[发明专利]陶瓷复合构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的领域主要涉及复合构件的制造，并且更具体地涉及陶瓷复合构件及其制造方法。

背景技术

由于陶瓷材料的耐热和抗温性，由陶瓷材料制成的构件通常用于替代由其它材料制成的构件，例如，金属构件。通常，陶瓷构件制造为具有限定于其中的中空腔体或流动通路，其使得冷却流体能够引导穿过构件而有助于对该构件和/或陶瓷构件下游的构件进行冷却或其它的能量传递。例如，至少一些公知的燃气涡轮发动机包括可至少部分地由复合材料制成的构件。这些涡轮构件可至少部分地由排出自限定于该构件中的腔体的冷却空气膜来冷却。

至少一种公知的制造陶瓷构件的方法涉及铸造工艺，在其中，多个冷却槽口以多个大致平行的列形成在该构件中。例如，在公知构件中，在构件中形成的各槽口在构件使用蜡模铸造或熔模铸造工艺制造时形成为具有一种或多种长度。在该铸造过程期间，插入物(或型芯，insert)用于形成构件。尽管该工艺通常结合非陶瓷构件予以采用，但采用此种铸造工艺制造陶瓷构件可能很难、耗时且昂贵。

制造复合构件的另一公知方法为分层制造方法。在此种方法中，数层陶瓷材料可联接在一起，使得随后可使用钻掘或其它形式的能量形成通路来系统地移除现有的材料。然而，由于制造这些构件中使用的材料的强度，钻头或其它形式的能量传递装置和系统可能会过早地损坏，从而增加制造成本。此外，在此种制造工艺中，因为公知的钻头或其它能量传递装置和系统的固有限制，各通路的定向是受限的。

发明内容

一方面，提供了一种用于制造陶瓷复合构件的方法。该方法包括：形成第一陶瓷复合层(CCL)，抵靠第一CCL定位模型(form)，抵靠模型定位第二CCL，使得该模型至少部分地由第一CCL和第二CCL界定。该方法还包括将第一CCL联接到第二CCL上，使得至少第一通路沿第一方向延伸跨过陶瓷复合构件的至少一部分，且在由第一模型空出的位置至少部分地由第一CCL和第二CCL限定。

另一方面，提供了一种制造陶瓷复合构件的方法。该方法包括：形成第一陶瓷复合层(CCL)、抵靠第一CCL定位第一模型、抵靠第一模型的第一侧定位至少第二CCL，使得第一模型至少部分地由第一CCL和至少第二CCL界定。该方法还包括将第一CCL和第二CCL联接在一起，使得沿第一方向延伸跨过陶瓷复合构件的至少一部分的至少第一通路限定在由第一模型空出的位置。

又一方面，提供了一种陶瓷复合构件。陶瓷复合构件包括从上表面延伸至下表面的本体，所述本体包括至少两个陶瓷复合层(CCL)。该构件还包括第一CCL；第二CCL，其中，第二CCL连结到第一CCL上；沿第一方向延伸跨过陶瓷复合构件的至少一部分的第一通路；与第一通路垂直地延伸的第二通路，使得第二通路不会延伸至所述本体的边缘。

附图说明

图1为处于其初始制造阶段且制造为仅具有两层的示例性陶瓷复合构件的透视图。

图2为处于其初始制造阶段且制造为具有超过两层的陶瓷复合构件的备选实施例的透视图。

图3为处于其初始制造阶段且制造为具有超过两层的陶瓷复合构件的另一备选实施例的透视图。

图4为可用于制造复合构件(例如，图1至图3中所示的构件)的示例性中空模型的透视图。

图5为包括流动连通地联接在一起的多个内部通路的示例性陶瓷复合构件的截面视图。

图6为包括沿多个不同定向延伸的多个内部通路的备选陶瓷复合构件的截面视图。

零件清单

100陶瓷复合构件

110第一(CCL)陶瓷复合层

112上表面

114外缘

120第二CCL

130模型系统

150通路段

160通路段

200构件

202第一CCL

204第二CCL

206第三CCL

208上CCL

210上表面

220模型系统

222通路段

224通路段

300陶瓷复合构件

302第一陶瓷复合层

304第二CCL

306上层

310上表面

320模型系统

330第一通路段

332第二通路段

400模型系统

402中空通路段

404中空连接段

500陶瓷复合构件

502第一孔口

504第二孔口