BR112015025863B1

BR112015025863B1 - Método para fabricar uma peça por fabricação aditiva

Info

Publication number: BR112015025863B1
Application number: BR112015025863-8A
Authority: BR
Inventors: Cyrille Baudimont
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2020-09-24
Also published as: FR3004370A1; BR112015025863A2; EP2983851B1; CN105102159B; JP2016520718A; CN105102159A; JP6416874B2; CA2908960C; CA2908960A1; EP2983851A1; RU2655551C2; US10118226B2; RU2015146763A; US20160059315A1; RU2015146763A3; WO2014167212A1; FR3004370B1

Abstract

método para fabricar uma peça por fabricação aditiva. um método para fabricar um componente usando fabricação aditiva, notadamente por fusão ou sinterização de partículas de pó usando um feixe de alta energia. de acordo com a invenção este método compreende as seguintes etapas: provisão de um modelo digital de um componente que pode ser fabricado, orientação do modelo em relação à direção de construção (62) do componente, modificação do modelo adicionando uma porção de equalização sacrificial (72) configurada para equalizar as tensões residuais que são introduzidas no componente enquanto o mesmo está sendo fabricado, criação de um componente bruto camada por camada usando uma técnica de fabricação aditiva baseada no modelo assim modificado (50), as ditas camadas sendo empilhadas na direção de construção (62), remoção da peça sacrificial do componente bruto derivado da fração de equalização sacrificial (72) do modelo (50) usando um método que envolve a remoção de material dele, obtendo assim o dito componente que deve ser fabricado.

Description

MÉTODO PARA FABRICAR UMA PEÇA POR FABRICAÇÃO ADITIVA

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente descrição refere-se a um método para fabricar uma peça por fabricação aditiva, em particular, por fusão ou sinterização de partículas de pó por meio de um feixe de alta energia.

[002] O método é particularmente adequado para fabricar peças que apresentam assimetria ou grandes disparidades de massa, em particular, para o campo de aviação.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

[003] É já conhecido, em particular no campo de aviação, usar métodos de fabricação aditiva a fim de produzir certas peças de formas que são finas ou complexas.

[004] Um exemplo convencional de fabricação aditiva é a fabricação por fusão ou sinterização de partículas em pó por meio de um feixe de alta energia. Entre tais feixes de alta energia, pode-se mencionar em particular feixes laser e feixes de elétrons.

[005] A expressão "fusão laser seletiva" (SLM) é usada para designar um método com as características principais apresentadas a seguir com referência à figura 1, que mostra um dispositivo convencional para fabricar uma peça por fusão e sinterização seletiva de leitos de pó por meio de um feixe laser.

[006] Uma primeira camada 10a de pó de um material é depositada, por exemplo, com a ajuda de um rolo 20 (ou qualquer outro dispositivo de deposição) em uma placa de fabricação 21 (que pode ser uma única placa ou que pode ser sobremontada por um suporte sólido, ou por uma porção de uma outra peça, ou por uma grade de suporte usada para facilitar a construção de certas peças).

[007] O pó é transferido de um recipiente de alimentação 22 durante movimento de ida e vinda do rolo 20 e é então raspado e possivelmente também compactado um pouco durante um ou mais movimentos de retorno do rolo 20. O pó é constituído de partículas 11. Pó em excesso é recuperado em um recipiente de reciclagem 23 situado adjacente ao recipiente de construção 24 no qual a placa de fabricação 21 move verticalmente.

[008] É também feito uso de um gerador 30 para gerar um feixe laser 31 e de um sistema de controle 32 para direcionar o feixe 31 para qualquer região da placa de fabricação 21 de maneira a varrer toda a região de uma camada de pó previamente depositada. O feixe laser 31 é modelado e seu diâmetro no plano focal é variado respectivamente por meio de um expansor de feixe 33 e por meio de um sistema de focagem 34, que juntos constituem o sistema óptico.

[009] Em seguida, a temperatura de uma região da primeira camada 10a de pó é elevada acima da temperatura de fusão do pó que está sendo varrido com um feixe laser 31.

[0010] O método SLM pode usar qualquer feixe de alta energia em vez do feixe laser 31 e, em particular, pode usar um feixe de elétrons, desde que o feixe tenha energia suficiente para fundir as partículas de pó e uma porção do material no qual as partículas se encontram.

