DE102010046579A1 - Component, preferably aircraft component, which is formed of powder to be solidified by energy radiation source, comprises cavity with solidified powder, which is not solidified by energy radiation source and for forming damping element - Google Patents

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Abstract

Component (10), preferably an aircraft component, which is formed of powder to be solidified by energy radiation source (32), comprises at least one cavity (14) with a solidified powder (16), which is not solidified by energy radiation source and for forming a damping element (18). An independent claim is also included for forming a component, preferably an aircraft component, comprising forming a component with a solidified powder using the energy radiation source, and forming the component with at least one cavity having the non-solidified powder, using energy radiation source, for forming a damping element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil mit wenigstens einem Dämpfungselement und ein Verfahren zum Herstellen bzw. Ausbilden eines Bauteils mit wenigstens einem solchen Dämpfungselement. Das Bauteil ist hierbei insbesondere schichtweise aus einem Pulver hergestellt, welches durch eine Energiestrahlung verfestigt wird, beispielweise mittels eines Laserstrahls oder eines Elektronenstrahls. Das Bauteil ist beispielsweise ein Schaufelelement eines Triebwerks, z. B. Flugzeugtriebwerks.The present invention relates to a component having at least one damping element and a method for producing or forming a component with at least one such damping element. In this case, the component is produced in particular in layers from a powder which is solidified by energy radiation, for example by means of a laser beam or an electron beam. The component is for example a blade element of an engine, for. B. aircraft engine.

Heutige Gehäuse werden konventionell mittels Gusstechnik oder Frästechnik hergestellt. Durch diese Herstellverfahren ergeben sich Einschränkungen, die sich auf das Design auswirken.Today's housings are conventionally produced by means of casting or milling technology. These manufacturing methods have limitations that affect the design.

Dämpfende Elemente können bisher nur unter großem Aufwand und weiteren Fertigungsschritten angebracht werden. Die Optimierung in Richtung eines guten akustischen Verhaltens und bezüglich der Langlebigkeit kann dabei nur über die konstruktive Anpassung der Resonanzfrequenzen oder den Anbau weiterer Elemente erfolgen.Damping elements can be installed only with great effort and other manufacturing steps. The optimization in the direction of a good acoustic behavior and in terms of longevity can be done only on the structural adaptation of the resonance frequencies or the cultivation of other elements.

Neben der Frästechnik und in Ergänzung zu der Gusstechnik ist des Weiteren aus dem Stand der Technik, wie er in der DE 10 2007 039 035 B3 offenbart ist, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils bekannt mittels eines durch Energiestrahlung zu verfestigenden Pulvers. Das Verfahren besteht darin Bauteile durch eine Kombination einer generativen Fertigung und einer gießtechnischen Fertigung herzustellen. Dazu wird das Bauteil in einen Hüllbereich und einen Kernbereich zerlegt. Mit einer generativen Fertigung wird dabei nur der Hüllbereich des Bauteils aufgebaut. Das Volumen des Kernbereichs wird dagegen nicht generative aufgebaut. Stattdessen wird das innerhalb des Hüllbereichs verbliebene nicht verfestige Pulver durch eine in der Hülle vorgesehene Öffnung entfernt bzw. ausgeleert. Das Volumen des Kernbereichs wird anschließend durch Eingießen eines Werkstoffs durch die Öffnung in der Hülle ausgefüllt. Dadurch kann eine Verkürzung der Herstellungszeit von insbesondere massiven Bauteilen gegenüber rein generativen oder rein gießtechnischen Fertigungsverfahren erzielt werden.In addition to the milling technique and in addition to the casting technique is also from the state of the art, as in the DE 10 2007 039 035 B3 discloses a method of manufacturing a device known by means of a powder to be solidified by energy radiation. The method consists in producing components by a combination of a generative production and a casting production. For this purpose, the component is decomposed into an envelope region and a core region. With generative manufacturing, only the envelope region of the component is built up. The volume of the core area, however, is constructed non-generative. Instead, the non-solidifying powder remaining within the envelope region is removed or evacuated through an opening provided in the envelope. The volume of the core region is then filled by pouring a material through the opening in the shell. As a result, the production time of, in particular, solid components can be shortened compared to purely generative or purely casting-technical production methods.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Bauteil mit wenigstens einem Dämpfungselement, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils bereitzustellen.The invention is based on the object to provide an improved component with at least one damping element, and a method for producing such a component.

