CN106917083A - 具有密封槽的涡轮构件和用于制造它的添加式制造工艺 - Google Patents

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Abstract

一种在具有密封槽(30)的涡轮构件中形成结构的方法，所述槽(30)包括壁(34,36)，壁在其之间限定开口，所述方法包括利用添加式制造工艺在壁上形成颈部结构(46)的步骤，从而减小所述开口的尺寸。

Description

具有密封槽的涡轮构件和用于制造它的添加式制造工艺
技术领域
本发明涉及用于减小涡轮构件之间泄漏的密封件，更具体地说，涉及喷嘴段中具有复杂剖面的密封槽和用于制造这种密封槽的添加式制造工艺。
背景技术
燃气涡轮发动机构件例如涡轮喷嘴通常配置为一圈并排的部段。在相邻部段之间的间隙处的泄漏导致航空发动机的低效率是已知的。减少这种泄漏的传统途径包括安装密封槽和花键，它们经过定位，从而阻塞或阻碍部段之间的泄漏路径。在这点上，各个部段具有边缘，其具有成形于里面的花键槽。两个相邻部段的相邻花键槽配置为用于接收同一花键的相反侧面。通过这种方式，沿着两个相邻部段之间的间隙的泄漏路径被协同接合的花键和花键槽减少。
传统的花键槽配置为用于接收花键，并且在这点上通常配置为大体U形的通道。一些传统的花键槽具有平行的侧面，其间隔开预定的宽度。相对应的花键经过配置，使得它们比这个宽度更窄，从而可使花键容纳在花键槽中。
传统的花键槽和花键的一个问题是泄漏发生在基本平行的花键和相邻的花键槽壁之间所限定的路径上。
传统的花键槽和用于形成它们的方法的另一问题是在额外结构的后面保留盲孔通路区域的能力不能被铸造工艺所适应，并且需要极端机械加工措施，从而导致高度变化的结果。
传统花键槽和花键配置的另一问题是花键可能无意中从花键槽中除去。
发明内容
至少其中一个前述问题通过一种花键槽来解决，其具有从花键槽的底部至顶部而变化的横截面轮廓。
根据本发明的一个方面，其提供了一种在具有密封槽的涡轮构件中形成密封结构的方法。密封槽包括壁，壁在其之间限定开口。该方法包括利用添加式制造工艺在至少其中一个壁上形成颈部结构，从而减小开口的尺寸。
根据本发明的另一方面，其提供了一种与花键密封件连续地在具有密封槽的涡轮构件中形成密封结构的方法。槽包括壁，壁在其之间限定开口且限定至少定位在开口中的花键密封件的一部分。该方法包括利用添加式制造工艺在至少其中一个壁上形成颈部结构，从而减小开口的尺寸，并形成定位在开口中的花键密封件。
根据本发明的又一方面，其提供了一种用于燃气涡轮发动机的密封装置。密封装置包括具有密封槽的构件，槽包括间隔开的侧壁，侧壁在其之间限定开口。花键密封件设置在密封槽中，花键密封件具有扩大的部分，其具有预定的第一尺寸。密封装置还包括密封槽的捕获元件，其限定比第一尺寸更小的第二尺寸，从而将密封件捕获在密封槽中。
技术方案1. 一种在具有密封槽的涡轮构件中形成密封结构的方法，所述槽包括壁，所述壁在其之间限定开口，所述方法包括利用添加式制造工艺在所述壁中的至少一个上形成颈部结构，从而减小所述开口的尺寸。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，还包括定位涡轮构件，使得粉末可包含在密封槽中；添加粉末于所述密封槽中，直至粉末相对于所述壁处于预定的水平；并选择性地熔化最上层粉末的一部分。
技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，还包括在所述最上层粉末上沉淀附加粉末层；并使附加粉末层中的至少一些熔化于前层的熔化区域的至少一部分上。
技术方案4. 根据技术方案3所述的方法，其特征在于，还包括使粉末层的一部分熔化于所述壁中的至少一个上。
技术方案5. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，还包括循环地重复沉淀和熔化的步骤，从而以逐层方式建造所述结构。
技术方案6. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述结构是附连在所述槽的壁上的肋。
技术方案7. 根据技术方案5所述的方法，其特征在于，还包括在重启动重复沉淀和熔化步骤的循环之前添加至少一个未熔化的层，从而建造与所述第一结构间隔开的另一结构。
技术方案8. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述涡轮构件包括金属合金。
技术方案9. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述粉末包括金属合金。
