CN107443010B - 制造回转机器的部件的方法和利用所述方法制造的部件 - Google Patents

Abstract

提供了一种制造回转机器的部件的方法，其中，该部件具有从中心(6)一直延伸到该部件的边界表面(42)并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道(7)，其中，提供一种包括边界表面(42)和顶表面(11)的坯料(10)；其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，该通道(7)的一部分，至少包括该通道(7)的到边界表面(42)中的开口(71)以及在顶表面(11)中的切口(72)，借助于机加工生产来进行制造；并且其中，随后借助于所述坯料(10)上的堆积生产来完成所述通道(7)。此外，提出了一种根据这样的方法制造的部件。

Description

制造回转机器的部件的方法和利用所述方法制造的部件

技术领域

本发明涉及制造回转机器的部件的方法，并且涉及利用这样的方法制造的回转机器的部件。

背景技术

在诸如泵、涡轮机、压缩机、压实机或膨胀机之类的回转机器的制造中，已知的是通过切削或机加工过程，例如通过铣削，将旋转转子、泵轮、叶轮和静止扩散器或引导轮从坯料加工成部件。在这方面，坯料可以作为实心材料存在，或者可以通过初步成形过程已经被预先加工。

例如，从EP-B-2 012 957已知这样的方法。尤其地，在那里提出的方法的特征在于，其允许部件的切割制造，由此，这意味着借助于切割设备使部件作为一个整体至少大致从坯料变为期望的最终形状。在这样的整体制造的情况下，将部件的预制元件结合在一起（例如，借助于焊接）便不再是必需的了。这是尤其有利的，因为焊缝或其他连接点代表了在操作状态下部件的重载部分处的薄弱点，所述薄弱点可能是例如由腐蚀引起的部件的裂纹或不同损伤的原因。

因此，切削制造尤其是可能的，其中高负载的部件不是由单独的元件结合在一起的。因此，这样的部件，比如泵的转子(叶轮)，例如由实心材料生产，取决于应用，例如由高强度不锈钢、超级合金、其他合适的金属或金属合金来生产，或者还由例如陶瓷材料的非金属材料来生产，并且叶轮的叶片和沟槽通过切削机加工、例如通过铣削由该材料加工而成。

然而，同样如EP-B-2 012 957已经显示地，部件的完全的切削制造有时纯粹因为几何形状原因而是不可能的。这可能是下述情形，例如，当叶轮构造成被覆盖或被封闭的叶轮时。在这样的实施例的情形中，叶轮包括其上布置有叶片的轮毂板，并且还包括在叶片的远离轮毂板的一侧上完全或至少部分覆盖它们的顶板。因而，在叶片之间形成至少部分封闭的通道，并且所述至少部分封闭的通道分别从叶轮的中心一直延伸到其外面的径向边界表面。

即使认为这些通道能利用切削设备在切削过程中从两侧，也就是说从叶轮的内部空间和从其径向边界表面，由坯料铣削或机加工，但清楚的是，几何形状在此设置了限制，因而使得完全的切削制造在许多情况下是不可能的。

因此，在其中由于纯粹的几何形状原因使得以一块实心材料来完全铣削叶轮不再可能或不实际的这样的情形中，现有技术是以切削的方式首先从坯料加工出轮毂板和叶片。接着，叶片之间的通道是能以简单的方式制造的开放通道。随后，顶板被放置在轮毂板或叶片上，并且被结合至轮毂板或叶片，例如被焊接至轮毂板或叶片。焊缝或结合点于是相应地在叶片与顶板接触的地方延伸。然而，这引起的缺点是，在操作状态下，负载正好在该点处特别高或关键。叶片与顶板之间的该边界区域特别倾向于结合有缺陷，所述缺陷在制造期间有时甚至都不会被注意到。

替代地，还已知利用例如火花侵蚀(EDM：电子放电机加工)之类的侵蚀过程来产生不再容易铣削的通道的区域。然而，这些方法通常相对较慢并且是成本密集的。

现有技术还利用技术模制的方式制造这样的具有内部通道的部件，其中，内部通道于是通过模具或铸造芯的对应实施例产生。然而，铸造部件具有的缺点是，例如在模制期间可出现结构状况的对部件的负载能力或稳定性有负面影响的缺陷。通常，在模制过程中也另外限制不再容易铣削的区域的可得到的表面质量和尺寸精度。