[0011] A título de exemplo, o feixe pode ser impelido a varrer por uma cabeça de galvanômetro que forma peça de um sistema de controle 32. Por exemplo, o sistema de controle inclui pelo menos um espelho direcionável 35 no qual o feixe laser 31 é refletido antes de atingir uma camada de pó onde cada ponto da superfície está sempre situado na mesma altura em relação à lente de focagem contida no sistema de focagem 34, com a posição angular do espelho sendo controlada por uma cabeça de galvanômetro de forma que o feixe laser varre pelo menos uma região da primeira camada de pó, e assim segue um perfil pré-estabelecido para uma peça. Com este propósito, a cabeça de galvanômetro é controlada usando informação contida na base de dados da ferramenta de computador usada para o desenho e fabricação assistidos por computador da peça que deve ser fabricada.

[0012] Assim, as partículas de pó 11 nesta região da primeira camada 10a são fundidas e elas formam um primeiro elemento de peça simples 12a que é preso na placa de fabricação 21. Neste estágio, é também possível usar o feixe laser para varrer uma pluralidade de regiões independentes da primeira camada de maneira a formar uma pluralidade de primeiros elementos mutuamente desarticulados 12a uma vez que o material tenha sido fundido e solidificado.

[0013] A placa de fabricação 21 é abaixada uma altura correspondente à espessura da primeira camada de pó 10a (de 20 micrometros (μm) a 100 μm, e geralmente de 30 pm a 50 μm).

[0014] Em seguida, uma segunda camada 10b de pó é depositada na primeira camada 10a e no primeiro elemento de peça única ou consolidado 12a, e a segunda camada 10b situada em peça ou completamente sobre o primeiro elemento de peça única ou consolidado 12a mostrado na figura 1 é aquecido ao ser exposto ao feixe laser 31 de uma maneira tal que as partículas em pó nesta região da segunda camada 10b são fundidas com pelo menos uma porção do elemento 12a, de maneira a formar um segundo elemento de peça única ou consolidado 12b, com esses dois elementos 12a e 12b juntos formando um bloco de peça única no exemplo mostrado na figura 1.

[0015] Tal técnica de fabricação aditiva como esta, ou outras técnicas tal como fabricação por projeção de pó, assim proporciona excelente controle da forma da peça que deve ser fabricada e permite que sejam feitas peças que são muito finas.

[0016] No entanto, essas técnicas exigem estratégias de construção criteriosamente bem estudadas que são específicas da peça que deve ser fabricada a fim de satisfazer suas tolerâncias dimensionais e a fim de assegurar que ela tenha boa resistência mecânica. É assim necessário usar software de desenho assistido por computador (CAD) a fim de definir a melhor posição e a melhor orientação para a peça com o propósito de fabricá-la camada por camada. Embora estratégias de fabricação estejam ainda em desenvolvimento e estejam sendo refinadas, elas não são atualmente satisfatórias para obter peças que são assimétricas ou que apresentam grandes disparidades de massa.

[0017] Durante fabricação de tais peças por fabricação aditiva, é frequentemente observado que existem defeitos metalúrgicos irreversíveis, por exemplo, o surgimento de trincas e/ou defeitos dimensionais, com certas porções da peça não atendem as tolerâncias especificadas. Disparidades de massa, em decorrência em particular de assimetrias da peça, levam a tensões residuais que acumulam em certas zonas da peça, cujas tensões residuais então levam a deformações: essas tensões residuais mal equilibradas assim dão origem a dispersões geométricas que são responsáveis pelos defeitos observados nas peças resultantes. Infelizmente, tais defeitos são frequentemente inaceitáveis e fazem com que a peça resultante seja sucatada, por meio disto dando origem a consideráveis perdas e assim altos custos de fabricação gerais.

