CN105873694B - 带有高分解度区域的涡轮机部件铸造芯 - Google Patents

Abstract

带有复杂内部特征的中空涡轮发动机部件能包括第一区域(120)和第二高分解度区域(124)。第一区域(120)能由第一陶瓷芯件限定，第一陶瓷芯件通过任何常规过程形成，比如通过喷射模塑或传递模塑形成。第二区域(124)能由第二陶瓷芯件限定，第二陶瓷芯件通过能有效生产高分解度特征的方法，比如托莫光刻模塑，分离地形成。第一芯件(12)和第二芯件(14)能通过互锁接合被连接，该互锁接合在经受中间温度的热处理过程时通过允许热蠕变发生热变形以在第一和第二芯件(12、14)之间形成三维互锁接头(132)，从而将第一和第二芯件(12、14)不可逆地互锁在一起，使得接头(132)变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性。

Description

带有高分解度区域的涡轮机部件铸造芯

关于联邦政府资助研发的声明

本发明的研发部分地由美国能源部授予的合同号 DE-FC26-05NT42644支持。因此，美国政府能在本发明中享有一定的权利。

相关申请的交叉引用

该申请是现在已经放弃的、2010年2月25日提交的美国实用专利申请号12/712,632的部分继续专利申请，该美国实用专利申请的全部内容被并入本文。

技术领域

本发明的方面总体涉及涡轮发动机部件，以及更具体地涉及铸造涡轮发动机部件。

背景技术

在涡轮发动机中，比如涡轮机叶片或轮叶的许多部件在发动机操作期间都被暴露于热气体。为了经得起操作环境，这些部件通常在发动机操作期间被冷却。为了促进冷却，这些部件能够包括若干内部特征，比如冷却通道和空腔。包含这样的特征会显著地增大制造部件的难度。因此，经济地制造冷却的涡轮机部件的能力对于任何设计的可行性都是必要的。

涡轮机叶片通常通过熔模铸造制成，其使用芯来形成叶片的内部特征。因此，对于实现获得叶片的期望冷却性能所需的特征而言，芯是至关重要的。传统上，芯通过喷射模塑（低压或高压）或传递模塑被制造。在任一过程中，都要求精密模子。为移除芯而将模子的区段拉开的方向在芯的设计中是重要的因素并且对芯设计施加限制，因为必须确保各个模子区段能够在没有干涉的情况下被拉开。当分离平面的要求数目增大时，分离模子就变得越来越有挑战性，在有些时候，分离模具变得不可能。因此，芯的设计能够最终影响叶片的设计。

随着朝包括近壁冷却的先进冷却方案的推进，常规芯生产方法独自将不能满足先进设计的要求。因此，存在对于能够促进在涡轮发动机部件中包含先进内部冷却特征的系统和方法的需要。

发明内容

本发明的方面针对一种形成用于在铸造涡轮发动机部件中使用的芯的方法。该方法包括如下步骤：形成芯的正常分解度（normal resolution）区域，以及使用能有效地生产高分解度（high resolution）特征的方法形成芯的高分解度区域。芯可以是多壁芯。

在一个实施例中，正常分解度区域能由第一芯件限定，并且高分解区域能由第二芯件限定。在这种情况下，该方法能包括连接第一和第二芯件的步骤。在一些例子中，连接第一和第二芯件的步骤能在模具外执行。高分解度区域能通过托莫（tomo）光刻模塑形成。第一芯件的至少一部分能使用能有效生产高分解度特征的方法制成，该方法能是例如托莫光刻模塑。

第一芯件能包括在第一芯件内的从内侧延伸到外侧的空腔。第二芯件能包括凸出部。在这种情况下，连接步骤能够导致凸出部被接收在空腔中。凸出部的至少一部分能被加热。受热的凸出部能被形成为使得第一和第二芯件互锁接合。在一个实施例中，成型步骤能够包括将凸出部折叠到第一芯件的外侧上。凹部能在第一芯件中形成，使得凹部接收凸出部的折叠部分的至少一部分。因此，凸出部能够与第一芯件的外侧基本上齐平。在另一实施例中，成型步骤能够包括将凸出部的至少一部分成形为基本上对应于空腔的至少一部分。

第一芯件能包括在其中的空腔，并且第二芯件能包括凸出部。凸出部能够包括第一部分和第二部分。第一部分能够被构造成被接收在空腔中，并且第二部分能够被构造成防止被收入到空腔中。在这种情况下，连接步骤能够导致凸出部的仅第一部分被接收在空腔中。因此，能够在第一芯件和第二芯件之间维持期望间隔。凸出部的第一部分能够被加热并且形成为使得第一芯件和第二芯件互锁接合。

第一芯件能包括多个凹部，并且第二芯件能包括多个凸出部。所述凹部和凸出部能够被构造成用于互锁接合。连接步骤能够导致每个凸出部均被接收在凹部中的相应一个中。能够采用任何适当类型的互锁。在一个实施例中，凹部能够是阴型燕尾，并且凸出部能够是阳型燕尾。在一些例子中，能在每个凹部和接收在其中的凸出部之间形成间隙。在这种情况下，该方法能够进一步包括如下步骤：将陶瓷材料应用在间隙的至少一部分中，以及烧制连接的第一芯件和第二芯件。

在一个实施例中，第一芯件和第二芯件两者均能在连接步骤期间被彻底地烧制。在另一实施例中，第一芯件和第二芯件中的至少一个能处于坯体状态。第一芯件和/或第二芯件能利用粘结剂形成，所述粘结剂包括溶剂、塑化剂，以及尿烷或环氧树脂中的至少一种。在这种情况下，所述方法能够进一步包括如下步骤：选择溶剂、塑化剂，以及所述尿烷或环氧树脂中的至少一种以实现处于坯体状态的第一芯件和/或第二芯件的目标性质。第一芯件和/或第二芯件能够在坯体状态中被加热到固化温度。第一芯件和/或第二芯件能够被热成型为目标构造。

在一个实施例中，第一芯件能包括凹部。在这种情况下，所述方法能够进一步包括形成带有箔构件的第二芯件。箔构件的一部分能够被嵌入在第二芯件中，并且箔构件的一部分能够凸出超过第二芯件。在这种情况下，连接步骤包括将箔构件的凸出部分插入到第一芯件的凹部中。

所述方法能够进一步包括如下步骤：与芯分离地形成芯座，以及将芯座连接到芯。芯能包括要么多个凹部要么多个凸出部：芯座能包括多个凸出部和多个凹部中的相对的一种。凹部和凸出部被构造成用于互锁接合，其中，连接步骤导致每个凸出部均被接收在凹部中的相应一个中。在一些例子中，所述方法能够包括在芯座中形成芯锁的额外步骤。

根据本发明的方面的其他实施例针对一种连接用于铸造翼片的多件芯的方法。在这样的方法中，第一陶瓷芯件被形成。第一芯件大体成形为翼片主体部分且具有要么多个凹部要么多个凸出部。第一芯件包括接合表面。第一陶瓷芯件的至少一部分能够使用能有效生产高分解度特征的方法制成，该方法比如例如是托莫光刻模塑。

第二陶瓷芯件与第一芯件分离地被形成。第二芯件具有高分解度区域。第二芯件具有接合表面。第二芯件具有多个凸出部和多个凹部中的相对的一种。第一和第二芯件的凹部和凸出部被构造成用于基本上互锁接合。第二芯件被大体成形为翼片的后缘部分。分离地形成第二陶瓷芯件的步骤能够使用能有效生产高分解度特征的方法被执行。能有效生产高分解度特征的方法的一个示例是托莫光刻模塑。

第一芯件和第二芯件能够被连接成使得每个凸出部均被接收在相应凹部中并且使得接合表面邻接。因此，形成芯组件。连接步骤能够在模具外执行。

在一个实施例中，第一芯件和第二芯件两者在连接步骤期间都能处于坯体状态。在这种情况下，至少第二芯件能够利用粘结剂形成，所述粘结剂包括溶剂、塑化剂，以及尿烷或环氧树脂中的至少一种。所述方法能够进一步包括如下步骤：选择溶剂、塑化剂、以及所述尿烷或环氧树脂中的至少一种，以实现处于坯体状态的第二芯件的目标性质。在处于坯体状态时，第二芯件能够被加热到固化温度。此时，第二芯件能够被热成型到目标构造。

第一芯件能包括凹部，并且还包括形成带有箔构件的第二芯件的步骤，其中，箔构件的一部分被嵌入在第二芯件中并且箔构件的一部分凸出超过第二芯件的接合表面；以及其中，连接步骤包括将箔构件的凸出部分插入到第一芯件的凹部中。第一芯件和/或第二芯件能是多壁芯。

所述方法能够进一步包括如下步骤：与第一和第二芯件分离地形成芯座，以及将芯座连接到第一芯件和第二芯件中的至少一个。第一芯件和/或第二芯件能包括要么多个凹部要么多个凸出部。芯座能包括多个凸出部和多个凸出部中的相对的一种。凹部和凸出部能够被构造成用于互锁接合。将芯座连接到第一芯件和/或第二芯件的步骤导致每个凸出部均被接收在凹部中的相应一个中。在一个实施例中，芯锁能够被形成在芯座中。

在另一方面，本发明的方面针对用于涡轮发动机部件的铸造芯。所述铸造芯包括陶瓷芯主体，其具有正常分解度细节的第一区域和高分解度细节的第二区域。在一个实施例中，第一区域能够是翼片主体部分，并且第二区域能够是翼片后缘部分。芯主体可以是多壁芯。

在一些例子中，第一区域能够由第一芯件限定，并且第二区域能够由分离的第二芯件限定。第二芯件能够是整体结构。箔构件能在第一芯件和第二芯件之间延伸并且与第一芯件和第二芯件接合。箔构件的一部分能被嵌入在第二芯件中，并且箔构件的另一部分能被接收在第一芯件中的凹部中。

第一陶瓷芯件能具有多个凹部，并且第二陶瓷芯件能具有多个凸出部。每个凸出部均能适于与凹部中的相应一个互锁接合。每个凸出部均能被接收在凹部中的相应一个中，以便将第一陶瓷芯件连接到第二陶瓷芯件。间隙可以在每个凹部和接收在凹部中的相应凸出部之间形成。能利用陶瓷材料填充间隙。

凹部能够是阴型燕尾件，并且凸出部能够是阳型燕尾件。阳型燕尾件中的一个或多个能包括厚度表面。厚度表面能够相对于第二陶瓷芯件的接合表面成角度，该角度小于90度。每一个燕尾均能包括第一侧面和第二侧面以及至少一个厚度表面。厚度表面能包括多个凸出底切。