技术方案10. 一种与花键密封件连续地在具有密封槽的涡轮构件中形成密封结构的方法，所述槽包括壁，所述壁在其之间限定开口，并且所述花键密封件的至少一部分定位在所述开口中，所述方法包括利用添加式制造工艺在壁中的至少一个上形成颈部结构，从而减小所述开口的尺寸，并形成定位在所述开口中的花键密封件。
技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其特征在于，还包括定位涡轮构件，使得粉末可被所述密封槽包含；沉淀粉末于所述密封槽中，直至粉末处于所述花键密封件的第一末端的预定位置；并熔化所述花键密封件的区域中的粉末，同时使不在所述花键密封件的区域中的粉末未被熔化。
技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，其特征在于，还包括重复沉淀和熔化步骤，直至形成所述花键密封件的固持末端；并继续重复沉淀和熔化步骤，以便限定间隔开的熔化区域，使得所述花键密封件的部分和所述颈部结构的部分同时成形。
技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述构件包括金属合金。
技术方案14. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述粉末包括金属合金。
技术方案15. 一种用于燃气涡轮发动机的密封装置，包括：
具有密封槽的构件，所述槽包括间隔开的侧壁，所述侧壁在其之间限定开口；
设置在所述密封槽中的花键密封件，所述花键密封件具有扩大的部分，其具有预定的第一尺寸；和
所述密封槽的捕获元件，其限定比所述第一尺寸更小的第二尺寸，从而将所述密封件捕获在所述密封槽中。
技术方案16. 根据技术方案15所述的用于燃气涡轮发动机的密封装置，其特征在于，所述捕获元件和所述花键密封件的扩大部分的尺寸使得当所述捕获元件就位时，所述花键密封件的扩大部分不能被引进所述密封槽中。
技术方案17. 根据技术方案15所述的装置，其特征在于，所述构件包括金属合金。
技术方案18. 根据技术方案15所述的装置，其特征在于，所述花键密封件包括金属合金。
附图说明
通过参照结合附图所做的以下描述可最佳地理解本发明，其中：
图1是两个喷嘴段的透视图，其共同形成了密封装置；
图2是图1的分解透视图；
图3是图1中所示的装置沿着线3-3得到的局部视图。
图4是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图5是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图6是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图7是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图8是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图9是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图10是图3中所示装置的另一实施例的局部横截面图；
图11是两个喷嘴段的透视图，其共同形成了密封装置；
图12是图11中所示的装置沿着线13-13得到的局部横截面图。
图13是图11中所示的装置沿着线13-13得到的局部横截面图。
图14是涡轮构件的一部分的示意图；
图15是图15的涡轮构件的一部分的示意图，其显示应用了粘合剂；
图16是涡轮构件的一部分和图15的粘合剂层的示意图，其显示应用了粉末；且
图17是图17的涡轮构件的一部分的示意图，其显示熔化的粉末；
部件列表：
10密封组件
20喷嘴段
22内带
23外带
24翼型件
25内侧表面
27外侧表面
29端面
30花键槽
32底部
34内侧壁
36外侧壁
42缘边
44肋
46颈部
50第二喷嘴段
52内带
53外带
54翼型件
55内侧表面
57外侧表面
59端面
60花键槽
62底部
64内侧壁
66外侧壁
74肋
76颈部
80花键密封件
82第一末端
84第二末端
88本体区段
110密封装置
123外带
130槽
134内侧壁
136外侧壁
144两个肋
153外带
180花键密封件
182第一末端
184第二末端
188本体区段
310密封装置
323外带
330花键槽
334内侧壁
336外侧壁
342缘边
344肋
346第一颈部
347第二颈部
353第二外带
360花键槽
364内侧壁
