CN106890946A - 用于形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法和组件 - Google Patents

Abstract

一种形成具有限定于其中的内部通路的构件的方法包括相对于模具定位带护套芯。带护套芯包括中空结构，该中空结构包括内部部分，该内部部分定形为限定内部通路的至少一个内部通路特征。带护套芯还包括内芯，其设置在中空结构内，且由中空结构的内部互补地定形。该方法还包括将熔融状态下的构件材料引入模具的腔中来形成构件，使得内芯限定包括限定在其中的该至少一个内部通路特征的该内部通路。

Description

用于形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法和组件

技术领域

本公开的领域大体上涉及具有限定在其中的内部通路的构件，且更具体地涉及形成包括内部通路特征的内部通路。

背景技术

一些构件需要限定在其中的内部通路，例如，以便执行预期的功能。例如但不作为限制，一些构件如燃气涡轮的热气体路径构件经历高温。至少一些构件具有限定在其中的内部通路，以接收冷却流体流，使得构件能够更好地经受高温。另外举例来说，但不作为限制，一些构件在与另一个构件的界面处经历摩擦。至少一些此类构件具有限定在其中的内部通路，以接收润滑剂流来便于减小摩擦。

此外，相比于其他方面类似但壁基本上光滑的通路内的流体流，至少一些此类内部通路的性能通过添加内部通路特征(即，在通路内延伸且改变通路内的流体流的结构特征)得到改善。仅作为一个实例，从此种通路的壁向内延伸的内部通路特征可用于使流过通路的冷却流体流成湍流，使得邻近通路壁的热边界层受破坏，且改善热传递效率。

在模具中形成具有限定在其中的内部通路的至少一些已知的构件，其中陶瓷材料的芯在模具腔内在针对内部通路选择的位置处延伸。在熔化的金属合金被引入陶瓷芯周围的模具腔中且被冷却来形成构件之后，诸如通过化学浸出移除陶瓷芯，以形成内部通路。产生内部通路特征的一个已知途径是在模具中形成构件之前在陶瓷芯的表面上形成互补的特征。然而，至少一些已知的陶瓷芯是易碎的，从而导致在无破坏的情况下生产和处理起来难且昂贵的芯。具体而言，将互补表面特征加至芯上引入了应力集中，这增大了陶瓷芯开裂的风险。另一个途径是在构件形成于模具中之后添加内部通路特征，例如，通过使用电化学过程来定形通路壁。然而，至少一些此类成型后过程相对耗时且昂贵。此外，关于两种已知途径，可形成的内部通路特征的几何复杂性基本上是有限的。

发明内容

一方面，提供了一种形成构件的方法，该构件具有限定在其中的内部通路。该方法包括相对于模具定位带护套芯。带护套芯包括中空结构，该中空结构包括内部部分，该内部部分定形为限定内部通路的至少一个内部通路特征。带护套芯还包括内芯，该内芯设置在中空结构内，且由中空结构的内部部分互补地定形。该方法还包括将熔融状态下的构件材料引入模具的腔中来形成构件，使得内芯限定包括限定在其中的至少一个内部通路特征的内部通路。

另一方面，提供了一种用于形成构件的模具组件，该构件具有限定在其中的内部通路。模具组件包括在其中限定模具腔的模具，和相对于模具定位的带护套芯。带护套芯包括中空结构，该中空部分包括内部部分，该内部部分定形为限定内部通路的至少一个内部通路特征。带护套芯还包括内芯，该内芯设置在中空结构内且由中空结构的内部部分互补地定形，使得内芯构造成当构件形成于模具中时限定内部通路和限定于其中的至少一个内部通路特征。

技术方案1. 一种形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法，所述方法包括：

相对于模具定位带护套芯，其中，所述带护套芯包括：

中空结构，其包括内部部分，所述内部部分定形为限定所述内部通路的至少一个内部通路特征；和

内芯，其设置在所述中空结构内，且由所述中空结构的内部部分互补地定形；和

将熔融状态下的构件材料引入所述模具的腔中来形成所述构件，使得所述内芯限定包括限定在其中的所述至少一个内部通路特征的所述内部通路。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，还包括，在将内芯材料设置在所述中空结构内之前，预成型所述中空结构的内部部分，使得所述内部部分定形为限定所述至少一个内部通路特征的选定形状。

技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括在多个部位处使所述中空结构缩口以限定多个凹痕，所述凹痕定形为当所述构件形成时限定所述至少一个内部通路特征。

技术方案4. 根据技术方案2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括使用管压机。

技术方案5. 根据技术方案4所述的方法，其中，所述使用管压机还包括弯曲所述中空结构来匹配所述内部通路的预先选择的非线性形状。

技术方案6. 根据技术方案4所述的方法，其中，所述使用管压机还包括形成与所述内部通路的至少一部分的选定非圆形截面周界对应的所述中空结构的至少一部分的非圆形截面周界。

技术方案7. 根据技术方案2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括使用添加制造过程形成所述中空结构。

技术方案8. 根据技术方案7所述的方法，其中，所述形成所述中空结构包括使用直接金属激光熔化(DMLM)过程、直接金属激光烧结(DMLS)过程、和选择性激光烧结(SLS)过程中的至少一者。

技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括限定在所述中空结构上的多个凹痕的所述带护套芯，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凸脊。

技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括限定在所述中空结构上的多个凹痕的所述带护套芯，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凹座。

技术方案11. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括所述中空结构的内部部分的所述带护套芯，所述内部部分定形为将所述至少一个内部通路特征限定为尖锐边缘凸肩、光滑边缘凸肩、和来复线凹槽中的至少一者。

技术方案12. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括所述中空结构的内部部分的所述带护套芯，所述内部部分定形为将所述至少一个内部通路特征限定为至少一个百叶窗形内部通路特征。

技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括所述内部部分的所述带护套芯，所述内部部分限定多个倾斜地设置的卷折面，其中，各卷折面包括多个百叶窗。

技术方案14. 根据技术方案13所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括所述内部部分的所述带护套芯，所述内部部分限定从所述百叶窗结构的多个峰中的一个延伸至多个谷中的一个的所述卷折面中的各个，所述峰和所述谷限定在所述中空结构的相对侧上，使得所述峰和所述谷中的各个位于所述中空结构的外壁附近。

技术方案15. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括所述中空结构的内部部分的所述带护套芯，所述内部部分定形为限定所述内芯的至少一个互补特征，其中，所述内芯的所述至少一个互补特征相对于熔融状态下的构件材料联接来定形所述至少一个内部通路特征。

技术方案16. 一种用于形成构件的模具组件，所述构件具有限定在其中的内部通路，所述模具组件包括：

模具，其在其中限定模具腔；和

带护套芯，其相对于所述模具定位，所述带护套芯包括：

中空结构，其包括内部部分，所述内部部分定形为限定所述内部通路的至少一个内部通路特征；和

内芯，其设置在所述中空结构内且由所述中空结构的所述内部部分互补地定形，使得所述内芯构造成当所述构件形成在所述模具中时限定所述内部通路和限定在其中的所述至少一个内部通路特征。

技术方案17. 根据技术方案16所述的模具组件，其中，所述中空结构包括多个凹痕。

技术方案18. 根据技术方案17所述的模具组件，其中，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凸脊。

