧化表面标识的氧化标记标识。

较佳地，形成所述设计包括在将所述标记材料施加到所述第二表面之后将所述标记表面机械加工成与所述第一表面大致齐平。

较佳地，所述制品是涡轮机部件。

在另一示例性实施例中，一种被标记的制品包括：包括表面和表面材料的衬底，以及在所述衬底的所述表面上的设计，所述设计包括标记材料，其中所述标记材料包括从增材制造技术得到的微结构(microstructure)。

较佳地，所述微结构是冷喷涂微结构。

较佳地，所述微结构从下列项组成的群组选择：直接金属激光烧结微结构，选择性激光熔融微结构，选择性激光烧结微结构，或它们的组合。

较佳地，所述设计从下列项组成的群组选择：条形码，矩阵条形码，快速响应码(QR码)，数据矩阵码，专有码，三角码，数字条形码，字母数字条形码，二维条形码，符号，书面字符，字母，数字，字母数字，象形字，象形图，音节字符，语标，或它们的组合。

较佳地，所述标记材料包括氧化或回火成具有氧化标记标识的氧化标记材料的特性，所述氧化标记标识不同于通过氧化或回火所述表面材料形成的氧化表面材料的氧化表面标识。

较佳地，所述表面包括第一表面和第二表面，所述第二表面相对于所述第一表面限定凹陷，所述标记材料填充所述凹陷并且包括标记表面，所述标记表面与所述第一表面大致齐平。

较佳地，所述制品是涡轮机部件。

从结合附图进行的优选实施例的以下更详细描述将显而易见其它特征和优点，附图作为例子示出本发明的原理。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的被标记制品的前视图。

图2是根据本发明的实施例的氧化后的图1的被标记制品的前视图。

图3是根据本发明的实施例的被标记制品的前视图。

图4是根据本发明的实施例的氧化后的图3的被标记制品的前视图。

图5是根据本发明的实施例的制品的透视图。

图6是根据本发明的实施例的标记后的图5的制品的透视图。

图7是根据本发明的实施例的氧化后的图6的制品的透视图。

图8是根据本发明的实施例的制品的透视图。

图9是根据本发明的实施例的标记后的图8的制品的透视图。

图10是根据本发明的实施例的氧化后的图9的制品的透视图。

图11是根据本发明的实施例的标记后的图8的制品的透视图。

图12是根据本发明的实施例的氧化后的图11的制品的透视图。

在可能的情况下，相同的附图标记将在图中始终用于表示相同的部分。

具体实施方式

提供示例性被标记制品和用于标记制品的方法。相比于不使用本文中公开的一个或多个特征的方法和产品，本发明的实施例改善受到严酷操作条件(如高温和氧化环境)的制品上的标记的可读性，改善标记的耐用性，减小结构损伤，并且改善表面平整性。

参考图1，制品100包括具有表面104和表面材料106的衬底102。用标记材料108标记制品，形成设计110。制品100是任何合适的制品。在一个实施例中，制品可以是燃气涡轮机部件、蒸汽涡轮机部件、航空喷气发动机部件、内燃机部件、涡轮机护罩、涡轮机叶片、涡轮机喷嘴、涡轮机叶轮、近流道密封件、压缩机叶片、涡轮机子系统部件、燃料喷嘴、燃烧室、内衬、过渡件、帽，或它们的组合。

表面材料106可以是任何合适的材料，包括但不限于金属，合金(alloy)，陶瓷(ceramic)，陶瓷基复合材料(ceramic matrix composite)，热屏障涂层(thermal barrier coating)，镍基超合金(nickel-based superalloy)，钢，MCrAlY，玻璃纤维复合材料(fiber glass composite)，碳复合材料，岩石，矿物，铬-钼，铬-钼-钒，或它们的组合。