[0018] Portanto, existe uma real necessidade de um método para fabricar uma peça por fabricação aditiva que é adaptado a tais peças que são assimétricas ou que apresentam grandes disparidades de massa.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0019] A presente descrição refere-se a um método para fabricar uma peça por fabricação aditiva, o método compreendendo as seguintes etapas: suprir um modelo digital de uma peça a ser fabricada; orientar o modelo em relação a uma direção de construção para construir a peça; modificar o modelo adicionando uma fração de equilíbrio sacrificial configurada de maneira a equilibrar as tensões residuais que surgem na peça enquanto ela está sendo fabricada; fabricar uma peça bruta camada por camada usando uma técnica de fabricação aditiva com base no modelo modificado desta maneira, as ditas camadas sendo empilhadas na direção de construção; e usar um método de remoção de material para eliminar a porção sacrificial da peça bruta que resulta da fração de equilíbrio sacrificial do modelo, por meio disto obtendo a dita peça que deve ser fabricada.

[0020] Por meio deste método, é possível, durante o estágio de desenho assistido por computador, detectar um risco potencial de tensões residuais se acumulam durante fabricação em decorrência em particular de assimetrias na peça, ou pelo menos de grandes disparidades de massa, e então corrigir o modelo da peça artificialmente de maneira a dar a ela uma forma geral que é mais regular e mais bem proporcionada de maneira a permitir que tensões residuais na peça sejam equilibradas durante fabricação.

[0021] Assim, durante fabricação camada por camada, tensões residuais ficam distribuídas na peça de uma maneira mais uniforme: isto evita que essas tensões residuais que ficam concentradas em certas regiões da peça acima de um certo patamar provavelmente levem a deformações críticas da peça. Por exemplo, a adição de uma fração sacrificial como esta pode possibilitar reduzir certos efeitos de borda ou deslocar uma região de concentração de tensões para uma porção da peça que é menos sensível a deformação, por exemplo, uma porção que é mais espessa ou que possui uma forma que é particularmente simples, ou para uma porção da peça na qual tolerâncias mecânicas ou dimensionais são maiores.

[0022] Em tais circunstâncias, a peça bruta que é obtida apresenta menos defeitos, tanto dimensional quanto mecanicamente: então basta usar um método de remoção de material convencional para remover a porção de equilíbrio sacrificial da peça bruta que resulta da fração de equilíbrio sacrificial do modelo, por meio disto obtendo a peça desejada.

[0023] Por meio deste método, é assim possível usar fabricação aditiva para obter uma peça que é assimétrica ou que apresenta grande disparidade, ainda se beneficiando de todas as vantagens de fabricação aditiva, e ainda, no entanto apresentando pouco ou nenhum defeito.

[0024] Em certas implementações, a peça a ser fabricada possui uma porção assimétrica, e a fração de equilíbrio sacrificial é configurada de uma maneira tal que a porção sacrificial da peça bruta possui massa que fica na faixa de 70% a 130% da massa da porção assimétrica, preferivelmente na faixa de 90% a 110%.

[0025] A expressão "porção assimétrica" é usada para significar uma porção que, se tivesse que ser removida da peça, levaria a uma peça residual possuindo pelo menos mais um elemento de simetria do que a peça original. Esta definição pode ser transposta diretamente para o modelo.

[0026] A expressão "elemento de simetria" é usada para significar simetria em relação a um dado plano, simetria em relação a um dado ponto, invariância em relação a uma dada rotação, ou certamente qualquer outra invariância em decorrência de um dado relacionamento geométrico.

[0027] Nesta descrição, o conceito de simetria deve ser entendido com uma certa quantidade de tolerância: assim, um elemento ou um par de elementos é considerado simétrico desde que pelo menos 90% do elemento ou do par seja certamente simétrico no sentido geométrico estrito; diferenças locais menores, se houver, assim não devem ser levadas em consideração. Esta definição estende-se aos planos de simetria e mais amplamente a todos os elementos de simetria.

[0028] Por meio desta porção sacrificial que possui massa relativamente próxima da massa da porção assimétrica, é possível corrigir, pelo menos em peça, a disparidade de massa que resulta da porção assimétrica: uma abordagem como esta possibilita obter melhor equilíbrio de tensões residuais na peça bruta, tanto facilmente quanto de uma maneira substancial, por meio disto obtendo um impacto notavelmente favorável na ocorrência indesejada de defeitos na peça bruta.

[0029] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial é adicionada em uma altura substancialmente equivalente à altura da porção assimétrica. Assim, as tensões residuais são reequilibradas para substancialmente todas as camadas que eram originalmente assimétricas e que assim originalmente apresentaram disparidade de massa.