技术方案19. 根据技术方案17所述的模具组件，其中，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凹座。

技术方案20. 根据技术方案16所述的模具组件，其中，所述中空结构的所述内部部分定形为将所述至少一个内部通路特征限定为尖锐边缘凸肩、光滑边缘凸肩、和来复线凹槽中的至少一者。

技术方案21. 根据技术方案16所述的模具组件，其中，所述中空结构的所述内部部分包括百叶窗结构，所述百叶窗结构定形为将所述至少一个内部通路特征限定为至少一个百叶窗形内部通路特征。

技术方案22. 根据技术方案21所述的模具组件，其中，所述百叶窗结构包括多个倾斜地设置的卷折面，其中，所述卷折面中的各个包括多个百叶窗。

技术方案23. 根据技术方案22所述的模具组件，其中，所述卷折面中的各个从所述百叶窗结构的多个峰中的一个延伸到多个谷中的一个，所述峰和所述谷限定在所述中空结构的相对侧上，使得所述峰和所述谷中的各个位于所述中空结构的外壁附近。

技术方案24. 根据技术方案21所述的模具组件，其中，所述中空结构的所述内部部分限定所述内芯的至少一个互补特征，所述至少一个互补特征构造成相对于熔融状态下的构件材料联接来定形所述至少一个内部通路特征。

技术方案25. 根据技术方案16所述的模具组件，其中，所述中空结构定形为匹配所述内部通路的预先选择的非线性形状。

技术方案26. 根据技术方案16所述的模具组件，其中，所述中空结构的至少一部分包括与所述内部通路的至少一部分的选定非圆形截面周界对应的非圆形截面周界。

附图说明

图1为示范旋转机器的示意图；

图2为用于与图1中所示的旋转机器一起使用的示范构件的示意性透视图；

图3为用于制作图2中所示的构件的示范模具组件的示意性透视图，模具组件包括相对于模具定位的带护套芯；

图4为沿图3中所示的4-4线截取的用于与图3中所示的模具组件一起使用的示范带护套芯的示意截面图；

图5为用于与图1中所示的旋转机器一起使用的另一个示范构件的一部分的示意性透视图，构件包括具有多个内部通路特征的内部通路；

图6为用于与图3中所示的模具组件一起使用来形成具有如图5中所示的内部通路特征的构件的另一个示范带护套芯的示意性透视剖开视图；

图7为示范直管、由示范直管形成的示范中空结构(以剖开视图示出)，以及由中空结构形成且用于与图3中所示的模具组件一起使用的示范带护套芯(以剖开视图示出)的示意例示；

图8为用于与图1中所示的旋转机器一起使用的另一个示范构件的一部分的示意性透视图，该构件包括具有特定截面(contoured cross-section)的内部通路；

图9为用于与图3中所示的模具组件一起使用来形成具有图9中所示的内部通路的构件的另一个示范带护套芯的示意性透视剖开视图；

图10为用于与图3中所示的模具组件一起使用的带护套芯的三个附加示范实施例的示意性透视剖开视图；

图11为用于形成用于与图3中所示的模具组件一起使用的带护套芯的另一个示范中空结构的示意性截面侧视图；

图12为沿图11中所示的12-12线截取的图11中所示的中空结构的示意性前部截面视图；

图13为形成具有限定在其中的内部通路的构件(如，用于与图1中所示的旋转机器一起使用的构件)的示范方法的流程图；且

图14为图13中的流程图的继续。

部件列表

10 旋转机器

12 进气区段

14 压缩机区段

16 燃烧器区段

18 涡轮区段

20 排气区段

22 转子轴

24 燃烧器

36 壳体

40 压缩机叶片

42 压缩机定子导叶

70 转子叶片

72 涡轮定子导叶

74 压力侧

76 吸力侧

78 构件材料

80 构件

82 内部通路

84 前缘

86 后缘

88 根部端部

89 轴线

90 末梢端部

92 基本上恒定的距离

94 基本上恒定的距离

96 叶片长度

98 内部通路特征

100 内部壁

102 凸脊高度

104 凸脊宽度

110 细长边缘

300 模具

301 模具组件

302 内部壁

304 模具腔

306 模具材料

310 带护套芯

312 末梢部分

314 末梢部分

315 部分

316 根部部分

318 根部部分

319 直管

320 中空结构

322 第一材料

324 内芯

326 内芯材料

328 壁厚

330 特征宽度

331 互补特征

332 外部表面

333 凹座印记

334 凹入特征

335 尖锐边缘凸肩(bead)结构

336 深度

337 光滑边缘凸肩结构

338 宽度

339 来复线凹槽(rifled groove)结构

340 凹痕

341 凸起

342 深度

346 细长侧

343 凸出特征(bulged feature)

344 凸出区域

352 细长缺口

360 内部部分

362 第一端

364 第二端

366 层

368 层

370 层

371 百叶窗结构

372 卷折面(convolution face)

374 峰

376 谷

378 百叶窗

380 外壁

1300 方法

1302 定位

1304 引入

1306 预成型

1308 卷曲

1310 使用

1312 弯曲

1314 形成

1316 形成

1318 使用

1320 定位

1322 定位

1324 定位

1326 定位

1328 定位

1330 定位

1332 定位。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求中，将参照多个用语，它们应当限定为具有以下意义。

单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数个参照对象，除非上下文清楚地另外指出。

“可选”或“可选地”意思是随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括事件发生的情况和其不发生的情况。

在本文中贯穿说明书和权利要求使用的近似语言可用于修饰可允许改变而不导致其涉及的基本功能的变化的任何数量表达。因此，由一个或多个用语如“大约”、“近似”和“大致”修饰的值不限于指定的准确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此且贯穿说明书和权利要求，可确定范围限制。此种范围可组合并且/或者互换，且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。

本文所述的示范构件和方法克服了与用于形成具有如下内部通路的已知组件和方法相关的至少一些缺点，该内部通路包括限定在其中的内部通路特征。本文所述的实施例提供了相对于模具定位的带护套芯。带护套芯包括中空结构和设置在中空结构内的内芯。内芯在模具腔内延伸，以限定待在模具中形成的构件内的内部通路的位置。中空结构基本上能够由被引入模具腔中的构件材料吸收，来形成构件。中空结构的内部部分定形为限定内芯的互补特征，使得互补内芯特征在形成构件时限定内部通路特征。

图1为具有可利用本公开实施例的构件的示范旋转机器10的示意图。在示范实施例中，旋转机器10为燃气涡轮，其包括进气区段12、联接在进气区段12下游的压缩机区段14、联接在压缩机区段14下游的燃烧器区段16、联接在燃烧器区段16下游的涡轮区段18，和联接在涡轮区段18下游的排气区段20。大体上管状的壳体36至少部分地包围进气区段12、压缩机区段14、燃烧器区段16、涡轮区段18和排气区段20中的一个或更多个。在备选实施例中，旋转机器10为如本文所述的形成有具有内部通路特征的内部通路的构件所适用的任何旋转机器。此外，尽管出于图示目的，在旋转机器的背景下描述了本公开的实施例，但应当理解的是，本文所述的实施例适用于涉及如下构件的任何背景下，该构件适当地形成有内部通路，该内部通路具有限定在其中的内部通路特征。

