CN110821680A - 具有声音衰减突起的声学芯体 - Google Patents
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Abstract
一种声学芯体,具有由增材制造材料形成的多个单元壁和通过多个单元壁限定的谐振空间。谐振单元中的至少一些具有由单元壁的增材制造材料形成的以随机或半随机的取向和/或大小一体地突出到谐振空间中的众多声音衰减突起。声音衰减突起可以通过使增材制造工具相对于工具路径定向以形成工件的轮廓来形成,其中工具路径包括构造成将超过轮廓所占据的领域的一定量的增材制造材料有意地引入工件的多个重叠的工具路径通路。当有意地引入的增材制造材料的量超过由轮廓占据的领域时,增材制造材料的一部分可以顺带地形成多个声音衰减突起。
Description
联邦资助的研究
本发明是按照与美国交通部联邦航空管理局(FAA)签订的合同号DTFAWA-15-A-80013在政府支持下做出的。政府可以拥有本发明的某些权利。
技术领域
本公开涉及具有声音衰减突起的声学芯体和由其制作的声学衬里,以及制作这种声学芯体和衬里的方法。
背景技术
声学衬里可以用于减弱或衰减声波。例如,声学衬里常常用以减弱或衰减来自涡轮机械(诸如,涡轮风扇发动机)的噪音。一般的声学衬里包括定位在穿孔面板和大致未穿孔背板之间的声学芯体。穿孔面板允许声波进入声学芯体。声学芯体包括意图减弱或衰减声波的多个谐振单元。然而,现有的声学芯体可以跨频谱具有变化的声学吸收程度。实际上,相对于某些吸收频率,一些声学芯体可能不呈现出令人满意的声学吸收。
由此,存在对于改进的声学芯体以及具有这种改进的声学芯体的声学衬里的需要。附加地,存在对于形成具有改进的声学吸收性质和/或特征的声学芯体的改进的方法的需要。
发明内容
各方面和优势将在以下描述中部分地阐述,或者,可以从描述中显而易见,或者可以经过实践当前公开的主题来得知。
在一个方面,本公开涵盖一种具有谐振单元的声学芯体,谐振单元具有众多声音衰减突起。示例性声学芯体包括谐振单元的阵列。示例性声学芯体中的谐振单元的每一个具有由增材制造材料形成的多个单元壁和通过多个单元壁限定的谐振空间。谐振单元中的至少一些具有众多声音衰减突起,其由以随机或半随机的取向和/或大小一体地突出到谐振空间中的单元壁的增材制造材料形成。
在另一方面,本公开涵盖包括具有声音衰减突起的声学芯体的声学衬里。示例性声学衬里可以包括在机舱中以减弱或衰减来自涡轮机的声波。例如,涡轮机可以包括涡轮和围绕涡轮的机舱。机舱可以限定具有管道壁的风扇管道,并且一个以上声学衬里可以沿着管道壁环状地安置。一个以上声学衬里中的至少一个可以包括具有声音衰减突起的声学芯体。
在又一方面,本公开涵盖形成具有声音衰减突起的工件的方法。示例性工件可以包括声学芯体,诸如用于声学衬里。示例性方法包括使增材制造工具相对于工具路径定向以形成工件的轮廓。工具路径可以包括多个重叠的工具路径通路。可以构造重叠的工具路径通路,以便将超过轮廓所占据的领域的一定量的增材制造材料有意地引入工件。在有意地引入的增材制造材料的量超过轮廓所占据的区域时,增材制造材料的一部分可以顺带地形成具有随机或半随机的取向和/或大小的多个声音衰减突起。声音衰减突起的形成可以有意地顺带于工件的形成。
参考以下描述和所附权利要求书,将更好地了解这些及其他特征、方面和优势。并入并构成该说明书的一部分的附图图示示例性实施例,并同描述一起用来说明当前公开的主题的某些原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员,参考附图,在说明书中阐述包括其最佳模式的全面且能实现的公开,其中:
图1示出具有声学衬里的涡轮机的立体部分剖切视图;
图2A示出示例性声学衬里的一部分的部分剖切轴侧图;
图2B示出示例性声学衬里的一部分的立体轴侧图,其中面板被移除以露出示例性声学芯体;
图3A和图3B示出具有声音衰减突起的示例性声学芯体;
图4A和图4B图示地示出示例性的工具路径,工具路径可以用于增材制造工件,诸如具有声音衰减突起的声学芯体;
图5图示地示出示例性外部轮廓和邻近于外部轮廓的内部轮廓,外部轮廓具有意图形成声音衰减突起的重叠的工具路径通路;
图6A至图6C分别示出具有平行多面体蜂窝结构的声学芯体的顶部立体图、侧视图和底部立体图;
图7A至图7C分别示出具有斜多面体蜂窝结构的声学芯体的顶部立体图、侧视图和底部立体图;
图8示出可以包括在声学芯体中的若干附加的示例性斜多面体单元;以及
图9示出图示增材制造工件,诸如具有声音衰减突起的声学芯体,的示例性方法的流程图。
在本说明书和附图中重复使用参考字符意图表示本公开的相同或类同的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考当前公开的主题的示例性实施例,其一个以上示例图示在附图中。每个示例通过说明的方式提供,而不应当解释为限制本公开。事实上,对于本领域技术人员而言,显然,在不偏离本公开的范围或精神的情况下,可以在本公开中进行各种修改和变型。比如,作为一个实施例的部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用,以生出又一个实施例。因而,本公开意图覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。
文中描述了用于减弱或衰减声波的声学衬里。例如,声学衬里可以用于减弱或衰减由涡轮机的各种方面或部件生成的噪音,或者从涡轮机的各种方面或部件发出的噪音,诸如常常用在飞行器(包括商用、军用和民用飞行器)中的涡轮风扇发动机。声学衬里可以被用于减弱和衰减来自多种涡轮机的噪音,包括涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴、冲压喷气、火箭喷气、脉冲喷气、涡轮、燃气涡轮、蒸汽涡轮、船用发动机等等。更广泛地,声学衬里可以用于减弱或衰减来自本领域技术人员可能想到的任何来源的声波。
当前公开具有声学芯体的声学衬里,声学芯体具有与声学芯体的单元壁一体地形成的声音衰减突起。增材制造技术中的任何一个或组合可以用于增材制造工件,诸如具有声音衰减突起的声学芯体。使用增材制造技术形成工件可以有意地顺带一体地形成声音衰减突起。通过有意地顺带,意味着当使用增材制造技术时,一般不会与工件一体地形成诸多声音衰减突起,但对文中描述的增材制造技术的有意性修改导致诸多声音衰减突起被有意地顺带形成为工件(如,声学芯体)的有意的一体式特征。
