DE102005021666A1

DE102005021666A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Position von mittles Kern erzeugten Ausstattungsmerkmalen in einem Wachsausschmelzgussstück

Info

Publication number: DE102005021666A1
Application number: DE102005021666A
Authority: DE
Inventors: Robert H. Devine; Gary M. Itzel
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2025-05-07
Also published as: JP4975979B2; US20050247425A1; CN1693014A; US7296615B2; JP2005319518A; CN1693014B; DE102005021666B4

Abstract

Ein sekundäres Bezugsschema wird verwendet, um den Ort der mittels Kern erzeugten inneren Geometrie hohler im Wachsausschmelzverfahren gegossener Metallteile zu identifizieren, die unter Verwendung eines Konzepts eines freischwebenden Kerns hergestellt werden, um komplexe innere Strukturmerkmale (504) zu verwirklichen. Ein Satz von Bezugssockeln (501, 502, 503) wird an einen entfernbaren Abschnitt (505) des Kernwulstes gegossen, um das sekundäre Bezugssystem zu schaffen. Dieses sekundäre Bezugssystem legt den Ort der mittels Kern erzeugten inneren Geometrie des Elements unabhängig von jeder feststehenden äußeren primären Bezugsstruktur/System genau fest, so dass sich beispielsweise präzise spanabhebende Bearbeitungs- und Normierungsschritte an derartigen inneren Merkmalen während nachfolgender Bearbeitungsvorgänge durchführen lassen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

Viele Hersteller von Gasturbinentriebwerken verwenden heute hochentwickelte Wachsausschmelzgießtechniken, um gegossene Turbinen-Leitschaufeln oder sonstige Strömungsflächen(z.B. Gasturbinenschaufeln oder -blätter) zu erzeugen, die komplizierte Luftkühlungskanäle aufweisen, um den Wirkungsgrad der Kühlung der Strömungsflächen zu erhöhen. Die inneren Kühlkanäle werden in den gegossenen Schaufeln unter Verwendung eines oder mehrerer für komplexe Strömungsflächen gestalteter Keramikkerne ausgebildet, die in einer keramischen Schalenform positioniert werden, wobei in geschmolzenes Metall die Form um den Kern gegossen wird. Der (die) Keramikkerne) ist (sind) erzeugen die inneren Strukturmerkmalen der Schaufeln, beispielsweise inneren Hohlräumen und Rippen.

Ein typischer keramischer Kern wird mittels einer erweichten keramischen Verbindung hergestellt, die bei einer erhöhten Temperatur in ein Kerngesenk oder eine Kerngießform spritzgegossen oder spritzgepresst wird. Der Kern wird anschließend durch Brennen oder mittels thermischer Behandlung gehärtet. Der vergütete gebrannte Kern wird anschließend innerhalb eines Schablonengießformhohlraums positioniert, in den ein flüchtiges Schablonenmaterial (z.B. Wachs oder Kunststoff) um den Kern herum eingebracht wird, um eine Kern/Schablone-Einheit für die Verwendung in dem hinlänglich bekannten Wachsausschmelzverfahren zu bilden. Anschließend wird die Kern/Schablone-Einheit wiederholt in keramischen Schlamm getaucht, von überschüssigem Schlamm mittels Spülen befreit, mit grober keramischer Stukkatur oder Sandpartikeln beschichtet und getrocknet, um mehrere keramische Schichten aufzubauen, die zusammen eine Schalenform um die Anordnung bilden. Die Schablone wird anschließend selektiv entfernt, um eine Schalenform mit dem darin angeordneten Keramikkern zurückzulassen, und in die Form wird Metallschmelze gegossen. Nachdem sich die Metallschmelze verfestigt hat, werden die Form und der Kern entfernt, um ein Schaufelgussstück zurückzulassen, das an den Stellen, die zuvor von dem (den) Kern (en) eingenommen waren, einen oder mehrere inneren Kanäle aufweist.