在示范实施例中，涡轮区段18经由转子轴22联接到压缩机区段14。应当注意的是，如本文使用的用语“联接”不限于构件之间的直接机械、电气和/或通信连接，而且还可包括多个构件之间的间接机械、电气和/或通信连接。

在燃气涡轮10操作期间，进气区段12将空气朝压缩机区段14导送。压缩机区段14将空气压缩至高压和高温。更具体而言，转子轴22将旋转能量给予在压缩机区段14内联接到转子轴22的压缩机叶片40的至少一个周向排。在示范实施中，各排压缩机叶片40前面是从壳体36径向向内延伸的压缩机定子导叶42的周向排，其将空气流引导到压缩机叶片40中。压缩机叶片40的旋转能量增大空气的压力和温度。压缩机区段14朝燃烧器区段16排放压缩空气。

在燃烧器区段16中，压缩空气与燃料混合，且被点燃来生成燃烧气体，该燃烧气体被朝涡轮区段18导送。更具体而言，燃烧器区段16包括至少一个燃烧器24，其中燃料(例如，天然气和/或燃料油)被喷射到空气流中，且燃料-空气混合物被点燃来生成高温燃烧气体，该高温燃烧气体被朝涡轮区段18导送。

涡轮区段18将来自燃烧气流的热能转换成机械旋转能量。更具体而言，燃烧气体将旋转能量给予在涡轮区段18内联接到转子轴22的转子叶片70的至少一个周向排。在示范实施例中，各排转子叶片70前面是从壳体36径向向内延伸的涡轮定子导叶72的周向排，其将燃烧气体引导到转子叶片70中。转子轴22可联接到负载(未示出)上，诸如但不限于发电机和/或机械驱动应用。排出的燃烧气体从涡轮区段18向下游流入排气区段20中。旋转机器10的构件设计为构件80。邻近燃烧气体路径的构件80在旋转机器10的操作期间经历高温。此外或作为备选，构件80包括适当地形成有具有限定在其中的内部通路特征的内部通路的任何构件。

图2为例示为用于与旋转机器10(图1中所示)一起使用的示范构件80的示意性透视图。构件80包括限定在其中的至少一个内部通路82。例如，冷却流体在旋转机器10的操作期间被提供至内部通路82，以便于将构件80维持为低于热燃烧气体的温度。尽管仅示出了一个内部通路82，但应当理解的是，构件80包括如本文所述地形成的任何适当数目的内部通路82。

构件80由构件材料78形成。在示范实施例中，构件材料78为适当的镍基超级合金。在备选实施例中，构件材料78为钴基超级合金、铁基合金和钛基合金中的至少一者。在其他备选实施例中，构件材料78为允许构件80如本文所述那样形成的任何适当材料。

在示范实施例中，构件80为转子叶片70或定子导叶72中的一者。在备选实施例中，构件80为旋转机器10的能够形成有具有如本文所述的内部通路特征的内部通路的另一适当构件。在另外其他实施例中，构件80为适当地形成有具有限定在其中的内部通路特征的内部通路的用于任何适当应用的任何构件。

在示范实施例中，转子叶片70或作为备选，定子导叶72，包括压力侧74和相反的吸力侧76。压力侧74和吸力侧76中的各个从前缘84延伸至相反的后缘86。此外，转子叶片70或作为备选，定子导叶72，从根部端部88延伸至相反的末梢端部90，从而限定叶片长度96。在备选实施例中，转子叶片70或作为备选，定子导叶72，具有能够形成有如本文所述的内部通路的任何适当构造。

在某些实施例中，叶片长度96为至少大约25.4厘米(cm)(10英寸)。此外，在一些实施例中，叶片长度96为至少大约50.8 cm(20英寸)。在特定实施例中，叶片长度96在从大约61 cm(24英寸)到大约101.6 cm(40英寸)的范围中。在备选实施例中，叶片长度96小于大约25.4 cm(10英寸)。例如，在一些实施例中，叶片长度96在从大约2.54 cm(1英寸)到大约25.4 cm(10英寸)的范围中。在其他备选实施例中，叶片长度96大于大约101.6 cm(40英寸)。

在示范实施例中，内部通路82从根部端部88延伸至末梢端部90。在备选实施例中，内部通路82以任何适当的方式在构件80内延伸，且延伸至允许内部通路82如本文所述那样形成的任何适当程度。在某些实施例中，内部通路82是非线性的。例如，构件80形成有沿着轴线89(其限定在根部端部88与末梢端部90之间)的预先限定的扭转，且内部通路82具有与该轴向扭转互补的弯曲形状。在一些实施例中，内部通路82沿内部通路82的长度定位在离压力侧74基本上恒定的距离94处。作为备选或此外，构件80的翼弦在根部端部88与末梢端部90之间成锥形，且内部通路82与该锥形互补地非线性延伸，使得内部通路82沿内部通路82的长度定位在离后缘86基本上恒定的距离92处。在备选实施例中，内部通路82具有与构件80的任何适当轮廓互补的非线性形状。在其他备选实施例中，内部通路82是非线性的，且并非与构件80的轮廓互补。在一些实施例中，具有非线性形状的内部通路82便于满足构件80的预先选择的冷却标准。在备选实施例中，内部通路82线性地延伸。

在一些实施例中，内部通路82具有基本上圆形的截面周界。在备选实施例中，内部通路82具有基本上卵形的截面周界。在其他备选实施例中，内部通路82具有允许内部通路82如本文所述那样形成的任何适当形状的截面周界。此外，在某些实施例中，内部通路82的截面周界的形状沿内部通路82的长度基本上恒定。在备选实施例中，内部通路82的截面周界的形状以允许内部通路82如本文所述那样形成的任何适当方式沿内部通路82的长度变化。

图3为用于制作构件80(图2中所示)的模具组件301的示意性透视图。模具组件301包括相对于模具300定位的带护套芯310。图4为沿图3中所示的4-4线截取的带护套芯310的示意性截面图。参看图2-4，模具300的内部壁302限定模具腔304。内部壁302限定与构件80的外部形状对应的形状，使得熔融状态下的构件材料78可被引入模具腔304中且被冷却来形成构件80。应当记得的是，尽管在示范实施例中，构件80为转子叶片70，或作为备选为定子导叶72，但在备选实施例中，构件80为能够适当地形成有具有如本文所述的限定在其中的内部通路特征的内部通路的任何构件。

带护套芯310相对于模具300定位，使得带护套芯310的一部分315在模具腔304内延伸。带护套芯310包括由第一材料322形成的中空结构320，和设置在中空结构320内且由内芯材料326形成的内芯324。内芯324定形为限定内部通路82的形状，且定位在模具腔304内的带护套芯310的部分315的内芯324限定构件80内的内部通路82的位置。

中空结构320包括外壁380，外壁380沿内芯324的长度基本上包围内芯324。中空结构320的内部部分360相对于外壁380位于内部，使得内芯324由中空结构320的内部部分360互补地定形。在某些实施例中，中空结构320限定大体上管状的形状。例如，但不作为限制，中空结构320首先由基本上直的金属管形成，该金属管根据需要而被适当地操纵成非线性形状，诸如弯曲或成角度的形状，以限定内芯324的且因此内部通路82的选定非线性形状。在备选实施例中，中空结构320限定允许内芯324限定如本文描述的内部通路82的形状的任何适当形状。