因此，在EP-A-2 669 042中提出了一种用于封闭式叶轮的切削制造的方法，其中，将待生产的部件(叶轮)分成彼此在界面处相邻的两个子体积。在这方面，这些子体积被固定，使得界面不包括或切割通道的任何边界表面，并且使得通道作为一个整体能借助于例如铣削的切削方法由随后包括整个通道的第一子体积加工成。第二子体积，也就是说于是仅顶板的一部分，制造成单独的元件并在通道完成后被结合至第一子体积，或者借助于沉积机加工方法，例如借助于沉积焊接，在第一子体积上堆积第二子体积。由此，一方面应使得能够通过切削制造来完全地生产通道，并且另一方面应使得能够避免界面与通道相交或界定通道，使得在叶片与顶板之间不可能出现结合缺陷。然而，该方法也会经受几何形状引起的限制。

然而，参考封闭式叶轮说明的该问题还存在于具有内部通道的其他部件中，所述内部通道的位置或几何形状使得完全的切削制造由于几何形状的原因尤其是不可能或不实际的。在此可以作为示例的还有封闭的定子、扩散器或者还有涡轮机叶片中例如用于冷却空气的冷却通道。

发明内容

因此，从该现有技术开始，本发明的目的是提供一种制造回转机器的具有至少一条内部通道的部件的不同方法，通过所述方法，尤其是还能制造由于几何形状原因不允许对通道的任何完全的切削制造的那些部件，其中，所述方法应使得所述部件在操作状态下的高的可靠性成为可能。此外，本发明还应提供了对应的部件。

满足该目的的本发明的主题具有相应类别的特征。

因此，根据本发明，提供了一种制造回转机器的部件的方法，所述部件具有从中心一直延伸到该部件的边界表面并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道，其中，提供一种包括边界表面和顶表面的坯料，其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，该通道的一部分，至少包括该通道的到边界表面中的开口以及在顶表面中的切口，借助于切削生产来进行制造，并且其中，随后借助于坯料上的堆积生产来完成该通道。

根据本发明的方法因而有利地将减法机加工与加法或堆积制造或机加工相组合，在减法机加工中，材料被从坯料中去除，在加法或堆积制造或机加工中，材料被沉积。在这方面，仅通道的一部分通过切削生产来制造，而通道的剩余部分通过堆积生产来生成。通过该组合，能够生成至少几乎具有任何期望的几何形状的通道。

由于坯料不必在技术铸造过程中制造，所以坯料能有利地包括然后在切削过程中被机加工的锻造材料。锻造材料的所有优点通过切削机加工得以保持。在这方面，至少通道的到部件的边界表面中的开口在第一减法机加工步骤中的切削过程中被制造。在回转机器的部件的情况下，例如在封闭式叶轮的情况下，该开口或界定其的壁典型地是在操作状态下暴露于由流动的流体施加的最大负载的区域。在泵的叶轮的情况下，该区域包括界定流体流过的内部通道的叶片的出口边缘。在泵的叶轮的情况下，已知最大的机械或流体动力负载在操作状态下出现在叶片的出口边缘处。由于通道的该开口在切削过程中被制造，所以坯料包括的锻造材料的所有有利特性都被保持。由此，开口区域以特别高的机械负载能力和稳定性为特征。在开口处，尤其能够免除会将高的热输入引入到材料中的那些机加工过程，比如焊接，所述热输入可能对特性和结构状况有负面的影响。

另外，在第一减法机加工步骤中，通道的一部分在切削过程中被制造成坯料的顶表面中的切口，其中，该部分连接至通道的到边界表面中的开口。因而在第一减法机加工步骤结束后仅完成通道的一部分，其开始为坯料的顶表面中的凹进并一直延伸到边界表面中的开口。在这方面，第一减法机加工步骤可以包括从边界表面的铣削或从坯料的顶表面的铣削。当然尤其还可能的是，第一减法机加工步骤包括从顶表面的铣削或切削机加工和从边界表面的铣削。