标记材料108可以是任何合适的材料，包括、但不限于金属，合金，陶瓷，陶瓷基复合材料，热屏障涂层，镍基超合金，钢，MCrAlY，玻璃纤维复合材料，碳复合材料，岩石，矿物，铬-钼，铬-钼-钒，或它们的组合。标记材料108可感知(perceptible)为不同于表面材料106。标记材料108和表面材料106之间的区别可以由人的感觉器官可辨别或者可以是人的感觉器官感觉不到的。标记材料108和表面材料106之间的区别也可以由传感器可辨别。标记材料108和表面材料106之间区分的基础可以是任何合适的感觉基础，包括但不限于视觉感知(visual perception)，光感知(optical perception)，电磁感知(electromagnetic perception)，触觉感知(tactile perception)，放射性感知(radiological perception)，化学感知(chemical perception)，磁感知(magnetic perception)，听觉感知(audial perception)，热感知(thermal perception)，电感知(electro perception)，振动感知(vibrational perception)，或它们的组合。光、视觉或电磁感知可以包括具有从约380到约750nm的波长的电磁辐射(“可见光”)的感知。替代地，光感知或电磁感知可以包括紫外辐射或红外辐射的感知。在一个实施例中，标记材料108和表面材料106包括人眼在视觉上可感知为色差的标识。

施加标记材料108以形成设计可以包括任何合适的增材制造技术，包括但不限于冷喷涂，直接金属激光烧结，选择性激光熔融，选择性激光烧结，或它们的组合。

设计110可以是任何合适的设计，包括、但不限于条形码，矩阵条形码，快速响应码(QR码)，数据矩阵码，专有码，三角码，数字条形码，字母数字条形码，二维条形码，符号，书面字符，字母，数字，字母数字，象形字，象形图，音节字符，语标，或它们的组合。

参考图1，在一个实施例中，通过由增材制造技术将标记材料108施加到制品100的衬底102的表面104标记制品100，限定设计110。在另一实施例中，标记材料108是薄层，具有小于约0.5mm的厚度，替代地具有小于约0.2mm的厚度，替代地具有小于约0.1mm的厚度，替代地具有小于约0.05mm的厚度，替代地具有小于约0.02mm的厚度。

参考图2，在一个实施例中，表面材料106和标记材料108被氧化或回火以形成氧化表面材料200和氧化标记材料204。氧化标记材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面标识202的氧化标记标识206。氧化表面标识202和氧化标记标识206之间的区别可以由人的感觉器官可辨别或者可以是人的感觉器官感觉不到的。另外，氧化表面标识202和氧化标记标识206之间的区别也可以由传感器可辨别。氧化表面标识202和氧化标记标识206之间的区别的基础可以是任何合适的感觉基础。在一个实施例中，氧化表面标识202和氧化标记标识206由人眼在视觉上可感知为色差。标记材料108可以是氧化成不同颜色的金属或合金，例如、但不限于铝，铜，钛，或它们的组合。

参考图3，在一个实施例中，通过标记材料108的缺失限定设计110。参考图4，也可以通过氧化标记材料204的缺失限定氧化或回火之后的设计110。在一个实施例中，施加标记材料108从而留下表面材料106的一部分。在另一实施例中，在初始施加之后通过任何合适的技术(包括、但不限于机械加工)从表面104去除标记材料108的一部分。

参考图5，制品100可以包括第一表面500和第二表面502，其中第二表面502在衬底102的表面104中相对于第一表面500限定凹陷504。凹陷504可以由任何合适的技术形成，所述技术包括但不限于冲制(coining)，锻造(forging)，压制(pressing)，冲压(stamping)，蚀刻(etching)，机械加工(machining)，铸造(casting)，或它们的组合。