[0030] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial estende o modelo na sua direção maior.

[0031] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial é configurada de uma maneira tal que a porção sacrificial resultante é construída oposta à porção assimétrica em relação à peça bruta. Desta maneira, a distribuição de massa na peça bruta é reequilibrada, por meio disto reequilibrando as tensões residuais que são levadas a surgir durante fabricação, com essas tensões sendo deslocadas em peça para o centro da peça.

[0032] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial é adicionada de maneira a prover o modelo com pelo menos um elemento de simetria adicional, preferivelmente um plano de simetria adicional. A distribuição de tensões residuais é assim mais bem distribuída, uma vez que ela também se beneficia de um elemento de simetria adicional. Restaurar a simetria artificialmente desta maneira no significado da descrição assim possibilita de uma maneira espantosa reduzir a ocorrência e a magnitude de defeitos na peça bruta.

[0033] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial é localizada de uma maneira tal que a porção sacrificial resultante fique situada em uma região que é simétrica à região da porção assimétrica em relação a um plano que passa pelo centro de gravidade da peça bruta.

[0034] Em certas implementações, a fração de equilíbrio sacrificial é configurada de forma que a porção sacrificial da peça bruta seja simétrica com a porção assimétrica em relação a um plano, este plano sendo um plano de simetria da peça bruta. Um plano de simetria como este é particularmente fácil de colocar no lugar com a ajuda do software CAD enquanto se trabalha no modelo da peça.

[0035] Em certas implementações, a etapa de modificar o modelo inclui uma etapa de definir um plano de equilíbrio paralelo à direção de construção e correspondente a um plano de simetria que o modelo teria se não tivesse sua porção assimétrica correspondente à porção assimétrica da peça. Esta etapa facilita identificar um plano de simetria candidato para a peça bruta.

[0036] Em certas implementações, a etapa de modificar o modelo inclui uma etapa de equilibrar durante a qual um segmento de equilíbrio é adicionado ao modelo em cada camada perpendicular à direção de construção, o segmento de equilíbrio restaurando a simetria para a camada em consideração do modelo em relação ao plano de equilíbrio. Desta maneira, é possível assegurar que massas em qualquer lado do plano de equilíbrio são uniformes camada por camada ao longo da direção de construção: cada camada que é feita pela fabricação aditiva assim tem uma distribuição de massa simétrica, por meio disto minimizando deformação.

[0037] Em certas implementações, a dita técnica de fabricação aditiva é um método de fabricação por fusão seletiva ou sinterização seletiva de leitos de pó.

[0038] Em certas implementações, o dito método de fabricação por fusão seletiva ou sinterização seletiva de leitos de pó faz uso de um feixe laser.

[0039] Em outras implementações, o dito método de fabricação por fusão seletiva ou sinterização seletiva de leitos de pó usa um feixe de elétrons.

[0040] Em outros modos de implementação, a dita técnica de fabricação aditiva é um método de fabricação por projeção de pó.

[0041] Em certas implementações, durante a etapa de orientação, o modelo é orientado de uma maneira tal a minimizar o número de suporte de fabricação e/ou minimizar seus tamanhos. Tais suportes de fabricação são necessários em particular quando uma camada da peça se projeta lateralmente a partir do suporte formado pela camada imediatamente subjacente da peça. Desta maneira, é possível limitar o número de operações de usinagem que precisam ser realizadas na peça bruta a fim de obter a peça: isto também serve para economizar pó. Além do mais, isto serve para limitar o impacto da rugosidade que resulta do método de usar camadas.

[0042] Em certas implementações, durante a etapa de orientação, o modelo é orientado de uma maneira tal a minimizar a altura da peça na direção de construção. Isto serve para minimizar o número de camadas e assim a quantidade de pó usada e também o tempo exigido para fabricação. Além do mais, qualquer risco de deformação é também reduzido e o estado da superfície resultante é mais uniforme.

[0043] Em certas implementações, a peça a ser fabricada é uma peça de palheta com um bordo de avanço, uma borda dianteira, e um aerofólio.

[0044] Em certas implementações, o modelo digital da peça da pá é orientado de uma maneira tal que seu bordo de avanço ou sua borda dianteira fique voltado para a mesa de construção. Desta maneira, é possível minimizar recurso para suportes de fabricação.