在示范实施例中，中空结构320具有比内芯324的特征宽度330小的壁厚328。特征宽度330在本文中限定为具有与内芯324相同的截面面积的圆的直径。在备选实施例中，中空结构320具有并非小于特征宽度330的壁厚328。内芯324的截面周界的形状在图3和4中的示范实施例中为圆形。作为备选，内芯324的截面周界的形状对应于允许内部通路82如本文所述地起作用的内部通路82的任何适当截面周界。

模具300由模具材料306形成。在示范实施例中，模具材料306为耐火陶瓷材料，其被选择成耐受与用于形成构件80的构件材料78的熔融状态相关的高温环境。在备选实施例中，模具材料306为允许构件80如本文所述地形成的任何适当材料。此外，在示范实施例中，模具300由适当的熔模铸造过程形成。例如，但不作为限制，适当模型的材料如蜡被注入适当模型的硬模中来形成构件80的模型(未示出)，该模型被重复地浸入模具材料306的浆料中，该浆料允许硬化来形成模具材料306的壳，且壳被脱蜡且烧制来形成模具300。在备选实施例中，模具300由允许模具300如本文所述地起作用的任何适当方法形成。

在某些实施例中，带护套芯310相对于模具300固连，使得带护套芯310在形成构件80的过程期间相对于模具300保持固定。例如，带护套芯310被固连，使得带护套芯310的位置在将熔融构件材料78引入带护套芯310周围的模具腔304中期间不移位。在一些实施例中，带护套芯310直接地联接到模具300。例如，在示范实施例中，带护套芯310的末梢部分312被刚性地包围在模具300的末梢部分314中。此外或作为备选，带护套芯310的根部部分316被刚性地包围在模具300的与末梢部分314相反的根部部分318中。例如，但不作为限制，模具300通过上文所述的熔模铸造来形成，且带护套芯310被牢固地联接到适当的模型硬模，使得末梢部分312和根部部分316延伸出模型硬模，同时部分315在硬模的腔内延伸。模型材料被注射到带护套芯310周围的硬模中，使得部分315在该模型内延伸。熔模铸造导致模具300包围末梢部分312和/或根部部分316。此外或作为备选，带护套芯310以允许带护套芯310相对于模具300的位置在形成构件80的过程期间保持固定的任何其他适当方式相对于模具300固连。

第一材料322被选择成由熔融的构件材料78至少部分地吸收。在某些实施例中，构件材料78为合金，且第一材料322为该合金的至少一种构成材料。例如，在示范实施例中，构件材料78为镍基超级合金，且第一材料322基本上为镍，使得当熔融状态下的构件材料78被引入模具腔304中时，第一材料322基本上由构件材料78吸收。在备选实施例中，构件材料78为任何适当的合金，且第一材料322为由熔融合金至少部分地吸收的至少一种材料。例如，构件材料78为钴基超级合金，且第一材料322基本上为钴。另外举例来说，构件材料78为铁基合金，且第一材料322基本上为铁。另外举例来说，构件材料78为钛基合金，且第一材料322基本上为钛。

在某些实施例中，壁厚328足够薄，使得当熔融状态下的构件材料78被引入模具腔304中时，带护套芯310的部分315(在模具腔304内延伸的部分)的第一材料322基本上由构件材料78吸收。例如，在一些此类实施例中，第一材料322基本上由构件材料78吸收，使得在构件材料78被冷却之后，没有离散的边界从构件材料78划出中空结构320。此外，在一些此类实施例中，第一材料322基本上被吸收，使得在构件材料78被冷却之后，第一材料322在构件材料78内基本上均匀地分布。例如，接近内芯324的第一材料322的浓度并非可检测地高于构件80内其他位置处的第一材料322的浓度。例如且不进行限制，第一材料322为镍，且构件材料78为镍基超级合金，且在构件材料78被冷却之后，无可检测的较高镍浓度留在内芯324附近，从而导致在所形成构件80的镍基超级合金各处基本上均匀的镍分布。

在备选实施例中，壁厚328选择成使得第一材料322并非基本上由构件材料78吸收。例如，在一些实施例中，在构件材料78被冷却之后，第一材料322并非在构件材料78内基本上均匀地分布。例如，内芯324附近的第一材料322的浓度可检测地高于构件80内其他位置处的第一材料322的浓度。在一些此类实施例中，第一材料322部分地由构件材料78吸收，使得在构件材料78被冷却之后，离散的边界从构件材料78划出中空结构320。此外，在一些此类实施例中，第一材料322部分地由构件材料78吸收，使得中空结构320的在内芯324附近的至少一部分在构件材料78被冷却之后保持完好。

在示范实施例中，内芯材料326为耐火陶瓷材料，其被选择成耐受与用于形成构件80的构件材料78的熔融状态相关的高温环境。例如，但不限于，内芯材料326包括二氧化硅、氧化铝、和莫来石(mullite)中的至少一者。此外，在示范实施例中，内芯材料326能够被从构件80选择地移除来形成内部通路82。例如但不作为限制，内芯材料326能够通过基本上不使构件材料78退化的适当过程来从构件80移除，诸如但不限于适当的化学浸出过程。在某些实施例中，内芯材料326是基于与构件材料78的相容性和/或从构件78的可移除性来选择的。在备选实施例中，内芯材料326为允许构件80如本文所述地形成的任何适当材料。

在一些实施例中，带护套芯310是用内芯材料326填充中空结构320来形成的。例如，但不作为限制，内芯材料326被作为浆料注入中空结构320中，且使内芯材料326在中空结构320内干燥，以形成带护套芯310。此外，在某些实施例中，中空结构320显著地在结构上增强内芯324，因此减少了在一些实施例中的将与形成构件80的未被增强的内芯324的生产、处理和使用相关的潜在问题。例如，在某些实施例中，内芯324是经历相对高的破裂、开裂和/或其他破坏的风险的相对脆的陶瓷材料。因此，在一些此类实施例中，相比于使用无护套内芯324，形成和输送带护套芯310呈现出低得多的对内芯324的破坏风险。类似地，在一些此类实施例中，围绕将用于模具300的熔模铸造的带护套芯310形成适当的模型，如，通过将蜡模型材料围绕带护套芯310注入模型硬模中，相比于使用无护套内芯324，呈现出低得多的对内芯324的破坏风险。因此，在某些实施例中，相比于在使用无护套内芯324而非带护套芯310的情况下执行的相同步骤，使用带护套芯310呈现出低得多的故障风险，以产生具有限定在其中的内部通路82的可接受的构件80。因此，带护套芯310便于获得与使内芯324相对于模具300定位以限定内部通路82相关的优点，同时减少或消除与内芯324相关的易碎性问题。在备选实施例中，中空结构320不显著地在结构上增强内芯324。