366外侧壁
375肋
376第一颈部
377第二颈部
380花键
382第一末端
384第二末端
388本体
410装置
423第一外带
430花键槽
432底部
434内侧壁
436外侧壁
442缘边
453第二外带
453外带
460花键槽
462底部
464内侧壁
466外侧壁
472缘边
476颈部
480花键
510密封装置
523第一外带
530花键槽
532底部
533块状部分
534内侧壁
535块状部分
536外侧壁
542缘边
546颈部
553第二外带
553外带
560花键槽
562底部
563块状部分
564内侧壁
565块状部分
566外侧壁
572缘边
576颈部
580花键
610密封装置
610密封组件
623第一外带
630花键槽
632底部
634内侧壁
636外侧壁
642缘边
643平坦部
644肋
646颈部
653第二外带
653外带
660花键槽
662底部
664内侧壁
666外侧壁
672缘边
673平坦部
674肋
676颈部
680花键密封件
682第一末端
684第二末端
688本体区段
710密封装置
723第一外带
730花键槽
732底部
734内侧壁
744肋
746颈部
746颈部
753第二外带
760花键槽
763外侧壁
774肋
776颈部
780花键
782末端
784第二末端
788本体
910密封装置
923第一外带
923第一外带
930花键槽
932底部
934内侧壁
936外侧壁
937护面层
939凹口
941护面层
941凹口
942缘边
943凹口
953第二外带
960花键槽
962底部
964内侧壁
966外侧壁
974肋
976颈部
980花键密封件
982第一末端
984第二末端
986本体
1010密封组件
1023第一外带
1023第一外带
1030花键槽
1032底部
1034内侧壁
1036外侧壁
1053第二外带
1053第二外带
1060花键槽
1062底部
1064内侧壁
1066外侧壁
1072缘边
1080花键
1082第一末端
1084第二末端
1088本体
1088突出部
1088花键
1091第一末端壁
1092第二末端壁
1094第一唇部
1094凹部
1094块
1096第二唇部
1096块状件
1097凹部
1098第二凹部。
具体实施方式
参照附图，其中相同的标号指示遍及各种视图相同的元件，图1-3显示了一种典型的密封装置10。
密封装置10配置为用于减少穿过第一喷嘴段20和第二喷嘴段50之间间隙的泄漏。应该注意的是，喷嘴段20和50仅仅用作示例。这里所述的原理可应用于其之间装配了花键密封件的任一组涡轮构件。
第一喷嘴段20包括内带22，其通过翼型件24连接在外带23上。外带23具有内侧表面25和外侧表面27。外带23的端面29定位在内侧表面25和外侧表面27之间。
现在参照图1-3，花键槽30被限定在外带23中，并从端面29向内延伸，且配置为用于接收花键密封件80。花键槽30被限定在外带23中，使得花键槽30被底部32、内侧壁34和外侧壁36所限定。两个端壁(未显示)定位在彼此相对的位置，并从底部32沿着内侧壁34和外侧壁36延伸至端面29。内侧壁34、第二壁36和端壁从底部32延伸至端面29处的缘边42上。
现在参照图3，内侧壁34和外侧壁36在底部32附近间隔开第一距离D'。肋44成形于内侧壁34和外侧壁36中的至少一个上，使得肋44限定一个表面，其远离大体由相应的壁所限定的平面而延伸。
在所示的示例中，肋44具有凸起的弯曲横截面形状；例如横截面可为半圆形的。在完整的构件中，肋44与密封槽30的剩余部分为集成、一体或单一的整体，但可相对密封槽30的剩余部分独立地成形，如虚线所示。如下面将进一步详细所述，肋44可利用添加式制造工艺来形成。
肋44限定花键槽30中的颈部46，使得在内侧壁34和外侧壁36之间的最短距离在颈部46处比底部32附近的最短距离更为狭窄。在内侧壁34和外侧壁36之间的最短距离在颈部46处是第二距离D''。第二距离D''比第一距离D'更短。换句话说，在端面29附近，花键槽30在肋44所限定的颈部46处比其在底部32处更为狭窄。
现在参照图1和图2，第二喷嘴段50包括内带52，其通过翼型件54连接到外带53上。外带53具有内侧表面55和外侧表面57。外带53的端面59定位在内侧表面55和外侧表面57之间。
现在参照图1-3，花键槽60被限定在外带50中，并从端面59向内延伸。花键槽60配置为用于接收花键密封件80。花键槽60被限定在外带53中，使得花键槽60被底部62、内侧壁64和外侧壁66所限定。两个端壁定位在彼此相对的位置，并从底部62沿着内侧壁64和外侧壁66延伸至端面59。内侧壁64和外侧壁66及端壁从底部62延伸至端面59处的缘边42上。