[0045] Em certas implementações, o plano de equilíbrio da peça da pá intercepta a peça da pá substancialmente na metade ao longo de seu aerofólio.

[0046] As características e vantagens supramencionadas, e outras mais, surgem mediante leitura da descrição detalhada seguinte de implementações do método proposto. Esta descrição detalhada refere-se aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0047] Os desenhos anexos são diagramáticos e procuram acima de tudo ilustrar os princípios da invenção.

[0048] Nos desenhos, de uma figura para uma outra, elementos (ou porções de elementos) que são idênticas são identificados pelos mesmos sinais de referência.

[0049] Figura 1 é uma vista geral de um dispositivo para fabricação aditiva por fusão seletiva de leitos de pó.

[0050] Figuras 2A e 2B são uma vista em perspectiva e uma vista plana de um modelo original para uma peça exemplificativa para fabricação.

[0051] Figuras 3A e 3B são uma vista em perspectiva e uma vista plana do modelo das figuras 2A e 2B para o qual um plano de equilíbrio foi definido.

[0052] Figura 4A é uma vista em perspectiva do modelo das figuras 3A e 3B no qual uma fração de equilíbrio sacrificial foi adicionada.

[0053] Figura 4B é uma vista plana de uma camada do modelo da figura 4A.

[0054] Figura 5 é uma vista em perspectiva da peça bruta obtida usando o modelo da figura 4A.

[0055] Figura 6 é uma vista em perspectiva da peça final depois da remoção da porção sacrificial da peça bruta.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE IMPLEMENTAÇÃO(S)

[0056] A fim de tornar a invenção mais concreta, um método exemplificativo é descrito com detalhes a seguir com referência aos desenhos anexos. Deve-se lembrar que a invenção não está limitada a este exemplo.

[0057] No contexto deste exemplo, o objetivo é fabricar uma pá 90 como mostrado muito diagramaticamente na figura 6. A pá 90 compreende um aerofólio 91 com um bordo de avanço 93 e uma borda dianteira 94, juntos com uma raiz 92 que é provida em uma extremidade do aerofólio 91. O aerofólio 91 é fino e alongado, enquanto a raiz 92 é espessa e compacta: a raiz 92 assim constitui uma porção assimétrica da pá 90. Se a pá 90 não tivesse sua raiz 92, então ela teria um plano de simetria interceptando o aerofólio 91 na metade.

[0058] Durante uma primeira etapa, o modelo digital 50 da pá 90 é recebido em software de desenho assistido por computador (CAD). Como mostrado nas figuras 2A e 2B, o modelo digital 50 tem uma primeira porção 51 que é fina e alongada, correspondente ao aerofólio 91, e uma segunda porção 52 que é espessa e compacta, correspondente à raiz 92. Assim, a segunda porção 52 do modelo 50 constitui uma porção assimétrica do modelo 50.

[0059] Durante uma segunda etapa, o modelo 50 é orientado em relação à imagem digital 61 da placa de fabricação 21 e à direção de construção 62 perpendicular à dita imagem da placa 61. A fim de minimizar recurso para suporte de fabricação, o modelo 50 é orientado de uma maneira tal que sua borda 53 correspondente ao bordo de avanço 93 da pá 90 fique voltado para a imagem de a placa 61. No entanto, é também possível orientar o modelo 50 para que sua borda 54 correspondente à borda dianteira 94 da pá 90 fique voltado para a imagem da placa 61.

[0060] Durante uma terceira etapa mostrada nas figuras 3A e 3B, é dada atenção à porção residual do modelo 50 quando ele não tem sua porção assimétrica 52: especificamente, esta é a primeira porção 51 que corresponde ao aerofólio 91. Um plano de simetria 70 para esta porção residual 51 é então identificado que é paralelo à direção de construção 62 e é definido como o plano de equilíbrio do modelo 50. Especificamente, o plano de equilíbrio 70 intercepta a primeira porção 51 do modelo 50 correspondente ao aerofólio 91 da pá 90 na metade ao longo do aerofólio na direção da altura do aerofólio.