In der Herstellung hohler Maschinenelemente aus Metall, beispielsweise sind dies Düsen und Strömungsflächen von Gasturbinen, wird das oben erwähnte Wachsausschmelzverfahren häufig basierend auf einem Konzept eines freischwebenden Kerns durchgeführt. Aus unterschiedlichen Gründen und zumindest aufgrund der Tatsache, dass Entwürfe interner Geometrie immer komplizierter werden und größere Bereiche der gesamten dreidimensionalen Gestalt der Strömungsfläche oder der Düse einnehmen, muss sich das Gussstück "ausgleichen" lassen, um eine optimale Anpassung der inneren Geometrie an das primäre Bezugsschema des Elements zu ermöglichen – was erfordert, dass der Kern als ein "frei schwebendes" Element konzipiert ist. Allerdings führt die Verwendung des Konzepts eines freischwebenden Kerns zu Problemen bei den nachfolgenden Produktionsschritten einer spanabhebenden Bearbeitung des Elements. Insbesondere bewirkt die Verwendung des Konzepts eines freischwebenden Kerns ein gewisses Maß an Lageveränderung der gegossenen inneren Strukturmerkmale um die feststehende äußere Bezugsstruktur des Elements herum. Eine solche Veränderung ist in höchstem Maße unerwünschte, wenn angestrebt ist, genaue Normierungs- oder präzise spanabhebende Bearbeitungsschritte an diesen mittels Kern erzeugten inneren Merkmalen durchzuführen.

Um die Position der inneren Geometrie eines speziellen Strömungsflächen/Düsen-Gusselements zu anzunähern, ist es im Allgemeinen lediglich möglich, in Beziehung mit feststehenden äußeren Bezugspunkten stehende Wandstärken und Abschnitte des äußeren Entwurfs zu verwenden, die ein primäres Bezugsschema beinhalten. Aus diesem Grund ist eine automatisierte spanabhebende Bearbeitung von mittels Kern erzeugten inneren Merkmalen häufig ungenau, wenn nicht sogar undurchführbar. Dies ist unter Anderem zumindest teilweise auf die Tatsache zurückzuführen, dass herkömmliche automatisierte Verfahren spanabhebender Bearbeitung sich für ein Positionieren und/oder Fixieren einer Komponente während spanabhebender Bearbeitungs/Normierungsschritte auf ein feststehendes externes Bezugsschema/bzw. eine feststehende externe Struktur eines Elements verlassen, und dass dieses feststehende "primäre" Bezugsschema hinsichtlich mittels Kern erzeugter innerer Gussmerkmale ungenau ist, da aufgrund der Verwendung eines frei schwebenden Kerns Lageveränderungen der Merkmale statt finden. (Herkömmliche im Handel als Softwarepaket erhältliche Anwendungen, die zum Steuern der meisten automatisierten Einrichtungen verwendet werden, die zum Normieren und spanabhebenden Bearbeiten dienen, benutzen in der Regel dieses feststehende externe Bezugsschema und führen für ein spezielles Element eine Berechnung einer optimalen Anpassung an sämtliche Bezugspunkte durch.)