现在参照图3，内侧壁64和外侧壁66在底部62附近间隔开第一距离D'。肋74成形于至少内侧壁64和外侧壁66的其中一个上，使得肋74限定一个表面，其远离大体由相应的壁所限定的平面而延伸。
在所示的示例中，肋74具有凸起的弯曲横截面形状；例如横截面可为半圆形的。在完整的构件中，肋74是与密封槽60的剩余部分集成、一体或单一的整体，但可相对密封槽60的剩余部分独立地成形，如虚线所示。如下面将进一步详细所述，肋74可利用添加式制造工艺来形成。
肋74限定花键槽60中的颈部76，使得在内侧壁64和外侧壁66之间的最短距离在颈部46处比底部62附近的最短距离更为狭窄。在内侧壁64和外侧壁66之间的最短距离在颈部76处是第二距离D''。第二距离D''比第一距离D'更短。换句话说，在端面29附近，花键槽60在肋74所限定的颈部76处比其在底部62处更为狭窄。
现在参照如图3中所示的花键密封件80，花键密封件80的横截面大体是矩形，并且包括第一末端82和第二末端84。花键密封件80具有定位在第一末端82和第二末端84之间的本体区段88。本体区段88具有宽度B，并且宽度B小于第二距离D''。结果，本体区段88配置为用于以任何深度容纳在花键槽30中。
应该注意的是，肋44用来限制和约束在花键密封件80和内侧壁34、外侧壁36、花键槽30的底部32之间的间隙所形成的泄漏路径。类似地，肋74用来限制和约束在花键密封件80和内侧壁64、外侧壁66、花键槽30的底部62之间的间隙所形成的泄漏路径。在这点上，在花键密封件80和花键槽30及花键槽60之间更窄的空间减少了泄漏。
下面将描述上面论述的装置相关联的若干种备选结构。应该注意的是，具体备选的密封装置的元件可从密封组件10的元件的细节描述中加以理解，其具有处于不同的100级数的相似的数字。换句话说，除非指明，否则具有仅仅在100级数上不同的相似标号的元件表示基本相似的结构。
现在参照图4，其显示了备选密封装置110。备选密封装置110包括外带123和外带153。外带123包括槽130，其配置为用于接收花键密封件180的一个末端。外带153包括花键槽160，并且配置为用于接收花键密封件180的另一末端。两个肋144成形于花键槽130的内侧壁134和外侧壁136上。花键180的横截面大体是矩形，并包括第一末端182和第二末端184。花键180具有定位在第一末端182和第二末端184之间的本体区段188。本体区段188具有宽度B，并且宽度B小于第二距离D''，因而本体区段188配置为用于以任何深度容纳在花键槽130中。
然而，第一末端182远离本体区段188而延伸，使得第一末端182具有宽度R，并且宽度R大于第二距离D''，但小于第一距离D'。第一末端182可被认为是"固持区段"。在这点上，第一末端182配置为用于容纳在颈部146和花键槽130的底部132之间。
花键槽130和花键180经过配置，使得当花键180定位在花键槽130中，花键180的第一末端182位于花键槽130的颈部146和花键槽130的底部132之间时，通过颈部146将阻碍花键180从花键槽130中除去。换句话说，花键180可被认为“捕获”在槽130中。
现在参照图5，另一备选密封装置310包括第一外带323和第二外带353。第一外带323包括花键槽330。花键槽330包括第一颈部346和第二颈部347及缘边342。第一颈部346由两个相反的肋344形成，其中一个从内侧壁334延伸，并且另一个从外侧壁336延伸。第二颈部347由两个相反的肋345来限定，其中一个从内侧壁334延伸，并且另一个从外侧壁336延伸。第二颈部347与第一颈部346间隔开，并定位在缘边342和第一颈部346之间。
花键槽360被限定在第二外带353中，并包括第一颈部376和第二颈部377。第一颈部376由两个相反的肋374形成，其中一个从内侧壁364延伸，并且另一个从外侧壁366延伸。第二颈部377由两个相反的肋375来限定，其中一个从内侧壁364延伸，并且另一个从外侧壁366延伸。如图5中所示，第二颈部377与第一颈部376间隔开。
在这点上，提供了花键380。花键380具有第一末端382和第二末端384。本体388定位在第一末端382和第二末端384之间。第一末端382被定制尺寸，使其配置为用于容纳在第一外带323的花键槽330中，使得本体346穿过第一外带323的颈部346和347。类似地，花键380的第二末端384被定制尺寸，使其配置为用于穿过第二外带353的花键槽360的颈部376和377。
