[发明专利]用于制造燃气涡轮发动机零件的增材制造的铸造制品

说明书

本发明公开一种根据本公开的示例性方面的铸造制品，所述铸造制品尤其包括回路形成部分和形成在所述回路形成部分内部的内部通道。所述内部通道限定至少部分地延伸穿过所述回路形成部分的浸出路径。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月31日提交的美国临时申请号62/073,200的优先权。

发明背景

本公开总体上涉及增材制造的铸造制品及其制备方法。所述铸造制品可用来铸造具有所需的内部冷却回路的燃气涡轮发动机零件。

燃气涡轮发动机通常包括压缩机部分、燃烧室部分和涡轮部分。通常，在运行期间，空气在压缩机部分中被增压，并且在燃烧室部分中与燃料混合并且燃烧，以产生热燃烧气体。所述热燃烧气体流过涡轮部分，所述涡轮部分从热燃烧气体提取能量，以便为压缩机部分和其他发动机负载提供动力。

由于燃气涡轮发动机零件暴露至热燃烧气体，因此多个燃气涡轮发动机零件可包括内部冷却特征结构。可从压缩机部分提取专用的冷却空气并且通过内部冷却特征结构分布在整个零件中，从而冷却所述零件。通常这些零件是使用熔模铸造过程铸造的。具有固定到彼此的两个或更多个部分的模具限定零件的外表面，并且定位在模具内的模芯形成零件的内部冷却特征结构，包括但不限于冷却通道、冲击孔、肋、微回路或其他结构。所述模芯是必须从铸造后的零件浸出的固体结构。

发明概要

根据本公开的示例性方面的铸造制品尤其包括回路形成部分和形成在所述回路形成部分内部的内部通道。内部通道限定了至少部分地延伸穿过回路形成部分的浸出路径。

在前述铸造制品的另一个非限制性实施方案中，内部通道包括入口和出口。浸出路径在入口与出口之间延伸。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，回路形成部分是前缘回路形成部分、蛇形回路形成部分和后缘回路形成部分中的一个。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，铸造制品是由二氧化硅、氧化铝和耐熔金属中的至少一种制造的增材制造模芯。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，多个回路形成部分和稳定器部分被连接到多个回路形成部分中的至少一个。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，内部通道是穿过回路形成部分形成的高对流通道。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，多个内部通道是穿过回路形成部分形成的。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，内部通道是被外部壳体围绕的最大表面积内部通道。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，回路形成部分包括第一支脚和第二支脚，所述第一支脚包括内部通道并且所述第二支脚包括被构造成不同于所述内部通道的第二内部通道。

在前述铸造制品中的任一者的另一个非限制性实施方案中，回路形成部分包括被构造成在铸造过程期间有意失效的至少一个设计失效特征结构。

根据本公开的另一个示例性方面的制备用于制造燃气涡轮发动机零件的铸造制品的方法尤其包括将粉末状材料传递到增材制造系统。所述粉末状材料包括二氧化硅材料、氧化铝材料和耐熔金属材料中的至少一种。增材制造系统用来逐层制造铸造制品。铸造制品包括多个回路形成部分，所述回路形成部分中的至少一个包括建立穿过回路形成部分的中空开口的内部通道。

在前述方法的另一个非限制性实施方案中，浸出路径在内部通道的入口与出口之间延伸。

在前述方法中的任一者的另一个非限制性实施方案中，使用增材制造系统的步骤包括：使第一层粉末状材料熔融以便形成铸造制品的第一剖面层，在第一剖面层顶部上撒布第二层粉末状材料，并且使所述第二层熔融以便形成铸造制品的第二剖面层。