Im Falle heutiger komplexer Entwürfe von Strömungsflächen muss eine Gestalt einer Gasturbinenströmungsfläche eine "optimale Anpassung" externer Strömungsflächenmerkmale zulassen, so dass sich ein spezieller gewünschter Turbineneintrittsöffnungsbereich verwirklichen und optimieren lässt. Innere Merkmale der Strömungsfläche werden erzeugt, indem während des Gießvorgangs ein Kern verwendet wird. Der Kern kann während des Gießvorgangs, bezüglich der externen Schaufelgeometrie driften, sich drehen, verschieben, usw. Diese Bewegung des Kerns führt dazu, dass die mittels Kern erzeugten inneren Merkmale an einer gegenüber der externen Schaufelgestalt unbekannten Position angeordnet werden. Viele dieser mittels Kern erzeugten inneren Merkmale erfordern eine präzise spanabhebende Bearbeitung, um ein Anpassen an andere Komponenten und/oder ein Anbringen derselben durch Schweißen oder Hartlöten zu ermöglichen. Es sind sehr strenge Herstellungstoleranzen einzuhalten, um einen Passsitz oder einen Sitz zu erzielen, der ein erfolgreiches Hartlöten und/oder Schweißen der anzubringenden Komponenten erlaubt. Falls diese mittels Kern erzeugten inneren Merkmale, die bezüglich der externen Merkmale während des Gießvorgangs ihre Lage verändert haben, basierend auf einer Einspannung spanabhebend bearbeitet würden, die sich auf die externen Merkmale bezieht, würden die Herstellungstoleranzen zu groß geraten. Es besteht daher ein Bedarf nach einem Verfahren und/oder einer Anordnung zum Bestimmen des Ortes der mittels Kern erzeugten Geometrie, so dass die sich ergebenden mittels Kern erzeugten inneren Merkmale des Gussstücks nicht bezogen auf die externen Merkmale der Strömungsfläche sondern bezogen auf die Kernposition spanabhebend bearbeiten lassen.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Um auf die vorstehenden Probleme geeignet einzugehen, wird dem Kern eine unabhängige Bezugsstruktur/Konfiguration hinzugefügt. Diese zusätzliche (sekundäre) Bezugsstruktur ist so eingerichtet, dass sie für eine herkömmliche moderne Normierungseinrichtung, beispielsweise ein Koordinatenmessgerät (CMM), ohne Weiteres zugänglich und überprüfbar ist. Bekannte herkömmliche Ansätze des Gießens/Herstellens verwenden zum Positionieren und/oder Halten einer Turbinenströmungsfläche oder Düsenkomponente während des Normierens und der spanabhebenden Bearbeitung der mittels Kern erzeugten inneren Merkmale gewöhnlich nur eine einzige feststehende, auf externen Merkmalen basierende primäre Bezugsstruktur. Da der Kern als frei schwebend konzipiert ist, kann sich ein inneres Strukturmerkmal höchstens innerhalb der Grenzen des Profils des Gussstück und des Gießvorgangs bewegen/verschieben. Dementsprechend wird ein zweiter Satz von mit dem Kern integral ausgebildeten Bezugspunkten verwendet, um ein Bezugssystem bereitzustellen, das für die mittels Kern erzeugten inneren Gussmerkmale spezifisch ist. Dieses auf dem Kern basierende Bezugssystem schafft ein Mittel, das ein genaues Ausrichten und Fluchten der Geometrie des Kerns sicherstellt und ein genaues Normieren und eine präzise spanabhebende Bearbeitung der komplexen inneren Merkmale der Struktur ermöglicht, die eine Teil einer Konstruktion einer speziellen Strömungsfläche oder Düse sein kann.

