本发明专利技术提供了一种用于增材制造零件(102)的掩模(100)，该增材制造零件包括在该零件(102)的表面(110)中的多个开口(106,204)。该掩模(100)与该零件(102)一起制造并且包括附接系带(120,220)，该附接系带被配置为邻近于该多个开口(106,204)一体地联接到该零件(102)。盖构件(130,140,230)包括一体地联接到该附接系带(120,220)的近侧端部(132,142,232)和至少部分地在该多个开口(106,204)上方延伸的远侧端部(134,144,234)。分离构件(152,252,352)可任选地从相邻盖构件(130,140,230)延伸。该附接系带(120,220)为与该零件(102)的唯一连接。该掩模(100)的截面可具有L形状。该掩模(100)的截面可具有L形状。该掩模(100)的截面可具有L形状。
【技术实现步骤摘要】
用于增材制造零件中的开口的悬臂式掩模
技术介绍
[0001]本公开整体涉及零件的制造后处理，并且更具体地涉及用于保护增材制造零件的表面中的开口的掩模。
[0002]增材制造(AM)包括通过材料的连续层叠而不是材料的移除来生产零件的多种过程。因此，增材制造可形成复杂的几何形状，而无需使用任何种类的工具、模具或夹具，并且很少浪费或不浪费材料。并非由实心材料坯体(其中许多被切削掉并丢弃)机加工零件，增材制造中使用的唯一材料是使部件成形所需的材料。因此，许多工业零件(诸如涡轮转子叶片)优选地通过增材制造制成。
[0003]在通过增材制造形成之后，可进一步处理零件。在一个示例中，零件可暴露于喷丸加工，其中零件的表面用锤击(peening)材料(诸如金属丸)轰击。在另一个示例中，零件可涂覆有保护层以保护其下面的材料免受使用零件的恶劣环境的影响。例如，可将热屏障涂层(TBC)施加到涡轮转子叶片的外表面，以保护叶片在使用期间免受高温影响。
[0004]一些零件可包括在其表面中的开口，该开口需要在制造后处理期间受到保护。例如，涡轮转子叶片可包括各种内部冷却回路，这些内部冷却回路通过冷却通道(即，零件表面中的开口)通向零件的外表面。可提供冷却通道以冷却它们所存在于的内部结构，和/或在零件的整个外表面上产生冷却膜。
[0005]采用多种机构来保护开口。在一些情况下，可移除材料诸如插塞可设置在开口中或开口上方，以例如防止它们在涂层施加在开口上方时被填充。可移除材料阻挡涂层进入开口，但增加了制造时间和复杂性，因为必须最终移除可移除材料和/或其上方的涂层。例如，每个开口必须移除阻挡材料，这可能是耗时的。此外，涂层典型地施加在阻挡材料上方，但需要从阻挡材料上方移除以暴露阻挡材料和/或开口。因为涂层桥接在阻挡材料上方，所以涂层的移除可导致涂层的其余部分(例如，TBC)的大量破裂，这可使得零件不可用或需要大量的附加处理。在通过该工艺利用零件的材料卡住阻挡材料的情况下，在锤击处理之后移除阻挡材料可能特别具有挑战性。其他方法采用永久性屏蔽特征来保护开口。在后一种情况下，增加了零件的复杂性，并且可牺牲零件的性能以适应屏蔽。
技术实现思路
[0006]本公开的第一方面提供了一种用于增材制造零件的掩模，该增材制造零件包括在该零件的表面中间隔开的多个开口，该掩模包括：附接系带，该附接系带被配置为在该多个开口之间以悬臂方式一体地联接到该零件；第一盖构件，该第一盖构件包括一体地联接到该附接系带的第一近侧端部和至少部分地在该多个开口的第一部分上方延伸的第一远侧端部，该第一盖构件的该第一远侧端部与该零件分开第一间距；第二盖构件，该第二盖构件包括一体地联接到该附接系带的第二近侧端部和至少部分地在该多个开口的第二部分上方延伸的第二远侧端部，该第二盖构件的该第二远侧端部与该零件分开第二间距；和分离构件，该分离构件从相邻的第一盖构件和第二盖构件延伸，其中该附接系带为与该零件的唯一连接。
[0007]本公开的第二方面提供了一种增材制造(AM)结构，该结构包括：零件，该零件包括在该零件的表面中间隔开的多个开口；和掩模，该掩模包括：附接系带，该附接系带被配置为在第一多个开口和第二多个开口之间以悬臂方式一体地联接到该零件；第一盖构件，该第一盖构件包括一体地联接到该附接系带的第一近侧端部和至少部分地在该多个开口的第一部分上方延伸的第一远侧端部，该第一盖构件的该第一远侧端部与该零件分开第一间距；第二盖构件，该第二盖构件包括一体地联接到该附接系带的第二近侧端部和至少部分地在该多个开口的第二部分上方延伸的第二远侧端部，该第二盖构件的该第二远侧端部与该零件分开第二间距；和分离构件，该分离构件从相邻的第一盖构件和该第二盖构件延伸，其中该附接系带为与该零件的唯一连接，并且其中该述零件、该附接系带、该第一盖构件和该第二盖构件以及该分离构件包括多个整体材料层。
[0008]本公开的第三方面提供了一种用于增材制造零件的掩模，该零件在其表面中包括多个开口，该掩模包括：附接系带，该附接系带被配置为以悬臂方式邻近于第一多个开口一体地联接到该零件；和盖构件，该盖构件包括一体地联接到该附接系带的近侧端部和至少部分地在该多个开口上方延伸的远侧端部，该盖构件的该远侧端部与该零件分开第一间距，其中该附接系带为与该零件的唯一连接。