一旦第一减法机加工步骤结束，通道借助于堆积生产来完成，并且使部件变成其最终形状。

顶表面中的切口优选在第一减法机加工步骤中产生，使得其一直延伸到中心，那里是通道开始的地方。由于坯料的顶表面对于切削设备而言可自由地接近，所以已有利的是，在第一减法机加工步骤中将通道构造成顶表面中的直到其设置在中心处的端部的切口。然而，这不表示通道从而已完成。通道的靠近中心的区域于是仅构造成顶表面中的切口，并且尚未构造成封闭或内部通道。通道的基础表面，以及可选择地，其侧向边界壁的一部分，通过该切削机加工生成，而完成仅仅是随后通过堆积生产来实现。

在一个优选的实施例中，部件包括各自从中心一直延伸到边界表面的多条内部通道，其中，相邻的通道各自由分隔壁分开，其中，通道的相应部分在每条通道的第一减法机加工步骤中被制造，所述部分至少包括通道的到边界表面中的开口和在顶表面中的切口，并且其中，每个分隔壁仅借助于堆积生产来完成。在这方面特别优选的是，如果每条通道的到边界表面中的开口在第一减法机加工步骤中被构造，使得相应通道的开口已构造成被坯料的顶表面覆盖或封闭。开口于是分别代表在所有侧面被界定的边界表面中的开口。

坯料优选为实心体，并且尤其为旋转对称体，即，坯料没有内部空腔。然而，在坯料的中心处可以优选地设置有圆柱形轴向连续孔，并且例如用于将完成的部件固定至轴，例如固定至泵的驱动轴。也就是说，坯料的顶表面优选在第一减法机加工步骤之前具有径向向内布置的至多一个中心开口，设置成使得设置在中心处的通道的每个开始在部件的完成状态下通过环形体与中心开口分开。

根据一个特别优选的实施例，第一减法机加工步骤被进行，使得坯料的顶表面在其完成之后具有与边界表面相邻并覆盖所有开口的连续的环形区域，使得所有的开口已构造成相应通道的封闭部分。这意味着所有的通道的开口和相应界定它们的壁在第一减法机加工步骤中已经以待制造的部件的最终形状制造。这具有的优点是，通道的在操作状态下暴露于最高应变的那些开口区域在操作中具有特别高的负载能力并因而还有高的可靠性，因为这些开口区域在纯粹的切削过程中制造，并因而在生产过程中不暴露于任何高的热输入，例如可能由焊接、热注射或其他方法引起的高的热输入。

堆积生产优选分层进行。在这方面可能的是，每层都与轴向方向垂直地取向。当然也能够以其他对准施加层，也就是说使得层的相应的表面法线与轴向方向倾斜地对准。这意味着对坯料的添加性堆积通过材料层的连续施加在第一减法机加工步骤结束之后进行，直到部件完成。在一个优选的变型中，层的施加发生成使得独立的层旋转地对称。这尤其在层与轴向方向垂直地取向时是可能的，但是在其中独立的层与轴向方向倾斜地取向的层的施加中也是可能的。

另一优选的措施包括堆积生产，所述堆积生产包括多个加法机加工步骤，以连续地堆积部件。

特别优选的是，在加法机加工步骤之间进行至少一个另外的减法机加工步骤。于是，在该另一减法机加工步骤中例如通过铣削、磨削或抛光能重新加工在前面的加法机加工步骤中的堆积的结构。通过该措施能实现表面优化或特别忠实的几何形状。

特别优选的是，在两个加法机加工步骤之间进行相应的另一减法机加工步骤。这意味着加法机加工步骤与另外的减法机加工步骤交替地进行。这允许待生产的部件的特别高的精度和表面质量。

现今已知通过其能进行例如激光堆积焊接的加法生产过程和例如铣削或磨削的减法生产过程两者的机加工设备。这样的设备例如具有能自动互换的不同的机加工头，其中，例如，一个机加工头构造成用于激光堆积焊接，而另一机加工头则构造成用于铣削。确切地，这样的机加工设备允许减法和加法机加工过程之间快速无问题的改变，而待机加工的工件不必为此目的被重新夹持或者被转移到另一机加工站中。这允许以非常精确的方式生产的部件的特别快速、便宜和高质量的制造。

另一优选措施包括在第一减法机加工步骤之后逐个元件地堆积部件，其中，初始地仅优选地完成每个分隔壁。因而，例如在第一减法机加工步骤结束之后在通道之间首先完全堆积所有的分隔壁，并且随后仅堆积仍然缺少的部分，例如将通道变成封闭通道的那些部分。