参考图6，在一个实施例中，通过由任何合适的增材制造技术将标记材料108施加到第二表面502(如图5中所示)形成设计110，所述增材制造技术包括但不限于冷喷涂，直接金属激光烧结，选择性激光熔融，选择性激光烧结，或它们的组合。将标记材料108施加到第二表面502形成标记表面600。在另一实施例中，标记表面600与第一表面500大致齐平。当在本文中使用时，“大致齐平”指示标记表面600和第一表面500不明显地不同于表面104的总体构造，并且在标记表面600和第一表面500会合处，相对于彼此的高度的变化不超过制品100的操作公差，并且决不超过约25nm到约75nm，替代地约50nm。标记表面600和第一表面500可以由于标记材料108的施加而大致齐平，或者在标记材料108的沉积之后表面104可以进一步被修饰以便使标记表面600和第一表面500大致齐平。进一步修饰表面104以获得大致平整性可以包括、但不限于机械加工或抛光，或它们的组合。

参考图7，在一个实施例中，表面材料106和标记材料108被氧化或回火以形成氧化表面材料200和氧化标记材料204。氧化标记材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面标识202的氧化标记标识206。氧化表面标识202和氧化标记标识206之间的区别可以由人的感觉器官可辨别或者可以是人的感觉器官感觉不到的(imperceptible)。另外，氧化表面标识202和氧化标记标识206之间的区别也可以由传感器可辨别。在一个实施例中，氧化表面标识202和氧化标记标识206由人眼在视觉上可感知为色差。标记材料108可以是氧化成不同颜色的金属或合金，例如、但不限于铝，铜，钛，或它们的组合。

参考图8，相比于图5，其中凹陷504大致符合(conforms to)最终设计110的轮廓(contours)，在替代实施例中，凹陷504不大致符合设计110的轮廓。在该实施例中，参考图9和11，除了标记材料108之外施加对比材料900，使得标记材料108、对比材料900和可选地表面材料106限定设计110。参考图9，在一个实施例中设计110可以由标记材料108形成。参考图11，在另一实施例中，可以通过标记材料108的缺失限定设计110。

对比材料900可以是任何合适的材料，包括但不限于金属，合金，陶瓷，陶瓷基复合材料，热屏障涂层，镍基超合金，钢，MCrAlY，玻璃纤维复合材料，碳复合材料，岩石，矿物，铬-钼，铬-钼-钒，或它们的组合。对比材料900可以是与表面材料106相同的材料或者可以是不同于表面材料106的材料。

对比材料900可感知为不同于标记材料108。对比材料900和标记材料108之间的区别可以由人的感觉器官可辨别或者可以是人的感觉器官感觉不到的。对比材料900和标记材料108之间的区别也可以由传感器可辨别。对比材料900和标记材料108之间的区别的基础可以是任何合适的感觉基础。在一个实施例中，对比材料900和标记材料108包括人眼在视觉上可感知为色差的标识。

施加对比材料900可以包括任何合适的增材制造技术，包括但不限于冷喷涂，直接金属激光烧结，选择性激光熔融，选择性激光烧结，或它们的组合。

参考图11和12，表面材料106、标记材料108和对比材料900被氧化或回火以形成氧化表面材料200、氧化标记材料204和氧化对比材料1000。氧化标记材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面标识202和氧化对比材料1000的氧化对比标识1002的氧化标记标识206。氧化表面标识202和氧化标记标识206和氧化对比标识1002之间的区别可以由人的感觉器官可辨别或者可以是人的感觉器官感觉不到的。另外，氧化表面标识202和氧化标记标识206和氧化对比标识1002之间的区别也可以由传感器可辨别。在一个实施例中，氧化表面标识202、氧化对比标识1002和氧化标记标识206由人眼在视觉上可感知为色差。标记材料108可以是氧化成不同颜色的金属或合金，例如、但不限于铝，铜，钛，或它们的组合。

尽管已参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解可以进行各种变化并且等效物可以替代其元件而不脱离本发明的范围。另外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不脱离其实质范围。所以，本发明旨在不被限制到作为预期用于实现本发明的最佳模式公开的特定实施例，而是本发明将包括落在附带的权利要求的范围内的所有实施例。