CN105710377A - 使用用于复合部件的复合增材制造特征的复合增材制造方法 - Google Patents

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Abstract

复合增材制造方法包括在预烧结预成型基部上构建增材结构，其中构建增材结构包括重复的将多个层的增材材料熔化在一起与至少第一层的增材材料连接到预烧结预成型基部，并且其中预烧结预成型基部包括初始形状。复合增材制造方法还包括修改包含增材结构的初始形状的预烧结预成型基部为包含增材结构的修改形状，和，在其修改形状中连接预烧结预成型基部到部件。

Description

使用用于复合部件的复合增材制造特征的复合增材制造方法
关于联邦政府资助研究与发展的声明
本发明是部分在由能源部颁发的政府合同No.DE-FC26-05Nt42643下以政府的支持做出。政府对本发明享有特定的权利。
技术领域
本文公开的主题涉及增材制造，更具体的，涉及用于复合部件的使用复合增材制造特征的复合增材制造方法。
背景技术
增材制造工艺通常包含一种或多种材料的积聚以制造网状或近似网状物体，与减材制造方法形成对比。尽管“增材制造”是工业标准术语(ASTMF2792)，增材制造包含各种名称下已知的各种制造和成型技术，包括无模成形，3D打印，快速成型/制模，等等。增材制造技术能够从品种繁多的材料制造复杂部件。通常，独立的物体可以通过从计算机辅助设计(CAD)模型制造。一个示例增材制造工艺使用能量束，例如，电子束或电磁辐射，如激光束，烧结或熔化粉末金属，生成固体三维物体，其中粉末金属的颗粒粘结在一起。不同材料系统，例如，可以使用工程塑料，热塑弹性体，金属，和陶瓷。激光烧结或熔化是一个示例增材制造工艺，用于快速制造功能原型或工具。应用可以包括用于熔模铸造的模型，注塑成型和压模铸造的金属模，用于砂型铸造的模具和模芯，以及它们相对复杂的部件。为了便于在设计周期期间发明的沟通和测试的原型件的制造，是增材制造工艺的其它潜在用途。同样的，包括多个复杂设计的部件，如具有内部通道的那些对包括铸造或锻压的其它制造技术不敏感，可以使用增材制造方法来制造。
激光烧结涉及通过使用激光束烧结或熔化微细粉末生成三维(3D)物体。具体的，烧结可以在低于粉末材料熔点的温度引起粉末的熔融(熔聚)，然而熔化可以引起粉末颗粒的完全熔化以形成固体均质体。有关激光烧结或激光熔化的物理处理包括热传递到粉末材料，然后烧结或者熔化粉末材料。尽管激光烧结和熔化处理可以应用到范围广泛的粉膜材料，生产路线的科学和技术方面，例如，烧结或熔化率，并且层制造过程中微观结构演变上处理参数的作用可以导致各种生产注意事项。例如，这种制造方法可能伴有多种模式的加热，物质和动量传递，以及化学反应。
激光烧结/熔化技术可以具体的限定投射激光束到基板(例如，构建板)上控制量的粉末材料，以在其上形成熔化颗粒或熔融材料的层。通过相对基板沿着预定路径，通常称为扫描模式移动激光束，层可以被限定在基板上的两个尺寸(例如，“x”和“y”方向)，层的高度和厚度(例如，“z”方向)部分由激光束和粉末材料参数确定。扫描模式可以包括平行扫描线，也称为扫描向量或剖面线，并且两个相邻扫描线之间的距离可以成为剖面间距，其可以小于激光束的直径以达到充分的重叠，以保证粉末材料的完全烧结或熔化。重复激光沿着所有或部分扫描模式的移动可以有助于其它材料层被熔覆和随后的烧结或熔化，从而生成三维物体。
例如，激光烧结或熔化技术可以包括使用连续波(CW)激光，如在大约1064nm运行的Nd：YAG激光。这种实施例可以有助于相对高的材料沉积率，特别适用于修复应用或可允许随后机加工操作以完成成品物体之处。其它激光烧结和熔化技术可以替代的或另外的使用，例如，脉冲激光，不同类型的激光，不同能量/波长参数，不同粉末材料或各种扫描模式以帮助一个或更多个三维物体的生成。然而，三维物体的基本形状可能限制为相对平面(例如，扁平)结构，这种形状可能与三维物体最终连接的非平面(例如，弯曲)部件不匹配。