Gemäß der Erfindung werden nun ein Bauteil sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung bzw. Ausbildung des Bauteils bereitgestellt.According to the invention, a component and a corresponding method for producing or forming the component are now provided.

Genauer gesagt wird ein Bauteil bereitgestellt, insbesondere ein Flugzeugbauteil, welches aus einem mittels einer Energiestrahlungsquelle zu verfestigenden Pulver ausgebildet ist, wobei das Bauteil wenigstens einen Hohlraum mit einem nicht durch die Energiestrahlungsquelle verfestigten Pulver zum Bilden eines Dämpfungselements aufweist.More specifically, a component is provided, in particular, an aircraft component formed of a powder to be solidified by means of an energy radiation source, the component having at least one cavity with a powder not solidified by the energy radiation source for forming a damping element.

Das Bauteil hat den Vorteil, dass der Hohlraum mit dem darin aufgenommenen Pulver ein Dämpfungselement bildet, welches beispielsweise Vibrationen dämpfen oder kompensieren kann. Dabei muss kein weiteres Fertigungsverfahren eingesetzt werden, um ein Dämpfungselement an dem Bauteil vorzusehen. Dies führt zu reduzierten Herstellungskosten und einem vereinfachten Herstellungsverfahren.The component has the advantage that the cavity with the powder received therein forms a damping element, which can damp or compensate for vibrations, for example. In this case, no further manufacturing process must be used to provide a damping element on the component. This leads to reduced production costs and a simplified manufacturing process.

Des Weiteren wird ein Verfahren bereitgestellt zum Ausbilden eines Bauteils, insbesondere eines Flugzeugbauteils, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ausbilden eines Bauteils aus einem mittels einer Energiestrahlungsquelle zu verfestigenden Pulver, und
Ausbilden des Bauteils mit wenigstens einem Hohlraum, mit einem nicht durch die Energiestrahlungsquelle verfestigten Pulver zum Bilden eines Dämpfungselements.
Furthermore, a method is provided for forming a component, in particular an aircraft component, the method having the following steps:
Forming a component from a powder to be solidified by means of an energy radiation source, and
Forming the device having at least one cavity with a powder not solidified by the energy radiation source to form a damping element.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass ein Dämpfungselement durch das Ausbilden des mit einem Pulver gefüllten Hohlraums bereitgestellt werden kann. Das Pulver wirkt in dem Hohlraum dabei als Dämpfung. Des Weiteren werden keine zusätzlichen Fertigungsschritte benötigt, um ein Bauteil mit einem Dämpfungselement zu versehen, wie das bisher im Stand der Technik der Fall war.The method has the advantage that a damping element can be provided by forming the cavity filled with a powder. The powder acts in the cavity as damping. Furthermore, no additional manufacturing steps are needed to provide a component with a damping element, as was the case in the prior art.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the description with reference to the drawings.

In einer Ausführungsform ist der Hohlraumkern aus schmelzbarem Wachs. Dies ist besonders preiswert und kann beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass es im Bereich von Raumtemperatur oder im Bereich der Betriebstemperatur des Bauteils geschmolzen oder im Wesentlichen geschmolzen vorliegt.In one embodiment, the lumen core is fusible wax. This is particularly inexpensive and can for example also be designed so that it is melted or essentially molten in the range of room temperature or in the range of the operating temperature of the component.

In einer weiteren Ausführungsform weist der geschlossene Hohlraum wenigstens eine verschlossene Öffnung auf zum zumindest teilweisen Entfernen von Pulver aus dem Hohlraum und gegebenenfalls teilweisen Wiederbefüllen des Hohlraums mit beispielsweise einem anderen Pulver. Im Anschluss an das Entleeren und/oder Befüllen wird dann die Öffnung verschlossen. Das Vorsehen der Öffnung hat den Vorteil, dass das Pulver bis zur Fertigstellung des Bauteils in diesem verbleiben kann und durch die Öffnung zumindest teilweise entfernt werden kann bevor die Öffnung später geschlossen wird.In a further embodiment, the closed cavity has at least one closed opening for at least partial removal of powder from the cavity and optionally partial refilling of the cavity with, for example, another powder. After emptying and / or filling, the opening is then closed. The provision of the opening has the advantage that the powder can remain in this until the completion of the component and through the Opening can be at least partially removed before the opening is closed later.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. Show it:

1 eine schematische Schnittansicht eines Bauteils mit zwei Dämpfungselementen gemäß der Erfindung; 1 a schematic sectional view of a component with two damping elements according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils mit zwei Dämpfungselementen; und 2 a schematic representation of an apparatus for producing a component according to the invention with two damping elements; and

3 eine Ablaufdiagramm einer Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils mit wenigstens einem Dämpfungselement. 3 a flow diagram of a production of a component according to the invention with at least one damping element.