声音衰减突起或其形成的有意顺带性质可以在声学芯体的至少一部分(诸如,制成声学芯体的谐振单元的单元壁的至少一部分)上提供声音衰减突起的随机或半随机取向和/或大小。该随机或半随机取向和/或大小可能不必能够通过其他手段达成,诸如直接增材制造每个单独的突起。例如,在一些实施例中,声音衰减突起的至少一部分的一个以上尺寸(如,高度、宽度和/或长度)可以小于通过用于生产声学芯体的增材制造技术提供的对应的最小尺寸分辨率。
应了解,术语“上游”和“下游”指代相对于流体路线中的流体流动的相对方向。例如,“上游”指代流体从该处流动的方向,“下游”指代流体向该处流动的方向。还应了解,术语诸如“顶”、“底”、“向外”、“向内”等等是方便性的词语,并且不应被诠释为限制性术语。文中使用的术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用,以将一个部件与另一部件区分开,而不意图指明单个部件的部位或重要性。术语“一”和“一个”不代表数量的限制,而是代表有至少一个的参考项目。
这里及通篇说明书和权利要求书中,范围限制被组合和互换,并且这些范围被识别并包括其中含有的全部子范围,除非上下文或语言另有指示。例如,文中公开的全部范围都包括端点,并且端点能够独立地互相组合。
文中通篇说明书和权利要求书使用的近似语言应用于修饰任何定量表示,该表示可以允准变化而不造成其所涉及的基本功能的变动。由此,由术语或各术语(诸如,“大约”、“近似”和“大致”)修饰的数值不限于指定的精确数值。在至少一些实例中,近似语言可以对应于用于测量该数值的仪器的精确度、或者用于构筑或制造该部件和/或系统的方法或机器的精确度。
如图1所示,涡轮风扇发动机100包括围绕涡轮104和/或风扇转子106的外壳或机舱102,风扇转子106包括通过涡轮104供给动力的多个周向上间隔的风扇叶片108。大体沿着纵向轴向中心线116,示例性外壳或机舱102包括入口110和管道,管道具有通过风扇转子106向下游引导气流114的管道壁112。在一些实施例中,一个以上声学衬里提供用于减弱或衰减声波的系统。示例性系统可以包括沿着管道壁112环状地安置的一个以上声学衬里118。一个以上声学衬里118可以具有沿着管道壁112位于风扇叶片108上游的位置。一个以上声学衬里还可以定位在风扇叶片108下游。例如,声学衬里可以定位在机舱102的内筒119部分处或后方。附加地或替代地,一个以上声学衬里118可以定位在机舱102的风扇壳体部分120和/或平移罩(transcowl)部分122处或后方。在一些实施例中,涡轮风扇发动机可以包括围绕涡轮的多个外壳。在一些实施例中,可以相对于彼此环状地构造和布置多个外壳。每个这种外壳可以包括内管道壁112和外管道壁112。一个以上声学衬里可以绕着多个外壳中的任何一个或多个的内管道壁112和/或外管道壁112定位。附加地,一个以上声学衬里118可以定位在涡轮风扇发动机100的风扇壳体部分120或其他部件的非旋转部分附近。这些位置包括涡轮风扇发动机100内的管道或壳体,其中声学衬里可以在各种频率范围内对于抑制噪音(如,减弱或衰减)有效。例如,一个以上声学衬里118可以定位在芯体罩部分124处。本领域技术人员将理解,声学衬里可以定位在更远的区部,以减弱或衰减由涡轮风扇发动机的各种方面生成的噪音,或者从涡轮风扇发动机的各种方面发出的噪音。
操作时,涡轮风扇发动机生成极大量的噪音。为了图示涡轮风扇发动机噪音的一般来源,将理解,风扇转子106在风扇壳体部分120内旋转,主要在叶片通过频率(BPF)及其倍数下产生离散的音调的噪音。在飞行器起飞期间,风扇叶片108达到跨音速和超音速旋转速率,生成从风扇管道传播到周围环境中的噪音。在示例性实施例中,一个以上声学衬里118构造和布置成抑制在BPF下的谐振的噪音和BPF的谐波。一个以上声学衬里118或其各种部分可以构造成减弱或衰减声波,以此减少在特定频率处或跨一定频率范围的声音。声学衬里118的一些方面可以构造成在声波逃离声学衬里118之前多次反射入射声波。这些多次反射可以减少声波的幅值。附加地,声学衬里118的一些方面可以构造成导致声波变成失相的(out-of-phase)。当声波变成失相的时,声波的各种部分趋于彼此抵消,以此减少声波中的至少一些能量。除其他方面和特征外,文中公开的声学衬里118包括具有声音衰减突起的声学芯体,声音衰减突起可以构造成根据至少这些模态来减弱或衰减声音。
图2A示出示例性声学衬里118的一部分的部分剖轴侧图。该声学衬里可以构造成与图1中示出的涡轮风扇发动机一起使用,或者用于衰减来自本领域技术人员想到的任何其他来源的噪音。在一些实施例中,声学衬里118可以安置在气流114(也在图1中示出)附近。声学衬里118可以通过凸缘或与管道壁112和/或风扇壳体部分120的其他附件固定在涡轮风扇发动机100内。声学衬里118包括定位在穿孔面板202和大致未穿孔背板204之间的声学芯体200。声学芯体由中空的蜂窝结构或谐振单元制成,并且谐振单元中的至少一些在文中描述的单元表面的至少一部分上包括声音衰减突起。
面板202包括多个穿孔206,多个穿孔206延伸通过面板202的构筑材料,并且以重复图案和随机图案中的至少一个定位和间隔开。穿孔206允许声波进入声学芯体的蜂窝结构。面板202可以由具有应用到其上的穿孔或具有形成的多孔特性的丝网或者编织或非编织纤维材料形成。面板202和背板204形成相对彼此具有大体平行取向的平面。
可以使用粘合处理将声学芯体200固定在面板202和背板204之间。例如,可以使用热学、声学或电学焊接处理。替代地,粘合制剂(诸如,热固性或压敏粘合剂或粘合带)可以用于将声学芯体固定就位。声学芯体200的厚度或高度可以通过在面板202的内侧表面和背板204的内侧表面之间沿着轴线R 201(也在图1中示出)截取的距离限定。顶面208限定声学芯体200的第一线性或弯曲表面,底面210限定声学芯体的第二线性或弯曲表面。顶面208邻近于面板202的内侧表面并且朝向面板202的内侧表面定向,底面210邻近于背板202的内侧表面并且朝向背板202的内侧表面定向。轴线R 201表示相对法向表面的法线,法向表面对应于顶面和/或底面。如背景要求的,轴线R可以是径向或其他轴线。在该示例性实施例中,术语“内”和“外”指代参照图1中示出的纵向轴向中心线116的相应层的取向。