因此，使用用于复合部件的复合增材制造特征的替代复合增材制造方法将会在本领域中大受欢迎。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种复合增材制造方法。复合增材制造方法包括在预烧结预成型基部上构建增材结构，其中构建增材结构包括重复地将多个增材材料层熔化在一起，其中至少第一层的增材材料连接到预烧结预成型基部，并且其中，预烧结预成型基部包括初始形状。复合增材制造方法还包括修改包含增材结构的预烧结预成型基部的初始形状为包含增材结构的修改形状，和，在其修改形状中连接预烧结预成型基部到部件。
在另一实施例中，公开了一种复合增材制造特征。复合增材制造特征包括预烧结预成型基部，其包括不同于初始形状的修改形状，和，连接到预烧结预成型基部的增材结构，其中，通过将多个层的增材材料熔化在一起使增材结构构建在处于其初始形状的预烧结预成型基部上，其中，至少第一层的增材材料连接到处于其初始形状的预烧结预成型基部。
在又一实施例中，公开了一种复合部件。复合部件包括连接到部件的预烧结预成型基部。预烧结预成型基部包括不同于初始形状的修改形状。复合部件还包括连接到预烧结预成型基部的增材结构，其中，通过将多个层的增材材料熔化在一起使增材结构构建在其初始形状中的预烧结预成型基部上，其中，至少第一层的增材材料连接到处于其初始形状的预烧结预成型基部。
由在本文中公开的实施例提供的这些和其它特征通过结合附图阅读以下详细说明书将会更充分的理解。
本发明的第一技术方案提供一种复合增材制造方法，包括：在预烧结预成型基部上构建增材结构，其中，构建增材结构包括重复地将多个增材材料层熔化在一起，其中，至少第一层的增材材料连接到预烧结预成型基部，并且其中，预烧结预成型基部包括初始形状；修改包含增材结构的预烧结预成型基部的初始形状为包含增材结构的修改形状；将处于其修改形状的预烧结预成型基部连接到部件。
本发明的第二技术方案是，在第一技术方案中，初始形状包括平面表面。
本发明的第三技术方案是，在第一技术方案中，修改形状包括非平面表面。
本发明的第四技术方案是，在第三技术方案中，非平面表面包括弯曲表面。
本发明的第五技术方案是，在第一技术方案中，将处于其修改形状的预烧结预成型基部连接到部件包括连接预烧结预成型基部到部件的弯曲表面。
本发明的第六技术方案是，在第一技术方案中，部件包括涡轮部件。
本发明的第七技术方案是，在第六技术方案中，涡轮部件包括喷嘴，并且其中，将处于其修改形状的预烧结预成型基部连接到喷嘴包括将预烧结预成型基部连接到喷嘴的内表面。
本发明的第八技术方案是，在第一技术方案中，增材结构包括一个或更多个冷却特征延伸件。
本发明的第九技术方案是，在第一技术方案中，重复地将多个增材材料层熔化在一起包括使用粉末层增材制造工艺。
本发明的第十技术方案是，在第一技术方案中，预烧结预成型基部包括混合物，混合物包括贱金属合金和第二合金，贱金属合金包括混合物的大约30重量百分比至大约90重量百分比，第二合金包括充足量的熔点抑制剂以具有比贱金属合金更低的熔化温度。
本发明的第十一技术技术方案提供一种复合增材制造特征，包括：预烧结预成型基部，包括不同于初始形状的修改形状；和，连接到预烧结预成型基部的增材结构，其中，通过将多个增材材料层熔化在一起使增材结构构建在处于其初始形状时的预烧结预成型件上，其中，至少第一层的增材材料连接到处于其初始形状时的预烧结预成型基部。
本发明的第十二技术方案是，在第十一技术方案中，修改形状包括非平面表面。
本发明的第十三技术方案是，在第十二技术方案中，初始形状包括平面表面。
本发明的第十四技术方案是，在第十二技术方案中，非平面表面包括弯曲表面。
本发明的第十五技术方案是，在第十一技术方案中，增材结构包括一个或更多个冷却特征延伸件。
本发明的第十六技术方案提供一种复合部件，包括：连接到部件的预烧结预成型基部，预烧结预成型基部包括不同于初始形状的修改形状；和，连接到预烧结预成型基部的增材结构，其中，通过将多个增材材料层熔化在一起使增材结构构建在处于其初始形状中的预烧结预成型基部上，其中，至少第一层的增材材料连接到处于其初始形状中的预烧结预成型基部。
本发明的第十七技术方案是，在第十六技术方案中，修改形状包括非平面表面。
本发明的第十八技术方案是，在第十六技术方案中，部件包括涡轮部件。
本发明的第十九技术方案是，在第十八技术方案中，涡轮部件包括喷嘴，并且其中，预烧结预成型基部连接到喷嘴的内表面。
本发明的第二十技术方案是，在第十六技术方案中，增材结构包括一个或更多个冷却特征延伸件。