In 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Bauteils mit beispielsweise zwei Dämpfungselementen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt.In 1 is a schematic sectional view of a component with, for example, two damping elements according to an embodiment of the invention shown.

Das Bauteil 10 weist dabei ein Gehäuse 12 mit wenigstens einem bzw. hier z. B. zwei Hohlräumen 14 auf. In den Hohlräumen 14 wird dabei beispielsweise jeweils ein Pulver 16 vorgesehen, um ein Dämpfungselement 18 zu bilden.The component 10 has a housing 12 with at least one or here z. B. two cavities 14 on. In the cavities 14 For example, in each case a powder 16 provided to a damping element 18 to build.

Das Gehäuse 12 oder die Gehäusewände 20, welche den jeweiligen Hohlraum 14 umschließen, sind mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt. Das heißt, die Gehäusewände 20 oder Hohlraumwände sind schichtweise aus einem mittels einer Energiestrahlung verfestigbaren Pulver 16 hergestellt. Das Pulver 16 kann dabei aus einem oder mehreren Werkstoffen zusammengesetzt sein, beispielsweise kann das Pulver 16 wenigstens ein Metallpulver, ein Metalllegierungspulver, ein Keramikpulver und/oder auch ein Kunststoffpulver aufweisen, um nur einige Beispiele für das Pulver 16 zu nennen. Die Erfindung ist auf diese Beispiele aber nicht beschränkt. Grundsätzlich kann jedes Pulver 16 aus einem Werkstoff oder einer Werkstoffkombination verwendet werden, das geeignet ist mittels einer Energiestrahlenquelle, wie z. B. einem Elektronenstrahl oder einem Laserstrahl, verfestigt zu werden.The housing 12 or the housing walls 20 which the respective cavity 14 enclose are produced by means of a generative manufacturing process. That is, the housing walls 20 or cavity walls are layered from a powder which can be solidified by means of energy radiation 16 produced. The powder 16 can be composed of one or more materials, for example, the powder 16 at least one metal powder, a metal alloy powder, a ceramic powder and / or a plastic powder, to name but a few examples of the powder 16 to call. The invention is not limited to these examples. In principle, every powder 16 be used from a material or a combination of materials, which is suitable by means of an energy source of radiation, such as. As an electron beam or a laser beam to be solidified.

Mittels der generative Fertigung können Bauteile, insbesondere im Rahmen des sog. Rapid Manufacturing oder auch dem sog. Rapid Prototyping hergestellt werden. Bei der generativen Fertigung werden Bauteile hierzu beispielsweise schichtweise durch Materialauftrag aufgebaut. Dabei wird bei den entsprechenden Verfahren, die als Electron Beam Melting (EBM), LaserCusing, Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM) oder 3D-Printing bekannt sind, der hinzuzufügende oder aufzutragende Werkstoff/Werkstoffkombination in Pulverform verarbeitet. Das Pulver wird hierbei in einer Schicht auf eine Bauplattform oder einen Träger aufgetragen. Anschließend kann die Pulverschicht selektiv mittels einer Energiestrahlung, wie z. B. eines Laserstrahls oder Elektronenstrahls, verfestigt werden. Die Verfestigung der jeweiligen Pulverschicht erfolgt dabei normalerweise auf Basis von Geometriedaten des herzustellenden Bauteils. Dabei kann die Pulverschicht z. B. auch abgescannt und der zu einer entsprechenden Bauteilschicht gehörende Bereich der Pulverschicht mittels Energiestrahlung verfestigt werden. Durch Einwirken der Energiestrahlung schmilzt oder versintert das Pulver in diesem Bereich. Im Fall des 3D-Printings wird die Pulverschicht verfestigt, indem ein Binder selektiv in die zum Bauteil gehörenden Bereiche eingebracht wird. Anschließend kann die Bauplattform oder der Träger um eine Schichtdicke verfahren, z. B. abgesenkt werden. Daraufhin wird eine neue Pulverschicht darüber aufgetragen und wiederum verfestigt. Auf diese Weise wird Schicht für Schicht das Bauteil aufgebaut.By means of generative manufacturing components can be produced, in particular in the context of so-called. Rapid Manufacturing or the so-called. Rapid prototyping. In generative production, components for this purpose are built up, for example, in layers by material application. In the process known as Electron Beam Melting (EBM), LaserCusing, Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM) or 3D Printing, the material / material combination to be added or applied is powdered. The powder is applied in this case in a layer on a building platform or a carrier. Subsequently, the powder layer can selectively by means of an energy radiation, such as. B. a laser beam or electron beam are solidified. The solidification of the respective powder layer is normally carried out on the basis of geometric data of the component to be produced. In this case, the powder layer z. B. also scanned and the belonging to a corresponding component layer region of the powder layer are solidified by energy radiation. The powder melts or sinters in this area as a result of the action of energy radiation. In the case of 3D printing, the powder layer is solidified by selectively introducing a binder into the component-associated areas. Subsequently, the construction platform or the carrier can be moved by a layer thickness, for. B. be lowered. Then a new layer of powder is applied over it and solidified again. In this way, the component is built layer by layer.