在图6所示的另一备选密封装置410中，提供了第一外带423和第二外带453。花键槽430被限定在第一外带423中。花键槽430包括底部432和内侧壁434及外侧壁436。花键槽430经过配置，使得内侧壁434和外侧壁436相对于底部432彼此相向倾斜，使得在缘边442处跨花键槽430的最小距离比在底部432处跨花键槽430的最小距离更短。在这点上，内侧壁434和外侧壁436相对于底部432彼此相向倾斜，使得颈部446成形于缘边442处。
继续参照图6，第二外带453包括花键槽460。花键槽460包括底部462和内侧壁464及外侧壁466。花键槽460经过配置，使得内侧壁464和外侧壁466相对于底部462彼此相向倾斜，使得在缘边472处跨花键槽460的最小距离比在底部460处跨花键槽462的最小距离更短。在这点上，内侧壁464和外侧壁466相对于底部462彼此相向倾斜，使得颈部476成形于缘边472处。花键槽430和460配置为用于接收花键480的相反末端，如图6中所示。
在图7所示的另一备选密封装置510中，提供了第一外带523和第二外带553。花键槽530被限定在第一外带523中。花键槽530包括底部532和内侧壁534及外侧壁536。花键槽530经过配置，使得内侧壁534和外侧壁536相对于底部532彼此相向倾斜，使得在缘边542处跨花键槽530的最小距离比在底部530处跨花键槽532的最小距离更短。在这点上，内侧壁534和外侧壁536相对于底部532彼此相向倾斜。内侧壁534包括定位在缘边542附近的块状部分533，并且外侧壁536包括也定位在缘边542附近的块状部分535。块状部分533和535各限定大体彼此平行的表面。块状部分533和535共同限定颈部546。
继续参照图7，第二外带553包括花键槽560。花键槽560包括底部562和内侧壁564及外侧壁566。花键槽560经过配置，使得内侧壁564和外侧壁566相对于底部562彼此相向倾斜，使得在缘边572处跨花键槽560的最小距离比在底部560处跨花键槽562的最小距离更短。在这点上，内侧壁564和外侧壁566相对于底部562彼此相向倾斜。内侧壁564包括定位在缘边572附近的块状部分563，并且外侧壁566包括也定位在缘边572附近的块状部分565。块状部分563和565各限定大体彼此平行的表面。块状部分563和565共同限定颈部576。花键槽530和560配置为用于接收花键580的相对末端。
现在参照图8，其显示了另一备选密封装置610，这里显示了第一外带623和第二外带653。第一外带623包括花键槽630，其具有底部632和内侧壁634及外侧壁636。相反的肋644分别被限定在内侧壁634和外侧壁636上。相反的肋644定位在缘边642附近，并且各个肋644包括平坦部643。平坦部643基本上彼此平行。相反的肋644与底部632间隔开，使得相反的肋644限定颈部646。
如图8中所示，第二外带653包括花键槽660，其具有底部662和内侧壁664及外侧壁666。相反的肋674分别被限定在内侧壁664和外侧壁666上。相反的肋674定位在缘边672附近，并且各个肋674包括平坦部673。平坦部673基本上彼此平行。相反的肋674与底部662间隔开，使得相反的肋674限定颈部676。
密封组件610包括花键密封件680。花键密封件680的横截面大体是矩形，并包括第一末端682和第二末端684。花键密封件680具有定位在第一末端682和第二末端684之间的本体区段688。本体区段688具有宽度B，并且宽度B小于第二距离D''。结果，本体区段688配置为用于以任何深度容纳在花键槽630中。
图9显示了密封装置710，其包括第一外带723和第二外带753。第一外带723包括花键槽730。第二外带753包括花键槽760。花键槽760包括内侧壁734和外侧壁736。花键槽730和760经过配置，使其分别具有被肋744和774限定的颈部746和776。密封装置710包括花键780，其具有第一可选择性压缩的末端782、第二末端784和定位在第一末端782和第二末端784之间的本体788。
继续参照图9，第一末端782具有宽度T，其在处于正常未压缩配置形态时大于宽度D''。第一末端782配置为用于在插入槽730中时随着其穿过颈部746而被压缩。一旦定位在颈部746和底部732之间，第一末端782配置为用于膨胀，使其再次具有宽度T。第一末端782配置为用于当第一末端782位于底部732和颈部746之间时不能从花键槽730中除去花键密封件780。在这点上，花键780的第一末端782配置为用于当花键780受到某一方向的拉动时保持宽度T，使得第一末端782远离底部732而朝着颈部746移动。因为宽度T大于跨颈部746的宽度，即宽度D''，所以一旦其已经插入到花键槽730中，那么花键密封件780就不能从花键槽730中撤回。因而一旦插入到花键槽730中，花键780被第一外带723捕获并固持。相反，花键780的第二末端784经过定制尺寸，使其在第二末端784插入到花键槽760中以及从花键槽760中除去时可穿过第二外带753的花键槽760的颈部776。