例如，在某些实施例中，诸如但不限于，构件80为转子叶片70的实施例，内芯324的特征宽度330在从大约0.050 cm(0.020英寸)到大约1.016 cm(0.400英寸)的范围中，且中空结构320的壁厚328被选择成在从大约0.013 cm(0.005英寸)到大约0.254 cm(0.100英寸)的范围内。更具体而言，在一些此类实施例中，特征宽度330在从大约0.102 cm(0.040英寸)到大约0.508 cm(0.200英寸)的范围内，且壁厚328被选择成在从大约0.013 cm(0.005英寸)到大约0.038 cm(0.015英寸)的范围内。另外举例来说，在一些实施例中，诸如但不限于构件80为静止构件(诸如但不限于定子导叶72)的实施例，内芯324的特征宽度330大于大约1.016 cm(0.400英寸)，并且/或者壁厚328被选择成大于大约0.254 cm(0.100英寸)。在备选实施例中，特征宽度330为允许所得的内部通路82执行其预期功能的任何适当值，且壁厚328被选择成允许带护套芯310如本文所述地起作用的任何适当值。

此外，在某些实施例中，在将内芯材料326引入中空结构320内以形成带护套芯310之前，预成型中空结构320以对应于内部通路82的选定非线性形状。例如，第一材料322为在用内芯材料326填充之前相对容易定形的金属材料，因此减少或消除了将内芯324单独地形成并且/或者加工成非线性形状的需要。此外，在一些此类实施例中，由中空结构320提供的结构增强允许随后形成和处理处于难以作为无护套内芯324形成和处理的非线性形状的内芯324。因此，带护套芯310便于具有增大复杂性的弯曲和/或其他非线性形状，和/或在减少的时间和成本下的内部通路82的形成。在某些实施例中，预成型中空结构320以对应于与构件80的轮廓互补的内部通路82的非线性形状。例如，但不作为限制，如上所述，构件80为转子叶片70和定子导叶72中的一者，且中空结构320以与构件的轴向扭转和锥形中的至少一者互补的形状预成型。

图5为包括具有多个内部通路特征98的内部通路82的另一个示范构件80的一部分的示意性透视图。图6为另一个示范带护套芯310的示意性透视剖开视图，该另一个示范带护套芯310用于在模具组件301中使用，以形成具有如图5中所示的内部通路特征98的构件80。具体而言，中空结构320的一部分在图6的视图中被剖开来例示内芯324的特征。参看图5和6，内部通路82大体上由构件80的内部壁100限定，且内部通路特征98定形为限定在由内部通路82限定的流动路径中的局部变化。例如，但不作为限制，内部通路特征98为湍流件，其从内部壁100大体上朝内部通路82的中心径向地延伸，且定形成破坏沿内部壁100的热边界层流，以改善在旋转机器10(图1中所示)的操作期间对内部通路82提供的冷却流体的热传递能力。作为备选，内部通路特征98是定形为限定在由内部通路82限定的流动路径中的局部变化的任何结构。

如上所述，内芯324的形状限定内部通路82的形状。在某些实施例中，内芯324由中空结构320的内部部分360互补地定形，使得内芯324限定内部通路82，该内部通路82包括限定在其中的至少一个内部通路特征98。例如，内芯324由内部部分360互补地定形，以包括至少一个互补特征331，且该至少一个互补特征331具有与至少一个内部通路特征98的形状互补的形状。因此，当熔融构件材料78被引入包绕带护套芯310的模具腔304(图3中所示)中且第一材料322被吸收到熔融构件材料78中时，熔融状态下的构件材料78相对于该至少一个互补特征331联接，以形成该至少一个内部通路特征98。此外或作为备选，为了达到在内芯324附近的中空结构320内部部分360的一部分在将熔融构件材料78引入模具腔304中且被冷却之后保持完好的程度，相对于至少一个互补特征331联接的内部部分360的该完好部分限定该至少一个内部通路特征98。

例如，在所示实施例中，该至少一个互补特征331为限定在内芯324外部表面332中的多个凹入特征334。各凹入特征334具有与对应的内部通路特征98的形状互补的形状，使得当熔融构件材料78被引入模具腔304中且第一材料322被吸收入熔融构件材料78中时，熔融构件材料78填充该多个凹入特征334。凹入特征334内的冷却的构件材料78在移除(诸如但不限于通过使用化学浸出过程)内芯324之后形成多个内部通路特征98。例如，各凹入特征334限定为具有深度336和宽度338，且各对应的内部通路特征98形成为从内部壁100在内部延伸的凸脊，其中，凸脊高度102基本上等于深度336，且凸脊宽度104基本上等于宽度338。因此，外部表面332限定内部壁100的总体形状，且内芯324的互补特征331限定内部通路82的内部通路特征98的形状。

在一些实施例中，在模具300中形成构件80期间成形中空结构320的内部部分360以限定内部通路特征98允许使用其他方法不可一致且可靠地形成的在沿内部通路82的部位处的内部通路特征98的形成。例如，内芯材料326是相对脆的陶瓷材料，且独立地成形类似但无护套的内芯324来限定互补特征331提高了使内芯324开裂或破裂的风险。对于具有大的长度与直径(L/d)比和/或基本上非线性形状的无护套内芯324而言，该风险进一步增大。另外举例来说，在随后的单独过程中(即，在构件80形成之后)沿内部通路82的长度加入内部通路特征98相对难以在具有可重复性和精确性的情况下实现，且特别对于具有大的长度与直径(L/d)比和/或基本上非线性形状的内部通路82而言尤其如此。

在某些实施例中，使中空结构320的内部通路360预成型为互补形状的内芯324，且因此在将内芯材料326设置在中空结构320内之前限定内部通路特征98的选定形状。例如，中空结构320在多个部位处缩口来限定多个凹痕340，且各凹痕340导致中空结构320的内部部分360在利用内芯材料326填充中空结构320时限定对应的凹入特征334。例如，各凹痕340的深度342与壁厚328协作地限定对应的凹入特征334的深度336。

在所示实施例中，各凹痕340限定为围绕中空结构320的外壁380周向地延伸的凹槽，使得各凹入特征334被对应地限定为围绕内芯324周向地延伸的凹槽。各凹入特征334继而又将对应的内部通路特征98限定为凸脊，该凸脊在构件80形成时围绕内部通路82的周界周向地延伸。在备选实施例中，各凹痕340具有被选择成形成各对应的凹入特征334和内部通路特征98的任何适当形状的形状。

图7为由第一材料322形成且具有大体上圆形的截面的示范直管319、由直管319形成的示范中空结构320(在剖开视图中示出)，以及由中空结构320形成且用于与模具组件301(图3中所示)使用的示范带护套芯310(在剖开视图中示出)。在所示实施例中，中空结构320具有沿其长度的非线性形状。例如，但不作为限制，该非线性形状构造成匹配内部通路82的形状，该内部通路82具有与构件80(图2中所示)形状互补的弯曲形状。中空结构320还包括内部部分360，内部部分360定形为限定对应的内部通路82的至少一个内部通路特征98(未示出)。内部部分360限定内芯324的至少一个互补的特征331。

更具体而言，在所示实施例中，中空结构320包括凹痕340，该凹痕340形成为被压入中空结构320的外壁380中的凹座。各凹痕340在中空结构320的内部部分360上形成对应的凸起341。当内芯材料326被设置在中空结构320内来形成带护套芯310时，凸起341将互补特征331形成为内芯324中的凹座印记333。互补特征331因此构造成形成与凸起341基本上相同地定形的通路82(图2中所示)内的内部通路特征98。尽管内部部分360示为具有凸起341，但在备选实施例中，内部部分360以任何适当的方式定形，以限定互补特征331和内部通路特征98的选定形状。

