[发明专利]多孔膜孔出口及制作该多孔膜孔出口的方法

说明书

一种在涡轮部件上形成冷却孔结构的方法，该涡轮部件具有带有内表面和外表面的部件壁，其中，冷却孔穿过部件壁并流体地连接内表面和外表面。该方法包括下述步骤：形成与孔和外表面连通的凹部；以及，使用增材制造处理在凹部中形成多孔结构。

技术领域

本发明涉及涡轮部件中的孔形成，更具体地，涉及使用增材制造处理在膜冷却孔的排出端处形成多孔出口区域。

背景技术

涡轮发动机中的翼型件常常包括冷却孔，用于沿着翼型件的外表面排出冷却空气的膜以影响膜冷却。这些可以称之为“膜冷却孔”或“膜孔”。

通常，冷却孔从入口端延伸通过飞行器部件中的壁到出口端。在一些冷却孔中，出口端构造为大致锥形的扩散器，并且定位在具有前缘和后缘的飞行器部件的表面上。有时希望冷却孔的扩散器部分不是锥形的，而是构造成使得经过冷却孔的流动通过多孔出口区域分布到许多小的流动路径中。

用于形成膜冷却孔的常规方法包括铸造和机械加工。通过常规方法生产的膜孔的一个问题是难以用这种方法生成多孔出口。

发明内容

通过使用增材制造处理在膜孔的排出端附近形成多孔出口区域的方法解决了该需要。

根据本发明的一个方面，提供有一种在涡轮部件上形成冷却孔结构的方法，涡轮部件具有带有内表面和外表面的部件壁，其中，冷却孔穿过部件壁并流体地连接内表面和外表面。该方法包括：形成与孔和外表面连通的凹部；以及，使用增材制造处理在凹部中形成多孔结构。

根据本发明的另一方面，提供有一种在涡轮部件上的冷却孔的排出端处形成多孔出口区域的方法，涡轮部件具有带有内表面和外表面的部件壁，其中，冷却孔穿过部件壁并流体地连接内表面和外表面。该方法包括下述步骤：去除冷却孔的排出端的一部分，以便形成定位在外表面与冷却孔之间的凹部；以及，使用增材制造处理构建朝向外表面远离凹部的表面延伸的出口区域。

附图说明

通过参考以下结合附图的描述可以最好地理解本发明，其中：

图1是包括在飞行器发动机中的涡轮叶片的立体视图，其中涡轮叶片的壁包括用于冷却壁的多个膜孔；

图2是在线2-2处截取的图1中示出的涡轮叶片的一部分的横截面视图，示出了根据通过增材制造来制造膜孔的方法形成的多孔出口区域；

图3是图1中示出的涡轮叶片的一部分的平面视图，示出了具有多孔出口区域的膜孔；

图4是沿着图1中的线2-2截取的图1的涡轮叶片的制造处理的一个步骤期间产生的壁部分空白的一部分的横截面视图；

图5是图4的壁部分的横截面视图，示出了穿过其中形成的钻孔；

图6是图5的涡轮部件的一部分的横截面视图，示出了材料已从靠近壁部分的孔的一端的一侧的涡轮部件去除，使得限定凹部；

图7是图6中示出的壁部分的一部分的横截面视图，其中，凹部附近的孔的一部分已被阻塞；

图8是图7的壁部分的一部分的横截面视图，示出了粉末被施加到壁部分；

图9是图8的壁部分的一部分的横截面视图，示出了粉末被熔融；

图10是图9的壁部分的一部分的横截面视图，示出了已添加到凹部中以便限定多孔出口区域的新材料；

图11是图11的壁部分的横截面视图，其中，未熔融的粉末已被去除；

图12是图12中示出的壁部分的横截面视图，其中，已去除阻塞材料，并且示出了根据下述方法制造的多孔出口区域；

图13是在线2-2处截取的图1中示出的涡轮叶片的一部分的横截面视图，示出了根据通过增材制造来制造膜孔的方法形成的另一多孔出口区域；以及