[发明专利]利用不同的激光器位置来制造不对称的扩散部的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有不对称的扩散部的孔的方法，其中激光器的角位置在加工期间相对于基体不连续地改变。

背景技术

使用激光在基体中制造孔是已知的，其中激光还在表面上移动。

在现有技术中已知用于制造具有侧向限界的侧壁的穿孔的方法。因此在US 6,420,677中说明一种用于在涡轮机叶片中激光支持地构造冷却空气穿孔的方法。在此提出，将激光脉冲序列发射到涡轮机叶片的表面上，其中蒸发部分涡轮机材料，使得沿着Z轴线构成穿孔。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的方法，其中没有出现由于与激光束的相互作用而引起的穿孔侧壁的损坏。

该目的通过根据权利要求1或2所述的方法来实现。

根据本发明，该目的通过在多个制造步骤中分别构成孔的部分体积来实现。

在从属权利要求中列出其他有利的措施，所述措施可以彼此任意地组合，以实现其他的优点。

因此，本发明的基本思想是，将待制造的穿孔的总体积分成部分体积并且在各个制造步骤中构造这些部分体积。通过借助激光束相应地对穿孔的侧向的侧壁加工，除去一些单个的部分体积的构件材料。

在此，激光束优选定向成，使得所述激光束与被加工的侧壁围成大于8°的角。因为在制造穿孔期间，激光束不与穿孔的已构成的侧壁接近地和平行地指向构件表面，所以防止在激光束和侧壁之间的不允许的相互作用。此外，将穿孔的总体积分成多个部分体积允许构成复杂的穿孔几何结构。

代替激光，还可以使用电子束或者与此类似的。

根据本发明的另一构型提出，激光束定向成，使得所述激光束与被加工的侧壁围成大于10°并且小于90°，优选大于15°并且小于80°，并且尤其优选大于20°并小于60°的角。尤其优选的是9°的角。

在本发明的扩展构型中提出，使脉冲激光束指向在孔中的构件表面。在此，可以使用具有可变的脉冲宽度的激光束。脉冲宽度可以位于50ns至800ns，优选70ns至600ns并且尤其在200ns至500ns之间的范围中。借助这种脉冲激光束，可以尤其快速地蒸发构件材料。这对于制造扩散部是尤其有利的。

以有利的方式还可将具有在20kHz至40kHz，优选25kHz至35kHz并且尤其28kHz至32kHz的范围中的频率的激光束指向构件表面。这对于制造扩散部是尤其有利的。

附图说明

附图示出：

图1示出待制造的薄膜冷却孔，和

图2-8示出方法流程的示意图，

图9示出燃气轮机，

图10示出涡轮机叶片，和

图11示出超合金列表。

说明书和附图仅说明本发明的实施例。

具体实施方式

在图1中示出在基体4中的孔1。孔1优选是贯通的孔，不是盲孔。

基体4尤其在涡轮机叶片120、130中具有根据图11的镍基或者钴基的超合金。

薄膜冷却孔1具有至少两个不同地构成的区段7、10，尤其仅具有两个区段7、10。第一区段是内部分7，所述内部分在横截面中优选构成圆柱形或者旋转对称地构成或者在流出方向8上具有至少一个恒定的横截面。薄膜冷却孔1在热气体的溢流方向9上被溢流。冷却介质的流出方向8和溢流方向9彼此成锐角。

从在基体4的外表面12之下的一定深度起朝着表面12，薄膜冷却孔1的横截面相对于内部分7变宽。这表示为扩散部10。在薄膜冷却孔1的左侧的面17a的弯折点14处，在内面17a上的垂直线19在表面12上与基体4中的对置的区段15相交，其中所述弯折点表示为从扩散部10到对置的内部分7的过渡。

图2示出具有根据图1的扩散部10的、表面12的俯视图。在溢流方向9上，扩散部10在表面12上具有前棱边22’和后棱边22”(在此优选是直线的，但是还可以是弯曲的)。扩散部10的侧向侧壁11’，11”(在此优选是直线的，但是还可以是弯曲的)相对于前棱边22’具有两个不同的角度α，β。扩散部10横向于溢流方向9加宽并且相对于内部分7的以虚线表示的延长部具有侧壁11’，11”，所述侧壁具有两个不同的角度α和β。优选的是，α＜β；α，β＜90°。

在图3至8中示出用于制造孔1的方法的示意的流程。加工优选以“开孔”的方式进行。该方法以提供基体4开始(图3)，所述基体然后借助激光器22或者电子束源在第一角位置(I)中，优选在第一激光器位置(I)中被加工(图4)。下面示例性地使用激光器作为加工机械。