面板202、背板204和声学芯体200可以一起形成弧形圆筒形声学衬里118(如,参见图1),其一部分在图2A中示出。因而,噪音源(如,风扇转子106的风扇叶片108)定位在弧形圆筒形声学衬里118内。声学衬里的多孔面板202一般朝向噪音源取向,而背板204一般相对于面板202更远离噪音源。在替代实施例中,面板202、背板204和声学芯体200可以一起形成具有大致平坦的平面轮廓的声学衬里118。例如但不限于,封闭空间,诸如隔室或发动机壳体,可以容纳噪音源,诸如充满噪音的机器,并且这种封闭空间的一个以上壁或其他方面可以用大致平坦的声学衬里118做衬里。
仍在其他实施例中,面板202、背板204和声学芯体200可以一起形成复杂地弯曲的声学衬里118。例如但不限于,机舱或含有噪音源的容纳室或空间的一个以上复杂地弯曲的壁或其他方面可以至少部分地用复杂地弯曲的声学衬里118做衬里。例如,图2B示出示例性弯曲的声学衬里。弯曲可以构造成对应于安装位置的轮廓,诸如涡轮风扇发动机100的机舱102内的位置112、119、120、122。声学衬里118的面板202已从图2B中省略,以进一步图示声学芯体200。声学芯体200包括谐振单元的阵列。谐振单元可以具有任何多面体结构或结构组合,包括平行多面体蜂窝结构和/或斜多面体蜂窝结构。
现在参考图3A和图3B,将更详细地描述包括声音衰减突起的示例性声学芯体。示例性声学芯体300在图3A中示出。声学芯体300包括谐振单元302的阵列。图3B示出来自图3A的声学芯体300的两个谐振单元302的放大视图。谐振单元302中的每一个具有由增材制造材料形成的多个单元壁和通过多个单元壁限定的谐振空间304。如所示出的,谐振单元302的阵列包括具有四个单元壁的谐振单元。也即,示例性谐振单元可以具有第一单元壁306、第二单元壁308、第三单元壁310和第四单元壁312,并且这四个单元壁一起限定谐振空间304的周边。然而,将理解,谐振单元302可以设置有任何所需数量的单元壁,并且示出的示例不意图以限制意义对待。
谐振单元302包括从单元壁的名义表面316突出到谐振空间304中的诸多声音衰减突起314。如所示出的,谐振单元302越过整个单元壁具有声音衰减突起314。然而,为了实现声音衰减的益处,声音衰减突起314不必需要设置成跨越整个单元壁,或跨越每一单元壁,或在阵列的每一谐振单元上。实际上,在一些实施例中,通过跨越仅单元壁的特定区部,跨越仅单元壁的一部分,以及跨越仅阵列的一部分设置声音衰减突起314,可以实现改进的声音衰减。类似地,单元壁的对应的其余部分、单元壁的一部分或谐振单元302的阵列的一部分可以不具有声音衰减突起。因而,根据本公开,谐振单元302中的至少一些具有众多声音衰减突起。
声音衰减突起采取单元壁的增材制造材料的形式,绕着单元壁的至少一部分以随机或半随机取向一体地突出到谐振单元304中。示例性声音衰减突起可以包括具有各种形状和构造的突起特征的组合中的任何一个以上,包括结节、环、钩、隆起物、突节、凝结块、突块、疙瘩、凸出物、突出物、鼓起物、扩展物、长出物、堆积物、泡状物、伸出物等等。这些声音衰减突起314以随机或半随机的样式出现,作为形成谐振单元的特定方式的产物。然而,通过调节形成谐振单元的方式,可以选择性地控制或修改声音衰减突起314的特定构造、布置或取向。
声音衰减突起314可以以任何所需大小设置,而不管它们的形状。以高度(h)318、宽度(w)320和长度(l)322,声音衰减突起314从单元壁的名义表面316突出。在一些实施例中,诸多声音衰减突起314可以具有从大约5至10,000微米的平均高度、宽度和/或长度。可以基于谐振单元302的所需声音衰减性质来选择声音衰减突起314的大小。
当从声音衰减突起314突出处的单元壁的名义表面测量时,众多声音衰减突起314可以具有从大约5至10,000微米的平均高度(h)318。例如,声音衰减突起314的平均高度318可以是从大约10μm至5,000μm,诸如从大约10μm至1,000μm,诸如从大约10μm至500μm,诸如从大约10μm至400μm,诸如从大约25μm至300μm,诸如从大约50μm至200μm,或者诸如从大约75μm至150μm。众多声音衰减突起314的平均高度318可以为10,000μm以下,诸如5,000μm以下,诸如1,000μm以下,诸如500μm以下,诸如400μm以下,诸如300μm以下,诸如200μm以下,诸如100μm以下,诸如75μm以下,诸如50μm以下,诸如25μm以下,或者诸如10μm以下。众多声音衰减突起314的平均高度318可以为10μm以上,诸如25μm以上,诸如50μm以上,诸如75μm以上,诸如100μm以上,诸如150μm以上,诸如200μm以上,诸如300μm以上,诸如400μm以上,诸如500μm以上,诸如1,000μm以上,或者诸如5,000μm以上。
当跨越声音衰减突起314突出处的单元壁的表面横向测量时,众多声音衰减突起314可以具有从5至500微米的平均宽度(w)320。例如,声音衰减突起314的平均宽度320 可以是从10μm至5,000μm,诸如从10μm至1,000μm,诸如从10μm至500μm,诸如从10μm至400μm,诸如从25μm至300μm,诸如从50μm至200μm,诸如从75μm至150μm。众多声音衰减突起314的平均宽度320可以为10,000μm以下,诸如5,000μm以下,诸如1,000μm以下,诸如500μm以下,诸如400μm以下,诸如300μm以下,诸如200μm以下,诸如100μm以下,诸如75μm以下,诸如50μm以下,诸如25μm以下,或者诸如10μm以下。众多声音衰减突起314的平均宽度320还可以为10μm以上,诸如25μm以上,诸如50μm以上,诸如75μm以上,诸如100μm以上,诸如150μm以上,诸如200μm以上,诸如300μm以上,诸如400μm以上,诸如500μm以上,诸如1,000μm以上,或者诸如5,000μm以上。
当沿着声音衰减突起314突出处的单元壁的表面纵向测量时,众多声音衰减突起314可以具有从5至500微米的平均长度(l)322。例如,声音衰减突起的平均长度322可以是从10μm至5,000μm,诸如从10μm至1,000μm,诸如从10μm至500μm,诸如从10μm至400μm,诸如从25μm至300μm,诸如从50μm至200μm,或者诸如从75μm至150μm。众多声音衰减突起314的平均长度322可以为10,000μm以下,诸如5,000μm以下,诸如1,000μm以下,诸如500μm以下,诸如400μm以下,诸如300μm以下,诸如200μm以下,诸如100μm以下,诸如75μm以下,诸如50μm以下,诸如25μm以下,或者诸如10μm以下。众多声音衰减突起314的平均长度322可以为10μm以上,诸如25μm以上,诸如50μm以上,诸如75μm以上,诸如100μm以上,诸如150μm以上,诸如200μm以上,诸如300μm以上,诸如400μm以上,诸如500μm以上,诸如1,000μm以上,或者诸如5,000μm以上。