附图说明
附图中列出的实施例本质上是描述性和示例性的，目的不是限制通过权利要求限定的发明。以下描述性实施例的详细说明，当结合以下附图阅读时可以被理解，相似结构表示为相似附图标记，并且其中：
图1示出了根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的复合增材制造方法；
图2是根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的在包括初始形状的预烧结预成型基部上的增材结构；
图3是根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的在修改其形状之后的预烧结预成型基部上的增材结构；
图4是根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的连接到部件的复合增材制造特征的分解图；
图5是根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的复合部件的示意图；和
图6是根据在本文中显示或描述的一个或更多个实施例的复合部件的透视图。
附图标记
1复合部件(10+20+30)
5复合增材制造特征(10+20)
10预烧结预成型基部
11初始形状
12修改形状
20增材结构
21销
22部件
31表面
50力
100复合增材制造方法
110步骤(构建增材结构)
120步骤(压成修改形状)
130步骤(连接)。
具体实施例
本发明的一个或更多个特定实施例将会在以下说明。这些说明的实施例仅是本公开技术的示例。此外，为了提供这些实施例简要的说明，实际实施例的所有产品可能不会在说明书中描述。应当理解的是在任何这样的实际实施例的发展中，如在人和工程和设计方案中，必须做出大量实施特定方案以达到开发者的特定目的，例如符合系统相关和商业相关的约束，这可能对一个实施例改变为另一个。此外，应当理解的是这种发展努力可能是复杂的和耗时的，但无非是对那些本领域技术人员常规采用具有本公开优点的设计、生产、和制造。
当介绍本公开各种实施例的元件时，术语“一”、“一种”、“该”意思是存在一个或更多个的元件。术语“包括”、“包含”、“具有”是包含性的并且意思是除了列出的元件可能有另外的元件。
现在参照图1，示出了一种复合增材制造方法100。另外参照图2-6，复合增材制造方法100可大致包括制作一种复合增材制造特征5，其包括构建在预烧结预成型基部10上的增材结构20，其依次可以修改为修改形状12。具有其修改形状12的复合增材制造特征5可以随后连接到部件30(例如，涡轮部件)以形成复合部件1。通过修改预烧结预成型基部10为具有构建其上的增材结构20的修改形状12(例如，弯曲形状)，复合增材制造特征5可以连接到部件30的弯曲或其它非平面表面31。因此复合增材制造方法100可以有助于增材制造结构20(例如，冷却产品)连接到弯曲或复杂部件30(例如，涡轮部件)。
具体地，复合增材制造方法100首先可首先包括在步骤110中在预烧结预成型基部上构建增材结构20，其中，构建增材结构20包括重复地将多个增材材料层与结合到预烧结预成型基部10的至少第一层的增材材料熔化在一起，并且其中，预烧结预成型基部10包括初始形状11。
预烧结预成型基部10通常可包括颗粒的混合物，包括贱金属合金和第二合金，它们在低于它们熔点的温度下烧结在一起以形成结块和稍微多孔的物质。用于粉末颗粒的适当颗粒尺寸范围包括150目，或甚至325目或更小，以促进颗粒的迅速烧结和减小预烧结预成型120中气孔到大约10体积百分比或更小。在一些实施例中，预烧结预成型120的密度具有90％或更佳的密度。在一些实施例中，预烧结预成型120具有95％或更佳的密度。
预烧结预成型基部10的贱金属合金可包括任何组分，例如，类似于基板(例如，涡轮叶片护罩108)以提高预烧结预成型件120和基板之间的共同的物理性能。例如，在一些实施例中，(预烧结预成型件120的)贱金属合金和基板(例如，涡轮叶片护罩108)共用共同组分(即，它们是相同类型的材料)。例如，取决于期望的应用和/或构建形状，在一些实施例中，贱金属合金可包括镍基超级合金，例如MAR-M-247、RenéN4、RenéN5、René108、 和IN-738、或钴基合金，例如如上所述的MAR-M-509或FSX-414。在一些实施例中，贱金属合金的性质包括与基板(例如，涡轮叶片护罩108)的化学和冶金相容性，如高疲劳强度，开裂的低蠕变，抗氧化性和/或机加工性。