由于技术过程原因，所以特别优选的是，如果堆积生产通过激光的帮助进行。

特别与实际相关的应用是：部件构造成回转机器的叶轮、定子或扩散器，尤其是泵、涡轮机、压缩机、压实机或膨胀机的叶轮、定子或扩散器。

此外，本发明还提供了一种根据本发明的方法制造的回转机器的部件。

根据一个优选的实施例，每个分隔壁构造成叶片。

特别与实际相关的应用是：部件构造成回转机器的叶轮、定子或扩散器，尤其是泵、涡轮机、压缩机、压实机或膨胀机的叶轮、定子或扩散器。

本发明具有另外的有利措施和实施例。

附图说明

将在下文中参考实施例并且参考附图更详细地说明本发明。在附图中示出的是：

图1是封闭式叶轮的实施例的轴向剖视图；

图2是用于实施根据本发明的方法的实施例的坯料的实施例的透视图；

图3是在第一减法机加工步骤结束之后的图1的坯料的透视图；

图4是在堆积生产期间的中间状态的透视图；以及

图5是从根据图1和图2的坯料制造的完成的部件的透视图。

具体实施方式

根据本发明的方法用于回转机器的部件的制造，其中，该部件具有从中心一直延伸到该部件的边界表面并且至少部分封闭的至少一条内部通道。在这方面，封闭通道意味着除入口或出口以外被完全封闭的通道，也就是说，被构造成管状，即，通道在各处都由与其主流动方向垂直的一个或多个壁界定。与此不同地，开放通道意味着在与其主流动方向垂直的方向上、也就是说在与其纵向范围垂直的方向上不由壁来界定、而是开放的通道。例如，具有U形或V形壁的通道因而是开放通道。如果U形截面或V形截面的开放侧被顶部覆盖，则该通道将是封闭通道。

于是，部分封闭的通道意味着部分地构造成封闭通道并且部分地构造成开放通道的通道。

在本发明的以下说明中，通过示例性文字对实践重要的示例作出参考，在所述示例中，部件是例如泵的涡轮机器的封闭式或覆盖式叶轮(转子)。为了更好的理解，图1示出了封闭式叶轮的实施例的轴向剖视图，所述封闭式叶轮作为一个整体设置有附图标记1，并且其能借助于根据本发明的方法制造。

在操作状态下，叶轮绕固定轴向方向A的旋转轴线旋转。与该轴向方向垂直的方向被称为径向方向。图1以沿着轴向方向A的剖视图示出了叶轮1。叶轮1以本身已知的方式包括：轮毂板2，叶轮1典型地通过所述轮毂板2安装或紧固至未示出的轴杆或轴；以及此外，多个叶片3，其布置在轮毂板2上；和顶板4，其在叶片3的远离轮毂板2的一侧或边缘至少部分地覆盖叶片3。在这方面，顶板4相对于轴向方向A根据图示(图1)比轮毂板2延伸得更高。根据图示，由此在叶片3上方形成内部空间6，内部空间6由顶板4相对于径向方向界定。该内部空间6代表了在操作状态下流体通过其流到叶轮1上的入口。构造成至少部分封闭的通道7并且在这里构造成封闭通道的相应的内部通道7存在于两个相邻的叶片3之间，并且相应地从由内部空间6形成的中心一直延伸到叶轮1的边界表面42。边界表面42代表了与轴向方向A平行延伸的叶轮1的径向外表面，也就是说在径向方向上界定叶轮的表面。边界表面42包括顶板4和轮毂板2的径向外表面以及叶片3的径向外端边缘，其被称为出口边缘31(参见图3)。

当然，依赖于部件的实施例还可能的是，叶片3的端边缘相对于径向方向向后移，也就是说没有设置在边界表面42中。顶板4和/或轮毂板2于是相对于径向方向突出到叶片3之外或突出到叶片3的端边缘之外。这样的实施例尤其对于涡轮机叶轮而言也是可能的，其中叶片3的端边缘典型地代表了入口边缘。

封闭通道7中的每条封闭通道由边界表面8围绕，所述边界表面8相应地由两个相邻叶片3的相互面对的表面以及由轮毂板2和顶板4的相互面对的表面的间置表面分段组成。叶片3因此各自在两个相邻的内部通道7之间形成分隔壁。每条通道7包括开口71，每条通道7通过其通向边界表面42。在周向方向上相邻的开口71分别由出口边缘31彼此分开。