Ein Aspekt der Erfindung ist die Einrichtung eines mit dem Kern integral ausgebildeten sekundären Bezugsschemas, das die Lage einer mittels Kern erzeugten Geometrie (z.B. innerer Strukturmerkmale einer hohlen Wachsausschmelzgusskomponente) unabhängig von der externen Form und/oder sonstigen mittels Wachs erzeugten Merkmalen identifiziert. Der Einsatz eines unabhängigen kernbasierten Bezugssystems ermöglicht eine Korrektur oder einen Ausgleich von Lageveränderungen zwischen der äußeren Gussschale und dem Kern. Ferner werden hierdurch Änderungen der Konfiguration ermöglicht, beispielsweise ein Verschieben der Position der Kerngeometrie, um eine "optimale Anpassung" des Kerns an die externe Gestalt einer Strömungsfläche zu erreichen, während ein spezieller gewünschter Eintrittsbereich verwirklicht wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, eine Anordnung von mittels Kern erzeugten Bezugssockeln auf inneren Abschnitten einer hohlen Wachsausschmelzgusskomponente einer Turbinen vorzusehen, die für eine herkömmliche Normierungseinrichtung ohne weiteres zugänglich sind und sich bequem durch spanabhebende Bearbeitung entfernen lassen. Noch eine Aufgabe ist es, eine Anordnung zum Erzeugen eines hohlen Wachsausschmelzgussstücks (z.B. einer Strömungsfläche, Schaufel oder Düse einer Turbine) zu schaf fen, die die Gefahr einer Induzierung von im Zusammenhang mit einer spanabhebenden Bearbeitung/Normierung auftretenden Fehlern eliminiert oder zumindest minimiert, die auf Lageveränderungen der mittels Kern erzeugten Merkmale zurückzuführen sind, und die Durchführung einer präzisen spanabhebenden Bearbeitung an mittels Kern erzeugten Merkmalen bezüglich jeder Verschiebung des Kerns ermöglichen, die gegebenenfalls während des Gießens auftritt oder die möglicherweise aufgrund von Änderungen der Konfiguration/Modifikationen durchzuführen ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung hier bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren, in denen gleichartige Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen versehen sind:
1 veranschaulicht schematisch ein exemplarisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines hohlen Wachsausschmelzmetallgussgegenstands, der ein kernbasiertes Bezugssystem zum Einrichten der Position von mittels Kern erzeugten inneren Strukturmerkmalen aufweist;
2 zeigt ein exemplarisches wachsausschmelzgussstück einer hohlen Komponente einer Turbinenströmungsfläche in einer Seitenansicht;
3 zeigt eine geschnittene Draufsicht eines Turbinenströmungsflächengussstücks längs der Schnittlinien a'-a' nach 2;
4 zeigt ein Gussstück einer Turbinenschaufel in einer perspektivische Ansicht, die eine exemplarische primäre Bezugsstruktur und exemplarische kernbasierte Bezugssockel veranschaulicht; und
5 zeigt in einer detaillierteren Draufsicht der Turbinenschaufel nach 4 die gegossene innere Struktur einer exemplarischen Turbinenschaufel, die einen exemplarischen Satz von mittels Kern erzeugten Bezugssockeln aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden Beschreibung sind spezielle Einzelheiten im Zusammenhang mit einem zum Gießen einer Gasturbinenkomponente verwendeten frei schwebenden Keramikkern, wobei der Kern nach dessen Entfernen in dem Gussgegenstand einen Kühlkanal zurücklässt, lediglich für Zwecke der Veranschaulichung erörtert und sollen nicht beschränkend gewertet werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das hier veranschaulichte spezielle Beispiel beschränkt und kann im Zusammenhang mit anderen Wachsausschmelzgießkernen verwendet werden, um aus unterschiedlichen Metallen und Legierungen eine Vielfalt von Gussstücken für andere Anwendungen herzustellen. Dem Fachmann wird es klar sein, dass das hier im folgenden erörterte, nicht als beschränkend zu wertende Beispiel sich in anderen Ausführungsbeispielen verwenden lässt, die von diesen speziellen Einzelheiten abweichen.