铸造芯能进一步包括芯座，芯座与陶瓷芯主体分离地形成但被附接到该陶瓷芯主体。芯锁能够被形成在芯座中。芯主体能包括要么多个凹部要么多个凸出部；芯座能包括多个凸出部和多个凹部中的相对的一种。凹部和凸出部能够被构造成用于互锁接合。每个凸出部均能被接收在凹部中的相应一个中。

在第一芯件和第二芯件之间的互锁接合的其他实施例可以被用来通过热变形将第一芯件和第二芯件不可逆地互锁在一起，以产生三维互锁接头。在至少一个实施例中，第一芯件和第二芯件可以被用来形成用于燃气涡轮发动机的涡轮机翼片的至少一部分，比如但不限于涡轮机叶片。第一芯件可以使用模塑的第一过程从芯的正常分解度区域形成。第二芯件可以使用光刻模塑从芯的高分解度区域形成，所述光刻模塑是不同于第一过程的模塑方法并且能有效生产高分解度特征。高分解度区域可以具有一个或多个高分解度特征，所述高分解度特征从由凹部、空腔、开口、凸出部、通道、凹槽、狭槽、和凹陷组成的组中选择。第一芯件可以包括空腔，并且第二芯件可以包括凸出部。第一芯件和第二芯件可以被连接成使得凸出部的第一部分被接收在空腔的至少一部分中。凸出部可以经由中间温度的热处理过程（intermediate thermal heat treatment process）被加热，从而通过允许热蠕变引起凸出部热变形以在第一芯件和第二芯件之间产生三维互锁接头，以将第一和第二芯件不可逆地互锁在一起，使得接头变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性。

凸出部可以从第一和第二凸出部形成，所述第一和第二凸出部在第一视角（可以是Z-Y平面）中以相对于纵向轴线成锐角地从第二芯件延伸。第一视角可以与由X-Y平面限定的平面正交。此外，第一凸出部可以具有带有外侧壁的燕尾形状，该外侧壁在X-Y平面中的第二视角中与纵向轴线成锐角地轴向远离彼此延伸，在X-Y平面中的第二视角与在Z-Y平面中限定的第一视角成90度。第一和第二凸出部可以通过定位在其之间的敞开空间被分离。在第一芯件中的空腔可以包括第一和第二空腔，其被形成以接收第一和第二凸出部。第一空腔可以具有燕尾形侧壁并且可以被定大小成在第一凸出部经受中间温度的热处理过程且热变形到第一空腔中的位置中时，接收第一凸出部，从而形成不可逆地互锁接头，由此第一芯件的一部分将第一空腔与第二空腔分离。第二凸出部可以具有带有外侧壁燕尾形状，该外侧壁在X-Y平面中的第二视角中与纵向轴线成锐角地轴向远离彼此延伸，在X-Y平面中的第二视角与在Z-Y平面中的第一视角成90度。第二空腔可以具有燕尾形侧壁并且可以被定大小成在第二凸出部经受中间温度的热处理过程且热变形到第二空腔中的位置中时接收第二凸出部，从而形成不可逆地互锁接头。

凸出部可以在凹槽接头中形成舌部，所述舌部在经受中间温度的热处理过程之后形成不可逆地互锁接头。空腔可以被定大小以接收凸出部且以使得凸出部在中间温度的热处理过程期间能够热变形。空腔可以被从侧向接触表面偏置，使得空腔可以经由具有小于空腔的横截面面积的颈部通过第一芯件暴露。当第一和第二芯件被连接成使得凸出部的第一部分被接收在空腔的至少一部分中时，第一和第二芯件可以处于坯体状态。如此，当凸出部在中间温度的热处理过程期间热变形时，凸出部可以不从空腔中移除，因此保持第一和第二芯件附接到彼此。锁定构件可以被插入到容纳凸出部的空腔中，并且进入到空腔中的下述空间的至少一部分中，当凸出部在中间温度的热处理过程期间热变形时所述空间由凸出部空出。颈部还可以相对于空腔被偏置使得相比第二外表面，颈部更靠近第一芯件的第一外表面。在至少一个实施例中，第一和第二芯件可以被构造成使得凸出部的第一部分被接收在空腔的至少一部分中包括在模具外连接第一和第二芯件。

附图说明

图1是根据本发明的方面的具有第一区域和第二区域的铸造芯的透视图。

图2是根据本发明的方面的铸造芯组件的透视分解视图，其示出第一铸造芯件和第二铸造芯件。

图3是根据本发明的方面的在第一铸造芯件上的阴型燕尾狭槽和在第二铸造芯件上的阳型燕尾凸出部之间的接口的近视图。

图4是根据本发明的方面形成的在铸造芯件上的阳型燕尾凸出部的透视图，其示出在第二铸造芯件的不同表面上的多个凸出底切。

图5是根据本发明的方面形成的铸造芯件的俯视图，其示出带有厚度表面的阳型燕尾凸出部，厚度表面相对于第二铸造芯件的接合表面成角度。

图6是根据本发明的方面的铸造芯的近视图，其示出带有正常分解度特征的第一区域和带有高分解度特征的第二区域。

图7是根据本发明的方面的带有芯座和芯锁的铸造芯的透视图。

图8是根据本发明的方面形成的多壁铸造芯的一部分的透视图。

图9A是连接第一芯件和第二芯件的替代方式的透视横截面视图，其示出第二芯件的凸出部被接收在第一芯件中的空腔中且延伸超过第一芯件的外侧。

图9B是根据本发明的方面的连接第一芯件和第二芯件的替代方式的透视横截面视图，其示出第二芯件的凸出部被折叠在第一芯件上，以因此使第一和第二芯件形成互锁接合。

图10A是连接第一芯件和第二芯件的替代方式的侧立面横截面视图，其示出第二芯件的凸出部，其带有被接收在第一芯件中的空腔中的第一区域并且带有大于空腔的第二区域以便固定在第一和第二芯件之间的距离。

图10B是根据本发明的方面的连接第一芯件和第二芯件的替代方式的侧立面横截面视图，其示出第二芯件的凸出部被局部地形成在空腔内，以因此使第一和第二芯件形成互锁接合。

图11是第一芯件和第二芯件的替代构造的透视图，由此，第二芯件包括由第一和第二凸出部形成的凸出部，第一和第二凸出部以锐角从第二芯件延伸从而在每个凸出部上形成燕尾形状。

图12是在第一和第二芯件被附接在一起之前以分解视图示出的图11的替代构造的横截面侧视图，如在图11中的截面线12-12处所示。

图13是在第一芯件已经被置放成与第二芯件接触时但是在第一和第二芯件被附接在一起之前，以分解视图示出的图11的替代构造的横截面侧视图。

图14 是在第一芯件已经被置放成与第二芯件接触时但是在第一和第二芯件被附接在一起之前，以分解视图示出的图11的替代构造的横截面侧视图。

图15是第一芯件和第二芯件的替代构造的横截面侧视图，由此，第一芯件包括在其中的空腔并且第二芯件包括从第二芯件延伸形成的凸出部，凸出部将被插入在空腔内且热变形以产生三维互锁接头。

图16是来自图15中所示的第二芯件的凸出部的横截面侧视图，该凸出部被插入到第一芯件的空腔中。

图17是来自图15中所示的第二芯件的凸出部的横截面侧视图，该凸出部被插入到第一芯件的空腔中且热变形以产生三维互锁接头。

图18是来自图15中所示的第二芯件的凸出部的横截面侧视图，该凸出部被插入到第一芯件的空腔中且热变形以连同锁定构件一起产生三维互锁接头，该锁定构件定位在容纳凸出部的空腔中且在空腔中的下述空间的至少一部分中，当凸出部在中间温度的热处理过程期间热变形时所述空间由凸出部空出。

具体实施方式

如在图1-18中所示，本发明的实施例针对用于在铸造涡轮发动机部件中使用的带有一个或多个高分解度区域的铸造芯系统。本发明的方面将结合用于涡轮机翼片的铸造芯描述，但是具体实施方式仅意欲为示例性的。事实上，本发明的方面能够结合任何中空铸造涡轮发动机部件使用，尤其是带有复杂内部特征的那些。本发明的实施例在图1-8中示出，但是本发明不受限于图示的结构或应用。

参考图1，示出根据本发明的方面的铸造芯10。铸造芯10能包括第一区域11和第二区域13。在一个实施例中，芯10能结合涡轮机叶片或轮叶的铸造使用。在这种情况下，第二区域13能限定芯10的翼片后缘部分16，并且第一区域11能限定芯10的翼片主体部分18。

第一区域11能包括一个或多个特征，所述特征包括例如凹部、空腔、开口、凸出部、通道、凹槽、狭槽、和/或凹陷。这些特征能具有正常分解度；即，这些特征能够通过常规铸造技术生产，常规铸造技术包括例如，喷射模塑（低压或高压）或传递模塑。取决于被制成的最终部分，第一区域11能按需被设计大小和形状。

第二区域13能是具有一个或多个高分解度特征或细节的高分解度区域，所述高分解度特征或细节能是例如凹部、空腔、开口、凸出部、通道、凹槽、狭槽、和/或凹陷，取决于在最终被制成的部分中所期望的内部特征。芯的高分解度区域能够被用来形成在被制成的最终部分中的内部特征或细节。这样的特征或细节能够有效优化被铸造的最终部分中的冷却。

高分解度区域超出了常规芯形成方法的天然能力或范围。例如，高分解度区域是在使用常规芯形成技术时将要求模子的不止三个平面分离的区域。因此，根据本发明的方面，第二区域13能包括一个或多个高分解度特征，其先前不能使用常规芯形成技术获得。应当注意的是，虽然下文的描述将针对带有一个高分解度区域13的铸造芯10，但是将理解的是根据本发明的方面的铸造芯能够具有多个高分解度区域。进一步，虽然高分解度区域被示出为与铸造芯10的后缘部分16关联，但是将理解的是本发明的实施例不受限于这样的位置。事实上，在一些例子中，后缘部分16可能不具有高分解度区域。高分解度区域能被应用在任何适当位置中，包括在翼片主体部分18中。

铸造芯10能由任何适当材料制成。在一个实施例中，铸造芯10能由包括例如基于二氧化硅的陶瓷组合物的陶瓷制成。铸造芯10的第一和第二区域11、13能由相同材料制成。替代地，铸造芯10的第一和第二区域11、13能由不同的材料制成。