[0061] Neste tópico, pode-se observar que a porção residual 51 do modelo 50 apresenta um segundo plano de simetria 71 que é longitudinal e similarmente paralelo à direção de construção 62: no entanto, este outro plano de simetria 71 não pode ser selecionado como um plano de equilíbrio, à medida que modelo original 50 da pá 90 já é simétrico em tomo deste plano 71.

[0062] Durante uma quarta etapa mostrada na figura 4B, é dada atenção em sucessão a cada camada de fabricação ao longo da direção de construção 62 começando da imagem da placa 61 e, em cada camada, um segmento de equilíbrio 72a é adicionado ao modelo 50 de maneira a restaurar a simetria da camada em relação ao plano de equilíbrio 70. Assim, em cada camada perpendicular à direção de construção 62, o segmento de equilíbrio 72a é simétrico ao segmento correspondente 52a da porção assimétrica 52.

[0063] Uma vez que esta operação tenha sido realizada para todas as camadas do modelo 50, um modelo modificado 50' é obtido, como mostrado na figura 4A, que inclui uma fração de equilíbrio sacrificial 72 constituída da pilha de segmentos de equilíbrio 72a. O modelo modificado 50' é assim agora simétrico em relação ao plano de equilíbrio 70, a fração de equilíbrio sacrificial 72 sendo simétrica à porção assimétrica 52 em relação ao plano de equilíbrio 70.

[0064] Em tais circunstâncias, é possível iniciar a fabricação da peça bruta 80 usando fabricação aditiva camada por camada com base no modelo modificado 50'. Neste exemplo, e como mostrado na figura 1, o método é um método de fabricação por sinterização seletiva de leitos de pó. No entanto, de uma maneira análoga ele poderia ser um método de fabricação por projeção de pó.

[0065] Uma primeira camada 10a de pó do material desejado, especificamente pó a base de níquel, é assim depositada na placa de fabricação 21.

[0066] Uma primeira região da dita primeira camada 10a é varrida com o feixe laser 31 de maneira a aquecer o pó da dita região localmente até uma temperatura maior que a temperatura de sinterização do pó, de maneira tal que as partículas do dito pó fundidas ou sinterizadas desta maneira e que são localizadas na dita primeira região então formem um primeiro elemento de peça simples 12a.

[0067] Uma segunda camada 10b de pó do dito material é depositada na dita primeira camada de pó 10a.

[0068] Uma segunda região da dita segunda camada 10b sobrepondo o dito primeiro elemento de peça simples 12a pelo menos em peça é varrida pelo laser 31 de maneira a aquecer o pó nesta segunda região a uma temperatura maior que a temperatura de sinterização do pó, de forma que as partículas do pó sinterizadas ou fundidas desta maneira formem um segundo elemento de peça simples 12b conectado no primeiro elemento de peça simples 12a e sobrepondo-o.

[0069] As duas etapas citadas são então repetidas para cada nova camada de pó que deve ser depositada sobre uma camada anterior, e até que a peça bruta 80 mostrada na figura 5 tenha sido formada por completo.

[0070] Esta peça bruta 80 compreende o aerofólio desejado 91 e a raiz 92 junto com uma porção de equilíbrio sacrificial 82 que é simétrica à raiz 92 em relação ao plano de simetria 81 da peça bruta 80, cujo plano corresponde ao plano de equilíbrio 70. Idealmente, a porção de equilíbrio sacrificial 82 assim possui a mesma forma, em reflexão, e a mesma massa da raiz 91 que constitui a porção assimétrica da pá 90.

[0071] Por causa da presença desta porção de equilíbrio sacrificial 82 que é fabricada ao mesmo tempo que o restante da peça bruta 80, a configuração das tensões residuais na peça bruta 80 é distribuída simetricamente, e assim de maneira equilibrada, em qualquer lado do plano de simetria 81. A peça bruta 80 assim não tem nenhum defeito maior do tipo que normalmente resulta das deformações causadas por tensões residuais.

[0072] Finalmente, uma vez que a peça bruta 80 tenha sido obtida, basta remover a porção de equilíbrio sacrificial 82 por usinagem a fim de obter a pá desejada 90. Em certas circunstâncias, etapas de usinagem adicionais podem ser necessárias antes de obter a peça final, em particular quando suportes de fabricação são necessários.