1 veranschaulicht ein exemplarisches Flussdiagramm für ein Verfahren zum Wachsausschmelzgießen einer hohlen Metallkomponente, beispielsweise einer Turbinenschaufel, die ein auf einem Kern basierendes Bezugssystem zum Einrichten der Position einer mittels Kern erzeugten inneren Geometrie aufweist, um nachfolgende Normierungs- oder spanabhebende Bearbeitungsschritte zu ermöglichen. Zunächst wird ein Keramikkernstück entworfen, das in der Lage ist, die gewünschten inneren Strukturmerkmale der hohlen Turbinenschaufel zu erzeugen. Wie in Block 101 angezeigt, werden spezielle Bezugsregionen (z.B. geringe Artefakte/Strukturen, die positive oder negative Verschiebungen aufweisen) in den Kernentwurf einbezogen, um Bezugssockel zu erzeugen, die gegenüber den mittels Kern erzeugten inneren Strukturmerkmalen des Gussstücks integral sind. Vorzugsweise werden die Kernbezugssockel in einen Kernwulst oder Formteilgratabschnitt des Gussstücks inkorporiert, der sich in einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitungsstufe entfernten lässt. Anschließend wird das integrale Bezugssockelbereiche aufweisende Kernstück, wie in Block 102 angezeigt, in die Schaufelschablonengießform eingebracht und das flüchtige Schablonenmaterial (z.B. Kunststoff oder Wachs) wird um den Kern herum in die Schablonenform injiziert. Danach wird, wie in den Verfahrensblöcken 103-107 angezeigt, ein herkömmliches Wachsausschmelzverfahren durchgeführt, um die hohle Metallkomponente zu erzeugen. Nach dem Entfernen der Schale und des Kerns (Blöcke 106 und 107) bleibt das Gussmetallteil mit einer Anordnung von auf kernba sierten Bezugssockeln zurück, die als ein genaues Bezugssystem zum Lokalisieren der inneren Geometrie und der Position von Strukturmerkmalen dienen, die, wie in Block 108 angezeigt, durch das entfernte Kernstück erzeugt sind.
2 und 3 veranschaulichen in entsprechenden Seiten- und Schnittansichten ein exemplarisches Wachsausschmelzgussteil eines Gasturbinenschaufelelements. In 2 ist ein Schaufelgrundkörpergussstück 200 gemeinsam mit einem Kernstück 201 veranschaulicht, das für das Entstehen der Hohlräume und inneren Strukturmerkmale des Schaufelelements ursächlich ist. Ein externer erhabener Abschnitt 203 eines Schaufelgrundkörpers 200 wird verwendet, um ein primäres Bezugssystem 203 bereitzustellen. Außerdem ist ein exemplarischer Bereich 202 des Kernstücks 201 gezeigt, der verwendet werden kann, um ein kernbasiertes (sekundäres) Bezugssystem zu erzeugen. Dieser Bereich ist ohne weiteres zugänglich und ein hier angeordneter Kernwulst- oder Formteilgratabschnitt lässt sich bequem mit einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung entfernen. In diesem Beispiel enthält der durch den Kernabschnitt 202 erzeugte Kernwulst (oder Formteilgrat) vorzugsweise eine aus zwei oder mehr Bezugssockeln aufgebaute, kernbasierte Bezugsstruktur. 3 zeigt in einer an den Schnittlinien a'-a' von 2 genommenen Querschnittsansicht exemplarische mittels Kern erzeugte Strukturmerkmale, beispielsweise Rippen 301 und hohle Hohlraumabschnitte 302, die die inneren Luftkühlungskanäle des Turbinenschaufelelements bilden können.