第一区域11和第二区域13能够按需被设计大小和/或形状，这取决于制成的最终部分和在其中的期望内部特征。根据本发明的方面，第二区域13能够比第一区域11总体上具有更复杂的、更高分解度的，重要的和/或错综复杂的特征。图6示出第一和第二区域11、13的相对复杂性的示例。如能看到的，第一区域11能包括在第一区域11中的一定深度处延伸的多个细长通道21和/或延伸通过在第一区域11中的芯的细长通路23。相比之下，第二区域13能包括一个或多个高分解度特征。这样的高分解度特征能包括在高度错综复杂的布置中的短的薄壁构件或跨接件（cross-over）34。跨接件34能够通过延伸通过在第二区域13中的芯10的厚度的通路35形成。因此，跨接件34沿着其长度不被其他材料包围。在一些例子中，与在正常分解度区域中相比，在高分解度区域中能存在更大量的特征。

根据本发明的方面的铸造芯10能以任何适当方式形成。在一个实施例中，第一和第二区域11、13能被形成在单个整体芯中。替代地，第一和第二区域11、13能被形成为分离件，所述分离件被连接在一起以形成芯组件，如在图2-5中所示。在这种情况下，第一区域11能由第一芯件12限定，并且第二区域13能由第二芯件14限定。第二芯件14能与第一芯件12分离地形成。

正常分解度区域，比如第一区域11和/或第一芯件12，能够使用任何适当的芯形成技术被制成，所述芯形成技术包括例如，常规技术，像喷射模塑（低压或高压）或传递模塑。高分解度区域，比如第二区域13和/或第二芯件14，能够通过能有效生产高分解度特征和/或细节的方法形成。即，高分解度区域能够通过能生产使用常规芯形成过程不能实现的高分解度特征或细节的过程形成。

能生产高分解度特征或细节的过程的一个示例是托莫光刻模塑，该过程可从弗吉尼亚州夏洛茨维尔市的微系统公司（Mikro System Inc.）获得。托莫光刻模塑被描述在美国专利号7,411,204；7,410,606；和7,141,812以及美国专利申请公布号2004/0156478、2008/0053638和2009/0084933中，上述文献中的每一个均通过引用并入本文。与常规芯形成过程相比，托莫光刻模塑能关于高分解度特征提供更多几何形状和尺寸控制。托莫光刻模塑能产生下至50微米的特征。

通常，托莫光刻模塑能包括若干构成过程，比如光刻显微机加工、精密堆叠层压、模塑、以及铸造过程。首先，三维数字模型能被转换成一系列光刻掩模。每个掩模均能表示期望的三维固体（在该情况下，第二芯件14）的横截面切片。然后每个掩模均能被用来从金属箔或聚合物膜光刻地机加工精确的复制品。箔和/或膜（“toma”）能被堆叠-层压以形成耐久的、超高精度的主模具。最后，材料能被倾倒到模具中以铸造高保真、整体部分。

虽然能生产高分解度特征或细节的过程在生产高品质铸造芯中是有效的，但是可能不必要使用这样的过程来制成整个芯。能够使用一个或多个标准来确定相对于使用常规铸造技术，是否采用能有效生产高分解度特征和/或细节的过程来形成芯10的一个或多个区域。例如，区域的复杂性能够是一个标准。能有效生产高分解度特征和/或细节的方法能够结合芯的具有复杂的、重要的和/或错综复杂的特征的那些区域（尤其是相比于芯的其他部分）使用。例如，在用于涡轮机叶片的铸造芯中，大量的冷却通路和/或复杂的后缘区域可能在不是不可能的情况下使得常规工艺装置过度复杂，因此更加赞成使用能有效生产高分解度特征和/或细节的方法，比如托莫光刻模塑。

替代地或额外地，另一标准能够是在使用常规芯形成技术时将需要的芯喷射模子的复杂性。在常规芯形成方法中，模子能够在其中被拉开的平面的最大数目通常是三个。如果芯设计将要求多于三个用于将模子拉开的平面，则在常规技术下，如果不是不可能的，那么由于缺乏技术或物理干涉而变得成本高昂。因此，使用能有效生产高分解度特征和/或细节的替代方法，比如托莫光刻模塑，来生产芯的至少一部分可能更有成本效益。

额外标准（其可以是除上述标准之外的附加标准或作为上述标准中的一个或多个的替代）可以是时间和/或成本。在一些例子中，使用常规技术形成铸造芯的至少一部分所涉及的时间和/或所关联的成本可能超过了与通过能有效生产高分解度特征和/或细节（比如本文中所述的那些）的方法形成铸造芯的至少一部分关联的时间和/或成本。在这种情况下，可能更期望通过能有效生产高分解度特征和/或细节的方法来形成芯的至少一部分。

当第一和第二区域11、13如上所述的由分离的芯件12、14形成时，芯件12、14能够以任何适当方式被连接以形成芯组件。在本文中描述了连接芯件12、14的一个方式，但是本发明的方面不受限于连接的任何特定方式。作为示例，第一和/或第二芯件12、14能具有一个或多个特征以促进这样的连接。例如，第一和第二芯件12、14能借助于多个互锁特征被连接。例如，芯件12、14中的一个能具有至少一个凸出部，并且芯件12、14中的另一个能具有至少一个凹部。每个凸出部和每个凹部中的至少一部分能适于彼此基本上互锁接合。例如，凸出部和凹部能够被构造成阳型燕尾和阴型燕尾、大体球状的凸出部和凹部、或大体T形的凸出部和凹部，这里仅列举了一些可能。适当互锁接合的额外示例在本文中以及在美国专利申请公布号2009/0084933中被描述，该美国专利申请公布号2009/0084933通过引用被并入本文。每个凸出部均能被接收在凹部中的相应的一个中。

在一个实施例中，第一芯件12能包括多个阴型燕尾20，比如以狭槽的形式，并且第二芯件14能包括多个阳型燕尾22，如在图2中所示。虽然附图和下文的描述将针对该布置，但将理解的是，替代地或额外地，第一芯件12能包括多个阳型燕尾(未示出)，并且第二芯件14能包括多个阴型燕尾(未示出)。进一步，如上所述，根据本发明的方面芯件还能以若干其他方式被连接。

将理解的是阳型燕尾22将通常难以使用常规芯形成技术制成，尤其是当第二芯件14由陶瓷制成时。然而，因为第二芯件14通过使用能有效生产高分解度特征的过程制成，比如通过托莫光刻模塑制成，所以阳型燕尾22能够在高度可靠性以及控制阳型燕尾22的特征的情况下被设置在第二芯件14上。

能够存在任何数目的阳型燕尾22和阴型燕尾20。在一个实施例中，能够存在四个阳型燕尾22和四个阴型燕尾20。阳型燕尾22能全部是基本上相同大小和形状，或者阳型燕尾22中的至少一个能够是不同的大小和/或形状。自然而然地，阴型燕尾20被设计大小和形状成接收阳型燕尾22。

阳型燕尾22能具有第一侧面36和第二侧面38（见图2和图4）。第一侧面36和第二侧面38能是大体平面的。第一侧面36和第二侧面38能基本上彼此平行。阳型燕尾22还能具有一个或多个厚度表面，包括例如，第一厚度表面40、第二厚度表面42和第三厚度表面44。每个阳型燕尾22均能具有关联的轴线46。

应当注意的是阳型燕尾22的表面中的一个或多个，比如厚度表面40、42和/或44（图2和图4）能具有一个或多个“凸出底切”，如该术语在美国专利号7,411,204；7,410,606；和7,141,812以及美国专利申请公布号2004/0156478和2008/0053638中被描述的那样，这些文献中的每一个的全部内容均通过引用被并入本文。凸出底切能够是在托莫光刻模塑过程中使用的多层模具中铸造的所得特征。具有凸出底切50的阳型燕尾22的示例在图4中示出。凸出底切50能出现在第二芯件14的其他表面上，包括例如上端部表面52和/或接合表面24。凸出底切50能提供许多益处，其将在下文中更详细地描述。应当注意的是，虽然通过在多层模具中铸造形成，但是第二芯件14自身是整体结构。

阳型燕尾22能从在第二芯件14上的接合表面24突出。除了阳型燕尾22和凸出底切50，接合表面24能够在其他方面是大体平面的。当第二芯件14是后缘芯16时，接合表面24能沿大体径向方向R伸长。在这样的翼片在涡轮发动机中被安装在其操作位置的情况下，术语径向方向预期指的是相对于涡轮机轴线大体径向。

阳型燕尾22能以任何适当方式被定向。在一个实施例中，燕尾能被定向成使得能通过使第一芯件12和/或第二芯件14侧向地在一起而使得第一和第二芯件12、14在一起，如在图2中大体示出。

带有X-Y-Z轴的笛卡尔坐标系能被应用到第二芯件14（见图2和图4-5）。第二芯件14的接合表面24能在基本上由Y-Z轴限定的平面中。径向方向R能沿着基本上平行于Y轴的方向延伸。阳型燕尾22能从接合表面24大体沿着X轴突出。第一侧表面36和第二侧表面38能够在可以基本上由X-Y轴限定的平面中。在这种情况下，阳型燕尾22的轴线46能基本上沿着X轴的方向延伸，如在图4中所示。

应当注意的是托莫光刻模塑的使用能够允许高度的尺寸控制和可靠性。因此，阳型燕尾22能够被设置成以便每个燕尾轴线46均相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面以任何适当角度延伸。如在图4中所示，燕尾轴线46能相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面成大约90度。然而，阳型燕尾22能够被定向成以便燕尾轴线46相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面成小于90度。

进一步，参考图5，厚度表面40、42、44中的一个或多个能相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面以几乎任何角度延伸。例如，第二厚度表面42能够相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面以角度α延伸。在一个实施例中，第二厚度表面42能够相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面以大约28度成角度。

在多个阳型燕尾22的情况下，每个燕尾22的第二厚度表面42能相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面全部到成相同角度α，或者燕尾22中的至少一个能具有第二厚度表面42，其相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面以不同的角度延伸。

阳型燕尾22能沿着径向方向R或沿着Y轴的方向在接合表面24上基本上对准。然而，在一个实施例中，燕尾22中的至少一个能相对于其他阳型燕尾22偏置，比如在Z方向上（未示出）。