现在参照图10-12，显示了两个备选密封装置，其中密封花键均有一个末端被捕获在其相对应的密封槽中。
现在参照图10，其显示了一个备选密封装置910，第一外带923包括花键槽930。花键槽930包括底部932、内侧壁934和外侧壁936，内侧壁934和外侧壁936从底部932延伸至缘边942。
护面层937定位在内侧壁934上。护面层937限定凹口939。凹口939配置为用于接收花键密封件980的膨胀的第一末端982的一部分。护面层941定位在外侧壁936上。凹口943被护面层941限定，并定位在与凹口939相反的位置。凹口941配置为用于接收花键密封件980的膨胀的第一末端982的一部分(如以下进一步论述的那样)。
第二外带953定位在第一外带923附近，并且包括花键槽960。花键槽960包括底部962、内侧壁964和外侧壁966，内侧壁964和外侧壁966从底部962延伸至缘边942。应该注意的是，内侧壁964和外侧壁966大体是平行的。肋974被限定在内侧壁964上。肋974被限定在外侧壁966上。肋974共同限定颈部976。
花键980配置为用于容纳在花键槽930和960中。在这点上，花键980具有通过本体986连接起来的第一末端982和第二末端984。花键980的第一末端982经过定制尺寸，使其可定位在花键槽930中，使得第一末端982延伸出护面层941的总平面之外而进入凹口943中，并且超出护面层937的总平面而进入凹口939中。继续参照图10，花键980的第二末端984配置为用于穿过颈部976。因而，花键密封件980可直接插入到第二外带953的花键槽960中。然而花键密封件980不能直接插入到护面层937和941之间的花键槽930中。下面描述一种用于通过添加式制造而形成护面层937和941的方法，使得护面层937和941以及凹口939和943成形于膨胀的末端982周围。
现在参照图11-13，其显示了又一备选密封装置，如图11中所示，第一外带1023定位在第二外带1053附近，并通过花键1080进行连接，从而形成密封组件1010。应该注意的是，图12中所示的密封组件1010的外部特征基本上类似于图1中所示的密封组件10。然而，第一外带1023的内部特征、第二外带1053和花键1080的特征不同于密封组件10的那些相对应的元件。
现在参照图12和13，第一外带1023包括花键槽1030。花键槽1030包括底部1032、第一末端壁1091、第二末端壁1092、内侧壁1034和外侧壁1036。第一唇部1094被第一末端壁1091所限定，并且第二唇部1096被第二末端壁1092所限定。第一唇部1094、第一末端壁1091和底部1032限定第一凹部1097。第二唇部1096、第二末端壁1092和底部1032限定第二凹部1098。
第二外带1053定位在第一外带1023附近，并且包括花键槽1060。花键槽1060包括底部1062、内侧壁1064和外侧壁1066，其从底部1062延伸至缘边1072。
花键1080配置为用于容纳在花键槽1030和1060中。在这点上，花键1080具有通过本体1082连接起来的第一末端1084和第二末端1088。花键1080的第一末端1082具有两个突出部1089，其远离花键1080的第一本体1082而延伸到相对应的第一凹部1097和第二凹部1098中。通过这种方式，花键1080通过这两个突出部1089与第一唇部1094和第二唇部1096的相互作用而固持在花键槽1030中。应该懂得，花键1080不能如上所述插入到花键槽1030中，因为突出部1089将干涉第一唇部1094和第二唇部1096并受到第一唇部1094和第二唇部1096的阻碍。因此，根据下面所述利用添加式制造工艺的方法，花键1080必须在第一唇部1094和第二唇部1096成形之前插入到花键槽1030中。或者花键1080可利用下面所述其它添加式制造工艺而成形，因为块状件1094和1096是同时成形的。