在一些实施例中，在将内芯材料326设置在中空结构320内之前定形中空结构320以限定互补特征331的选定形状减少了与在形成带护套芯310之后形成互补特征331相关的潜在问题。例如，内芯材料326是相对脆的陶瓷材料，使得通过加工或以其他方式直接操纵带护套芯310来形成互补特征331，将呈现出相对高的破裂、开裂和/或对内芯324的其他破坏的风险。因此，在将内芯材料326设置在中空结构320内之前定形中空结构320来限定互补特征331的选定形状便于与内部通路82一体地形成内部通路特征98，同时减少或消除与内芯324相关的易碎性问题。

在某些实施例中，具有(i)沿其长度的非线性形状和(ii)定形为限定至少一个内部通路特征98的内部部分360中的至少一者的中空结构320是使用适当的管压机(未示出)由直管319形成的。例如，硬模构造成压弯直管319以匹配内部通路82的预先选择的非线性形状，且硬模表面包括凸起，该凸起构造成在中空结构320上基本上同时地形成预先选择模型的凹痕340。在一些此类实施例中，直管319为标准或商业成品物件，从而降低中空结构320的制造成本。此外，在一些此类实施例中，一个步骤的压弯制造还便于中空结构320的制造的提高速度和降低成本。在备选实施例中，任何适当的管弯曲过程和/或内部部分形成过程，包括多步骤过程，用于由直管319形成中空结构320。

此外，在一些此类实施例中，压弯过程构造成使直管319的至少一部分的圆形截面周界选择性地变形成中空结构320的至少一部分的选定非圆形截面周界。例如，在一些实施例中，冲压硬模构造成使直管319的圆形截面周界塑性地变形成中空结构320的卵形截面周界。在一些实施例中，该卵形截面周界提供带护套芯310相对于模具组件300的适当定向的视觉指示，以形成模具组件301(图3中所示)。此外，在一些实施例中，内部通路82的对应的预先选择的卵形截面周界提供了转子叶片70的后缘86附近的改善的冷却性能。

在备选实施例中，中空结构320通过将多个纵向节段(未示出)联接在一起来形成为选定非线性形状，其中，各节段诸如由相应的直管319独立地预成型，以限定内部通路82的对应节段的内部通路特征98的形状和/或预先选择的模型。在其他备选实施例中，中空结构320通过沿纵向接缝(未示出)将适当的多个纵向地延伸的局部周界区段(如，一对半周界区段)联接在一起而形成为具有选定非圆形截面周界，其中，各局部周界区段诸如由相应的金属板坯料(未示出)预成型，以限定内部通路82的非圆形截面周界和/或内部通路特征98的预先选择的模型。在其他备选实施例中，包括组合或多步骤过程的任何适当制造过程用于形成中空结构320，中空结构320具有内部通路特征98的非线性形状和/或非圆形截面和/或选定模型。

另外举例来说，图8为另一个示范构件80的一部分的示意性透视图，其包括具有非圆形截面周界的内部通路82。图9为用于与模具组件301一起使用来形成具有如图8中所示的内部通路82的构件80的另一个示范带护套芯310的示意性透视剖开视图。具体而言，中空结构320的一部分在图9的视图中被剖开来示出内芯324的特征。

参看图8和9，在示范实施例中，构件80为转子叶片70和定子导叶72中的一者，且内部通路82在后缘86附近限定在构件80中。更具体而言，内部通路82由构件80的内部壁100限定，以具有与后缘86的锥形几何形状对应的特定截面周界。内部通路特征98沿内部通路82的相对的细长边缘110限定，以作用为湍流件，且从内部壁100朝内部通路82的中心向内延伸。尽管内部通路特征98示为各自横向于内部通路82轴向方向的细长凸脊的重复模型，但应当理解的是，在备选实施例中，内部通路特征98具有允许内部通路82作用以用于其预期目的的任何适当的形状、定向、和/或模型。

如上所述，内芯324的外部表面332和互补特征331的形状限定内部通路82的内部壁100和内部通路特征98的形状。更具体而言，内芯324具有与内部通路82的特定截面周界对应的细长、锥形截面周界。互补特征331实现为凹入特征334。在示范实施例中，凹入特征334限定为在外部表面332的相对细长侧346中的细长缺口352，且具有如上所述的与内部通路特征98的形状互补的形状。在备选实施例中，构件80具有任何适当的几何形状，且内芯324定形为形成具有适当地对应于构件80几何形状的任何适当形状的内部通路82。

在某些实施例中，中空结构320在如上所述的适当的压弯过程中预成型，以在将内芯材料326设置在中空结构320内之前，使直管319(图7中所示)的至少一部分的圆形截面周界选择性地变形为中空结构320的选定非圆形截面周界。更具体而言，中空结构320的非圆形截面周界被选择成限定内芯324的外部表面332的对应形状，且因此限定内部通路82的选定特定截面周界。此外，压弯过程使中空结构320的内部部分360定形，来限定内部通路特征98。更具体而言，压弯过程使直管319在多个部位处缩口来限定中空结构320的外壁380中的多个凹痕340，且各凹痕340当用内芯材料326填充中空结构320时限定内芯324的对应缺口352。在备选实施例中，中空结构320以允许中空结构320如本文所述地起作用的任何适当的方式形成。

图10为用于与模具组件301(图3中所示)一起使用的带护套芯310的三个附加实施例的示意性透视剖开视图。在各实施例中，带护套芯310由具有内部部分360的中空结构320形成，内部部分360定形为限定内部通路82(图2中所示)的至少一个内部通路特征98。具体而言，内部部分360定形为限定内芯324的至少一个互补的特征331。在图10中的左侧示出的第一实施例中，中空结构320的内部部分360定形为限定内部通路82内的尖锐边缘凸肩型湍流件。对应地，内部部分360定形为当将内芯材料326加至中空结构320时将内芯324的互补特征331限定为尖锐边缘凸肩结构335。在图10中的中间示出的第二实施例中，中空结构320的内部部分360定形为限定内部通路82内的光滑边缘凸肩型湍流件。对应地，内部部分360定形为当将内芯材料326加至中空结构320时将互补特征331限定为光滑边缘凸肩结构337。在图10中的右侧示出的第三实施例中，中空结构320的内部部分360定形为限定沿内部通路82的来复线凹槽。对应地，内部部分360定形为当将内芯材料326加至中空结构320时将内芯324的互补特征331限定为来复线凹槽结构339。

在某些实施例中，中空结构320使用适当的添加制造过程形成。例如，中空结构320从第一端362延伸至相反的第二端364，且将包括内部部分360结构的中空结构320的计算机设计模型切片成在第一端362与第二端364之间的一系列薄的平行平面。计算机数字控制(CNC)机器根据模型切片来从第一端362至第二端364沉积第一材料322的连续层，以形成中空结构320。三个此类代表性的层表示为层366、368和370。在一些实施例中，第一材料322的连续层是使用直接金属激光熔化(DMLM)过程、直接金属激光烧结(DMLS)过程、和选择性激光烧结(SLS)过程中的至少一者来沉积的。此外或作为备选，第一材料322的连续层是使用允许中空结构320如本文所述地形成的任何适当过程沉积的。