在一些实施例中，贱金属合金可包括在部件30和/或其将连接至的增材结构20的大约25℃以内的熔化温度的熔点。在一些实施例中，贱金属合金可以包括按重量如下的组分范围：大约2.5到11％的钴、7到9％的铬、3.5到11％的钨、4.5到8％的铝、2.5到6％的钽、0.02到1.2％的钛、0.1到1.8％的铪、0.1到8％的钼、0.01到0.17％的碳、最多0.08％的锆、最多0.60的硅、最多2.0的铼、平衡为镍和不可避免的杂质。在一些实施例中，贱金属合金可包括按重量如下的组分范围为：大约9到11％的钴、8到8.8％的铬、9.5到10.5％的钨、5.3到5.7％的铝、2.8到2.3％的钽、0.9到1.2％的钛、1.2到1.6％的铪、0.5到0.8％的钼、0.13到0.17％的碳、0.03到0.08％的锆、余量为镍和不可避免的杂质。
在一些实施例中，贱金属合金可以包括MAR-M-247。这种贱金属合金可以包括按重量如下的组分范围为：大约59％的镍、大约10％的钨、大约8.25％的铬、大约5.5％的铝、大约3％的钽、大约1％的钛、大约0.7％的钼、大约0.5％铁和大约0.015％的硼。在一些实施例中，贱金属合金可以包括MAR-M-509。这样的贱金属合金可包括按重量如下的组分范围：大约59％的钴、大约23.5％的铬、大约10％的镍、大约7％的钨、大约3.5％的钽、大约0.6％的碳、大约0.5％的锆和大约0.2％的钛。
应当理解的是，虽然在本文中已经列出了用于预烧结预成型基部10的贱金属合金的组分的具体材料和组分，这些列出的材料和组分仅是示例性和非限制性的，并且其它合金可以备选地或另外使用。此外，应当理解的是，用于预烧结预成型基部10的贱金属合金的特定组分可以取决于部件10(例如，涡轮喷嘴)的组分和/或在增材结构20中使用的增材材料。
如上所述，预烧结预成型基部10还包括第二合金。第二合金也可具有类似于基板(例如，涡轮叶片护罩108)的组分，但是还包含熔点抑制剂以促进贱金属合金和第二合金颗粒的烧结，并且允许预烧结预成型基部10在低于部件的熔点以下的温度下结合到部件30。例如，在一些实施例中，熔点抑制剂可以包括硼和/或硅。
在一些实施例中，第二合金可以包括低于部件30的晶粒生长或初始熔化温度大约25℃到大约50℃的熔点。这样的实施例可以在加热过程期间更好地保留部件30的期望的微结构。在一些实施例中，第二合金可以包括按重量如下的组分范围：大约9-10％的钴、11到16％的铬、3到4％的铝、2.25到2.75的钽、1.5到3％的硼、最多5％的硅、最多1.0％的钇、平衡为镍和不可避免的杂质。例如，在一些实施例中，第二合金可包括市售的AmdryDF4B镍钎焊合金。
在一些实施例中，第二合金可以包括由WESGO陶瓷市售的AMRM-509B。这个第二合金可以包括按重量如下的组分范围为：大约22.9到24.75％的铬、9.0到11.0％的镍、6.5到7.6％的钨、3.0到4.0％的钽、2.6到3.16％的硼、0.55到0.65％的碳、0.3到大约0.6％的锆、0.15到0.3％的钛、最多1.3％的铁、最多0.4％的硅、最多0.1％的镁、最多0.02％的硫和平衡的钴。
应当理解的是，虽然在本文中已经列出了用于预烧结预成型基部10的第二合金的组分的具体材料和组分，这些列出的材料和组分仅是示例性和非限制性的，并且其它合金可备选地或另外使用。此外，应当理解的是，用于预烧结预成型基部10的第二合金的特定组分可以取决于部件30的组分和/或增材结构20中的增材材料。
预烧结预成型基部10可包括足以提供充分的熔点抑制剂的任何相对量的贱金属合金和第二合金，以保证贱金属合金和第二合金颗粒相互的和到部件30的表面31的湿润和结合(例如，扩散/钎焊结合)。例如，在一些实施例中，第二合金可以包括至少大约10重量百分比的预烧结预成型基部10。在一些实施例中，第二合金可包括不超过70重量百分比的预烧结预成型基部10。