第一芯件12能包括接合表面26。接合表面26能是基本上平面的，且其能包括用于每个阴型燕尾20的开口28。接合表面24、26能够被构造成用于基本上配合接合。接合表面24、26能在第一和第二芯件12、14之间限定接口27。接口27能被定位在任何适当位置中。在一个实施例中，接口27能被定位在铸造芯10中的正常分解度的区域中。

燕尾（指的是阳型燕尾22和阴型燕尾20两者）能以任何适当方式被间隔开。例如，燕尾能被等距地间隔开，以使负载均匀分布在整个部分上。然而，燕尾不是必需被等距间隔开。燕尾能够按照需要被间隔开，以在需要的情况下提供支撑且避免干涉任何错综复杂的细节。将理解的是阳型燕尾22能够使用能有效生产高分解度特征和/或细节的方法，比如托莫光刻模塑高度精确地被置放在第二部件14上。阳型燕尾能与第二芯部分14中的跨接件34（图3）基本上直接对准地被置放，跨接件34向阳型燕尾22提供强度且防止在阳型燕尾22之间的薄壁扭曲。跨接件34能提供结构强度并且能在被铸造的最终部分中形成冷却通路。

能使第一芯部分12和第二芯部分14在一起，以便每个阳型燕尾22均被接收在相应的阴型燕尾20中。阳型燕尾22能够互锁地接合阴型燕尾20，以便在至少两个维度上，比如在X和Y方向上，大体上抑制移动。然而，应当注意的是，当第二芯件14使用托莫光刻模塑或能有效生产高分解度特征和/或细节的其他过程制成时，第二芯件14能够被构造成提供与阴型燕尾20的额外接合。例如，凸出底切50能提供与阴型燕尾20的额外接合。替代地或额外地，带有相对于接合表面24或相对于由Y-Z轴基本上限定的平面成角度的第二厚度表面42的阳型燕尾22能够设有接合的第三方向部件（包括，例如，至少部分在Z方向上）。

因此，根据本发明的方面的系统能够在阳型燕尾和阴型燕尾20、22之间提供三维互锁接合。因此，将理解的是托莫光刻模塑过程能增强第一和第二芯件12，14的接合能力和对准能力。当被组装时，第一芯件12的接合表面26能够邻接第二芯件14的接合表面24。

第一和第二芯件12、14的连接能在模具外完成。即，第一和第二芯件12、14能分离地在其自己的模子或模具中形成。然后第一和第二芯件12、14能被放在一起并且在其相应模子/模具或任何其他模子/模具外被连接。因为连接过程不受限于模具或模子，所以将理解的是在制造第一和第二芯件12、14和总的芯组件10中能够实现更大的灵活性。在模子/模具外操作第一和第二芯件12、14能通过在形成第一和第二芯件12、14中使用粘结剂系统被促进。这样的粘结剂系统的详情将在后文描述。

当阳型燕尾22被接收在阴型燕尾20中时，在阳型燕尾22和阴型燕尾20之间可以存在少量间隙30，如在图3中所示。间隙30能够围绕在阳型燕尾22和阴型燕尾20之间的接口的至少一部分延伸。在一个实施例中，间隙30能够完全地围绕在阳型燕尾22和阴型燕尾20之间的接口延伸。间隙30能是大约0.005英寸。间隙30能够利用粘接材料被填充。

当第一和第二芯件12、14由陶瓷材料制成时，粘接材料能够是可烧制的陶瓷材料32。材料32能够是料浆的形式。该陶瓷材料32能与第一和/或第二芯件12、14的材料相同或基本上类似。陶瓷材料32能够选择成使得其性质与第一和第二芯件12、14的材料的性质相同或以其他方式与其良好匹配，以便当连接的芯件12、14随后被烧制时，芯组件10的材料性质自始至终保持基本上恒定。在一个实施例中，陶瓷材料32能与第二芯件14的材料基本上相同。然后连接的第一和第二芯件12、14能在窑或炉中被一起烧制，以形成芯组件10。

将理解的是如果阳型燕尾22的一个或多个表面（比如厚度表面40、42、44）具有一个或多个凸出底切50，则陶瓷材料32将具有粘附到这些底切的额外表面面积，因此潜在地增加了接口的整体性和/或强度。这些额外表面面积能够导致更好的坯体状态结合以及更好的高温烧结。进一步，使用托莫光刻模塑形成第二芯件14允许阳型燕尾22的大小、形状和定向被选择性地设计成最小化由于在第一和第二芯件被烧制在一起时可能发生的芯扭转或芯平移而导致的扭曲。

在第一和第二芯件12、14的接合表面24、26之间的接口27能够以额外的方式被强化。例如，强化构件能够横过接口27延伸并且延伸到芯件12、14中的每一个中。强化构件能够是任何适当的结构。在一个实施例中，强化构件能够是箔60。箔60能够非常薄，通常是柔性片。箔60能由单个箔或精密对准和/或结合到层压的整体实心对象中的多个箔组成。每个箔60均能以任何适当方式被形成，比如通过化学机加工或蚀刻。箔60能由比如例如钼的任何适当金属或任何适当合金形成。箔60被制成在连接芯件12、14中给予期望的强度和/或功能。箔60能具有任何适当的大小、形状和/或特征，以在接口27处提供期望的性质。在一个实施例中，箔60能大体沿Z方向（图2）横过第二芯件14的整个接合表面24延伸。

箔60能以任何适当方式设置在芯10中。在一个实施例中，箔60的一部分能够被嵌入在第二芯件14中，如在图3中所示。为了该目的，箔60能够被插入到芯模具/模子（其能够是托莫光刻模具/模子）中。陶瓷料浆能被倾倒到模具/模子中且在箔60的一部分周围。随后料浆能固化以形成第二芯件14。因此，箔60的一部分60a能被嵌入在第二芯件14中，并且箔60的一部分60b能从第二芯件14的表面（比如接合表面24）凸出。箔60的凸出部分60b能够被接收在第一芯件12中的凹部62中。凹部62能以任何适当方式形成在第一芯件12中。例如，凹部62能在铸造过程期间或在随后的机加工操作期间形成。在一个实施例中，凹部62能在其端部中的一个上是敞开的以侧向地接收箔60。

当如本文中所述的把两个芯件（比如第一和第二芯件12、14）放在一起时，箔60能延伸横过限定在其之间（比如在接合表面24、26之间）的接口27。箔60的凸出部分60b能在其组装期间帮助精确地对准第一和第二芯件12、14。当第一和第二芯件12、14被连接时，箔60能延伸到芯件12、14中的每一个中。因此，在两个芯件12、14之间的接头能被加固，这能改善铸造芯10的品质。如果必要的话，箔60能够以化学方法从芯10浸出，或者在晚些时候以其他方式从芯10移除。

第一和第二芯件12、14能够在其加工过程中的不同阶段被放在一起。例如，第一芯件12和第二芯件14能够在其都被完全地烧制或烧结时被放在一起。替代地，当第一和第二芯件12、14也可以在其都处于坯体状态，即，处于预烧制或预烧结状况时，被放在一起。在坯体状态中，第一和第二芯件12、14二者都已经被铸造且都已经足够硬以使每一个芯件12、14都能从其相应的模具中移除，但是其都没有被完全地烧制或烧结。因此，将理解的是，根据本发明的方面的系统和方法能够允许在模具设计中增加的灵活性。

通常，处于坯体状态的传统形成的铸造芯的强度是弱的。因此，难以将这样的芯主体转移到模具外。当这样的芯主体包括如本文中所述的一个或多个高分解度特征或区域时，这样的转移可能是尤其困难的。芯产量很低，因为由于其易碎的坯体主体强度以及或者因为其特征如此小且复杂，所以当被从模具/模子移除时，芯可能破碎。粘结剂的添加能改善坯体主体的强度，以允许用于操作和/或其他有益性质。

现在将提供粘结剂系统和模塑组合物的额外详情。为了准备和/或提供用于至少部分填充模具的模塑组合物，粉末材料能够与粘结剂系统组合以形成模塑组合物，比如料浆。粉末能包括陶瓷、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硼、和/或氧化钇等中的任一种。粉末、模塑组合物、和/或铸造方法能够是本文中所述的那些中的任一种，包括在美国专利文献的下述组中描述的那些中的任一种，这些文献中的每一个的全部内容均通过引用被并入本文：美国专利号2,961,751（名称为“陶瓷金属铸造过程（Ceramic Metal CastingProcess）”）；美国专利号3,957,715(名称“高熔点金属以及因此芯的铸造（Casting ofHigh Melting Point Metals and Cores Therefore）”)；美国专利号4,190,450(名称为“用于制造中空金属铸件的陶瓷芯(Ceramic Cores for Manufacturing Hollow MetalCastings)”)；美国专利号4,284,121（名称为“用于制造耐火芯的过程和材料(Process andMaterials for Making Refractory Cores)”）；美国专利号4,837,187（名称为“包含氧化钇的基于氧化铝的芯（Alumina-Based Core Containing Yttria）”）；美国专利号5,394,932（名称为“用于熔模铸造的多部分芯（Multiple Part Cores for InvestmentCasting）”）；美国专利号6,588,484（名称为“带有受控表面纹理的陶瓷铸造芯(CeramicCasting Cores with Controlled Surface Textures)”）；美国专利号7,413,001（名称为“合成模型铸造(Synthetic Model Casting)”）；以及美国专利申请公布2008/0169081（名称为“用于生产铸造部件的方法和器械(Method and Apparatus for Production of aCast Component)”）。

接下来是用于部分的潜在模塑组合物的若干示例，其大致组成的范围能够如下：二氧化硅10%-99%；氧化铝1%-90%；方晶石1%-20%；锆石1%-20%；氧化镁0.01%-1.0%；硅氧烷树脂1%-30%；有机粘结剂1%-30%。

陶瓷材料（比如在美国专利号 4,837,187中描述的类型的那些，该文献的全部内容通过引用被并入本文）能被用于模塑组合物和/或用在通过低压喷射模塑形成燃气涡轮发动机叶片芯的芯部分中。具体地，发现带有如下组成的模塑组合物在两件芯结构中的表现可接受：大约1 wt%到大约90 wt%的氧化铝，比如84.5 wt%的氧化铝；大约1 wt%的氧化钇到大约20 wt%的氧化钇，比如大约7.0 wt%的氧化钇；大约0.05 wt%的氧化镁到大约10 wt%的氧化镁，比如1.9 wt%的氧化镁；和/或大约1 wt%的石墨(粉)到大约15 wt%的石墨(粉)，比如大约6.6 wt%的石墨(粉)。例如，说明性模塑组合物能包括大约94 wt%的200网目的熔融二氧化硅、大约6 wt%的400网目的方晶石、大约6 wt%的325网目的管状氧化铝，和/或大约0.2%的超细MgO。