现在参考图4A和图4B,将描述有意地顺带形成声音衰减突起的示例性实施例。增材制造技术可以构造成相对于工具路径400定向增材制造工具。一般,工具路径400跟随占据二维空间的轮廓,然而,替代地,工具路径可以相对于占据三维空间的轮廓定向。在任一情况下,工件(诸如声学芯体300)可以以一个施加在另一个的顶上的顺序轮廓形成,以轮廓间隔分离。每个顺序轮廓可以通过相对于工具路径定向增材制造工具而形成,使得通过增材制造材料结合或以其他方式凝固在相应轮廓所占据的领域401中而形成工件。对应于相应轮廓的区域401包括通过轮廓间隔,轮廓所占据的空间限定的三维空间。将理解,任何工件可以以文中描述的方式形成,以便在工件的至少一部分上一体地形成声音衰减突起。在这点上,文中描述的声学芯体300仅通过示例的方式而不是以限制意义提供。实际上,可以期望在多种不同的工件上设置声音衰减突起,其中的任何一个和全部都在本公开的精神和范围内。
如图4A所示,增材制造工具相对于包括多个工具路径通路的工具路径400定向。例如,工具路径400可以包括第一工具路径通路402和第二工具路径通路404,每个皆可以表示工具路径400的一部分。多个工具路径通路(如,第一工具路径通路402和第二工具路径通路404)在工具路径重叠区406处彼此重叠。在一些实施例中,声音衰减突起可以通过向工件引入附加的增材制造材料来形成。可以将附加的增材制造材料引入工具路径重叠区406内的工件。附加地或替代地,可以将附加的增材制造材料引入工具路径重叠区406(诸如邻近于工具路径重叠区的工件的区域)外的位置。
不管附加的增材制造材料引入何处,如图4B所示,重叠的工具路径通路导致增材制造材料的一部分以从工件(如,声学芯体300)的壁突出的顺带突起的形式引入工件(如,声学芯体300)。这些突起具有声音衰减性质,如此,文中称之为声音衰减突起314。形成声音衰减突起具有的顺带性质给予声音衰减突起随机或半随机取向。声音衰减突起的大小、形状和/或构造和/或其存在可以至少部分地取决于在工具路径重叠区406中的多个工具路径通路之间的重叠程度。
在工具路径重叠区406中两个工具路径通路(如,第一工具路径通路402和第二工具路径通路404)之间的重叠程度可以参考工具路径间隙408描述,工具路径间隙408描述第一通路中心线410和第二通路中心线412之间的距离。可以关于工具路径通路宽度414和/或轮廓宽度416来描述工具路径间隙408。工具路径通路宽度414指代工具路径通路(诸如第一工具路径通路402)的平均宽度,而不考虑声音衰减突起的存在。轮廓宽度416指代限定工具路径重叠区406的多个工具路径通路的平均宽度,诸如第一工具路径通路402和第二工具路径通路404的平均宽度,而不考虑声音衰减突起的存在。在一些实施例中,引入工件的附加的增材制造材料的量可以与工具路径间隙408成比例。
声音衰减突起的一体形成可以取决于设置足够大小的工具路径间隙408,以便将足够的附加的增材制造材料引入工作。可以参考工具路径间隙比率来描述工具路径间隙408的大小,工具路径间隙比率指代轮廓宽度416与工具路径通路宽度414的比率。在一些实施例中,引入的充足的附加的增材制造材料的量可以至少部分地取决于工具路径间隙比率。通过评估由其造成的声音衰减突起的声音衰减性质,可以选择可以适合于给定工件的特定工具路径间隙比率。
工具路径间隙比率的范围可以从1.0至小于2.0。工具路径间隙比率1.0对应于完全重叠的工具路径通路。工具路径间隙比率2.0对应于不重叠的相邻且抵接的工具路径。在一些实施例中,声音衰减突起314可以通过设置如下工具路径间隙比率来一体地形成:从1.0至小于2.0,诸如从1.1至1.9,诸如从1.1至1.8,诸如从1.1至1.5,诸如从1.1至1.3,诸如从1.2至1.7,诸如从1.5至1.9,诸如从1.5至1.7。工具路径间隙比率可以是1.0以上,诸如1.1以上,诸如1.2以上,诸如1.3以上,诸如1.4以上,诸如1.5以上,诸如1.6以上,诸如1.7以上,诸如1.8以上,或者诸如1.9以上。工具路径间隙比率可以是小于2.0,诸如小于1.9,诸如小于1.8,诸如小于1.7,诸如小于1.6,诸如小于1.5,诸如小于1.4,诸如小于1.3,诸如小于1.2,或者诸如小于1.1。
可以通过相对于顺序工具路径400定向增材制造工具来形成工件(诸如声学芯体300)的顺序轮廓。顺序轮廓可以施加在彼此的顶上,以逐步的方式增量以添加式地构建工件。顺序工具路径400的全部或一部分可以包括提供有工具路径重叠区406的重叠的工具路径通路。然而,不必是每一工具路径400提供有工具路径重叠区406,并且也不必是相对于整个工具路径400存在工具路径重叠区406。实际上,工具路径重叠区406可以以间歇或可变的方式存在。附加地或替代地,附加的增材制造材料可以以间歇或可变的方式引入工具路径重叠区406内。作为示例,增材制造工具可以跟随可变或不规则的工具路径400或工具路径通路,使得工具路径重叠区406呈现出可变或不规则的性质。作为进一步示例,增材制造工具可以导致增材制造材料的引入以可变或不规则的方式发生,诸如通过循环工具速度或材料引入率。
特定性质可以取决于所使用的特殊增材制造技术,声音衰减突起以有意地顺带的方式以该特定性质一体地形成。增材制造技术可以通过来自增材制造工具的输入的性质来分组。例如,增材制造工具可以引入增材制造材料和/或添加式能量束来增材制造工件。增材制造材料可以是无固定形状的材料,诸如粉末、液体、凝胶、聚合物等。增材制造技术包括通过诸如熔化、熔融、固结等的处理使无固定形状的材料与固体工件相符。
运用引入增材制造材料的增材制造工具的增材制造技术文中有时称之为添加材料技术。添加材料技术包括材料挤出(如,熔融沉积成型(FDM)、熔丝制造(FFF)等),材料喷射(MJ)(如,平滑曲率印刷(SCP)(smooth curvatures printing)、多喷建模成型(MJM)等),粘合剂喷射(BJ)和直接能量沉积(DED)(如,激光金属沉积(LMD)、激光工程化净成形(LENS)、直接金属沉积(DMD)等)。