在一些实施例中，贱金属合金可以包括市售MAR-M-247并且第二合金可以包括市售DF4B。在一些实施例中，贱金属合金可以包括市售MAR-M-247并且第二合金可以包括市售AMS782。在一些实施例中，贱金属合金可以包括市售MAR-M-509并且第二合金可以包括市售MAR-M-509B。在这些实施例中，贱金属合金与第二合金的比例可以包括大约80％-85％贱金属合金比大约20％-15％第二合金。备选地，可以使用的比例为大约90％-60％贱金属合金比大约10％-40％第二合金。
这样的实施例可提供足够量的熔点抑制剂，同时限制随后加热的机械和环境性能的降低的可能性。此外，在这些实施例中，贱金属合金可包括剩余的预烧结预成型基部10(例如，大约30质量百分比和70质量百分比之间的烧结预成型基部)。在一些实施例中，贱金属合金的颗粒可以包括大约40质量百分比到大约70质量百分比的烧结预成型基部10，平衡为包括第二合金的颗粒的组分。应当理解的是，虽然在本文中给出贱金属合金和第二合金的具体相对范围，但是这些范围仅是示例性和非限制性的，并且任何其它相对组分也可以实现，使得如上所述提供足够量的熔点抑制剂。
预烧结预成型基部10可包括任何初始形状11，包括用于使用如在本文应当理解的增材制造工艺在其上构建增材结构20的任何适当的几何形状。例如，在一些实施例中，初始形状11可以包括例如在图2中示出的平面(即，平坦)表面。
如上所述，增材结构20在步骤110中构建在烧结预成型基部上。增材结构20可以通过将多个增材材料层重复熔接在一起构建，其中至少第一层的材料在也称为增材制造的工艺中连接到预烧结预成型基部10。
如本文使用的，“重复地将多个增材材料层熔接在一起”和“增材制造”指导致三维物体的任何工艺并且包括同时接着形成物体一层的形状的步骤。增材制造工艺包括，但不限制于，粉末层(powerbed)增材制造和粉末供给(powerfed)增材制造工艺，如通过使用用于重复地将粉末材料熔接在一起的激光或电子束。增材制造工艺可包括，例如，三维打印、激光净形状制造、直接金属激光烧结(DMLS)、直接金属激光熔化(DMLM)、选择性激光烧结(SLS)、等离子转移弧、自由制造、等。一种示例性类型的增材制造工艺使用激光束来熔聚(例如，烧结或熔化)粉末材料(例如，使用粉末层工艺)。增材制造工艺可以使用粉末材料或线束作为原料。而且，增材制造工艺可大体涉及制造物体(物体、部件、部分、产品等)的快速方式，其中，大量的薄单元层顺序地形成以生产物体。例如，粉末材料的层可以使用能量束(例如，激光束)提供(例如，铺设)和照射，使得在每层内的粉末材料的颗粒顺序地熔接(例如，烧结或熔化)以固化层。
构建在预烧结预成型基部10上的增材结构20可包括各种不同的增材材料。例如，增材材料可以包括可以通过激光束或其它能量源熔接(例如，烧结)的任何材料。在一些实施例中，增材材料可以包括粉末金属。这样的金属材料可以包括，通过非限制示例，钴铬合金、铝和其合金、钛和其合金、镍和其合金、不锈钢、钽、铌或它们的组合。在其它实施例中，增材材料可以包括粉末陶瓷和粉末塑料。在一些实施例中，增材材料可以至少部分基于部件30和/或预烧结预成型基部10选择，例如通过匹配或基本匹配这些材料的所有或一些。
在步骤110中构建在预烧结预成型基部10上的增材结构20可包括各种的形状和设置。例如，在一些实施例中，增材结构20可包括多个销、板等。这样的实施例可以提供用于通过从外表面引开热冷却例如用于涡轮部件的特征。在一些实施例中，增材结构可包括例如流体流动通道的一个或更多个部分的其它冷却特征。在一些实施例中，增材结构20可以包括较大结构的部分，其可与其它相邻的增材结构20结合以形成较大产品。虽然增材结构20的具体实施例在本文中已经被讨论和描述，但是应当理解的是，这些仅仅意图为非限制性实例并且也可实现其它和备选实施例。
继续参考图1和图2-6中的示例性实施例，复合增材制造方法100还可以包括在步骤120中修改包括增材结构20的预烧结预成型基部10的初始形状(例如通过施加力50)以将其修改为修改形状12。在一些实施例中，预烧结预成型基部10可简单地通过重力修改其形状。在一些实施例中，重力可以结合升高温度使用以在步骤120中修改形状。在一些实施例中，任何其它另外的或备选的力50可通过任何适当的机构施加，例如，经由一个或更多个钳具、夹具、压具、板材等。