该模塑组合物的生产示例性实施例的氧化铝成分包括大约70.2%的大约37微米大小的颗粒、大约11.3%的大约5微米的颗粒，以及大约3%的大约0.7微米的颗粒。其他成分的颗粒大小是：石墨—大约17.5微米；氧化钇—大约4微米；和氧化镁—大约4微米。所使用的热塑性粘结剂包括如下成分（混合物的wt%）：OKERIN 1865Q（阿斯特化工）；基于石蜡的蜡大约14.41 wt%；杜邦公司ELVAX 310 FINNECAN，大约0.49 wt%；油酸—大约0.59 wt%。能够使用其他陶瓷材料成分和热塑性粘结剂，包括在美国专利号4,837,187中陈述的那些。

在模塑组合物的某些示例性实施例中，能够使用各种各样的硅氧烷树脂中的任一种。例如，能够利用在美国专利号 3,090,691 和3,108,985（这两个专利文献中的每一个的全部内容均通过引用被并入本文）中描述的类型的硅氧烷，包括任何有机硅氧烷，其中，取代基是直接附接到硅原子上的有机自由基或氢原子。一般而言，能够利用硅氧烷，其每个硅原子均带有1到3个氢和/或有机取代基，并且有机基包含1-12个碳原子，可选地由包含氧原子和/或氮原子的基取代。如在本文中使用的，术语“硅氧烷”意欲指的是且包括每个分子具有至少一个键的材料。在示例性实施例中，对于每100 g的陶瓷粉末能够使用大约11 g到19g（包括全部值及在其之间的子范围）的MOMENTIVE 355硅氧烷树脂。

模塑组合物的某些示例性实施例能采用硅氧烷树脂，比如二甲基硅氧烷、单甲基硅氧烷、苯甲基硅氧烷、单苯基硅氧烷、二苯基硅氧烷、单乙基硅氧烷、乙基甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、苯乙基硅氧烷、单丙基硅氧烷、乙基丙基硅氧烷、二乙烯基硅氧烷、单乙烯基硅氧烷、乙基乙烯基硅氧烷、苯基乙烯基硅氧烷、二烯丙基硅氧烷、单烯丙基硅氧烷、烯丙基乙基硅氧烷、烯丙基乙烯基硅氧烷、单环己基硅氧烷、γ-羟丙基甲基硅氧烷、β-甲氧乙基甲基硅氧烷、γ-羧丙基硅氧烷、γ-氨丙基硅氧烷、和/或γ-氰丙基甲基硅氧烷等。

模塑组合物的某些示例性实施例能够利用通常在铸造部分和模具的制备中使用的类型的多种填充材料的任一种，比如IVB族金属，包括耐火和/或陶瓷材料，比如二氧化硅、氧化铝和/或锆石等。如在上文中指示的，由于硅氧烷树脂的部分分解，填充颗粒能在预成型部分的烧制时通过硅质粘合剂被粘合在一起。烤制或烧制部分的体积密度、表观密度、显气孔率、和/或其他性质能通过改变填充物和/或硅氧烷树脂的相对比例、通过改变在模塑组合物中采用的陶瓷颗粒的大小分布、和/或通过将石墨和/或木粉添加到模塑组合物来控制，石墨和/或木粉在烧制时能被燃尽以增加部分的气孔率。

当二氧化硅是主要填充物时，烤制和/或烧制部分能具有在大约1 g/ml到大约3g/ml的范围内的体积密度，比如例如，从大约1.4 g/ml到大约2.0g/ml。该范围能对应于大约1.80 g/ml到大约2.50 g/ml的表观固体密度，以及大约百分之15到大约百分之35的显气孔率。出于该目的，能使用具有在大约100网目到大约400网目的范围内的颗粒大小的填充材料。

石墨能结合如上所述的硅氧烷树脂用作填充材料，以用于模塑预成型部分构造。在烤制和烧制时，碳和/或石墨结合剂能额外于硅质结合剂被形成，以形成具有大约1.2 g/ml的最小体积密度和大约5 g/ml的最大体积密度的期望部分。这样的石墨部分能够在生产错综复杂芯的、精密铸造钛部件中特别有用。

除了填充物、硅氧烷树脂和/或催化剂成分，模塑组合物能被配制为包括，如果需要的话，用于硅氧烷树脂的塑化剂，以在预成型部分的制备中在组合物的模塑期间改善其工作特性。能够使用用于硅氧烷树脂的任何适当塑化剂，包括例如，石蜡、苯乙烯、苯酚或低分子量酚醛树脂、和/或比如N,N'-二硬脂基乙二胺的脂肪胺等。在模塑组合物中塑化剂的量按重量计能够在模塑组合物中的树脂含量的从大约0%到大约7%之间变化。

若干添加剂中的任一种，比如脱模剂或润滑剂，均能被添加到模塑组合物，以在预成型芯构造的制备中在模塑期间改善模塑组合物的加工特性。代表性材料包括例如硬脂酸钙以及脂肪酸的其他金属盐。

模塑组合物能根据包括干式掺混、湿式混合、热混合等的公知混合技术被配制，且然后使用比如传递模塑、喷射模塑和/或压缩模塑等的常规模塑技术以常规方式被模塑。包括压力、模子温度、复合物温度和/或固化时间的模塑参数能够在一定程度上根据被模塑的部分的构造和/或模塑组合物的特定组成改变。通常，用于传递或喷射模塑的典型压力范围能够从大约100 psig到大约10,000psig，且用于压缩模塑的压力从大约100 psig到大约5,000 psig。复合物和/或模子温度通常能在从大约室温直到大约400℉的范围内。和/或时间能够从大约1分钟到大约10分钟。

包括在模塑组合物中的粉末的颗粒分布能够在整个铸造部分和/或其任何部分（比如在芯、芯主体、芯的后缘、和/或芯的前缘等的情况下）上被控制。

粘结剂系统能够包括一个或多个尿烷和/或环氧树脂、一个或多个溶剂和/或润湿剂，和/或一个或多个塑化剂等。能够使用多种塑化剂中的任一种，包括石蜡、苯乙烯、苯酚或低分子量酚醛树脂、和/或比如N,N'-二硬脂基乙二胺的脂肪胺等。粘结剂系统能够使用如下物质被生产：丙烯酸树脂，比如例如PMMA丙烯酸粉末、树脂、2部分环氧系统和/或复合材料，和/或甲基丙烯酸酯，比如丁基、月桂基、硬脂基、异丁基、羟乙基、羟丙基、缩水甘油基和/或乙基等；热塑性塑料，比如例如ABS、乙酰基、丙烯酸脂、醇酸树脂、含氟热塑性塑料、液晶聚合物、苯乙烯丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、热塑性弹性体、聚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、PVC、聚酯纤维、聚安酯、热塑性橡胶、和/或聚酰胺等，热固性塑料，比如例如酚醛、乙烯基酯树脂、尿素、和/或三聚氰胺（amelamine）等；和/或橡胶，比如例如弹性体、天然橡胶、丁腈橡胶、硅氧烷橡胶、丙烯酸橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、氟硅橡胶、TFE、SBR和/或丁苯橡胶等。某些示例性实施例能够采用脂环族热固性环氧树脂。例如，总陶瓷粉末重量的每100g能使用大约10g到20g的来自威斯康辛州德国城的树脂实验室的W032701-8环氧树脂，其根据A:B大约等于0.94:1的制造商的用法说明被掺混。

粘结剂材料和/或成分可以是液体，其能完全可溶解在各种溶剂中和/或使用各种溶剂被稀释，所述各种溶剂比如MEK、丙酮、庚烷和/或异丙基酒精等。在MEK的情况下，溶剂添加剂的范围能在总陶瓷粉末重量的每100克的10-22克之间。在丙酮的情况下，溶剂添加剂的范围能在总陶瓷粉末重量的每100克的14克和27克之间。在异丙基酒精的情况下，溶剂添加剂的范围能在总陶瓷粉末重量的每100克的11-21克之间。粘结剂系统能包括本文中所述的那些适当材料中的任一种，包括在并入本文中的专利中的任一个中描述的那些中的任一种。

已经发现在高达大约2700℉及以上的温度下具有期望热稳定性的陶瓷芯能在模塑组合物被配制成利用晶相二氧化硅（其能被标记为方晶石）取代二氧化硅成分的全部或至少部分时被生产。 当方晶石作为模塑组合物的构成物按重量计以大于大约2.5%但是不超过大约10%的量存在时，陶瓷芯的高温稳定性优于下述芯的高温稳定性：在其中，二氧化硅成分由非晶熔融二氧化硅或熔融二氧化硅与锆石和/或氧化铝的各种组合形成作为芯的陶瓷成分。

在芯主体中方晶石的量在熔态金属被铸造到模具空腔中时可能是重要的。该量能够足以实现高温稳定性的期望改进，而不消极影响芯的强度或热冲击性质。虽然当所有二氧化硅都被方晶石替代时能获得有益的用途，但是可能期望的是将烧制芯中的最大浓度限制到按重量计大约35%，和/或按重量计大约5%到大约20%方晶石在烧制芯中。芯的剩余部分能被配以熔融二氧化硅和/或熔融二氧化硅和锆石、和/或熔融二氧化硅、锆石和/或氧化铝，以及粘结剂，比如有机金属硅氧烷树脂，比如在上述所提及的美国专利号3,957,715中描述的。方晶石的存在能通过直接添加方晶石到构成模塑组合物的成分实现。为此目的，方晶石能以细碎的形式被使用，比如在大约70网目到大约325网目的范围中。芯能够使用硅氧烷树脂作为粘结剂通过传递模塑技术形成。

以下示例确认了用于模塑组合物的大约配料范围（按重量计）：二氧化硅10%-99%；氧化铝1%-90%；方晶石1%-20%；锆石1%-20%；氧化镁0.01%-1.0%；硅氧烷树脂1%-30%；有机粘结剂1%-30%。例如，能使用熔融二氧化硅（60%）和氧化铝（40%）的组合物。

上述组合物能包括额外的配料，比如作为润滑剂的硬脂酸钙，和/或能够具有按重量计相等分量的细碎氧化镁和/或苯甲酸的形式的催化剂，其中润滑剂以按重量计在大约0.2%到大约2%范围内的量存在，且催化剂以按重量计在大约0.2%到大约2%范围内的量存在。