上述密封装置可通过其制造细节而得到更好的理解。在这点上，可利用添加式制造工艺来形成各种密封装置的复杂构件。该工艺开始于现有部件表面。术语“部件”指未完成的构件以及处于未完成状态的构件，例如毛坯铸件、毛坯、预成形件或由添加式制造工艺制造的部件。例如上述槽的肋或其它颈部结构可通过添加式制造工艺来形成。最初，部件表面根据需要经过恰当地准备，以便接受粉末状材料的粘接。例如，可通过溶剂、氟化物离子清洗、喷砂处理等等而除去污染物和/或使表面变粗糙。
接下来将粉末粘附在表面上。粉末可为任何适合用于添加式制造的材料。作为示例而非限制，粉末可为以下其中一种：金属、聚合物、有机物、陶瓷成分、金属陶瓷复合物、耐磨材料和其组合。
这里使用的术语“粘附”指造成一层以足够强的粘合强度粘附到表面上，从而在后续粉末熔化过程中保持位置的任何方法。“粘附”意味着粉末具有超出在其自身重量作用下简单搁置之外的粘接或连接，简单搁置是传统粉末床机械的情形。例如，表面可被覆粘合剂产品，其可通过例如浸渍或喷涂等方法来应用。合适的廉价粘合剂的一个非限制性的示例是可从美国的明尼苏达州圣保罗的3M公司(邮编55144)获得的可重定位的75号喷雾粘合剂。或者，粉末可通过其它方法，例如静电引力，或通过磁化粉末(如果部件是含铁的)而粘附到部件表面上。这里使用的术语“层”指质量的逐渐增加，并且不需要层是平坦的，或者覆盖特定面积或具有特定厚度。
粉末可通过使粉末滴落或喷涂到表面上，或通过使部件浸渍于粉末中来应用。根据需要可选地在粉末应用之后进行洗刷、刮削、吹风或摇动，以除去过量的粉末，从而获得例如均匀的层。注意，粉末应用工艺并不需要传统的粉末床或平坦的工作面，并且部件可由任何所需的装置，例如简单的工作台、夹具或固定器来支撑。
一旦粘附了粉末，就使用定向的能源(例如激光或电子束)熔化正在建造的结构层。定向的能源发射射束，并且使用射束导向装置将射束以恰当的图案引导至暴露的粉末表面上。暴露的粉末层被射束加热至一定的温度，从而容许其熔化、流动和固化。这个步骤可被称为熔化粉末。
熔化步骤之后可根据需要除去任何未熔化的粉末(例如通过洗刷、刮削、吹风或摇动)。这个步骤是可选的，意味着其对于具体的应用可为需要或适宜的，或者是不需要或不适宜的。
粘附粉末、除去过量粉末和然后定向能量熔化粉末的这个循环加以重复，直至完成整个构件。
图16至17显示了利用上述工艺制造添加式结构1132的过程中的顺序步骤，最初提供了衬底1112并根据需要准备好表面1114。
然后将粉末P粘附到表面1114上。在所示的示例中，通过首先将粘合剂1125应用于表面1114上(图15)，然后将粉末P应用于粘合剂1125上从而粘附粉末P。过量的粉末P可被除去。图16显示了在应用一层粉末P之后的衬底1112。作为一个非限制性的示例，粉末层的厚度可为大约10µm(0.0004英寸)。
定向的能源(例如激光或电子束枪)用于按照代表所需结构的预编程的图案熔化这层粉末P，如图17中所示。定向的能源发射射束“B”，并且射束导向装置用于按照合适的图案将射束B的焦点“S” 引导在暴露的粉末表面上。暴露的粉末层P被射束B加热至一定的温度，从而容许其熔化、流动和固化。粉末P和表面1114被射束B加热，使得由熔化的粉末P所形成的压实的层被熔化并/或附连在表面1114上。
添加式制造工艺的优点是可形成盲区，盲区对于利用传统方法来形成是不恰实际和/或不可能的。作为示例并部分地参照图3，其显示了密封装置10，花键槽30的肋44可利用如下添加式工艺来形成。首先，里面成形有花键槽30的外带23被定向，使得花键槽30可接收并固持粉末。底部32和缘边42的相对位置可为其中粉末可满意地固持在有待改善的表面上的任何定向。出于图示的目的，在这个步骤中，花键槽30的定向将被认为是竖直的。换句话说，花键槽30的缘边42定位在花键槽30的底部32上。如上述典型的添加式制造工艺中所示，粘合步骤虽然通常是第一步骤，但是可选的。在这种情况下，在引入第一粉末之前没有应用粘合剂。粉末被引入以覆盖底部32，直至槽30被填充至大概肋44相对于底部32最近的部分的水平。然后在这时熔化需要具有肋44的区域中的粉末。肋44继续通过反复地应用粘合剂、粉末和熔化能量而进行建造。在各个层上，粉末从内侧壁34延伸至外侧壁36上。然而粉末仅仅熔化至肋44的程度。这样就产生了颈部46。应该懂得，在一些实施例中，层只能熔化在前一层上，而不能熔化在内侧壁34或外侧壁44或底部32上。
现在参照图5中所示用于制造密封装置310的添加式制造的方法，应该懂得其类似于用于制造密封装置10的方法，除了重复肋的成形之外。在这点上，首先形成肋344，然后跨越花键槽330的整个宽度范围提供至少一层预定厚度的粉末。然后形成肋345。第二花键槽360的肋374和375以相似的方式来形成。