在材料挤出的情况下,可以以细丝的形式设置增材制造材料。例如,细丝可以包括热塑性材料或陶瓷材料。在材料喷射(MJ)的情况下,增材制造材料可以包括光敏材料,诸如热固性材料。光敏材料可以以液体、凝胶等等的形式供应,并且当暴露于添加能量源(诸如紫外光)时可以凝固。在粘合剂喷射(BJ)的情况下,增材制造材料可以包括喷射到粉末材料床中的粘合剂材料。粘合剂材料可以以液体、凝胶等等的形式施加。示例性粘合剂材料包括热固性材料或热塑性材料。例如,用于粘合剂喷射(BJ)的示例性粉末材料可以包括金属或金属合金、热塑性材料和陶瓷。在直接能量沉积(DED)的情况下,可以以丝线、细丝或粉末的形式提供增材制造材料。例如,用于直接能量沉积(DED)的示例性材料可以包括金属或金属合金、热塑性材料和陶瓷。
运用引入添加能量束以凝固(如,熔化、熔融、固结等)无固定形状的增材制造材料(如,粉末、液体、凝胶等)的增材制造工具的增材制造技术文中有时称之为添加能量技术。添加能量技术包括粉末床熔融(PFB)(如,选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(SLM)、激光熔化(LM)、电子束熔化(EBM)、选择性加热烧结(SHS)、多喷射熔融(MJF)等)和光聚合固化(如,立体光刻装置(SLA)、数字光处理(DLP)、扫描、回旋和选择性光固结(3SP)、连续液体界面产生(CLIP)等)。在粉末床熔融(PFB)的情况下,可以以粉末的形式提供增材制造材料。例如,用于粉末床熔融(PFB)的示例性粉末材料可以包括金属或金属合金、热塑性材料和陶瓷。在光聚合固化的情况下,增材制造材料可以包括光敏材料。
例如,可以与增材制造技术(如,添加材料技术或添加能量技术)一起使用的示例性热固性材料包括环氧树脂、树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、氰酸酯、酚醛树脂、苯并恶嗪、邻苯二甲腈。例如,可以与增材制造技术(如,添加材料技术或添加能量技术)一起使用的示例性热固性材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯砜(PPSF)、聚碳酸酯(PC)、聚乳酸(PLA)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、热塑性聚氨酯(TPU)、脂族聚酰胺(尼龙)或聚醚醚酮(PEEK)、以及其组合。例如,可以与增材制造技术(如,添加材料技术或添加能量技术)一起使用的示例性光敏材料包括含有粘合剂、单体和光引发剂的制剂。示例性粘合剂包括苯乙烯、甲基丙烯酸酯、乙烯醇、烯烃、甘油和丙烯。示例性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异癸酯和N-乙烯基吡咯烷酮。示例性光引发剂包括自由基光引发剂(诸如异丙基噻吨酮、二苯甲酮和2,2-偶氮二异丁腈)和阳离子光引发剂(诸如二芳基碘鎓盐和三芳基锍盐)。
在一些实施例中,声音衰减突起可以使用添加材料技术以有意地顺带的方式一体地形成。一种适合的添加材料技术包括熔融沉积成型(FDM)或熔丝制造(FFF),然而也可以使用其他添加材料技术。利用添加材料技术,增材制造工具将增材制造材料引入工件。重叠的工具路径通路导致过量的增材制造材料被引入由工具路径400限定的轮廓所占据的领域401中。当附加的轮廓施加到工件时,相邻的轮廓迫使过量的增材制造材料从相应轮廓出来,导致附加的增材制造材料的顺带突起,以随机或半随机的取向无意地形成。例如,利用熔融沉积成型(FDM)或熔丝制造(FFF),过量的材料挤出并沉积在重叠的工具路径通路中,导致过量材料在工具路径重叠区406中累积,迫使挤出的材料从相应轮廓出来。制成突起的增材制造材料可以来自于增材制造材料的任何部分,包括任何一个以上工具路径400和/或任何一个以上工具路径通路402、404,并且包括源自工具路径重叠区406内或外的材料。在一些实施例中,声音衰减突起的至少一部分的一个以上尺寸可以小于通过用于生产工件的增材制造技术提供的对应的最小尺寸分辨率。对于添加材料技术,尺寸分辨率可以通过引入的材料的尺寸限定。例如,利用熔融沉积成型(FDM)或熔丝制造(FFF),尺寸分辨率可以通过在熔融沉积成型处理期间挤出的细丝的横截面尺寸限定。
在一些实施例中,声音衰减突起可以使用添加能量技术以有意地顺带的方式一体地形成。一种适合的添加能量技术包括选择性激光烧结(SLS),然而,也可以使用其他添加能量技术。利用添加能量技术,增材制造工具将添加能量束引入工件,其凝固无固定形状的增材制造材料。重叠的工具路径通路导致过量的添加能量被引入由工具路径400限定的轮廓所占据的领域401中。过量的能量从相应轮廓传播出来,导致附加的增材制造材料的顺带突起以随机或半随机的取向有意地形成。例如,利用选择性激光烧结(SLS),激光所生成的热量熔化粉末材料。为了形成声音衰减突起,通过设置重叠的工具路径通路有意地引入过量的激光能量,并且该过量的激光能量以随机或半随机的取向顺带地熔化相应轮廓所占据的领域401外的邻近的粉末颗粒。在一些实施例中,声音衰减突起的至少一部分的一个以上尺寸可以小于通过用于产生工件的增材制造技术提供的对应的最小尺寸分辨率。对于添加能量技术,尺寸分辨率可以通过无固定形状的增材制造材料的横截面尺寸和/或添加能量束的横截面尺寸限定。例如,利用选择性激光烧结(SLS),尺寸分辨率可以通过无固定形状的增材制造材料的颗粒的横截面尺寸和/或用于熔化颗粒的激光束的横截面尺寸限定。作为另一示例,对于光聚合固化,尺寸分辨率可以通过用于固结光聚合物的激光或其他能量束的横截面尺寸限定。
在一些实施例中,声音衰减突起可以使用添加材料技术和添加能量技术的组合一体地形成。例如,将理解,直接能量沉积(DED)运用引入增材制造材料和添加能量的增材制造工具。附加地或替代地,不同的增材制造技术可以彼此组合,诸如通过对于工件的不同部分使用不同的增材制造技术,和/或,通过同时地、顺序地或以其他组合的方式使用不同的增材制造技术,以在工件(诸如声学芯体300)中一体地形成声音衰减突起。
现在参考图5,将理解,每一工具路径或工具路径通路不需要重叠以形成声音衰减突起。例如,如图5所示,限定单元壁的一个以上外部轮廓500可以包括重叠的工具路径通路,以便在单元壁上形成声音衰减突起314(图3A和图3B),同时限定内部结构的一个以上内部轮廓502可以不必具有重叠的工具路径通路。然而,将理解,可以设置一些名义重叠,诸如出于充分地结合对应于相邻工具路径的增材制造材料的领域401的目的。但是,除了设置充分的工具路径间隙比率以外,这种名义重叠一般不会形成文中描述的声音衰减突起。