粘结剂能够使用标准混合技术被部分地和/或完全地混合。例如，能使用厨房混合器比如食物搅拌器和/或陶瓷料浆混合器比如模型100 LC的大约1马力的罗斯分散混合器。为将粘结剂分散到粉末中和/或将其混合到粉末中，混合时间的范围能在从大约1分钟到大约24小时内。粘结剂能够在利用模塑组合物填充模具之前或直接在模具中部分和/或完全地与粉末混合。能够经由任何已知技术进行混合，包括剪力（shear）、振动、离心力、共振混合、静态混合、和/或旋转球磨等。

料浆组合物能包括任何期望的润湿剂和/或替代粘结剂系统，其能包括聚乙烯醇和聚乙烯-乙二醇。

通常，粉末、粘结剂、和/或模塑组合物的从大约500cps到大约10,000 cps范围内的黏度可能是适当的，以允许其流入模具和/或填充模具。模塑组合物的粘结剂浓度（按重量计粘结剂与陶瓷粉末的比例范围从大约百分之10到大约百分之20）能够充分低以促进粘结剂燃尽和/或允许粉末的烧结。

可以允许足够的时间以使填充的模具排气和/或脱气，和/或固化和/或凝固模具中的铸造部分。例如，用于排气、脱气和/或模具填充的时间的范围能够从大约1分钟到大约60分钟。在粘结剂已经至少部分地交联和/或固化之后，铸造部分能够从模具中释放。粘结剂的固化温度能与模具材料相容。固化温度的范围能从大约90℉到大约350℉。固化时间的范围能从大约15分钟到大约24小时。粘结剂能具有相容恢复性质（reversionproperties），其能允许固化的“坯体”状态陶瓷部分被加热且在粘结剂燃尽和烧结之前热成型。热成型温度取决于用于生产坯体状态陶瓷芯的初始固化温度和聚合物粘结剂的特定玻璃化转变温度（Tg）。树脂、环氧树脂、尿烷和其他有机聚合物（粘结剂）的制造商在材料性质数据表中详细说明其产品的Tg。在烧结期间，粘结剂能够完全燃尽，从而基本上不留下碳与熔模铸造材料反应。

模具能够被构造成在填充之前、期间和/或之后是封闭的。在某些示例性实施例中，模具能够被构造为在填充期间和/或之后保持敞开的两个或多个模具部分，其能潜在地更容易从模具排出空气、对模塑组合物中的溶剂脱气、对铸造部分脱模等。

模具能经由任何已知技术被填充，已知技术比如重力倾倒、喷射压力、真空和/或分散等。模具能被过填充以确保适当的填充。能够使用真空来辅助空气排放和/或脱气。

在利用模塑组合物填充模具期间和/或之后，其颗粒能够被压实、致密和/或以最大密度构造被装填以基本上消除在陶瓷颗粒之间的间隙，从而帮助颗粒在陶瓷烧制期间彼此烧结。即，在填充期间和/或填充之后，颗粒的位置、大小分布、数目、和/或装填密度能经由向模具施加比如振动能量的能量来调整和/或控制。如所期望地，能够对下述进行调整：振动前稳定时间（大约2分钟到大约2小时）、振动时间（大约2分钟到大约2小时）、振动频率范围和/或振幅、振动后稳定时间（大约2分钟到大约2小时）、和/或溶剂分离时间（大约2分钟到大约2小时）等。线性作用推杆工作台（Jogger table）能够在大约10%到大约90%的动力设定范围内以调整振幅且在每分钟大约250-5000个、大约250-3600个和/或大约3600-5000个脉冲的频率下被使用。在模具正在振动的同时，模具能保持敞开以允许溶剂更容易地蒸发出模塑组合物。在模具正在振动的同时和/或在敞开时，模具能够被加热（温度范围从大约100℉到大约350℉，持续加热大约15分钟到大约24小时）和/或冷却（温度范围从大约60℉到大约80℉，持续冷却大约1分钟到大约3小时）以影响模塑组合物流动、密实化和/或固化等。

简而言之，根据本发明的方面的粘结剂系统能包括三种主要配料-树脂、溶剂和塑化剂。这三种主要配料能够选择性地用在粘结剂中，以在坯体主体芯中提供期望的性质。例如，能够选择适当的环氧树脂以提供期望的工作时间。

根据本发明的方面的粘结剂系统能够提供显著的益处。例如，其能够生产带有相对高的坯体主体强度的芯、引起改进的产量、精细的特征控制和热成型坯体主体的能力。坚固的坯体主体是有利的，因为其使得作业人员能够以基本上最小化的破裂风险将芯从模子/模具中拉出。进一步，坚固的坯体主体能允许包含精细和复杂的特征，利用常规芯模具/模子这些特征否则无法被包含。这样的精细和复杂的特征能够被设置在任何平面中且具有非传统的拔模角度。

粘结剂系统还能允许坯体主体被热成型。如果坯体主体被加热到特定固化温度以上的温度，则坯体主体进入一种状态，在该状态下，坯体主体变得可成型。在该状态中，坯体主体能够被操作以修正缺陷或提供对于补偿已经发生的翘曲所必需的修正。当实现期望的特征时，就能进行最终烧制，在最终烧制中，粘结剂被烧尽且颗粒被烧结在一起，因此将主体硬化到其最终构造。应当注意的是考虑到在烧制或烧结期间可能发生的坯体主体中的移动，能够在坯体主体中进行过补偿或欠补偿。将认识到的是热成型坯体主体的能力能够相比于以往实践具有显著优势。

一旦其完成，芯10能够被用于铸造最终部件。在涡轮机轮叶或叶片的情况下，能通过熔模铸造完成这样的铸造。在这种情况下，蜡被喷射到芯10上，以便芯10被蜡覆盖。陶瓷壳能在蜡上形成。蜡能被熔出且熔态金属能被倾倒在芯10和陶瓷壳之间的空间中。当金属凝固时，芯10能够以化学方法从铸件浸出，从而在轮叶或叶片中留下期望的内部特征。在熔模铸造过程中，根据本发明的方面形成的芯10仅被使用一次。

如上所述，互锁接合的额外形式是可能的。图9A和图9B示出能够实现第一和第二芯件12、14之间的互锁接合的方式的另一示例。第一芯件12能具有内侧90和外侧92。虽然第一芯件12在图9A和图9B中被示出为大体矩形的，但是本发明的实施例不受限于任何特定形状或构造。空腔94能从内侧90到外侧92延伸通过第一芯件12。空腔94能具有任何适当的大小、形状和定向。在一个实施例中，空腔94能够是大体矩形的，如在图9A和图9B中所示。

第二芯件14能具有内侧96和外侧98。虽然第二芯件14在图9A和图9B中被示出为大体矩形的，但是本发明的实施例不受限于任何特定形状或构造。第二芯件14能包括凸出部99。凸出部99在图9A中被示出为大体矩形，但是其能具有任何适当的构造。凸出部99的至少一部分能够被构造成被接收在空腔94内。

凸出部99能够足够长，使得凸出部99的一部分延伸超过第一芯件12的外侧，如在图9A中所示。能够对第二芯件14和/或凸出部99的至少一部分施加热，以在第二芯件14处于坯体状态时，实现粘结剂的优选流动、成型性能或其他性质。在一些例子中，第二芯件14和/或凸出部99的局部部分能够被加热以实现粘结剂的优选流动、成型性能或其他性质，而不影响第二芯件14的其他部分。第二芯件14然后能被操作或被成型使得凸出部99被折叠到第一芯件12上，比如折叠到外侧92上。以这种方式，第一和第二芯件12、14能够维持互锁接合。连接的第一和第二芯件12、14能够在窑或炉中被烧制在一起以形成芯组件。

在一些例子中，凹部100能够被形成在第一芯件12中。凹部100能通向第一芯件12的外侧92。凹部100能够被设计大小和形状以接收凸出部99的折叠部分。因此，凸出部99能够与第一芯件12的外侧92基本上齐平，如在图9B中所示。

图10A和图10B示出在第一和第二芯件12、14之间形成互锁接合的又另一可行方式。第一芯件12能够具有内侧102和外侧104。虽然第一芯件12在图10A和图10B中被示出为大体矩形的，但是本发明的实施例不受限于用于第一芯件12的任何特定形状或构造。空腔106能从内侧102到外侧104延伸通过第一芯件12。空腔106能够具有任何适当的大小、形状和定向。在一个实施例中，空腔106能够是大体上锥形的，其在从内侧102到外侧104移动时直径逐渐扩大，如在图10A和图10B中所示。

第二芯件14能够具有内侧108和外侧110。第二芯件14在图10A和图10B中被示出为大体矩形的；然而，本发明的实施例不受限于第二芯件14的任何特定形状或构造。第二芯件14能包括凸出部112。凸出部112的至少一部分能够被构造成被接收在空腔106内。

一旦凸出部112的至少一部分被接收在空腔106中，第二芯件14和/或凸出部112的至少一部分就能够被加热以在第二芯件14处于坯体状态时实现粘结剂的优选流动、成型性能或其他性质。在一些例子中，第二芯件14和/或凸出部112的局部部分能够被加热以实现粘结剂的优选流动、成型性能或其他性质，而不影响第二芯件14的其他部分。在这样的情况下，第二芯件14能够被形成为使得第一和第二芯件12、14形成互锁接合。例如，凸出部112能够被形成为对应于空腔106的至少一部分，如在图10B中所示。在一个实施例中，凸出部112能够被形成为填充整个空腔106。当凸出部112被形成为期望构造时，第一和第二件12、14能够被互锁地接合。连接的第一和第二芯件12、14能够在窑或炉中被烧制在一起以形成芯组件。

在一些例子中，凸出部112和/或空腔106能够被构造成维持在第一芯件12的内表面102与第二芯件14的内表面108之间的期望间隔S。例如，凸出部112能包括第一部分114和第二部分116。第一部分114能够被设计大小和形状以被接收在空腔106中。第二部分116能够被设计大小、形状和/或以其他方式构造成确保第二部分116不被接收在空腔106中。例如，在空腔106和凸出部112的截面形状为大体圆形时，凸出部112的第二部分116的直径能够大于空腔106的直径。以这种方式，在第一和第二芯件14、16之间的距离能够在组装期间以及烧制期间均被固定和维持。