Mit Bezugnahme auf 4 ist in einer perspektivischen Ansicht ein exemplarisches Schaufelgussstück 400 gezeigt, das sowohl eine externe feststehende primäre Bezugsstruktur, die beispielsweise Sockel 401 und 402 aufweist, als auch eine sekundäre mittels Kern erzeugte Bezugsstruktur veranschaulicht, die Bezugssockel 404, 405 und 406 aufweist. In diesem Beispiel sind die mittels Kern erzeugten Bezugssockel 404, 405 und 406 einstückig mit dem Kernwulstabschnitt 403 des Schaufelgussstücks 400 und innerhalb des Kernwulstabschnitts 403 angeordnet. Obwohl die detaillierte Struktur eines Kernstücks, die für das Erzeugen der in 4 veranschaulichten speziellen inneren Merkmale und Bezugssockel ursächlich ist, hier nicht ausdrücklich gezeigt oder veranschaulicht ist, wird es einem Fachmann klar sein, dass das Verfahren zum Erzeugen eines derartigen Kernstücks, das geeignet ist, spezielle Merkmale in einem resultierenden Gussstück hervorzubringen, allgemein aus dem Stand der Technik bekannt ist, und dass sich ein geeignetes Keramikkernstück ohne weiteres mittels hinlänglich bekannter Techniken und Materialien herstellen lässt. In dem vorliegenden Beispiel würde ein derartiger Kern zwangsläufig so gefertigt, dass er Abschnitte aufweist, die sich gegenüber den in 4 gezeigten inneren Strukturen der Schaufel und der Bezugssockel invers oder negativ verhalten.
In 5 ist das exemplarische kernbasierte Bezugssystem nach 4 in größerem Detail gezeigt. In dem vorliegenden Beispiel sind mehrere Bezugssockel 501, 502 und 503, die die kernbasierte Bezugsstruktur der Schaufel 500 bilden, innerhalb des Kernwulstes oder Formteilgratabschnitts 505 posi tioniert und mit diesem einstückig ausgebildet, der seinerseits mit den innerhalb des Schaufelhohlraums vorhandenen inneren Strukturmerkmalen 504 verbunden ist und sich von diesen aus erstreckt. Obwohl die Bezugssockel in der hier erörterten, nicht als beschränkend zu wertenden exemplarischen Anordnung als ein positiver Bereich zu sehen sind, ist es für einen durchschnittlich ausgebildeten Fachmann offenkundig, dass die Bezugssockel abhängig von Faktoren, wie z.B. räumlichen Beschränkungen, Legierungstypus und Optimierung von Gussstückeigenschaften, als positive oder als negative Regionen des Kerns ausbilden lassen können.
Ein sekundäres Bezugsschema wird verwendet, um den Ort der mittels Kern erzeugten inneren Geometrie hohler im Wachsausschmelzverfahren gegossener Metallteile zu identifizieren, die unter Verwendung eines Konzepts eines freischwebenden Kerns hergestellt werden, um komplexe innere Strukturmerkmale 504 zu verwirklichen. Ein Satz von Bezugssockeln 501, 502, 503 wird an einen entfernbaren Abschnitt 505 des Kernwulstes gegossen, um das sekundäre Bezugssystem zu schaffen. Dieses sekundäre Bezugssystem legt den Ort der mittels Kern erzeugten inneren Geometrie des Element unabhängig von jeder feststehenden äußeren primären Bezugsstruktur/System genau fest, so dass sich beispielsweise eine präzise spanabhebende Bearbeitungs- und ein Normierungsschritte an derartigen inneren Merkmalen während nachfolgender Bearbeitungsvorgänge durchführen lassen.
Die Erfindung wurde zwar anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, von dem gegenwärtig angenommen wird, dass es sich am besten verwirklichen lässt, es ist allerdings selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt sein soll, sondern vielmehr vielfältige Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.