声学芯体可以由本领域已知的任何一个以上材料增材制造,这样的材料包括合成纤维、金属合金、复合材料及其组合。示例性合成纤维包括挤出的聚合物细丝,诸如聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、人造丝、聚酯和尼龙。示例性金属合金包括铝合金、钢合金、钛合金和镍合金(如,超合金,诸如奥氏体镍铬基超合金)。示例性复合材料包括陶瓷基质复合(CMC)材料,可以包括复合基质材料,诸如碳化硅、硅、二氧化硅、氧化铝和/或其组合。陶瓷纤维可以嵌入基质中,诸如包括如蓝宝石和碳化硅的单丝的氧化稳定增强纤维、包括碳化硅的纱线、硅酸铝、以及切碎的晶须和纤维、以及可选地陶瓷颗粒(如,Si、Al、Zr、Y的氧化物及其组合)、以及无机填料(如,叶蜡石、硅灰石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱石)。作为进一步示例,CMC材料还可以包括碳化硅(SiC)或碳纤维布。附加地,声学芯体可以由本领域已知的任何其他适合的材料形成,全部这些在本公开的精神和范围内。
当前公开的声学芯体可以包括具有任何多面体构造的谐振单元,包括平行多面体蜂窝结构和/或斜多面体蜂窝结构。平行多面体蜂窝结构大体具有反映直立棱柱或大致直立棱柱的几何特性。直立棱柱是由n边多边形顶面、底面(是顶面不旋转时的平移复制件)以及由顶面和底面平分的n个矩形侧面组成的多面体。考虑到直立棱柱或大致直立棱柱的这些特性,平行多面体蜂窝结构具有与通过轴线R表示的法向线201大致平行的侧面。例如,图6A至图6C示出具有平行多面体蜂窝结构的声学芯体300。如图6A至图6C所示,声学芯体300具有多个多面体谐振单元602,其呈现出六角形棱柱或“蜂窝”结构的几何特性。多面体谐振单元602具有由顶面604和底面606平分的多个多边形侧面603。顶面604和底面606大致彼此平行并且具有大致彼此相同的表面积。侧面603大致平行于法向线201并且具有零或近似零的会聚角θ(theta)212。然而,平行多面体蜂窝结构不限于具有同等大小的矩形侧面的那些结构,平行多面体蜂窝结构也不限于具有在相邻矩形侧面之间的相同内角的那些结构。而是,平行蜂窝结构包括具有不同大小的矩形侧面并且对应地使在相邻矩形侧面之间的内角不同的那些结构。不过,这种平行蜂窝结构具有具有大致相同的表面积的顶面604和底面606。还有,将理解,由于制造技术中的微小不精确性等等,平行蜂窝结构可能不呈现出完美的对称性,引起蜂窝结构中的不完美的对称性。
与平行蜂窝结构对照,斜多面体蜂窝结构具有具有至少一个侧面的多面体单元,该侧面相对于通过轴线R表示的法向线201以大于零度的会聚角θ(theta)221会聚或是发散。可以设置多种会聚角和/或发散角。例如,在各种实施例中,会聚角θ(theta)212可以落入如下范围内:从大于零至45度,诸如从1至10度,诸如从1至20度,诸如从1至30度,或者诸如从1至45度。在各种实施例中,会聚角(theta)212的范围可以落入从2至30度,诸如从2至10度,诸如从5至15度,诸如从10至20度,或者诸如从15至30度。会聚角(theta)212可以大于零度,诸如大于1度,诸如大于2度,诸如大于5度,诸如大于10度,诸如大于15度,诸如大于20度,诸如大于25度,诸如大于30度,诸如大于35度,或者诸如大于40度。会聚角(theta)212可以小于45度,诸如小于40度,诸如小于35度,诸如小于30度,诸如小于25度,诸如小于20度,诸如小于15度,诸如小于10度,诸如小于5度,或者诸如小于1度。
图3A和图3B中示出的示例性声学芯体给出斜多面体蜂窝结构的一个示例。图7A至图7C示出另一示例性斜多面体蜂窝结构700。斜多面体蜂窝结构700包括由顶面706和底面708平分的多个会聚多面体单元702和多个发散多面体单元704。如所示出的,顶面706和底面708大致彼此平行。会聚多面体单元702或发散多面体单元704中的每一个具有多个多边形侧面709。这些多边形侧面至少包括相对于通过轴线R表示的法向线201以大于零度的会聚角θ(theta)221会聚的第一侧面710。附加地或替代地,多边形侧面至少包括至少相对于第二侧面712会聚的第一侧面710。附加地或替代地,在一些实施例中,第一侧面710可以相对于法向线201和/或至少相对于第三侧面714发散。
以至少一个这种会聚或发散侧面,和/或,以在平分单元的两个大致平行的平面(即,顶面706和底面708)之间不同的横截面区部,会聚多面体单元702和/或发散多面体单元704具有不对称性。取决于特定单元的构造,大致平行的平面706、708可以将斜多面体单元平分为平面、线或点。为方便起见,更通常地,这种平面、线或点可以有时称之为面。例如,顶面706将会聚单元702和发散单元704两者平分为平面,底面708将会聚单元702平分为线并且将发散单元704平分为平面。
除了图3A和图3B以及图7A至7C中示出的示例性斜多面体蜂窝结构之外,声学芯体可以包括许多其他斜多面体蜂窝结构。例如,图8示出可以并入到根据本公开的斜多面体蜂窝结构中的许多示例性斜多面体。斜多面体蜂窝结构可以包括图8中示出的斜多面体中的任何一个以上的全部或一部分。示例性的斜多面体蜂窝结构可以包括截头锥体、菱面体、反棱柱、扭转棱柱(twistedprism)、台塔(cupola)(包括星形台塔)、楔形体、棱锥以及这些的组合或部分。通过示例的方式,截头锥体可以包括三角形截头锥体,四边形截头锥体,五边形截头锥体,六边形截头锥体,七边形截头锥体,八边形截头锥体,非球面截头锥体(nonagonal frustum),十边形截头锥体,十一边形截头锥体,十二边形截头锥体,任何其他截头锥形多面体,以及这些的组合。截头锥形多面体包括与另一多面体组合的截头锥体,包括与另一多面体组合的任何前述截头锥体形状。例如,菱面体可以由任何菱形形成,提供菱形多面体。作为进一步示例,菱面体可以与截头锥体组合以形成菱面体截头锥体。
反棱柱包括由多边形顶面、多边形底面和具有交替取向的相邻三角形侧面的序列组成的多面体,这些三角形侧面由顶面和底面平分。通过示例的方式,反棱柱可以包括三角形反棱柱、四边形反棱柱、六边形反棱柱、反棱柱多面体以及这些的组合。反棱柱多面体包括与另一多面体组合的反棱柱。在一些实施例中,反棱柱可以包括n边顶面和n边底面。替代地,反棱柱可以包括n边顶面和具有大于或小于n边的底面。