叶轮1附加地具有用于接纳轴或轴杆的中心轴向孔9，叶轮1能安装在所述轴或轴杆上。

将在下文中参考图2-4更详细地说明根据本发明的方法的实施例。根据本发明的方法首先提供坯料。图2以透视图示出了这样的坯料的实施例，其作为整体由附图标记10标识。坯料10包括边界表面42以及在轴向方向A上界定坯料10的顶表面11。

坯料特别优选地包括能够是金属或金属合金的锻造材料。因而，在其已知的实施例中的钢是合适的，例如或者铝、钛、镍、镍基或钴基合金或非铁金属是合适的。当然还可能有其他的锻造材料，例如铸造材料、塑料或复合材料或另外的可切削材料。

除可选择地已存在的中心轴向孔9之外，坯料10构造成实心体，也就是说尤其是没有内腔。坯料10在这方面被制造或机加工成使得其已经包括轮毂板2的一部分以及顶板4的一部分，其中，这些部分除通道之外分别以它们期望的最终形状或至少大致以它们的最终形状构成。“大致”在该背景下意味着在稍后的时间点当然仍然能进行诸如抛光、磨削等的后续机加工，但基本的形状已通过坯料10完成。

相同的情形相应地同样适用于边界表面42。除了通道7的开口71之外，边界表面42也已是其最终形状或大致处于其最终形状。这尤其意味着边界表面42的在轴向方向A上的范围H已经是完成的部件具有的范围。顶表面11能构造成平面圆形表面，其与轴向方向A垂直地取向，并且其可选择地具有由中心轴向孔9生成的中心开口。

然而，在此描述的实施例中，顶表面11没有构造成平面表面。顶表面11包括相对于径向方向向外设置、与边界表面42相邻并且优选与轴向方向A垂直地取向的环形区域111。圆锥表面形状的区域112以径向向内设置的方式邻接环形区域111，并形成向内取向的锥形。圆形中心环区域113以径向向内设置的方式邻接圆锥表面形状的区域112，同轴地围绕中心轴向孔9并同样地与轴向方向A垂直地取向。这意味着环形区域111与中心环区域113是同轴的，其中，中心环区域113根据图示相对于轴向方向A比环形区域111低，并且经由圆锥表面形状的区域112连接至所述环形区域111。坯料10因此大体上在其顶表面11中具有凹进。

当然还可能的是，环形区域111或中心环区域113不与轴向方向垂直地取向。这可能是有利的，例如在半轴向叶轮的生产上。

除中心开口之外，顶表面11构造成没有另外的开口的连续表面。径向向外设置的环形区域111优选形成成品部件1的顶板4的一部分。

同样如图2所示的坯料10特别优选地相对于轴向方向A构造成旋转对称的。

现在，在该坯料10处进行第一减法（或除料）机加工步骤，将在下文中说明第一减法机加工步骤。图3示出了在第一减法机加工步骤结束之后的坯料10的透视图。第一减法机加工步骤专门借助于切削生产来进行。

减法机加工步骤在这方面意味着，在这样的机加工步骤中，从在此为坯料10的工件上剥离或去除材料。切削生产作为一般惯例表示这样的生产，即：其中以切屑的形式从坯料10或从工件切掉多余材料，以获得期望的几何形状。仅举几例，切削生产过程例如是铣削、车削、钻孔、刨削、锉削、磨削、珩磨或精磨。

第一减法机加工步骤优选包括借助于切削设备的铣削，所述切削设备例如包括计算机控制的铣削工具。切削设备特别优选地至少构造成五轴铣削机床，通过该五轴铣削机床，从坯料10加工出期望的几何形状。铣削工具典型地由操纵器引导，其中，以计算机辅助的方式进行所述引导。

在第一减法机加工步骤中，每条通道7的一部分制造成至少包括通道7的到边界表面42中的开口71以及在坯料的顶表面11中的切口72。如图3所示，通道7的开口71的区域在这方面构造成封闭的通道区段。开口71各自被铣削到边界表面42中，其中，相邻的开口71分别通过出口边缘31彼此分开。坯料10的顶表面11的径向向外设置的环形区域111在这方面覆盖通道7的开口71中的每个开口，使得所有通道7被环形区域111封闭。这意味着，在第一减法机加工步骤结束之后(参见图3)，坯料10的顶表面11包括环形区段111，所述环形区段111与边界表面42相邻并且构造成没有开口的环形连续表面，也就是说相对于周向方向是连续的，并且其覆盖通道7的所有开口71。