101-108: Verfahrensblöcke
200: Schaufelgrundkörpergussstück
201: Kernstück
202: Kernbezugsregion
203: primäres Bezugssystem
300: Kernabschnitt
301: Rippen
302: hohle Hohlraumabschnitte
400: Schaufelgussstück
401, 402: primäre Bezugssockel
404, 405, 406: sekundäre Bezugssockel
500: Schaufel
501, 502, 503: (sekundäre) Kernbezugssockel
504: Strukturmerkmale im Kerninnern
505: Formteilgratabschnitt

Claims

Verfahren zum Sicherstellen des Ortes von mittels Kern erzeugten Merkmalen in einer hohlen Wachsausschmelzgusskomponente (400), beispielsweise in einer Gasturbinenschaufel oder einem Düsenelement, wobei das Wachsausschmelzgussstück zumindest teilweise auf einem Konzept eines freischwebenden Kerns basiert, mit den Schritten: Bereitstellen einer auf einem Kern basierenden Bezugsstruktur, zu der eine Anzahl Bezugssockel (404, 405, 406) gehören, die durch den Kern erzeugt werden und einstückig mit einem Abschnitt des mittels Kern erzeugten Wulstes oder Formteilgrats (403) sind, wobei die auf einem Kern basierende Bezugsstruktur von jeder feststehenden Bezugsstruktur (401, 402) unabhängig ist, die mit externen Abschnitten des Gussgegenstands (400) einstückig ausgebildet ist; und Verwenden der mehreren Bezugssockel (404, 405, 406) als ein geometrisches Bezugssystem für mittels Kern erzeugte innere Merkmale nach dem Gießen der Komponente.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Sockel (404, 405, 406) mit einem in einem nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitungsschritt zu entfernenden Abschnitt des mittels Kern erzeugten Wulstes oder Formteilgrats (403) einstückig sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die mehreren Bezugssockel (404, 405, 406) an einem inneren Hohlraumabschnitt einer Schaufel (400) oder einem Düsenelement einer Gasturbine ausgebildet sind.
Keramikkern (201), der dazu dient in einem Wachsausschmelz-Gießverfahren eines Turbinenschaufelelements (400) verwendet zu werden, das wenigstens einen inneren Hohlraum aufweist, wobei der Kern (201) wenigstens einen Abschnitt aufweist, der einen Wulstbereich (403) erzeugt, der sich von einem gegossenen Schaufelelement (400) mittels einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung entfernen lässt, und eine Anzahl Bezugssockel (404, 405, 406) aufweist, die in Abschnitten des Kerns angeordnet sind, die den entfernbaren Wulstbereich bilden, wobei die mehreren Bezugssockel (404, 405, 406) ein Bezugssystem bereitstellen, das dazu dient, durch den Kern zu erzeugende innere Strukturmerkmale des Schaufelelements (400) örtlich festzulegen.
Keramikkern (201) nach Anspruch 4, bei dem die mehreren Bezugssockel (404, 405, 406) auf Abschnitten des Kerns angeordnet sind, die einen inneren Hohlraumabschnitt eines gegossenen Schaufelelements (400) bilden.
Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gussgegenstands (200, 500), beispielsweise einer Turbinenschaufel oder eines Düsenelements, unter Verwendung eines Wachsausschmelzgießverfahrens, das zumindest teilweise auf einem Konzept eines freischwebenden Kerns basiert, mit den Schritten: Ausbilden einer Kernstruktur (201), die mehrere einstückig ausgebildete positive oder negative Bezugsbereiche aufweist, um auf einem wachsausschmelzgussstück (200, 500) Bezugssockel (501, 502, 503) zu erzeugen, wobei die mehreren Bezugsregionen mit einem Abschnitt der Kernstruktur einstückig ausgebildet sind, der eine Kernwulst- oder Formteilgratregion (202, 505) erzeugt, die sich von dem Gussgegenstand mittels einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung entfernen lässt; Gießen einer auf flüchtigem Material basierenden Schablone der Komponente um die Kernstruktur herum; Erzeugen eines auf der Schablone aus flüchtigem Material und der Kernstruktur basierenden Wachsausschmelzgussteils; Entfernen der Kernstruktur aus dem Gussstück; Durchführen von spanabhebenden Bearbeitungsschritten an mittels Kern erzeugten inneren Merkmalen des Gussgegenstands, wobei die Bezugssockel (501, 502, 503) als ein geometrisches Bezugssystem für ein genaues Lokalisieren der mittels Kern erzeugten inneren Merkmale (504) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit dem Schritt, die Kernwulst- oder Formteilgratregion (505) zu entfernen, die die Bezugssockel (501, 502, 503) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Kern auf einem Keramikmaterial basiert.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Bezugsregionen in einem Abschnitt des Kerns angeordnet sind, der einen inneren Hohlraumabschnitt des Gussstücks bildet.
Verfahren zum Wachsausschmelzgießen einer hohlen Turbinenschaufel (200, 500) oder eines Düsenelements, das eine spanabhebende Präzisionsbearbeitung und/oder ein Normieren innerer mittels Kern erzeugter Strukturmerkmale (504) des Elements zulässt, mit den Schritten: Bilden einer Kernstruktur (201), die mehrere innere Bezugsregion aufweist, um auf einem gegossenen Element (200) Bezugssockel zu erzeugen, wobei die Bezugssockel (501, 502, 503) als ein geometrisches Bezugssystem für ein genaues Lokalisieren der mittels Kern erzeugten inneren Merkmale verwendet werden.