应注意的是根据本发明的方面的系统和方法能够被应用以提供与熔模铸造侧（side）铸造过程和/或模塑的其他部分有关的益处。例如，根据本发明的方面的系统和方法能够结合与芯10关联的芯座和/或芯锁被应用。通常，芯座能够在蜡喷射期间将芯保持并对准在模具/模子中，并且芯锁能够在部件的铸造期间定位并保持芯和/或陶瓷壳。芯座和芯锁通常延伸超过被铸造的部分的占地面积，并且不形成最终铸造部件的部分。根据本发明的方面的具有芯座和芯锁的铸造芯10的示例在图7中示出。示出的芯10包括两个芯座70，在芯10的每个端部处一个。芯锁72能被形成在芯座70中的一个上。芯座70和芯锁72能够被设置在任何适当的位置中。芯锁72能够是任何适当的大小和形状。铸造芯以幻影示出，因为其能够具有任何适当的构造。

本发明的方面能够允许在制造芯座和芯锁中更大的灵活性。例如，芯座能够与芯件一起形成。替代地，芯座能够与芯件分离地形成。当芯座被分离地形成时，使用如在本文中所述的用于两个芯件的连接技术中的任一个，所述芯座能够随后被连接到芯件中的一个或多个。因此，芯件和芯座能包括一个或多个特征，从而以精密的方式对准所述件，因此改善芯的可制造性。

在一个实施例中，芯座能包括凹部，且芯件能包括适于与凹部互锁接合的凸出部。能够使用任何适当类型的互锁接合，包括在本文中与连接两个芯件相关的描述的那些中的任一种。这些特征允许在分离地形成的芯座和芯件之间的更好对准，这继而将导致在铸造过程中的随后阶段中更好的对准和功能。将理解的是能够设置相对的布置，其中，芯座包括适于与芯件中的凹部互锁接合的凸出部。仍然替代地，芯座能包括适于与芯件上的对应凹部和凸出部互锁接合的凸出部和凹部两者。

芯座是具有正常分解度的相对大的结构；即，其通常不包括任何特别的特征或几何形状。因此，形成芯中的高分解度区域的方法可能不适于形成芯座。通过与芯件分离地形成芯座，将理解的是形成保持结构能够提供先前无法获得的自由度。例如，在芯件和芯座的操作中允许更大的灵活性。此外，因为分离地形成的部分能够以高精度方式稍后被对准和连接，所以更大范围的选择对于芯座的形状和位置变得可用。同样地，对于芯锁的形状和位置来说也有更多可用的选择。

根据上述，将理解的是本发明的方面能够提供用于形成铸造芯的强健的系统和方法。根据本发明的方面的系统和方法能够减少芯研发过程，这继而能够缩短新产品研发上市所需时间。进一步，因为带有最复杂的、重要的和/或错综复杂的特征的芯件能够使用提供高度几何形状和尺寸控制的过程制成，所以能够减少铸造废料的量。

应当注意的是，虽然上文描述的一部分已经针对由两个芯件制成的芯，但是将理解的是本发明的方面能够容易地应用到由多于两个的件制成的芯。例如，使用常规铸造技术制成的第三芯件（未示出）能以任何常规方式被连接到第一芯件12，或者其能以上述方式中的任一种，比如通过互锁接合被连接到第二芯件14。如果第三芯件使用能有效生产高分解度特征和/或细节的方法制成，则其能够通过互锁接合或以上述方式中的任一种被连接到第一芯件12，或者其能以任何适当方式被连接到第二芯件14。此外，能够有任何数目的芯件。

除了形成多件结构，根据本发明的方面的系统和方法能够被用于生产多壁芯。术语“多壁”指的是带有多个接近地置放的壁的芯。根据本发明的方面的多壁芯101的一个示例在图8中示出。多壁芯101包括第一芯件80和第二芯件82。第一芯件能包括第一壁84，且第二芯件82能包括第二壁86。每个壁均能包括单个壁，如在第一壁84的情况下，或者能包括多个壁，如在第二壁86的情况下。第一和第二壁84、86能包括高分解度特征或区域。在一些例子中，一个或两个壁84、86可以具有正常分解度。

在两个相邻的壁之间的间隔可以或可以不是基本恒定的。在多壁芯中的相邻壁可以大体上彼此互补。应当注意的是，虽然术语“壁”可能意味着平面结构，但是本发明的实施例不如此受限，因为壁能够具有若干非平面特征中的任一种，非平面特征包括曲线、弯曲、复合表面、凸出部和凹部，仅列举一些可能。壁能够相当薄。

虽然在图8中的示例多壁芯101示出为具有两个壁84、86，但是将理解的是能够存在多于两个的壁。进一步，虽然多壁芯101包括第一芯件80和第二芯件82，但是多壁芯101能够被一起形成为单件结构。替代地，每个壁均能够通过分离地形成的芯件80、82限定，并且芯件80、82能够以任何适当方式被放在一起。分离的芯件80、82能够在任何适当位置中被连接在一起。例如，芯件80、82能够在它们端部区域中的一个或多个处被连接。芯件80、82能够以本文中所述的方式中的任一种被直接连接在一起，或者其能够比如通过芯座被间接地连接。替代地或额外地，在相邻壁之间在沿着壁长度的一个或多个位置处能够存在互连。能够制作任何适当形式的互连，包括例如上文中与连接两个或更多分离的芯件相关的描述的那些中的任一种。

将理解的是，如果芯包括多个壁，则芯的总表面面积能够增大，从而允许能够影响最终部分的传传递性质的更多特征。进一步，通过在被铸造的部件中设置更多的内部特征，相比常规部件设计，能够实现重量的总体降低。而且，内部特征能够共同地增加部件的强度。

将容易理解，如本文中所述的多壁芯无法使用常规芯形成技术获得。在一些例子中，多壁芯能够使用能有效生产高分解度特征的方法被形成，所述方法比如托莫光刻模塑且包括本文中所述的技术和系统中的任一种。根据本发明的方面的多壁芯可以具有或可以不具有高分解度特征。多壁结构对于在被铸造的部件中生产高效率冷却特征能够是有效的。

还应当注意，在一些例子中，玻璃或石英杆被用作连接构件以在烧制或烧结组件时连接多个铸造芯件。将容易理解的是通过如本文中所述的用于连接铸造芯件的系统和方法能够消除这样的做法。替代地，根据本发明的方面的用于连接铸造芯件的系统和方法能够被用来优化玻璃和石英杆在连接铸造芯件中的用途。

如在图11-18中所示，在第一和第二芯件12、14之间的互锁接合的其他实施例可以被用来通过热变形使第一和第二芯件12、14不可逆地互锁在一起，以产生三维互锁接头。在至少一个实施例中，第一和第二芯件12、14可以被用来形成用于燃气涡轮发动机的涡轮机翼片的至少一部分，比如但不限于涡轮机叶片。第一芯件12可以使用模塑的第一过程从芯122的正常分解度区域120形成。第二芯件14可以使用光刻模塑从芯122的高分解度区域124形成，光刻模塑是不同于第一过程的模塑方法且能有效地生产高分解度特征。高分解度区域124可以具有一个或多个高分解度特征，所述高分解度特征从由凹部、空腔、开口、凸出部、通道、凹槽、狭槽、和凹陷组成的组中选择。第一芯件12可以包括空腔126，并且第二芯件14可以包括凸出部128。第一和第二芯件12、14可以被连接成使得凸出部128的第一部分130被接收在空腔126的至少一部分中。凸出部128可以经由中间温度的热处理过程被加热，从而通过允许热蠕变引起凸出部128热变形以在第一和第二芯件12、14之间产生三维互锁接头132，从而将第一和第二芯件12、14不可逆地互锁在一起，使得接头132变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性。凸出部128可以经由中间温度的热处理过程被加热到1100摄氏度以上的温度并持续长达大约10小时，以生产期望的方晶石结构。

如在图11-14中所示, 凸出部128可以由第一和第二凸出部134和136形成，第一和第二凸出部134和136在第一视角142（其可以是Z-Y平面）中以相对于纵向轴线140成锐角138地从第二芯件14延伸。第一视角可以与由X-Y平面限定的平面正交，如在图11-13中所示。此外，如在图11中所示，第一凸出部134可以具有带有外侧壁144、146的燕尾形状，外侧壁144、146在X-Y平面中的第二视角中与纵向轴线140成锐角138地轴向远离彼此延伸，第二视角与在Z-Y平面中限定的第一视角成90度。第一和第二凸出部134、136可以被定位在其之间的敞开空间148分离。在第一芯件12中的空腔126可以包括第一和第二空腔150、152，其被形成以接收第一和第二凸出部134、136。第一空腔150可以具有燕尾形侧壁154、156，并且其可以被设计大小成当第一凸出部134经受中间温度的热处理过程且热变形到第一空腔150中的位置中时接收第一凸出部134，从而形成不可逆地互锁接头132，由此第一芯件12的部分158将第一空腔150与第二空腔152分离。第二凸出部136可以具有带有外侧壁144、146的燕尾形状，外侧壁144、146在X-Y平面中的第二视角中与纵向轴线140成锐角138地轴向远离彼此延伸，第二视角与在Z-Y平面中第一视角成90度。第二空腔152可以具有燕尾形侧壁154、156，且可以被设计大小成当第二凸出部136经受中间温度的热处理过程且热变形到第二空腔152中的位置中时接收第二凸出部136，从而形成不可逆地互锁接头132。

如在图15-18中所示，凸出部128可以在凹槽接头中形成舌部，舌部在经受中间温度的热处理过程后形成不可逆地互锁接头132。空腔126可以被设计大小以接收凸出部128且使得凸出部128在中间温度的热处理过程期间能够热变形。空腔126可以相对于侧向接触表面160偏置，使得空腔126可以经由具有小于空腔126的横截面面积的颈部162通过第一芯件12暴露。当第一和第二芯件12、14被连接使得凸出部128的第一部分130被接收在空腔126的至少一部分中时，第一和第二芯件12、14可以处于坯体状态。如此，当凸出部128在中间温度的热处理过程期间热变形时，凸出部可能无法从空腔126中移除，因此保持第一和第二芯件12、14附接到彼此。如在图18中所示，锁定构件164可以被插入到容纳凸出部128的空腔126中且进入到空腔126中的下述空间的至少一部分中，当凸出部128在中间温度的热处理过程期间热变形时所述空间由凸出部128空出。颈部162还可以相对于空腔126被偏置，使得相比于第二外表面168，颈部162更靠近第一芯件12的第一外表面166。在至少一个实施例中，第一和第二芯件12、14可以被构造成使得凸出部128的第一部分130被接收在空腔126的至少一部分中包括在模具外连接第一和第二芯件12、14。

