[发明专利]用于增材制造的方法、构件和用于增材制造的装置

说明书

本发明涉及一种用于增材制造构件(100)的方法，所述方法包括在具有开口(2)的构件平台(1)上以增材方式构建构件(100)，其中，在构件(100)的以增材方式构建的第一部分期间，围绕构件平台(1)的开口(2)增材制造辅助结构(101)。此外，该方法包括将设备(10)穿过开口(2)引入到由辅助结构(101)限定的腔室(20)中，其中，在以增材方式构建的第二部分期间，通过设备(10)影响和/或检测要制造的构件(100)的特性，所述第二部分紧接在以增材方式构建的第一部分之后。本发明还涉及一种通过该方法制造的构件和一种用于增材制造构件(100)的装置，所述装置包括具有开口的构件平台和封闭件(3)。

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造的方法、一种通过或可通过该方法制造的构件以及一种用于增材制造构件的装置。所述构件例如能够是涡轮机部件，例如是用于由镍基或钴基的超合金构成的燃气轮机的一部分的涡轮机构件。

背景技术

增材或创成式制造工件通常通过成形工艺，例如借助于基于粉末床的方法进行。已知的方法尤其是选择性的激光熔化(SLM：英文是“selective laser melting”)、选择性激光烧结(SLS：英文是“selective laser sintering”)和电子束熔化(EBM：英文是“electron beam melting”)。在上述方法中，构件层状地在粉末床中通过借助能量束，例如电子束或激光束熔化形成所述粉末床的颗粒来构建。

开始提出类型的方法例如从EP 1 355 760 B1中已知。

增材制造方法通过使其层元件或体积元件的反复地彼此竖向或横向接合来制造三维物体，并且其应用在原型制造领域中以及在此期间也应用在构件制造中，尤其应用在个体成形的构件的制造中。多种不同的材料可用作为初始材料，所述材料能够以粉末或颗粒的形式存在，但是也能够以流体的形式存在，例如作为悬浮液存在。在增材或创成式制造方法中，通过多个单独的材料层形成三维物体，所述材料层依次沉积在可下沉的构件平台上，并且随后单独地经受局部选择性的固化工艺。

在SLM工艺中，例如通过激光引入的热量仅经由构件、必要时经由支撑结构和经由底板或构件平台导出。周围的粉末床与其相比具有显著更小的导热性并且能够几乎视作为是热隔离的。这尤其能够在构件的突出的结构中局部地导致高温进而导致构件或者甚至制造设施或装置的损坏。在最差的情况下，例如可能出现应变和/或与设施的覆层装置的碰撞。

至今为止，例如，尚未能够通过增材方法实现通过铸造方法制造的构件的材料质量，尤其在涡轮机叶片的制造中尚未能够实现。尤其，与通过或能够通过铸造、拉晶方法或用于定向凝固的其他方法制造的结构相比，增材制造的构件的结构在应变、粒度和/或结构缺陷方面是不利的。

目前，研发工作温度超过1000℃的热增材方法，通过所述方法例如防止对于构件的材料结构成问题的、金属熔化物的快速冷却，进而能够实现与铸造方法在质量方面类似的微观结构。

发明内容

因此，本发明的目的是：提出如下措施，借助所述措施例如能够在微观结构方面正面地影响或改善要制造的构件的至少一部分的特性。

所述目的通过独立权利要求的主题来实现。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用于增材制造构件的方法，所述方法包括在具有优选能封闭的开口的构件平台上以增材方式构建构件。开口可借助封闭件来封闭。在以增材方式构建或构建构件的第一部分期间，即准“原位”期间，围绕构件平台的开口增材制造辅助结构。优选地，完全地或全环周地围绕构件平台的开口来制造辅助结构。

辅助结构优选还直接地或以小的间距构建在要增材制造的构件旁边。辅助结构的制造工艺优选是同一工艺，使得辅助结构由与构件相同的材料构成。

该方法还包括将设备穿过开口引入到由辅助结构限定的腔室中。所述腔室能够为空腔。