In 1 wird als Pulver 16 beispielsweise ein Metallpulver oder ein Metalllegierungspulver verwendet. Das Pulver 16 ist dabei mittels einer Energiestrahlung, wie z. B. einem Laserstrahl und/oder Elektronenstrahl, in dem Bereich verfestigt, welcher die Gehäusewände 20 bildet. In dem Bereich der dagegen von den Gehäusewänden 20 eingeschlossen oder umschlossen ist und somit einen Hohlraum 14 bildet, wird das Pulver 16 nicht verfestigt. Das Pulver 16 verbleibt in dem durch die Gehäusewände 20 gebildeten Hohlraum 14 unverfestigt. Dabei wird ein Teil des Pulvers 16 aus dem Hohlraum 14 entfernt, wobei der Hohlraum 14 z. B. anschließend verschlossen bzw. vollständig verschlossen werden kann. Das Pulver 16 in dem Hohlraum 14 wirkt dabei als Dämpfung. Mit anderen Worten, durch die Konstruktion von einem oder mehreren Hohlräumen 14, in denen ein unversintertes oder nicht geschmolzenes Pulver 16 verbleibt, kann durch das lose Pulver 16 ein Dämpfungselement 18 entstehen. Das Dämpfungselement 18 des Bauteils 10 kann dabei z. B. den Resonanzfall des Bauteilgehäuses 12 verhindern oder entstehende Schwingungen dämpfen bzw. zumindest ganz oder teilweise kompensieren. Dadurch kann sowohl die Geräuschentwicklung minimiert als auch das dynamische Langzeitverhalten des Bauteils 10 verbessert werden. Durch den generativen Aufbau des Bauteils 10 bzw. des Bauteilgehäuses 12 ist es außerdem möglich dämpfende Elemente in das Bauteilgehäuse 12 zu integrieren ohne weitere Fertigungsschritte.In 1 is called powder 16 For example, a metal powder or a metal alloy powder used. The powder 16 is by means of energy radiation, such. As a laser beam and / or electron beam, solidified in the area which the housing walls 20 forms. In the area of the other hand, of the housing walls 20 enclosed or enclosed and thus a cavity 14 forms, becomes the powder 16 not solidified. The powder 16 remains in the through the housing walls 20 formed cavity 14 unconsolidated. This will be a part of the powder 16 from the cavity 14 removed, leaving the cavity 14 z. B. subsequently closed or completely closed. The powder 16 in the cavity 14 acts as damping. In other words, by the construction of one or more cavities 14 in which an unsintered or unmelted powder 16 can remain through the loose powder 16 a damping element 18 arise. The damping element 18 of the component 10 can be z. B. the case of resonance of the component housing 12 Prevent or dampen resulting vibrations or at least compensate in whole or in part. As a result, both the noise development minimized and the dynamic long-term behavior of the component 10 be improved. Due to the generative structure of the component 10 or the component housing 12 it is also possible damping elements in the component housing 12 to integrate without further manufacturing steps.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann an beliebigen, dynamisch beanspruchten Bauteilen 10 angewendet werden. So kann beispielsweise in einem Schaufelfuß eines Schaufelelements wenigstens ein mit Pulver gefüllter Hohlraum verbleiben, der die Übertragung von Schwingungen von einer Scheibe auf eine Schaufelspitze des Schaufelelements und umgekehrt verhindert oder zumindest reduziert. Der Hohlraum kann dabei zumindest teilweise mit dem Pulver gefüllt sein. Das Schaufelelement kann dabei zu einem Triebwerk, beispielsweise einem Turbinentriebwerk gehören.The principle according to the invention can be applied to any, dynamically stressed components 10 be applied. Thus, for example, in a blade root of a blade element, at least one cavity filled with powder may remain, which is capable of transmitting vibrations from a disk to a blade tip of the blade element and vice versa prevented or at least reduced. The cavity may be at least partially filled with the powder. The blade element may belong to an engine, for example a turbine engine.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 22 gezeigt zur Herstellung eines Bauteils 10 mit wenigstens einem Dämpfungselement 18 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 22 weist dabei z. B. eine zusätzliche Prozesskammer 24 auf, in welcher eine Bauplattform 26 oder ein Träger angeordnet ist, welcher in 2 auf und ab oder in der Z-Richtung verfahrbar ausgebildet ist. Die Bauplattform 26 oder der Träger ist dabei z. B. durch einen Rahmen 28 begrenzt, so dass ein Pulver 16 darin aufgenommen werden kann. Auf den Träger 26 wird mittels einer Beschichtungseinrichtung 30, beispielsweise einer Abstreifereinrichtung wie sie in 2 gezeigt ist, das Pulver 16 aufgebracht, insbesondere schichtweise aufgebracht. Die Versorgung der Beschichtungseinrichtung 30 mit dem Pulver 16 z. B. durch einen Vorratsbehälter wurde in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In 2 is a schematic representation of a device 22 shown for the production of a component 10 with at least one damping element 18 according to an embodiment of the invention. The device 22 has z. B. an additional process chamber 24 on, in which a build platform 26 or a carrier is arranged, which in 2 is formed movable on and off or in the Z-direction. The construction platform 26 or the carrier is z. B. by a frame 28 limited, leaving a powder 16 can be included in it. On the carrier 26 is by means of a coating device 30 For example, a scraper device as in 2 shown is the powder 16 applied, in particular applied in layers. The supply of the coating device 30 with the powder 16 z. B. by a reservoir was in 2 not shown for reasons of clarity.