在一些实施例中，通过添加制造过程形成中空结构320允许中空结构320的内部部分360形成为具有不能够通过将内部部分360的结构加至预成型的直管319(图7中所示)而实现的结构复杂性、精确性和/或可重复性。因此，通过添加制造过程形成中空结构320允许内芯324的互补特征331且因此内部通路82的内部通路特征98的具有对应地提高的结构复杂性、精确性、和/或可重复性的定形。此外或作为备选，添加制造过程期间的中空结构320内部部分360的形成允许在沿内部通路82的部位处的不可在构件80在模具300中的最初形成之后在单独的过程中可靠地加至内部通路82的内部通路特征98的随后的互补形成，如上所述。

作为备选，在一些实施例中，中空结构320通过将至少一个凸出区域344加至最初直的管(如，直管319(图7中所示))来至少部分地形成。例如，但不作为限制，该至少一个凸出区域344由中空结构320的机械柱塞扩张(mechanical ram expansion)和液压成型中的一者形成。凸出区域344定形中空结构320的内部部分360，来将内芯324的至少一个互补特征331限定为至少一个凸出特征343。例如，在实施例中，在将内芯材料326加至中空结构320时，在图10中的中间实施例中示出的光滑边缘凸肩结构337形成为与凸出区域344互补的凸出特征343。凸出特征343定形为限定大体上凹入的通路壁特征98。例如，实现为光滑边缘凸肩结构337的凸出特征343互补地定形来限定内部通路82内的光滑边缘凸肩型湍流件。作为备选，凸出特征344定形为使得中空结构320的内部部分360限定允许内部通路82如本文所述地起作用的任何适当通路壁特征98。

图11为中空结构320的另一个示范实施例的示意性截面侧视图，该中空结构320用于形成用于与模具组件301(图3中所示)一起使用的带护套芯310。图12为沿12-12线截取的图11中所示的中空结构320的实施例的示意性前部截面视图。如上所述，中空结构320具有外壁380，外壁380构造成沿中空结构320的长度包围内芯324(图4中所示)。在所示实施例中，外壁380限定中空结构320的大体上恒定的矩形截面周界。在备选实施例中，外壁380限定允许带护套芯310如本文所述地起作用的任何适当截面周界。

在某些实施例中，中空结构320的内部部分360限定百叶窗结构(louverstructure)371，百叶窗结构371定形为限定内部通路82(图2中所示)的百叶窗形内部通路特征98。例如，在所示实施例中，内部部分360限定多个倾斜地设置的卷折面372，卷折面372各自从多个峰374中的一个延伸至多个谷376中的一个。峰374和谷376限定在中空结构320的相对侧上，使得各峰374和各谷376位于中空结构320的外壁380附近。

在示范实施例中，各回转面372包括多个百叶窗378。在某些实施例中，内部通路82(图2中所示)用于冷却目的，且百叶窗378适当地布置成使得由此限定的对应百叶窗形内部通路特征98便于用于内部通路82内的流体的选定流动特征。例如，在所示实施例中，各卷折面372上的百叶窗378间隔开且成角度，使得由此限定的对应的百叶窗形内部通路特征98便于薄膜会聚/发散层流对流，同时将穿过内部通路82的压力损失维持在可接受范围内。在备选实施例中，卷折面372各自具有允许中空结构320如本文所述地起作用的任何适当结构。

在某些实施例中，中空结构320又使用适当的添加制造过程形成，其中例如，CNC机器从第一端362至第二端364沉积第一材料322的连续层来形成中空结构320。更具体而言，CNC机器沉积第一材料322的连续层，以同时形成外壁380和内部部分360的各连续层，诸如，代表层366。如上所述，使用适当的添加制造过程形成中空结构320允许以使用其他方法不能够实现的结构复杂性、精确性和/或可重复性来形成中空结构320的内部部分360。例如，在一些实施例中，使用适当的添加制造过程形成中空结构320允许中空结构320的内部部分360按照适合用作内部通路82中的内部通路特征98的规模的限定用于热传递应用的多种适当百叶窗构造中的任一种。在备选实施例中，中空结构320使用允许中空结构320如本文所述地起作用的任何适当过程形成。

如上所述，带护套芯310是通过将内芯材料326沉积在中空结构320内，使得内芯324由中空结构320的内部部分360互补地定形而形成的。具体而言，内部部分360将内芯324的互补特征331限定为内部部分360的百叶窗结构371的互补部分或“负像”。随后，在模具300中形成构件80期间，熔化的构件材料78从中空结构320，包括从内部部分360，至少部分地吸收第一材料322。例如，内部部分360由第一材料322和/或与构件材料78相容的另一适当材料形成，且内部部分360在外壁380至少部分地被吸收之后通过峰374和谷376经历与构件材料78的吸收性接触。熔化构件材料78相对于内芯324的互补特征331联接，以形成百叶窗形内部通路特征98，百叶窗形内部通路特征98与中空结构320的内部部分360的百叶窗结构371基本上相同地定形。

参看图5-12，尽管所示实施例示出了如下中空结构320的内部部分360，该中空结构320的内部部分360构造成将内芯324的互补特征331限定为凹入特征334、凹座印记333、尖锐边缘凸肩结构335、光滑边缘凸肩结构337、来复线凹槽结构339和百叶窗结构371的互补部分来限定内部通路特征98的形状，但将理解的是，本公开构想如下中空结构320的内部部分360，该中空结构320的内部部分360构造成限定具有允许内芯324如本文所述地起作用的任何适当的附加或备选形状的互补特征331。此外，尽管所示实施例示出了中空结构320的内部部分360的构造成将内芯324限定为具有为基本上相同的重复形状的互补特征331的各实施例，但应当理解的是，本公开构想中空结构320的内部部分360，该中空结构320的内部部分360构造成限定具有允许内芯324如本文所述地起作用的不同形状互补特征331的任何适当组合的内芯324。

进一步参看图5-12，尽管所示实施例将内芯324示为具有大体上圆形、卵形、锥形或矩形的截面周界，但应当理解的是，内芯324具有允许内芯324如本文所述地起作用的任何适当的附加或备选的截面周界。此外，尽管所示实施例将内芯324的各实施例示为具有沿其长度的截面周界的大体上恒定的模型，但应当理解的是内芯324具有允许内芯324如本文所述地起作用的沿其长度的截面周界方面的任何适当变化。

在图13和14中的流程图中示出了形成具有限定在其中的内部通路(如内部通路82)的构件(如构件80)的示范方法1300。还参看图1-12，示范方法1300包括相对于模具(如模具300)定位1302带护套芯(如带护套芯310)。模具限定其中的腔，如模具腔304。带护套芯包括中空结构，如中空结构320，其包括内部部分如内部部分360，该内部部分定形为限定内部通路的至少一个内部通路特征，如，内部通路特征98。带护套芯还包括内芯如内芯324，内芯设置在中空结构内且由中空结构的内部部分互补地定形。方法1300还包括将熔融状态下的构件材料如构件材料78引入1304腔中来形成构件，使得内芯限定内部通路，该内部通路包括限定在其中的至少一个内部通路特征。

