[发明专利]用于通过生成式制造来制造工件的方法，相应的工件

说明书

本发明涉及一种用于制造工件(100)的方法。所述方法包括：提供具有预定的表面结构(2)的基底(1)和在表面结构(2)上生成式制造用于工件(100)的材料(5)，使得表面结构(2)限定要制造的工件(100)的基面(3)，其中生成式制造借助于堆焊执行，并且其中基面(3)是工件(100)的关于要制造的工件(100)的轮廓(4)至少部分地位于内部的表面。所述方法此外包括剥离基底(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造工件、例如耐高温的工件的方法，如在流体机械的、例如燃气轮机的热气体路径中使用的工件或构件。此外，本发明涉及一种工件，所述工件借助所述方法制造，或者是能够借助所述方法制造的。

背景技术

用于制造三维(3D)结构的增材式或生成式制造方法(英语为“rapidprototyping”，快速成型)，如例如选择性激光熔化(SLM，英语为“selective lasermelting”)和堆焊、例如激光堆焊(英语为“laser cladding”，或对于“laser metaldeposition”的LMD)，例如在制造和修复燃气轮机的被热气加载或受到高温负荷的部件时使用。SLM方法允许生成式地构建复杂的成型体或工件，所述成型体或工件具有相对精密的内部结构，例如具有在80μm和100μm之间或更小的细度或结构尺寸。

SLM方法属于粉末床方法，其中结构尺寸的缩小或表面粗糙度的改进首先能够通过将粉末碎屑减小直至大约为20-40μm的平均粉末粒度来实现。还更小的粉末颗粒通常不再能够输送和/或使用。借助于SLM方法制造的表面的可达到的表面粗糙度大致位于60μm和100μm之间。SLM方法此外允许3-8cm³/h的构建率或沉积率。

与所述堆焊方法或LMD方法相反地，SLM技术允许沿着仅一个轴线构建结构和/或必须依赖于支撑结构，所述支撑结构例如在制造期间支撑突出的或空心的要制造的结构，并且可能能够实现成用于必要的散热。然而，所述支撑结构需要不必要的沉积材料，并且此外事后仍必须耗费地从真正期望的结构分离或相应地再加工。

相反地，在LMD技术中，生成式或增材式的构建能够沿着至少三个轴线(例如三个彼此垂直的空间方向)进行。在LMD方法中，替选地能够使用五轴的或八轴的设备，其中例如用于要构建的材料的基座或底座和沉积或制造头或相应的粉末喷嘴或激光设备能够沿三个彼此垂直的空间方向运动。对于八轴的、即具有八个几何自由度的设备而言，底座能够附加地围绕两个不同的轴线(旋转和/或翻转轴线)运动。

LMD方法通常是CAD(“计算机辅助设计computer aided design”)和/或机器人辅助的方法，其中3D结构能够近似各向同性地构建或制造。与SLM方法相反地，在此在构建结构或工件期间，同样能够在多种材料之间来回“切换”。LMD方法允许30cm³/h至40cm³/h的构建或沉积率。LMD方法的缺点涉及：难于制造具有小于150μm的结构大小或结构尺寸的位于内部内部的结构和几何形状或内部结构，由此关于此限制了增材式生产。

尤其在制造用于流体机械、例如燃气轮机的部件时，具有部分明显小于100μm或150μm的结构尺寸的内部结构对于大量可能的部件而言对于不同应用是期望的或需要的。这种结构当今仅可借助于时间和成本耗费的浇铸技术来制造。

堆焊方法例如从EP 2 756 909 A1中已知。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出用于制造工件或构件的改进的方法，尤其能够用于更成本有效地和/或时间有效地制造构件或能够制造具有改进的特性的构件的方法。

所述目的通过独立权利要求的特征来实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

本发明的一个方面涉及一种用于制造工件的方法，所述方法包括提供具有预定的表面结构的基底。工件优选是用于在用于产生能量的流体机械、例如燃气轮机的热气体路径中使用的耐高温的构件。