[发明专利]具有高强度轻质晶格芯部的增材制造的压缩机部件

说明书

一种轻质高强度压缩机部件，该轻质高强度压缩机部件通过增材制造形成，其具有受控的刚度和/或挠曲水平。该部件可以具有至少一个内部区域，该内部区域包括包含多个重复晶胞的晶格结构。在晶格结构之上布置有实心表面。内部区域包括轻质高强度压缩机部件的本体部分中的晶格结构。晶格结构可以被用于全局地或局部地控制压缩机部件的刚度和/或挠曲水平。增材制造在形成具有期望的改进的强度重量比的压缩机部件时提供了灵活性，同时表现出对刚度和/或挠曲的高水平控制。还提供了通过增材制造工艺制造这种压缩机部件的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月1日提交的美国专利申请No.15/366,871的优先权并且还要求于2015年12月23日提交的美国临时申请No.62/387,119的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开涉及用于通过具有预定刚度和挠曲特性的增材制造产生的压缩机的改进的高强度轻质部件。

背景技术

该部分提供了涉及本公开内容的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

可以在加热系统及冷却系统和/或其他工作流体循环系统中使用压缩机以压缩工作流体(例如，制冷剂)并使其循环通过具有热交换器和膨胀装置的回路。压缩机的高效和可靠的运行有利于确保安装该压缩机的系统能够有效地且高效地提供冷却和/或加热效果。待被结合到压缩机(例如，涡旋式压缩机)中的部件的重量减轻对于改进压缩机和制冷系统效率而言是重要的，尤其是在移动应用中。然而，许多轻质材料——这些轻质材料是形成压缩机部件的潜在选择物——当在压缩机操作期间暴露于苛刻的温度和压力条件下时不能表现出足够的强度以及期望的材料特性(刚度或挠曲)和/或长期耐久性。此外，某些高强度材料还具有相应的高刚度，当在压缩机操作期间施加力或载荷时，这会导致过度磨损。期望的是具有高强度轻质的压缩机部件——这样的压缩机部件有利地在压缩机操作期间控制压缩机内的刚度和挠曲——以改善压缩机性能和效率，同时降低制造工艺的复杂性。

发明内容

该部分提供了本公开内容的总体概述，而非旨在被解释为对其全部范围或其所有特征的全面公开。

在各个方面中，本公开提供了轻质高强度压缩机部件，其在所形成的压缩机部件内具有受控的刚度和/或挠曲水平。在某些变型中，待被结合到压缩机中的轻质高强度压缩机部件包括本体部分，本体部分具有包括晶格结构的至少一个内部区域。晶格结构包括通过增材制造形成的多个晶胞和布置在晶格结构之上的表面。在某些方面中，压缩机部件具有大于或等于约32,000psi(约220MPa)的拉伸强度。

在其他变型中，本公开提供了一种轻质高强度压缩机部件，其包括本体部分，本体部分具有包括晶格结构的至少一个内部区域。晶格结构包括通过增材制造形成的多个晶胞和布置在晶格结构之上的表面。本体部分包括具有第一刚度的第一区域和具有与第一刚度不同的第二刚度的第二区域。在某些方面中，第一区域还可以具有第一挠曲水平，并且第二区域具有与第一挠曲水平不同的第二挠曲水平。

在另外的其他变型中，本公开提供了一种制造轻质高强度压缩机部件的方法，该方法包括将能量以预定的型式施加至粉末前体以通过增材制造工艺产生熔融的实心结构。熔融的实心结构限定了具有晶格结构的压缩机部件。晶格结构包括形成在内部区域中的多个晶胞。压缩机部件具有大于或等于约32,000psi(约220MPa)的拉伸强度。

本概述中的描述和具体示例仅用于说明的目的且并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅用于所选定的一些实施方式的说明性目的并且不是所有可能的实现方案，而且并非旨在限制本公开内容的范围。

图1示出了根据本公开的某些原理的通过增材制造形成的示例性晶格结构的截面图。