添加式制造工艺还可用于顺序地形成花键180和肋144，从而在外带123的花键槽130中引入花键180，而不会干涉肋144。在这点上，外带123如上所述进行定向，使得这种粉末可放置在花键槽130的底部132上。花键槽130的底部132上的粉末深度经过调整，使其达到花键密封件180的第一末端182的预定位置。在这时，随着花键180的形成而重复上述交替应用粘合剂、熔化和粉末应用步骤。在预定的粉末层中，粉末在花键180的区域和肋144的区域中熔化。在肋144和花键180两者的部分均熔化直至完成肋144的地方可提供附加层。粉末层继续添加直至完成花键180。作为示例而非限制，在花键密封件180形成期间定位于外带123之上的粉末层可被以下其中一个所包含：围绕花键槽130周边建造的临时壁、配置为用于接收外带123的夹具、框架和其组合。
参照图中所示的其它捕获的花键密封件，应该懂得，图9-13中所示的花键槽和花键密封件可利用上面针对密封装置10所述相似的添加式方法来制造。密封装置930可根据关于密封装置110所述的添加式制造工艺来成形，其中花键密封件980是分别与护面层937和941同时成形的。
前面已经描述了包括复杂花键槽和花键的密封装置。包括花键槽和花键密封件的密封装置通过限制穿过位于花键槽的壁和密封件之间的花键槽的漏泄路径而减少了泄漏。这种密封装置可包括弯曲的密封槽和面、弯曲的花键、肋，其沿着槽的长度具有非恒定的横截面形状或恒定的位置、其它肋形状、以及其它花键形状。这种泄漏的减少导致了相关联的飞机构件的效率的提高。
前面已经描述了一种用于利用添加式制造形成密封装置的方法。本说明书(包括任何附属权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征，以及/或者这样公开的任何方法或工艺的所有步骤可以任何组合方式进行组合，除了至少一些这种特征和/或步骤相互排斥的组合之外。
除非明确陈述之外，否则说明书(包括任何附属权利要求、摘要和附图)中所公开的各个特征可被用于相同、等效或相似目的的备选特征所替代。因而，除非明确陈述之外，否则各个公开的特征只是一系列普遍等效特征或相似特征的一个示例。
本发明并不局限于前面密封装置的细节。本发明延伸至本说明书(包括任何从属潜在的新颖点、摘要和附图)中所公开的任何一种新颖的特征，或任何新颖的特征组合，或者延伸至这样公开的任何一种新颖的方法或工艺步骤，或任何新颖的步骤组合。

Claims (10)

1.一种在具有密封槽(30)的涡轮构件中形成密封结构的方法，所述槽(30)包括壁(34,36)，所述壁(34,36)在其之间限定开口，所述方法包括利用添加式制造工艺在所述壁(34,36)中的至少一个上形成颈部结构(46)，从而减小所述开口的尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括定位涡轮构件，使得粉末可包含在所述密封槽(30)中；添加粉末于所述密封槽(30)中，直至粉末相对于所述壁(34,36)处于预定的水平；并选择性地熔化最上层粉末的一部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述最上层粉末上沉淀附加粉末层；并使所述附加粉末层中的至少一些熔化于前层的熔化区段的至少一部分上。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括使粉末层的一部分熔化于所述壁(34,36)中的至少一个上。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括循环地重复沉淀和熔化的步骤，从而以逐层方式建造所述结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结构是附连在所述槽(30)的壁上的肋(44)。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在重启动重复沉淀和熔化步骤的循环之前添加至少一个未熔化的层，从而建造与所述第一结构间隔开的另一结构。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述涡轮构件包括金属合金。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粉末包括金属合金。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括利用添加式制造工艺形成定位在所述开口中的花键密封件(88)。
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