[发明专利]再生增材制造组件

说明书

相关申请案

本申请要求2013年4月19日提交并且标题为“使用增材制造和重熔来形成单晶零件的方法（Method For Forming Single Crystal Parts Using Additive Manufacturing And Remelt）”的美国临时申请系列号61/813,871的优先权，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本实施方案一般涉及增材制造的领域，更具体来说涉及固化增材制造组件中的缺陷。

背景技术

增材制造为可以通过根据零件的三维(3D)计算机模型形成每一层的机器以叠层方式制造零件的工艺。在粉末层增材制造中，一层粉末铺展在平台上，并且通过使用定向能束烧结或熔化来接合选择区域。平台被收录下来，涂覆另一层粉末，并且再次接合所选区域。重复这个工艺直到生产成品3D零件。在直接沉积增材制造技术中，少量的熔融或半固体材料根据零件的3D模型通过挤出、注射或送丝涂覆于平台，并且通过能量束激励以粘合材料，从而形成零件。常见的增材制造工艺包括选择性激光烧结、直接激光熔化、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化、激光粉末沉积、电子束丝沉积等。

因为在增材制造操作中在连续工艺中生产零件，所以可以消除与常规的制造工艺（诸如机械加工、锻造、焊接、铸造等）相关联的特征，从而节省了成本、材料和时间。此外，相比于常规的制造工艺，增材制造允许相对容易地构建具有复杂的几何形状的组件。

然而，与增材制造相关联的一个挑战是增材构建的组件的质量控制。一般来说，组件亚表面缺陷在增材制造工艺中是固有的。可能耗费数十小时（或更多）来增材构建组件，但是不可避免的是至少一些成品增材构建组件将具有亚表面缺陷，诸如污染物和空隙。因此，在花费大量资源来构建这些组件之后，这些有缺陷的组件将被拒绝。

发明内容

一个实施方案包括一种再生组件的方法。方法包括增材制造具有大于0体积％但小于约15体积％的空隙接近成品形状的组件。将组件封装在壳模中。固化壳模。将封装组件放置在熔炉中并且使组件熔化。使组件凝固在壳模中。从凝固组件移除壳模。

另一实施方案包括一种再生具有内部通道的组件的方法。方法包括增材制造具有大于0体积％但小于约15体积％的空隙具有内部通道接近成品形状的组件。用浆料填充内部通道。固化浆料以形成芯。将组件封装在壳模中。固化壳模。将封装组件放置在熔炉中并且使组件熔化。使组件凝固在壳模中。从凝固组件移除壳模和芯。

另一实施方案包括一种具有内部通道的中间组件。中间组件包括具有内部通道接近成品形状的固体金属增材制造组件。组件具有大于0体积％但小于约15体积％的空隙，并且接近成品形状的组件比所需的成品配置高达15体积％的额外的材料。也包括安置在组件的内部通道内的陶瓷芯和封装组件的整体的外部陶瓷壳模，使得组件的整个外表面被外部陶瓷壳模覆盖。

附图说明

图1是具有内部通道的中间组件的截面图，内部通道具有芯和壳模。

图2是图示再生增材制造组件的方法的流程图。

尽管上述识别的附图陈述本发明的一个或多个实施方案，但是其他实施方案也是预期的。在所有情况下，本公开通过表示而不是限制的方式提出了本发明。应理解，本领域技术人员可以设计出属于本发明的原理的范围和精神的许多其他修改和实施方案。附图可能不是按比例绘制，并且本发明的应用和实施方案可以包括在图中未具体示出的特征和组件。

具体实施方式

一般来说，本实施方案提供制造或再生具有缺陷（例如，亚表面缺陷）的增材制造组件以固化缺陷，使得组件不需要被拒绝并且可以按预期被使用。通过使用组件作为用于形成壳模（类似于常规的熔模铸造工艺的壳模）的模型，固化增材制造组件中的缺陷。组件可以被完全封装在壳模中、熔化然后凝固以生产具有其相同的潜在复杂的形状的大体上无缺陷组件。鉴于本公开的整体内容（包括附图），将认识到其他特征和益处。

图1是增材制造的中间组件10的示意性截面图。中间组件10可以是涡轮叶片，其包括翼面12、平台14、根部16和内部通道18。图1中所示的中间组件10只是通过实例而非限制的方式提供的一个实例。增材制造组件10可以是能够被增材制造的任何组件，其可以包括例如燃料喷嘴或涡轮叶片或翼片。包括在中间组件10之内，并且如图1中所示的是内部芯20和外部壳模22。在图1中所示的一个实例中，芯20是陶瓷芯并且壳模22是陶瓷壳模。其他芯20和壳模22的材料也是预期的。