扭转棱柱包括由多边形顶面、多边形底面和至少包括在对角线上平分的一些侧面的多个侧面组成的多面体,具有相对彼此扭转的顶面和底面,导致至少一些相邻的侧面相对彼此凹陷。通过示例的方式,扭转棱柱可以包括多面体,四边形扭转棱柱,六边形扭转棱柱,扭转棱柱多面体,以及这些的组合。扭转棱柱具有在相邻对角线上或在随后的对角线上平分的一个以上侧面。例如,图8示出具有在相邻对角线上平分的侧面的六边形扭转棱柱,以及具有在第二对角线上平分的侧面的六边形扭转棱柱。扭转棱柱多面体包括与另一多面体组合的扭转棱柱。
台塔包括由多边形顶面、多边形底面和包括三角形侧面和四边形侧面的交替序列的多个侧面组成的多面体。在一些实施例中,台塔具有具有为底面的边两倍的边的顶面,反之亦然。通过示例的方式,台塔包括:三角形台塔,其具有四边形顶面和六边形底面,或六边形顶面和四边形底面;以及五边形台塔,其具有五边形顶面和十边形底面,反之亦然。台塔还包括星形台塔,其是四边形侧面由相邻的凹陷三角形侧面代替的台塔。星形台塔包括五角星形台塔体(cuploid)和七角星形台塔体。五角星形台塔体具有五边形底面和五角星形顶面,反之亦然。七角星形台塔体具有七边形底面和七角星形顶面,反之亦然。作为进一步示例,台塔包括具有许多侧面的台塔形构造,包括随着侧面的数量增加而接近截头锥形的构造。例如,台塔包括八十边形,其具有八十个侧面。台塔还包括台塔形多面体,其包括与另一多面体组合的台塔或台塔体。
楔形体包括具有多边形顶面和会聚成线的多个多边形侧面的多面体。通过示例的方式,楔形体可以包括四面体楔形体,钝角楔形体,锐角楔形体和楔形多面体,以及这些的组合。四面体楔形体具有两个三角形侧面和两个四边形侧面。侧面在一侧由四边形平面平分,而在另一侧会聚成线。钝角楔形体会聚成比相对的四边形平面宽的线。锐角楔形体会聚成比相对的四边形平面窄的线。楔形多面体包括与另一多面体组合的楔形体。
棱锥包括具有多边形基部的多面体,该多边形基部通过会聚成点的多个三角形侧面平分。通过示例的方式,棱锥包括由四边形侧面组成的四边形棱锥,该四边形侧面通过会聚成点的四个三角形侧面平分。棱锥还包括由星形多边形基部和会聚成点的的多个三角形侧面组成的星形棱锥。作为示例,星形棱锥包括五角形星形棱锥。
这些斜多面体构造(包括其组合或部分)中的任何一个以上可以包括在各种示例性斜蜂窝结构中。在一个方面,图7A至图7C中示出的会聚多面体单元702反映与楔形体的各方面组合的反棱柱的各方面。例如,会聚多面体单元702包括多边形(六边形)顶面706,并且与反棱柱相似,多个三角形侧面由底面708平分。与楔形体相似,底面708具有线的形式。在另一方面,会聚多面体单元702反映“翻转的反棱柱”的各方面,也即,绕着其竖向轴线扭转180度的反棱柱。会聚多面体单元702已在其中点703处被翻转或扭转。发散多面体单元704反映与截头锥体和/或台塔的各方面组合的反棱柱的各方面。例如,发散多面体单元704包括由多个侧面平分的多边形(六边形)顶面706,其不仅与反棱柱相似,具有多个相邻三角形侧面,而且与台塔相似,具有三角形侧面和四边形侧面的交替序列。
现在参考图9,将论述形成包括具有声音衰减突起的谐振单元的阵列的工件的示例性方法900。示例性方法900包括使增材制造工具相对于工具路径定向以形成工件的轮廓,其中工具路径包括多个重叠的工具路径通路902。可以构造重叠的工具路径通路,以便将超过轮廓904所占据的领域401的一定量的增材制造材料有意地引入工件。当有意地引入的增材制造材料的量超过轮廓所占据的领域401时,增材制造材料的一部分可以顺带地形成具有随机或半随机的取向和/或大小的多个声音衰减突起906。可以通过使增材制造工具相对于顺序工具路径定向来形成工件的顺序轮廓,其中顺序工具路径的至少一部分包括重叠的工具路径通路。声音衰减突起的形成可以有意地顺带于工件的形成。
在一些实施例中,增材制造工具可以运用引入增材制造材料以形成工件的顺序轮廓的增材制造技术。重叠的工具路径通路可以导致过量的增材制造材料被引入对应于重叠的工具路径通路的相应轮廓所占据的相应领域401中。相邻轮廓可以迫使过量的增材制造材料出来以顺带地形成多个声音衰减突起。增材制造技术可以包括材料挤出、材料喷射、粘合剂喷射和/或直接能量沉积。例如,增材制造技术可以包括熔融沉积成型(FDM)或熔丝制造(FFF)。
在其他实施例中,增材制造工具可以运用将添加能量向无固定形状的增材制造材料引入的增材制造技术。添加能量可以凝固无固定形状的增材制造材料的一部分,以形成工件的顺序轮廓。重叠的工具路径通路可以导致过量的添加能量被引入对应于重叠的工具路径通路的相应轮廓所占据的相应领域401中。过量的添加能量可以从相应轮廓传播出来以顺带地形成多个声音衰减突起。增材制造技术可以包括粉末床熔融或光聚合固化。例如,增材制造技术可以包括选择性激光烧结。
该书面描述使用示例性实施例来描述当前公开的主题,包括最佳模式,还使本领域技术人员能够实践这种主题,包括制作和使用任何设备或系统,并施行任何并入的方法。当前公开的主题的专利权范围由权利要求书来限定,可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意图包括于权利要求书的范围内,如果该示例包括与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话,或者,如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等同结构元件的话。
本发明的进一步方面通过以下条项的主体提供:
1.一种声学芯体,包含:谐振单元的阵列,所述谐振单元中的每一个包含由增材制造材料形成的多个单元壁和通过所述多个单元壁限定的谐振空间;并且所述谐振单元中的至少一些包含众多声音衰减突起,所述声音衰减突起包含以随机或半随机的取向和/或大小突出到所述谐振空间中的所述单元壁的所述增材制造材料。
2.根据任何在前条项的声学芯体,其中,所述谐振单元的阵列至少部分地使用引入增材制造材料的增材制造技术来形成。
3.根据任何在前条项的声学芯体,其中,所述谐振单元的阵列至少部分地使用将添加能量引入无固定形状的增材制造材料的增材制造技术来形成,所述添加能量使所述无固定形状的增材制造材料的一部分凝固。
4.根据任何在前条项的声学芯体,其中,所述声音衰减突起具有从大约5至10,000微米的平均高度、宽度和/或长度。