在坯料的顶表面中、也就是说在此描述的实施例中的中心环区域113和圆锥表面形状的区域112中生产的切口72在该第一减法机加工步骤之后仍然形成随后仍待完成的通道7的开放通道区域。每个切口72被铣削成使得其基础表面81大致已具有用于通道7的最终形状，也就是说尤其还已经包括相应通道7的几何范围。

每个切口72优选在第一减法机加工步骤中产生，使得其延伸到通道7开始的中心，在此是指延伸到内部空间6。每个切口72以径向向内设置的方式开始，与由中心轴向孔9生成的中心开口间隔开，即，没有一个切口72连接至或通向该开口。设置在中心（在此为内部空间6）中的通道7的每个开始因而通过环形体21与孔9的中心开口分开。在完成状态下，该环形体21形成轮毂板2的一部分。

切口72和开口71在第一机加工步骤中被铣削成使得它们彼此连接，即，每个切口72汇入到包括相关通道7的相应开口71的区域中。

因此，在第一减法机加工步骤结束之后(参见图3)，坯料10具有以下形状：每条通道7的开口71已至少大致以成品部件1的形状在边界表面42中构成，并被坯料10的顶表面11的环形区域111覆盖。相应的通道7从相应通道71延伸到坯料10的内部中并汇入相应切口72，所述相应切口72根据图示(图3)在顶部开放（或敞口）并且其延伸到相应通道7的设置在中心处的开始，其中，每个切口72的基础表面81至少大致已具有成品通道7的基础表面的构造。因此，尽管通道7在它们的开口71的区域中已处于它们的最终形状或至少大致处于它们的最终形状，但包括向上开放的切口72的每条通道7的径向向内设置的区域在其最终形状上仍然尚未完成。

相同的情形相应地适用于分隔壁3，所述分隔壁3随后形成叶轮1的叶片3，并且各自将两个相邻的通道7彼此分开。在边界表面42的区域中，每个分隔壁3已具有其最终形状或至少大致最终的形状，也就是说，每个分隔壁3的出口边缘31尤其已完成，并且至少大致以其最终构造存在。在坯料10的径向向内设置的区域中，分隔壁3各自仅部分地存在；因此，它们尚未完成，并且尤其尚未相对于轴向方向A达到它们的最终高度。

应理解的是，第一减法机加工步骤可以包括从顶表面11开始的铣削和从边界表面42开始的铣削。在这方面，对于许多应用有利的是，从顶表面11开始铣削切口72并且从边界表面42开始铣削开口71。取决于部件1，当然还可能的是，机加工仅在第一减法机加工步骤中发生，其中，以铣削或切削的方式从顶表面11开始或仅从边界表面42开始。

在此描述的实施例的特别的优点尤其包括：开口71的区域，其具有设置在它们之间的出口边缘31；和环形区域111，其覆盖开口71，并且其是在第一减法机加工步骤之后已处于它们的最终形状或至少大致处于它们的最终形状的顶板4的一部分。特别地，出口边缘31，以及具体地，出口边缘31与顶板4之间的界面是关键区域，在操作状态下最高的负载出现在所述关键区域中，并且在那里，最可能出现裂纹形成、退化或其他不利的磨损或疲劳现象。由于这些关键区域能以根据本发明的方法通过切削生产过程的帮助来制造，所以一方面，它们能以非常高的精度被生产，并且另一方面，那些引起到材料中的非常高的热输入的生产方法、例如元件通过其被永久地连接的焊接或结合过程，能在这些关键区域中被完全地免除。也就是说，带有高的热输入的那些方法可能导致结构状况的对部件的负载能力具有负面影响的结合缺陷或不需要的变化。

纯粹的切削生产的另一优点是，在锻造材料的坯料10的情况下，保持了锻造材料的所有正面特性。

一旦第一减法机加工步骤结束(参见图3)，部件1的仍然缺少的部分借助于堆积生产来制造，并且使部件1变为其最终形状。图5以透视图示出了在此是覆盖式叶轮1的完成的部件1。

