在包括粗糙区域的涡轮发动机部件的坯件上的增材制造的制作方法

本申请涉及增材制造领域，并且具体地涉及在粉末床上使用激光熔合技术的增材制造领域。更具体地，本发明涉及用于涡轮发动机的部件的增材制造。

背景技术：

1、粉末床选择性熔合或选择性烧结方法允许制造具有复杂形状的金属或陶瓷部件，这些部件经受显著的机械和/或热约束，如涡轮发动机部件。

2、具体地，此类方法通过首字母缩略词slm(代表“选择性激光熔化”)、sls(代表“选择性激光烧结”)、dmls(代表“直接金属激光烧结”)和ebm(代表“电子束熔化”)是已知的。

3、通常，这些方法包括沉积粉末层的步骤，接着是通过激光束或通过电子束加热粉末层的预定区域的步骤。由该激光束或电子束所提供的能量导致粉末的局部熔化或局部烧结，粉末在固化时形成部件的层。

4、这样的技术意味着每个层由前一个层支持。这就是为什么制造具有显著悬臂的此类部件是成问题的。

5、为了制造具有显著悬臂的部件，特别是当部件的区域相对于其所搁置的制造托盘形成小于45°的角度时，已知的解决方案在于通过支撑件支撑该区域，一旦已经形成所有层，该支撑件可以是临时的和被移除。

6、在图1a中示出的实施例中，待通过增材制造来制造的部件的坯件2包括区域2a，该区域与平行于托盘8的主平面的平面形成例如在30°的范围内的角度，该元件位于托盘上。

7、在图1b中，临时支撑件4在此被放置在与悬臂的区域2a相对布置的水平区域2b上。支撑件4还可用于消散热量和防止部件2的意外变形。

8、在一些情况下，如果在制造期间没有以稳定的方式保持支撑件4，则可能发生支撑件的破裂。特别地，支撑件的根部4a与支撑件所支承的部件的表层之间的连接在制造期间可能破裂。这使得不可能进行部件的制造。

9、出现了要发现新的增材制造方法，特别是用于制造涡轮发动机新的增材制造方法的问题，该新的增材制造方法对于上述一个或多个缺点进行了改进。

技术实现思路

1、根据一个方面，本发明的实施方式提供了用于部件或结构的增材制造的部件或结构元件，也称为“坯件”，所述元件或所述坯件设置有至少一个局部粗糙区域。

2、局部粗糙区域可以允许在增材制造方法期间改进用作机械支撑的支撑件的钩挂。粗糙区域还可以允许在增材制造方法期间限制部件或结构的其他部分上的激光辐射的反射能量的量。

3、有利地，可以由一系列锯齿和/或突起和/或凹槽形成粗糙区域。

4、形成粗糙区域的图案的分布可以是规则的，例如，根据直的或者交叉的滚花或者根据同心线。

5、可以通过机械加工或通过添加材料形成局部粗糙区域。

6、根据可能的实现方式，局部粗糙区域形成或位于由所述元件的陶瓷材料或金属合金(特别是钛基或镍基的合金)制成的部分中。

7、可以在同一部件或结构元件或坯件上提供若干不同的局部粗糙区域。

8、根据特定实施方式，坯件可以是飞机涡轮发动机部件或用于飞机涡轮发动机的结构的部件或旨在作为飞机涡轮发动机部件的部件，例如定子或低压分配器区段。

9、根据另一方面，本发明涉及一种用于涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的增材制造的装置，该装置包括：

10、-如上文定义的部件或结构元件，

11、-制造支撑件，所述制造支撑件布置在所述粗糙区域上，并且与所述粗糙区域接触。

12、部件或结构元件和支撑件可布置在托盘上，所述制造支撑件布置在所述元件的一部分下方，并且与所述元件的一部分接触，特别是相对于平行于所述托盘的主平面的平面形成小于45°的角度的一部分接触。

13、根据另一方面，本发明涉及一种用于粉末床熔合增材制造的系统，该系统包括如上文所定义的装置。

14、根据另一方面，本发明还涉及一种增材制造用于涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的方法，该方法包括以下步骤：

15、a)提供如上定义的坯件或装置，

16、b)通过增材制造，特别是通过在粉末床上激光熔合，在所述元件上沉积由所述熔合产生的至少一个材料层。

17、有利地，在步骤a)之前，所述方法包括通过机械加工在所述坯件上形成所述局部粗糙区域。

技术特征：

1.一种用于增材制造涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述元件(12)和所述支撑件(104)布置在托盘(8)上，所述制造支撑件(104)布置在所述元件的一部分(12a)下方，特别是相对于平行于所述托盘(8)的主平面的平面形成小于45°的角度的一部分(12a)的下方，并且与所述部分接触。

3.根据权利要求1或2所述的装置，由一系列锯齿和/或突起和/或凹槽和/或波纹形成所述局部粗糙区域(16)。

4.根据权利要求1或3中的一项所述的装置，在由所述元件的金属合金、特别是钛基或镍基合金制造的部分中形成所述局部粗糙区域(16)。

5.一种用于粉末床熔合增材制造的系统，包括根据权利要求1至4中任一项所述的装置。

6.一种用于增材制造涡轮发动机的部件或用于涡轮发动机的结构的方法，所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，在步骤a)之前，通过机械加工在所述元件上形成所述局部粗糙区域。

技术总结
通过增材制造来生产用于涡轮发动机的结构，包括以下步骤：a)提供具有至少一个局部粗糙区域(16)的元件，特别是通过机械加工来生产；b)使用粉末床熔合增材制造以便将由所述熔合产生的材料层沉积在元件上(图2A)。

技术研发人员：皮埃尔·让·巴普蒂斯特·梅奇,吉扬·凯文·孔布,亚历山大·科萨特
受保护的技术使用者：赛峰航空器发动机
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13