此外，在步骤120中修改初始形状可包括将预烧结预成型基部10修改为不同于初始形状11的任何修改形状12。在一些实施例中，修改形状12可以包括非平面表面。例如，非平面表面可包括如图3中所示的弯曲表面。在一些实施例中，修改形状12可包括一个或更多个弯曲、扭曲、波动或其它非平面偏转，如当与基本平面初始形状11相比时。预烧结预成型基部10可以修改为与部件30的表面31基本匹配的任何修改形状12，使得可以在连接之前抵靠表面31放置。所得的复合增材制造特征5包括具有修改形状12的预烧结预成型基部10，并且与如果增材结构20简单地包括平坦表面相比，增材产品20可以更容易与具有非平面表面的部件30连接并且将直接连接。
复合增材制造方法100还可以包括在步骤130中连接处于其修改形状12的预烧结预成型基部10到部件30。
部件30可包括具有表面31用于预烧结预成型基部10连接其上的任何类型的部件，包括当表面31包括弯曲或其它非平面形状时。例如，在一些实施例中，部件30可以包括涡轮部件，例如图6中所示的喷嘴。这样的部件30可包括适用于钎焊应用的任何金属或合金基板。具体地，本公开通常应用于可钎焊的任何金属或合金部件30，特别是这些部件在产品为相对高应力和/或温度的环境内运行。这样的部件30的显著的实例包括例如涡轮叶片(叶片)、喷嘴(静叶)、护罩的涡轮部件，和涡轮的其它热气体路径和燃烧部件，例如工业气体或蒸汽涡轮或航空燃气涡轮发动机。
例如，在一些实施例中，部件30可以包括镍、钴、或铁基超合金。例如，部件30可以包括镍基超级合金，例如，RenéN4，RenéN5，René108，和IN-738和MarM247，或钴基合金，如FSX-414。部件30可以成型为等轴、定向固化(DS)，或单晶(SX)铸造以经受相对更高的温度和应力，例如可能存在于燃气或蒸汽涡轮内。
预烧结预成型基部10待被结合至的(作为较大的复合增材制造特征5的部分)的部件30的表面31，可以包括增材结构20应当邻接的任何表面31。表面31可以包括任何形状的表面，如弯曲表面。弯曲表面可以包括一个或更多个弯曲、扭曲、波动或任何其它平坦或非平坦表面，或它们的组合。例如，弯曲表面可以包括三维形状翼形件的表面。在一些特定实施例中，表面31可以包括轻微非平坦表面，使得单个预烧结预成型基部10可以修改(例如，迫使成为)为匹配表面31的形状。
在包括如下的一些具体实施例中：其中，增材结构20包括一个或更多个冷却特征延伸件(即，远离预烧结预成型基部10延伸并且可以引开热量的销，壁，或类似扩展)，连接有预烧结预成型基部10的部件30的表面31可以包括涡轮部件30的内表面。在一些这样的实施例中，表面31可以包括喷嘴或其它翼面的内表面。虽然具体表面31、表面31的位置、表面31的形状、和包括表面31的部件30已经在本文中显示，但是应当理解的是，这些意图仅仅是非限制性实例；在本公开范围中可另外或备选地使用多个其它表面31和部件30。
在步骤130中施加热量以连接预烧结预成型基部10到部件30的表面31，可以包括任何适当的温度、热源、重复、升温速率、保温时间、循环和任何其它相关参数以连接(例如，钎焊，结合或类似连接)材料在一起，如通过至少部分熔化第二合金预烧结预成型基部10以使其顺序固化和连接预烧结预成型基部10的贱金属合金与部件30。
例如，在一些实施例中，为了有助于连接工艺，可以提供炉内非氧化气氛和在预烧结预成型基部10和/或部件30上感应压力的方法。为了获得非氧化气氛，可以在炉内形成具有大约0.067帕斯卡(Pa)(0.5毫托)或更低的真空。炉可以以大约14℃/分钟(25°F/分钟)的速率加热到大约650℃(1200°F)。一旦达到大约650℃(1200°F)，该温度可以保持大约30分钟。随后炉温可以以大约14℃/分(25°F/分)的速率升高到大约980℃(1800°F)。一旦达到大约980℃(1800°F)，该温度可以保持大约30分钟。随后炉温可以以大约19℃/分钟(35°F/分钟)的速率升高到大约1204到1218℃(2200到2225°F)。一旦达到大约1204到1218℃(2200到2225°F)，这个温度可以保持大约20分钟。在一些实施例中，冷却循环子步骤可以包括控制地冷却内部具有预烧结预成型件120和基板(例如，涡轮叶片护罩108)的钎焊炉到大约1120℃(2050°F)并且保持这个温度大约60分钟。随后炉可进一步冷却到大约815℃(1500°F)。炉最后顺序地冷却到大约室温。虽然在本文中公开了具体的温度、时间和升温速率，但是应当理解的是，这些意图为示例性和非限制性的。