堆积生产包括一个或多个加法（或加料）机加工步骤。还被称为创成式生产（generative production）的加法机加工步骤或加法生产在这方面意味着其中将材料施加于或沉积在工件（在此为坯料10）上的机加工步骤。期望的结构典型地借助于化学和/或物理过程在加法生产中例如通过在工件上的堆积，由例如液体或粉末之类的无定形材料来生成，或者也可以由例如带形或线形材料的中立形状的材料来生成。本身已知的用于金属材料的加法生产方法例如是堆积焊接过程，具体地，诸如钨极惰性气体焊接(TIG)的惰性气体过程或激光堆积焊接或等离子体过程或选择性激光熔化(SLM)。

因此，一旦第一减法机加工步骤结束，就在堆积生产中生成部件1的仍然缺少的区域，它们尤其是分隔壁3的一些部分，用于封闭通道7的盖的一些部分（也就是说，在此描述的实施例中的顶板4的一些部分），和轮毂板2的一些部分。

分隔壁3(叶片3)的仍然缺少的区域以及顶板4和轮毂板2的仍然缺少的区域例如借助于选择性激光熔化来生成。在本身已知的该方法中，以粉末形式的薄膜将待处理的材料施加于坯料10。粉末材料借助于激光辐射在本地被完全熔化，并在其凝固之后形成实心材料膜。坯料10随后按层厚度的量降低，并且再次以粉末的形式施加材料，然后借助于激光辐射再次在本地熔化该材料。该循环被重复得足够久，直到部件1完成为止。当然可能的是，随后仍然能进行诸如磨削、抛光等等的后续机加工。

在另一优选实施例中，仍然缺少的部分借助于激光堆积焊接在堆积生产中生成。具有其不同变型的激光堆积焊接的方法已经为技术人员所充分了解，并因此在此不需要任何说明。

在这方面，还可能的是，分层地进行堆积生产，并且尤其同时利用坯料10的旋转对称构造。

另一同样优选的实施例是，在堆积生产中逐个元件地堆积部件1，即，连续地堆积部件1的诸如分隔壁3或通道7的盖之类的独立的元件，其意义在于，一个元件（例如分隔壁）首先被完全堆积成其最终状态，随后是下一个元件被完全堆积。该过程被重复得足够久，直到部件完成为止。

此外还可能的是，部件1的独立元件不是完全被堆积，而是仅部分地被堆积，也就是说，首先堆积分隔壁3的一个部分，然后堆积通道7的盖的一部分，然后再次堆积分隔壁3的一部分，等等。在这方面，能优选地在部分堆积之后进行另一减法机加工步骤。

图4作为示例以透视图示出了这样的其中逐个元件地堆积部件1的堆积生产的中间状态。在该示例中，在第一减法机加工步骤结束之后，首先堆积在此为叶轮1的叶片3的分隔壁3的所有仍然缺少的区域。图4以堆积生产的中间状态示出了叶轮1，其中，叶片3（也就是说相邻通道7之间的分隔壁3）以及轮毂板2正好完全被堆积，即处在它们的最终形式。随后，于是借助于堆积生产来堆积顶板4的仍然缺少的区域，因而以便完成叶轮1。在图5中示出了该完成的叶轮1。

如已提及地，根据优选的实施例，堆积生产能包括多个加法机加工步骤，以连续地堆积部件1。在这方面特别优选的是，在加法机加工步骤之间进行至少一个另外的加法机加工步骤。

在这样的另一减法机加工步骤中，例如能通过切削生产来补偿在前面的加法机加工步骤中出现的与期望的几何形状的偏离。铣削加工或磨削加工因而能在该另一减法机加工步骤中进行，以剥离在加法机加工步骤中沉积的太多的这样的材料，或变平、磨削或相似地处理相邻层之间的过渡。

特别优选的是，在两个加法机加工步骤之间进行相应的另一减法机加工步骤，即，加法机加工步骤与另外的减法机加工步骤交替或轮流地进行。以此能确保部件1的特别高的质量和精度。