5.一种涡轮机,包含:涡轮;和外壳,所述外壳围绕所述涡轮,所述外壳限定管道壁;以及一个以上的声学衬里,所述一个以上的声学衬里沿着所述管道壁环状地安置,所述一个以上的声学衬里中的至少一个包含声学芯体,所述声学芯体包含:谐振单元的阵列,所述谐振单元的每一个包含由增材制造材料形成的多个单元壁和通过所述多个单元壁限定的谐振空间;并且所述谐振单元中的至少一些包含众多声音衰减突起,所述声音衰减突起包含以随机或半随机的取向和/或大小突出到所述谐振空间中的所述单元壁的所述增材制造材料。
6.一种形成具有声音衰减突起的工件的方法,所述方法包含:使增材制造工具相对于工具路径定向以形成工件的轮廓,所述工具路径包含多个重叠的工具路径通路,并且所述重叠的工具路径将超过所述轮廓所占据的领域的一定量的增材制造材料有意地引入所述工件,所述增材制造材料的一部分顺带地形成具有随机或半随机的取向和/或大小的多个声音衰减突起。
7.根据任何在前条项的方法,包含:通过使所述增材制造工具相对于顺序工具路径定向以形成所述工件的顺序轮廓,其中,所述顺序工具路径的至少一部分包含重叠的工具路径通路。
8.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造工具运用引入增材制造材料以形成所述工件的所述顺序轮廓的增材制造技术。
9.根据任何在前条项的方法,其中,所述重叠的工具路径通路导致过量的增材制造材料被引入对应于所述重叠的工具路径通路的相应轮廓所占据的相应领域中。
10.根据任何在前条项的方法,其中,所述顺序轮廓包含相邻轮廓,所述相邻轮廓迫使过量的增材制造材料出来以顺带地形成所述多个声音衰减突起。
11.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造技术运用材料挤出、材料喷射、粘合剂喷射或定向能量沉积。
12.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造技术运用熔融沉积建模成型或熔丝制造。
13.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造工具运用将添加能量引入无固定形状的增材制造材料的增材制造技术,所述添加能量使所述无固定形状的增材制造材料的一部分凝固以形成所述工件的所述顺序轮廓。
14.根据任何在前条项的方法,其中,所述重叠的工具路径通路导致过量的添加能量被引入对应于所述重叠的工具路径通路的相应轮廓所占据的相应领域中。
15.根据任何在前条项的方法,其中,所述过量的添加能量从所述相应轮廓传播出来以顺带地形成所述多个声音衰减突起。
16.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造技术运用粉末床熔融或光聚合固化。
17.根据任何在前条项的方法,其中,所述增材制造技术运用选择性激光烧结。
18.根据任何在前条项的方法,其中,所述工具路径的至少一部分包含具有从1.0至小于2.0的工具路径间隙比率的重叠的工具路径通路。
19.根据任何在前条项的方法,其中,所述声音衰减突起具有从大约5至10,000微米的平均高度、宽度和/或长度。
20.根据任何在前条项的方法,其中,所述声音衰减突起的至少一部分的一个以上的尺寸小于通过用于生产所述声学芯体的所述增材制造技术提供的对应的最小尺寸分辨率。
Claims (10)
1.一种声学芯体,其特征在于,包含:
谐振单元的阵列,所述谐振单元中的每一个包含由增材制造材料形成的多个单元壁和通过所述多个单元壁限定的谐振空间;并且
所述谐振单元中的至少一些包含众多声音衰减突起,所述声音衰减突起包含以随机或半随机的取向和/或大小突出到所述谐振空间中的所述单元壁的所述增材制造材料。
2.如权利要求1所述的声学芯体,其特征在于,其中,所述谐振单元的阵列至少部分地使用引入增材制造材料的增材制造技术来形成。
3.如权利要求1所述的声学芯体,其特征在于,其中,所述谐振单元的阵列至少部分地使用将添加能量引入无固定形状的增材制造材料的增材制造技术来形成,所述添加能量使所述无固定形状的增材制造材料的一部分凝固。
4.如权利要求1所述的声学芯体,其特征在于,其中,所述声音衰减突起具有从大约5至10,000微米的平均高度、宽度和/或长度。
5.一种涡轮机,其特征在于,包含:
涡轮;和
外壳,所述外壳围绕所述涡轮,所述外壳限定管道壁;以及
一个以上的声学衬里,所述一个以上的声学衬里沿着所述管道壁环状地安置,所述一个以上的声学衬里中的至少一个包含声学芯体,所述声学芯体包含:
谐振单元的阵列,所述谐振单元的每一个包含由增材制造材料形成的多个单元壁和通过所述多个单元壁限定的谐振空间;并且
所述谐振单元中的至少一些包含众多声音衰减突起,所述声音衰减突起包含以随机或半随机的取向和/或大小突出到所述谐振空间中的所述单元壁的所述增材制造材料。
6.一种形成具有声音衰减突起的工件的方法,其特征在于,所述方法包含:
使增材制造工具相对于工具路径定向以形成工件的轮廓,所述工具路径包含多个重叠的工具路径通路,并且所述重叠的工具路径将超过所述轮廓所占据的领域的一定量的增材制造材料有意地引入所述工件,所述增材制造材料的一部分顺带地形成具有随机或半随机的取向和/或大小的多个声音衰减突起。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,包含:
通过使所述增材制造工具相对于顺序工具路径定向以形成所述工件的顺序轮廓,其中,所述顺序工具路径的至少一部分包含重叠的工具路径通路。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,其中,所述增材制造工具运用引入增材制造材料以形成所述工件的所述顺序轮廓的增材制造技术。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,其中,所述重叠的工具路径通路导致过量的增材制造材料被引入对应于所述重叠的工具路径通路的相应轮廓所占据的相应领域中。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,其中,所述顺序轮廓包含相邻轮廓,所述相邻轮廓迫使过量的增材制造材料出来以顺带地形成所述多个声音衰减突起。
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