作为连接处于其修改形状12的预烧结预成型基部10到部件30的表面31的结果，复合增材制造特征5可以与部件30连接以形成如图5和6所示的整体复合部件1。复合部件1可包括连接到部件30的非平坦表面31的增材结构20，其中，所述增材结构20直接构建在表面上可限制于使用空间等，或其中如果所述增材结构20连接到平板，那么所述板不能连接到弯曲部件30。例如，其它增材制造方法可能仅具有有助于在不符合和结合非平面表面的平坦表面上构建特征，本文中公开的复合增材制造方法在易延展的预烧结预成型件上构建特征，使得所述预烧结预成型件可以符合和结合非平坦表面。
复合部件1还可包括多种类型的部件，如在本文中讨论的涡轮部件中的一个或更多个。例如，复合部件1可以包括涡轮部件，其中构建在预烧结预成型基部20上的增材结构20(并且顺序地连接到部件30自身)提供一个或更多个冷却特征，例如通过冷却销、壁等。这样的冷却特征可有助于从部件30的外部引开热，以帮助保持所述部件30在具体的运行温度范围中。虽然在本文中公开了具体部件和产品，但是应当理解的是这些实施例意图为非限制性实例，并且另外的或备选设置也可以实现。
虽然本发明已经结合仅仅限制数量的实施例详细地描述，但是应当易于理解的是，本发明不限制于这些公开的实施例。而是，本发明可以修改为包含目前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变化、替代、置换或等效设置。此外，虽然描述了本发明的各种实施例，但是应当理解的是，发明的各方面可以仅包括一些所述的实施例。因此，本发明不限制于前述说明书，而是仅限制于所附权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种复合增材制造方法，包括：
在预烧结预成型基部上构建增材结构，其中，构建所述增材结构包括重复地将多个增材材料层熔化在一起，其中，至少第一层的增材材料连接到所述预烧结预成型基部，并且其中，所述预烧结预成型基部包括初始形状；
修改包含所述增材结构的所述预烧结预成型基部的所述初始形状为包含所述增材结构的修改形状；
将处于其修改形状的所述预烧结预成型基部连接到部件。
2.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，所述初始形状包括平面表面。
3.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，所述修改形状包括非平面表面。
4.根据权利要求3所述的复合增材制造方法，其中，所述非平面表面包括弯曲表面。
5.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，将处于其修改形状的所述预烧结预成型基部连接到所述部件包括连接所述预烧结预成型基部到所述部件的弯曲表面。
6.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，所述部件包括涡轮部件。
7.根据权利要求6所述的复合增材制造方法，其中，所述涡轮部件包括喷嘴，并且其中，将处于其修改形状的所述预烧结预成型基部连接到所述喷嘴包括将所述预烧结预成型基部连接到所述喷嘴的内表面。
8.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，所述增材结构包括一个或更多个冷却特征延伸件。
9.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，重复地将所述多个增材材料层熔化在一起包括使用粉末层增材制造工艺。
10.根据权利要求1所述的复合增材制造方法，其中，所述预烧结预成型基部包括混合物，所述混合物包括贱金属合金和第二合金，所述贱金属合金包括所述混合物的大约30重量百分比至大约90重量百分比，所述第二合金包括充足量的熔点抑制剂以具有比所述贱金属合金更低的熔化温度。
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