现今，已知现代的机加工工具，通过所述现代的机加工工具，能在相同的机加工室中进行减法机加工步骤和加法机加工步骤，而无需在这么做时必须将坯料10或部件1重新夹持或将其转移至另一保持器。坯料10仅被夹入保持器一次，并且然后能选择性地或交替地进行减法或加法机加工。这样的机加工工具包括为此目的的多个机加工头，所述多个机加工头中的至少一个机加工头构造成用于减法生产，也就是说例如构造成铣削工具，并且至少一个机加工头构造成用于加法生产，也就是说例如构造成用于激光堆积焊接的设备。在例如加法机加工步骤结束之后，机加工工具自主地改变机加工头，并且能随后进行减法机加工步骤，并且反之亦然。以此，使部件1的特别快速并且高度精确的制造成为可能。

尽管参考叶轮1的生产来说明了本发明，但本发明当然不局限于这样的部件1或它们的制造，而是还适合于多种其他的部件1，尤其适合于其中提供了至少一条内部通道7的那些部件1，所述至少一条内部通道7的几何形状不允许其通过合理的努力以切削或减法方式由坯料10加工成。

部件1尤其还能构造成回转机器的定子或扩散器，其中，所述回转机器尤其是泵或涡轮机或压缩机或压实机或膨胀机。

内部通道例如还能够是例如涡轮机叶片中的冷却通道，例如冷却空气通道。

Claims (26)

1.一种制造回转机器的部件的方法，所述部件具有从中心(6)一直延伸到所述部件的边界表面(42)并且被至少部分地封闭的至少一条内部通道(7)，其特征在于，提供一种包括所述边界表面(42)和顶表面(11)的坯料(10)；其中，进行第一减法机加工步骤，在所述第一减法机加工步骤中，所述通道（7）的一部分，至少包括所述通道（7）的到所述边界表面（42）中的开口（71）以及所述顶表面（11）中的切口（72），借助于机加工生产来制造；并且其中，随后借助于所述坯料(10)上的堆积生产来完成所述通道(7)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一减法机加工步骤中，在所述顶表面(11)中来产生所述切口（72），使得其延伸到所述通道(7)开始的所述中心(6)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述部件包括多条内部通道(7)，各自从所述中心(6)一直延伸到所述边界表面(42)；其中，相邻的通道(7)各自由分隔壁(3)分开；其中，所述通道(7)的相应部分在每个通道(7)的所述第一减法机加工步骤中被制造，所述部分至少包括所述通道(7)的到所述边界表面(42)中的开口(71)和在所述顶表面(11)中的切口(72)；并且其中，每个分隔壁(3)仅借助于所述堆积生产来完成。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述坯料(10)的顶表面(11)在所述第一减法机加工步骤前具有至多一个中心开口，其以径向向内设置的方式布置，使得通道(7)的设置在所述中心(6)处的每个开始在所述部件的完成状态下通过环形体(21)与所述中心开口分开。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，进行所述第一减法机加工步骤，使得在其完成后，所述坯料(10)的顶表面(11)具有与所述边界表面(42)相邻并覆盖所有所述开口(71)的连续的环形区域(111)。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述堆积生产分层进行。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述堆积生产包括多个加法机加工步骤，以接连地堆积所述部件(1)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在这些加法机加工步骤之间进行至少一个另外的减法机加工步骤。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中，在两个加法机加工步骤之间进行相应的另一个减法机加工步骤。

10.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第一减法机加工步骤后，逐个元件地堆积所述部件(1)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，首先仅完成每个分隔壁(3)。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述堆积生产通过激光的帮助来进行。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成回转机器的叶轮或定子或扩散器。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成泵的叶轮或定子或扩散器。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成涡轮机的叶轮或定子或扩散器。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成压缩机的叶轮或定子或扩散器。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成压实机的叶轮或定子或扩散器。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件(1)构造成膨胀机的叶轮或定子或扩散器。

19.一种回转机器的部件，其根据前述权利要求中的任一项所述的方法制造。

20.根据权利要求19所述的部件，其中，每个分隔壁构造成叶片。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成回转机器的叶轮或定子或扩散器。

22.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成泵的叶轮或定子或扩散器。

23.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成涡轮机的叶轮或定子或扩散器。

24.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成压缩机的叶轮或定子或扩散器。

25.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成压实机的叶轮或定子或扩散器。

26.根据权利要求19或权利要求20所述的部件，其构造成膨胀机的叶轮或定子或扩散器。

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