在某些实施例中，方法1300还包括在将内芯材料设置在中空结构内之前，预成型1306中空结构的内部部分，使得内部部分定形为限定该至少一个内部通路特征的选定形状。在一些此类实施例中，预成型1306中空结构的内部部分的步骤包括在多个部位处使中空结构缩口1308来限定多个凹痕，如凹痕340。凹痕定形为在形成构件时限定该至少一个内部通路特征。此外或作为备选，预成型1306中空结构的内部部分的步骤包括使用1310适当的管压机。在一些此类实施例中，使用1310管压机的步骤还包括弯曲1312中空结构来匹配内部通路的预先选择的非线性形状。此外或作为备选，使用1310管压机的步骤还包括形成1314与内部通路的至少一部分的选定非圆形截面周界对应的中空结构的至少一部分的非圆形截面周界。

在一些实施例中，预成型1306中空结构的内部部分的步骤包括利用添加制造过程形成1316中空结构。在一些此类实施例中，形成1316中空结构内部部分的步骤包括使用1318直接金属激光熔化(DMLM)过程、直接金属激光烧结(DMLS)过程、和选择性激光烧结(SLS)过程中的至少一者。

在某些实施例中，定位1302带护套芯的步骤包括定位1320如下带护套芯，该带护套芯包括限定在中空结构上且定形成将该至少一个内部通路特征限定为多个凸脊(如，由凹入特征334限定的那些)的多个凹痕如凹痕340。此外或作为备选，定位1302带护套芯的步骤包括定位1322如下带护套芯，该带护套芯包括限定在中空结构上且定形为将该至少一个内部通路特征限定为多个凹座(如由凹座印记333形成的凹座)的多个凹痕(如凹痕340)。此外或作为备选，定位1302带护套芯的步骤包括定位1324如下带护套芯，该带护套芯包括中空结构的内部部分，该中空结构的内部部分定形为将至少一个内部通路特征限定为尖锐边缘凸肩、光滑边缘凸肩、和来复线凹槽中的至少一者，诸如，分别由尖锐边缘凸肩结构335、光滑边缘凸肩结构337、和来复线凹槽结构339限定的那些。

在一些实施例中，定位1302带护套芯的步骤包括定位1326如下带护套芯，该带护套芯包括中空结构的内部部分，该中空结构的内部部分定形为将该至少一个内部通路特征限定为至少一个百叶窗形内部通路特征，诸如由百叶窗结构371限定的一者。在一些此类实施例中，定位1302带护套芯的步骤包括定位1328如下带护套芯，该带护套芯包括限定多个倾斜地设置的卷折面(如卷折面372)的内部部分。各卷折面包括多个百叶窗，如百叶窗378。此外，在一些此类实施例中，定位1302带护套芯的步骤包括定位1330如下带护套芯，该带护套芯包括内部部分，该内部部分限定从百叶窗结构的多个峰中的一个延伸到多个谷中的一个(如峰374和谷376)的各卷折面。峰和谷限定在中空结构的相对侧上，使得峰和谷中的各个位于中空结构的外壁(如外壁380)附近。

在某些实施例中，定位1302带护套芯的步骤包括定位1332如下带护套芯，该如下带护套芯包括中空结构的内部部分，该内部部分定形为限定内芯的至少一个互补特征，诸如至少一个互补特征331。内芯的该至少一个互补特征相对于熔融状态下的构件材料联接，以定形至少一个内部通路特征。

上述带护套芯提供了用于形成包括限定在其中的具有内部通路特征的内部通路的构件的成本效益合算的方法，同时减少或消除与芯相关的易碎性问题。具体而言，带护套芯包括内芯，该内芯定位在模具腔内来限定构件内的内部通路的位置，且还包括内芯设置在其内的中空结构。内芯由中空结构的内部部分互补地定形，使得内芯限定内部通路内的至少一个内部通路特征。具体而言，但不作为限制，本文所述的带护套芯和方法允许在具有非线性和/或复杂形状并且/或者特征为高L/d比的内部通路内的任何位置处可靠且可重复地形成内部通路特征。另外，具体而言，中空结构由能够由被引入模具腔中来形成构件的熔融构件材料至少部分地吸收的材料形成。因此，中空结构的使用不干扰构件的结构或性能特征，且不干扰随后从构件移除内芯材料来形成内部通路。

此外，本文所述的带护套芯提供了成本效益合算且高准确性的方法，以在内部通路中一体地形成具有增加的细节和/或复杂性的内部通路特征。具体而言，在一些实施例中，中空结构增强内芯，使得降低了与内芯的互补特征形成的几何形状相关的应力集中附近的内芯开裂的风险。此外或作为备选，预成型中空结构来限定内芯的能力便于将互补特征加至内芯，而不加工内芯，因此避免了使芯开裂或破坏的风险。

本文所述的方法、系统和设备的示范技术效果包括以下中的至少一者：(a) 减少或消除与在形成具有限定在其中的内部通路的构件时使用的芯的形成、处理、运输和/或储存相关的易碎性问题，该内部通路具有内部通路特征；(b) 在内部通路(甚至具有非线性和/或复杂形状并且/或者特征为高L/d比的那些)内的任何部位处可靠且可重复地形成内部通路特征的能力；和(c) 减少或消除与互补地限定构件中的内部通路的芯的特征相关的易碎性问题。

上文详细描述了带护套芯的示范实施例。带护套芯和使用此种带护套芯的方法和系统不限于本文所述的特定实施例，而相反，系统的构件和/或方法的步骤可与本文所述的其他构件和/或步骤独立地且分开地使用。例如，示范实施例可与目前构造成在模具组件内使用芯的许多其他应用结合地实现和使用。

尽管本公开的各种实施例的特定特征可在一些图中示出且在其他图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，可与任何其他图的任何特征组合地参照和/或要求保护附图的任何特征。

本书面描述使用了实例来公开实施例，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施实施例，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本公开的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其他实例。如果此类其他实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其他实例在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种形成具有限定在其中的内部通路的构件的方法，所述方法包括：

相对于模具定位带护套芯，其中，所述带护套芯包括：

中空结构，其包括内部部分，所述内部部分定形为限定所述内部通路的至少一个内部通路特征；和

内芯，其设置在所述中空结构内，且由所述中空结构的内部部分互补地定形；和

将熔融状态下的构件材料引入所述模具的腔中来形成所述构件，使得所述内芯限定包括限定在其中的所述至少一个内部通路特征的所述内部通路。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括，在将内芯材料设置在所述中空结构内之前，预成型所述中空结构的内部部分，使得所述内部部分定形为限定所述至少一个内部通路特征的选定形状。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括在多个部位处使所述中空结构缩口以限定多个凹痕，所述凹痕定形为当所述构件形成时限定所述至少一个内部通路特征。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括使用管压机。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述使用管压机还包括弯曲所述中空结构来匹配所述内部通路的预先选择的非线性形状。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述使用管压机还包括形成与所述内部通路的至少一部分的选定非圆形截面周界对应的所述中空结构的至少一部分的非圆形截面周界。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预成型所述中空结构的内部部分包括使用添加制造过程形成所述中空结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述形成所述中空结构包括使用直接金属激光熔化(DMLM)过程、直接金属激光烧结(DMLS)过程、和选择性激光烧结(SLS)过程中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括限定在所述中空结构上的多个凹痕的所述带护套芯，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凸脊。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述定位所述带护套芯包括定位包括限定在所述中空结构上的多个凹痕的所述带护套芯，所述凹痕定形为将所述至少一个内部通路特征限定为多个凹座。