[发明专利]构件表面抛光系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及构件表面抛光系统，并且更特别地，涉及使用磁性颗粒的构件表面抛光系统和方法。

背景技术

构件的制造过程可结合多种阶段。例如，最初可将构件铸造、锻造、建造成初始形状，或者以别的方式将其生产为初始形状。虽然这个初始形状可提供最终构件的近净形状，但制造过程可进一步包括一个或多个表面抛光操作，以修改(例如平滑、硬化或以别的方式更改)一个或多个内表面和/或外表面。

添加式制造是过程的一个示例，它可包括用于产生构件的一个或多个抛光操作。添加式制造过程一般包括聚集一种或多种材料，以制作净形或近净形物体，这与消减制造方法相反。虽然“添加式制造”是工业标准用语(ASTMF2792)，但添加式制造包含各种制造和原型制作技术，它们有多种名称，包括自由成型加工、3D打印、快速成型/加工等。添加式制造技术能够用各种各样的材料加工复杂的构件。一般而言，可用计算机辅助设计(CAD)模型来加工独立式物体。一个示例性添加式制造过程使用能量束，例如电子束或电磁辐射(诸如激光束)，来烧结或熔化粉末材料，产生实心三维物体，其中，粉末材料的颗粒结合在一起。可使用不同的材料系统，例如工程塑料、热塑性弹性体、金属和陶瓷。激光烧结或熔化是用于快速加工功能原型和工具的一个示例性添加式制造过程。应用可包括用于熔模铸造的型式、用于注射制模和压模铸造的金属模具，砂型铸造的模具和核心，以及本身较复杂的构件。为了促进通信和测试设计周期期间的概念而加工原型物体是添加式制造过程的其它常用用法。同样，可使用添加式制造方法来加工包括较复杂的设计的构件，诸如具有不那么容易受其它制造技术(包括铸造或锻造)影响的内部通道的那些。

激光烧结可表示通过使用激光束来烧结或熔化精细粉末，来产生三维(3D)物体。特别地，烧结可能需要在低于粉末材料的熔点的温度下熔化(凝聚)粉末的颗粒，而熔化则可能需要完全熔化粉末的颗粒，以形成实心的均匀质量体。与激光烧结或激光熔化相关联的物理过程包括热传递到粉末材料，然后烧结或熔化粉末材料。虽然激光烧结和熔化过程可应用于广泛的粉末材料范围，但生产流程的科学和技术方面，例如烧结或熔化速率，以及在层制造过程期间的处理参数对微观结构演变的影响可引起多种生产考虑。例如，此加工方法可伴随有多个模式的热、质量和动量传递，以及化学反应。

激光烧结/熔化技术可特别地需要将激光束投射到衬底(例如建造板)上的受控制的量的粉末材料(例如粉末金属材料)上，以便在其上形成熔化颗粒层或熔融材料层。通过使激光束沿着预定路径(通常称为扫描型式)相对于衬底移动，可在衬底上的二维中(例如“x”和“y”方向)限定层，层的高度或厚度(例如“z”方向)至少部分地由激光束和粉末材料参数确定。扫描型式可包括平行扫描线(也称为扫描向量或阴影线)，而且两个相邻扫描线之间的距离可称为扫描间隙，该距离可小于激光束的直径，以便实现足以确保完全烧结或熔化粉末材料的交迭。激光沿着所有或一部分扫描型式重复地移动可促进另外的材料层淀积，然后烧结或熔化，从而加工三维物体。

例如，激光烧结和熔化技术可包括使用连续波(CW)激光，诸如以大约1064nm运行的Nd:YAG激光。这样的实施例可有利于较高的材料淀积速率，这特别适合修复应用，或者在为了实现抛光后的物体而容许进行后续加工操作的情况下特别适合。可备选地或另外使用其它激光烧结和熔化技术，诸如例如脉冲激光，不同类型的激光或不同的功率/波长参数，不同的粉末材料或各种扫描型式，以有利于产生一个或多个三维物体。

但是，这些和其它制造技术可产生具有可使用一个或多个额外的抛光过程的表面的物体。例如，具有内部通道的构件(例如具有冷却通道的涡轮轮叶或涡轮燃料混合系统)可经受抛光，以使较粗糙的表面平滑。虽然各种打磨和喷砂技术可能适合对外表面抛光，但内部通道的内表面可能更难接近。

因此，备选的构件表面抛光系统和方法在本领域中将是受欢迎的。

发明内容

在一个实施例中，公开一种用于对构件抛光的方法。该方法包括：提供构件，构件包括在流体方面连接到一个或多个外表面上的一个或多个内表面；提供多个磁性颗粒；以及应用磁场，以便使磁性颗粒抵靠着构件的内表面和外表面重复地移动。

在另一个实施例中，公开一种构件表面抛光系统。构件表面抛光系统包括容纳多个磁性颗粒的腔室、在腔室内部的构件支架，以及一个或多个磁体，其产生一个或多个磁场，以使磁性颗粒围绕腔室内部的构件支架移动。

技术方案1.一种用于对构件抛光的方法，所述方法包括：