在根据本发明的方面的系统和方法的一个可行应用的背景下提供了上文的描述。虽然上述描述在铸造涡轮机叶片或轮叶的背景下做出，但是将理解的是，根据本发明的方面的系统能够被容易地应用到任何中空铸造涡轮发动机部件，尤其是带有复杂内部特征的那些。因此，当然将理解的是本发明不受限于本文中所述的具体细节，这些细节仅以举例的方式给出，并且在如所附权利要求所限定的本发明的范围内，各种修改和改变是可能的。

Claims (16)

1.一种形成用于在铸造涡轮发动机部件中使用的芯的方法，其特征在于：

使用模塑的第一过程形成所述芯(122)的正常分解度区域(120)；以及

使用光刻模塑形成所述芯(122)的高分解度区域(124)，所述光刻模塑是与所述第一过程不同的模塑方法且能有效地生产高分解度特征；

其中，所述高分解度区域(124)具有一个或多个高分解度特征，所述高分解度特征从由凹部、空腔、开口、凸出部、通道、以及狭槽组成的组中选择；

其中，所述正常分解度区域(120)由第一芯件(12)限定，并且所述高分解度区域(124)由第二芯件(14)限定；

其中，所述第一芯件(12)包括在其中的空腔(126)；

其中，所述第二芯件(14)包括凸出部(128)，

连接所述第一和第二芯件(12、14)，使得所述凸出部(128)的第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中；

经由中间温度的热处理过程加热所述凸出部(128)，从而通过允许热蠕变引起所述凸出部(128)热变形以在所述第一和第二芯件(12、14)之间产生三维互锁接头(132)，从而将所述第一和第二芯件(12、14)不可逆地互锁在一起，使得所述接头(132)变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性；

其中，所述空腔(126)从侧向接触表面(160)偏置，使得所述空腔(126)经由具有小于所述空腔(126)的横截面面积的颈部(162)通过所述第一芯件(12)暴露；以及

将锁定构件插入到容纳所述凸出部(128)的所述空腔(126)中，并且进入到所述空腔(126)中的下述空间的至少一部分中，所述空间在所述凸出部(128)在所述中间温度的热处理过程期间热变形时通过所述凸出部(128)空出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸出部(128)在凹槽接头(132)中形成舌部，所述舌部在经受所述中间温度的热处理过程后形成不可逆地互锁接头(132)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颈部(162)相对于所述空腔(126)偏置，使得相比于另一外表面(168)，所述颈部(162)更靠近所述第一芯件(12)的外表面(166)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸出部(128)由第一和第二凸出部(134、136)形成，所述第一和第二凸出部(134、136)在第一视角(142)中相对于纵向轴线(140)成锐角(138)地从所述第二芯件(14)延伸，其中，所述第一凸出部(134)具有带有外侧壁(144、146)的燕尾形状，所述外侧壁(144、146)在第二视角中与所述纵向轴线(140)成锐角(138)地轴向远离彼此延伸，所述第二视角与所述第一视角(142)成90度，其中，所述第一和第二凸出部(134、136)通过定位在其之间的敞开空间(148)被分离，其中，在所述第一芯件(12)中的所述空腔(126)包括被形成以接收所述第一和第二凸出部(134、136)的第一和第二空腔(150、152)，其中，所述第一空腔(150)具有燕尾形侧壁并且被设计大小成当所述第一凸出部(134)经受所述中间温度的热处理过程且热变形到所述第一空腔(150)中的位置中时接收所述第一凸出部(134)，从而形成所述不可逆地互锁接头(132)，其中，所述第一芯件(12)的一部分将所述第一空腔(150)与所述第二空腔(152)分离。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二凸出部(136)具有带有外侧壁(144，146)的燕尾形状，所述外侧壁(144、146)在第二视角中与所述纵向轴线(140)成锐角(138)地轴向远离彼此延伸，所述第二视角与所述第一视角(142)成90度，并且其中，所述第二空腔(152)具有燕尾形侧壁(154、156)且被设计大小成当所述第二凸出部(136)经受所述中间温度的热处理过程且热变形到所述第二空腔(152)中的位置中时接收所述第二凸出部(136)，从而形成所述不可逆地互锁接头(132)。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连接所述第一和第二芯件(12、14)使得所述凸出部(128)的所述第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中包括连接处于坯体状态的第一和第二芯件(12、14)。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连接所述第一和第二芯件(12、14)使得所述凸出部(128)的所述第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中包括在模具外连接第一和第二芯件(12、14)。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一芯件(12)是多壁芯。

9.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，与所述芯(122)分离地形成芯座，以及将所述芯座连接到所述芯(122)。

10.一种形成用于在铸造涡轮发动机部件中使用的芯(122)的方法，其特征在于：

使用模塑的第一过程形成所述芯(122)的正常分解度区域(120)；以及

使用光刻模塑形成所述芯(122)的高分解度区域(124)，所述光刻模塑是与所述第一过程不同的模塑方法且能有效地生产高分解度特征；

其中，所述高分解度区域(124)具有一个或多个高分解度特征，所述高分解度特征从由凹部、空腔、开口、凸出部、通道、以及狭槽组成的组中选择；

其中，所述正常分解度区域(120)由第一芯件(12)限定，并且所述高分解度区域(124)由第二芯件(14)限定；

其中，所述第一芯件(12)包括在其中的空腔(126)；

其中，所述第二芯件(14)包括凸出部(128)，

连接所述第一和第二芯件(12、14)，使得所述凸出部(128)的第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中；

经由中间温度的热处理过程加热所述凸出部(128)，从而通过允许热蠕变引起所述凸出部(128)热变形以在所述第一和第二芯件(12、14)之间产生三维互锁接头(132)，从而将所述第一和第二芯件(12、14)不可逆地互锁在一起，使得所述接头(132)变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性；以及

形成带有箔构件的所述第二芯件(14)，其中，所述箔构件的一部分被嵌入在所述第二芯件(14)中并且所述箔构件的一部分凸出超过所述第二芯件(14)；其中，连接所述第一和第二芯件(12，14)使得所述凸出部(128)的所述第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中包括将所述箔构件的所述凸出部分插入到所述第一芯件(12)的所述空腔(126)中。

11.一种形成用于在铸造涡轮发动机部件中使用的芯(122)的方法，其特征在于：

使用模塑的第一过程形成所述芯(122)的正常分解度区域(120)；以及

使用光刻模塑形成所述芯(122)的高分解度区域(124)，所述光刻模塑是与所述第一过程不同的模塑方法并且能有效地生产高分解度特征；

其中，所述高分解度区域(124)具有一个或多个高分解度特征，所述高分解度特征从由凹部、空腔、开口、凸出部、通道、以及狭槽组成的组中选择；

其中，所述正常分解度区域(120)由成形为翼片主体部分的第一芯件(12)限定，并且所述高分解度区域(124)由成形为翼片主体部分的第二芯件(14)限定，其中，所述第一和第二芯件(12、14)形成涡轮机翼片的至少一部分；

其中，所述第一芯件(12)包括在其中的空腔(126)；

其中，所述第二芯件(14)包括凸出部(128)，

连接所述第一和第二芯件(12、14)使得所述凸出部(128)的第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中；

经由中间温度的热处理过程加热所述凸出部(128)，从而通过允许热蠕变引起所述凸出部(128)热变形以在所述第一和第二芯件(12、14)之间产生三维互锁接头(132)，从而将所述第一和第二芯件(12、14)不可逆地互锁在一起，使得所述接头(132)变得物理地锁定在一起，从而通过热加工过程提供接头稳定性；

其中，所述空腔(126)从侧向接触表面(160)偏置，使得所述空腔(126)经由具有小于所述空腔(126)的横截面面积的颈部(162)通过所述第一芯件(12)暴露；

将锁定构件(164)插入到容纳所述凸出部(128)的所述空腔(126)中，并且进入所述空腔(126)中的下述空间的至少一部分中，所述空间在所述凸出部(128)在所述中间温度的热处理过程期间热变形时由所述凸出部(128)空出。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述凸出部(128)在凹槽接头(132)中形成舌部，所述舌部在经受所述中间温度的热处理过程后形成不可逆地互锁接头(132)。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述颈部(162)相对于所述空腔(126)偏置，使得相比于另一外表面(168)，所述颈部 (162)更靠近所述第一芯件(12)的外表面(166)。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述凸出部(128)由第一和第二凸出部(134、136)形成，所述第一和第二凸出部(134、136)在第一视角(142)中相对于纵向轴线(140)成锐角(138)地从所述第二芯件(14)延伸，其中，所述第一凸出部(134)具有带有外侧壁的燕尾形状，所述外侧壁在第二视角中与所述纵向轴线(140)成锐角(138)地轴向远离彼此延伸，所述第二视角与所述第一视角(142)成90度，其中，所述第一和第二凸出部(134、136)通过定位在其之间的敞开空间(148)被分离，其中，在所述第一芯件(12)中的所述空腔(126)包括被形成以接收所述第一和第二凸出部(134、136)的第一和第二空腔(150、152)，其中，所述第一空腔(150)具有燕尾形侧壁且被设计大小成在所述第一凸出部(134)经受所述中间温度的热处理过程且热变形到所述第一空腔(150)中的位置中时接收所述第一凸出部(134)，从而形成所述不可逆地互锁接头(132)，其中，所述第一芯件(12)的一部分将所述第一空腔(150)与所述第二空腔(152)分离。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二凸出部(136)具有带有外侧壁的燕尾形状，所述外侧壁在第二视角中与所述纵向轴线(140)成锐角(138)地轴向远离彼此延伸，所述第二视角与所述第一视角(142)成90度，并且其中，所述第二空腔(152)具有燕尾形侧壁(154、156)并且被设计大小成在所述第二凸出部(136)经受所述中间温度的热处理过程且热变形到所述第二空腔(152)中的位置中时接收所述第二凸出部(136)，从而形成所述不可逆地互锁接头(132)。

16.如权利要求11所述的方法，其特征还在于，形成带有箔构件的所述第二芯件(14)，其中，所述箔构件的一部分被嵌入在所述第二芯件(14)中并且所述箔构件的一部分凸出超过所述第二芯件(14)；其中，连接所述第一和第二芯件(12、14)使得所述凸出部(128)的所述第一部分(130)被接收在所述空腔(126)的至少一部分中包括将所述箔构件的所述凸出部分插入到所述第一芯件(12)的所述空腔(126)中。