[0073] As implementações descritas na presente descrição são dadas a título de ilustração não limitante e, sob a luz desta descrição, versados na técnica podem facilmente modificar essas implementações, ou conceber outras, ainda continuando centro do âmbito da invenção.

[0074] Além disso, as várias características dessas implementações podem ser usadas por si próprias, ou elas podem ser combinadas entre si. Quando elas são combinadas, essas características podem ser combinadas da maneira supradescrita, ou de outras maneiras, a invenção não sendo limitada às combinações específicas descritas na presente descrição. Em particular, a menos que especificado ao contrário, uma característica descrita com referência a qualquer uma implementação pode ser aplicada de maneira análoga a qualquer outra implementação.

Claims

Método para fabricar uma peça por fabricação aditiva, a peça (90) a ser fabricada possuindo uma porção assimétrica (92), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
suprir um modelo digital (50) de uma peça (90) a ser fabricada;
orientar o modelo (50) em relação a uma direção de construção (62) para construir a peça (90);
modificar o modelo (50) adicionando uma fração de equilíbrio sacrificial (72) configurada de maneira a equilibrar as tensões residuais que surgem na peça (90) enquanto ela está sendo fabricada;
fazer uma peça bruta (80) camada por camada usando uma técnica de fabricação aditiva com base no modelo (50') modificado desta maneira, as ditas camadas sendo empilhadas na direção de construção (62); e
usar um método de remoção de material para eliminar a porção sacrificial (82) da peça bruta (80) proveniente da fração de equilíbrio sacrificial (72) do modelo (50'), por meio disto obtendo a dita peça (90) que deve ser fabricada;
em que a fração de equilíbrio sacrificial (72) é configurada de uma maneira tal que a porção sacrificial (82) da peça bruta (80) possui massa que fica na faixa de 70% a 130% da massa da porção assimétrica (92).
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de equilíbrio sacrificial (72) assim configurada de forma que a porção sacrificial (82) da peça bruta (80) possui massa que fica na faixa de 90% a 110% da massa da porção assimétrica (92).
Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a fração de equilíbrio sacrificial (72) é adicionada em uma altura substancialmente equivalente à altura da porção assimétrica (92).
Método de acordo com a reivindicação 2 ou reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a fração de equilíbrio sacrificial (72) é configurada de uma maneira tal que a porção sacrificial resultante (82) é construída oposta à porção assimétrica (92) em relação à peça bruta (80).
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a fração de equilíbrio sacrificial (72) é adicionada de maneira a prover o modelo (50') com pelo menos um elemento de simetria adicional, preferivelmente um plano de simetria adicional.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a fração de equilíbrio sacrificial (72) é configurada de uma maneira tal que a porção sacrificial (82) da peça bruta (80) é simétrica à porção assimétrica (92) em relação a um plano (81), o dito plano sendo um plano de simetria da peça bruta (80).
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de modificar o modelo (50) inclui uma etapa de definir um plano de equilíbrio (70) paralelo à direção de construção (62) e correspondente a um plano de simetria que o modelo (50) teria se ele não tivesse sua porção assimétrica (52) correspondente à porção assimétrica (92) da peça (90).
Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a etapa de modificar o modelo (50) inclui uma etapa de equilíbrio durante a qual um segmento de equilíbrio (72a) é adicionado ao modelo (50) em cada camada perpendicular à direção de construção (62), o segmento de equilíbrio (72a) restaurando a simetria para a camada em consideração do modelo (50) em relação ao plano de equilíbrio (70).
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a dita técnica de fabricação aditiva é um método de fabricação selecionando fusão ou selecionando sinterização de leitos de pó, ou certamente um método de fabricação por projeção de pó.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa de orientação, o modelo (50) é orientado de maneira a minimiza o número de suportes de fabricação e/ou de maneira a minimizar seus tamanhos.
Método de acordo com a reivindicação 7 ou reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a peça a ser fabricada é uma peça da pá (90) com um bordo de avanço (93), uma borda dianteira (94), e um aerofólio (91);
em que o modelo digital (50) da peça da pá (90) é orientado de uma maneira tal que seu bordo de avanço (53) ou sua borda dianteira (54) fique voltado para a mesa de construção (61); e
em que o plano de equilíbrio (70) da peça da pá (90) intercepta a peça da pá substancialmente na metade ao longo de seu aerofólio (91).