[0009]本公开的第四方面包括一种增材制造(AM)结构，该结构包括：零件，该零件包括在其表面中的多个开口；掩模，该掩模包括：附接系带，该附接系带被配置为以悬臂方式邻近于第一多个开口一体地联接到该零件；盖构件，该盖构件包括一体地联接到该附接系带的近侧端部和至少部分地在该多个开口上方延伸的远侧端部，该盖构件的该远侧端部与该零件分开第一间距；和分离构件，该分离构件从该盖构件延伸，其中该附接系带为与该零件的唯一连接，并且其中该零件、该附接系带、该盖构件和该分离构件包括多个整体材料层。
[0010]本公开的示例性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
[0011]从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
[0012]图1示出了根据本公开的实施方案的用于增材制造零件的多个掩模的透视图。
[0013]图2示出了根据本公开的实施方案的掩模的放大截面视图。
[0014]图3示出了根据本公开的实施方案的在其上具有涂层的掩模的放大截面视图。
[0015]图4示出了根据本公开的实施方案的具有涂层和空间填充材料的掩模的放大截面视图。
[0016]图5示出了根据本公开的实施方案的具有附接系带的另选形式的掩模的放大截面视图。
[0017]图6示出了根据本公开的实施方案的具有附接系带的另一另选形式的掩模的放大截面视图。
[0018]图7示出了根据本公开的实施方案的示出了附接系带的变化的多个掩模的透视图。
[0019]图8示出了根据本公开的实施方案的示出分段盖构件和分离构件的多个掩模的透视图。
[0020]图9示出了沿图8中线9
‑
9的截面视图。
[0021]图10示出了根据本公开的另选实施方案的掩模的截面视图。
[0022]图11示出了根据本公开的又一另选实施方案的掩模的截面视图。
[0023]图12示出了根据本公开的另一个实施方案的掩模的截面视图。
[0024]图13示出了根据本公开的实施方案的用于增材制造零件的多个掩模的透视图。
[0025]图14示出了根据本公开的实施方案的图13的处于松弛位置的掩模的放大截面视图。
[0026]图15示出了根据本公开的实施方案的其上具有工具的掩模的放大截面视图。
[0027]图16示出了根据本公开的实施方案的在其上具有涂层的掩模的放大截面视图。
[0028]图17示出了根据本公开的实施方案的图13的处于挠曲位置的掩模的放大截面视图。
[0029]图18示出了根据本公开的实施方案的示出了附接系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造零件(102)的掩模(100)，所述零件(102)包括在所述零件的表面(110)中的多个开口(106,204)，所述掩模(100)包括：附接系带(120,220)，所述附接系带被配置为以悬臂方式邻近于所述多个开口(106,204)一体地联接到所述零件(102)；和盖构件(130,140,230)，所述盖构件包括一体地联接到所述附接系带(120,220)的近侧端部(132,142,232)和至少部分地在所述多个开口(106,204)上方延伸的远侧端部(134,144,234)，所述盖构件(130,140,230)的远侧端部(134,144,234)与所述零件(102)分开第一间距，其中所述附接系带(120,220)为与所述零件(102)的唯一连接。2.根据权利要求1所述的掩模(100)，其中所述附接系带(120,220)具有在0.01毫米(mm)至0.50mm范围内的最小宽度。3.根据权利要求1所述的掩模(100)，其中所述多个开口(106,204)跨一定距离定位在所述零件(102)的所述表面(110)中，并且其中所述盖构件(130,140,230)沿着整个所述距离至少部分地在所述多个开口(106,204)上方延伸。4.根据权利要求3所述的掩模(100)，其中所述附接系带(120,220)沿着所述距离在间隔开的连接点处一体地联接到所述零件(102)。5.根据权利要求4所述的掩模(100)，其中所述附接系带(120,220)沿着所述距离的25％和60％之间一体地联接到所述零件(102)。6.根据权利要求1所述的掩模(100)，其中所述第一间距在0.88毫米(mm)至1.4mm(0.035英寸至0.055英寸)之间。7.根据权利要求1所述的掩模(100)，其中所述第一间距的尺寸被配置为防止施加在所述相应盖构件(130,140,230)上的涂层(148,248)从所述相应盖构件(130,140,230)桥接到所述零件(102)，并且防止锤击材料(146,246)穿过其中。8.根据权利要求1所述的掩模(100)，还包括从所述盖构件(130,140,230)延伸的分离构件(152,252,352)。9.根据权利要求8所述的掩模(100)，其中所述零件(102)、所述附接系带(120,220)、所述盖构件(130,140,230)和所述分离构件(152,252,352)包括多个整体材料层。10.根据权利要求8所述的掩模(100)，还包括从所述盖构件(130,140,230)的所述远侧端部(234)延伸的至少一对枢转限制构件(274)，其中在所述盖构件(130,140,230)的第一松...
【专利技术属性】
技术研发人员：格伦，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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