[发明专利]制造燃气涡轮发动机部件的方法

说明书

一种方法，包括：在基底(130)上提供粉末材料层(156)；以及使能量束(15)在该粉末材料层上移动以形成熔覆层(10)，其中，熔覆层形成翼型件层。移动步骤包括：使能量束移动的第一路径(40)和第二路径(44)从共同的起始点(48)开始；通过使能量束沿着第一路径移动而形成熔覆层的第一侧壁(18)的一部分(60)和第一肋状部段(24)，并且同时地，通过使能量束沿着第二路径移动而形成熔覆层的第二侧壁(16)的一部分(62)；以及为熔覆层中的每个肋状部段(24、26、28)产生不多于一个起始点(72、96、118)。

技术领域

本发明涉及通过使用能量束和控制光学器件沉积熔覆层来制造翼型件。特别地，本发明涉及在形成每个熔覆层时能量束移动所沿的路径的图案。

背景技术

用于燃气涡轮发动机的涡轮部段中的叶片暴露于燃烧气体、高机械力以及外物冲击。这与高的工作温度相结合在叶片中产生高水平的应力。包括叶片稍端架(翼型件的端部件)和叶顶凹槽(围绕叶片稍端升高的材料部)、叶片翼型件部段以及叶片平台的叶片稍端特别容易受到与包括磨损区域和裂纹区域的损坏相关的应力的影响。这些裂纹可以从翼型件的稍端朝向平台向下延伸，有时延伸经过与叶片稍端相邻的叶片架(也称为稍端帽)。

已知用非结构性替换材料来替换磨损或开裂的叶顶凹槽。这种替换材料被认为是非结构性的，主要是由于应力在该位置中相对较低，并且因此，在性能方面损坏的后果是相对最小的。不幸地，在稍端架的下方(朝向平台)非常经常地发现开裂，并且延伸到翼型件本体中。例如，裂纹可以在叶片稍端下方延伸30mm。这种材料的替换(在凹槽下面)是更加困难的，并且必须被认为是具有更多的结构要求，其中，必须获得某些最小机械性能以便承受在翼型件本体中受到的较大应力。

对于焊接超合金而言最困难的是，没有已知的方法替换大量的这种涡轮叶片。使用热箱磨去及重新焊接裂纹以在该过程期间使材料延展性最大化已经获得的成功是有限的。至少由于两个原因而不能够切割掉整个受损的叶片稍端以及进行焊接。首先，材料本身不适于对接焊接。材料将会由于收缩应力和高约束而开裂。第二，设置在翼型件内的肋状部段(用于结构功能和冷却空气管理)不能接近以进行对接焊接。因此，本领域中存在用于改进制造以及/或者修复叶片翼型件的方法的空间。

附图说明

将参照附图在下面的描述中对本发明进行说明，附图示出：

图1示意性地示出了在形成示例性实施方式的熔覆层时能量束所遵循的示例性实施方式的路径，其中，路径叠设在熔覆层上。

图2是形成过程即将开始时图1的形成在基底上的熔覆层的示意性立体图。

图3是在替代性基底上的图1的熔覆层的示意性侧视图。

图4至图5示意性地示出了在形成熔覆层时能量束所遵循的示例性实施方式的图案，其中，图案叠设在熔覆层上。

图6至图7示意性地示出了在形成示例性实施方式的叶片稍端时能量束所遵循的示例性实施方式的图案。

图8示意性地示出了在形成替代性的示例性实施方式的熔覆层时能量束所遵循的示例性实施方式的路径，其中，路径叠设在熔覆层上。

图9示意性地示出了在形成替代性的示例性实施方式的熔覆层时能量束所遵循的示例性实施方式的路径，其中，路径叠设在熔覆层上。

具体实施方式