Das Pulver 16 wird in den Bauteilbereichen verfestigt, darunter den Hohlraumwänden 20 der beiden Hohlräume 14 des Bauteils 10. Nach dem Verfestigen einer Schicht wird die Bauplattform 26 jeweils für die nächste Bauteilschicht entsprechend abgesenkt und eine weitere Pulverschicht 16 wird über die Beschichtungseinrichtung 30 aufgetragen und die Bauteilbereiche, darunter die Hohlraumwände 20, mittels einer Energiestrahlung aus einer Energiestrahlungsquelle 32 verfestigt. Dazu wird das Pulver 16 in diesen Bereichen durch die Energiestrahlungsquelle 32, z. B. eine Laserstrahlquelle bzw. einen Laser oder eine Elektronenstrahlquelle, geschmolzen oder gesintert wird.The powder 16 is solidified in the component areas, including the cavity walls 20 the two cavities 14 of the component 10 , After solidifying a layer becomes the building platform 26 lowered respectively for the next component layer and another powder layer 16 is over the coating device 30 applied and the component areas, including the cavity walls 20 , by means of an energy radiation from an energy radiation source 32 solidified. This is the powder 16 in these areas by the energy radiation source 32 , z. B. a laser beam source or a laser or an electron beam source, is melted or sintered.

Das Pulver 16 im Bereich der Hohlräume 14 wird dagegen nicht verfestigt sondern verbleibt als nicht verfestigtes Pulver 16 in den Hohlräumen 14. Um nun hier z. B. zwei Dämpfungselemente 18 bereitzustellen, welche jeweils einen mit Pulver 16 gefüllten Hohlraum 14 umfassen, kann nun ein Teil des Pulvers 16 aus dem jeweiligen Hohlraum 14 entfernt und durch einen Hohlraumkern 34 ersetzt werden. Der Hohlraumkern 34 kann dabei als ein leicht schmelzbarer Hohlraumkern 34 ausgebildet sein, welcher beispielsweise aus Wachs, z. B. einem bei bereits niedrigen Temperaturen schmelzbaren Wachs besteht oder dieses aufweist. In dem einen Hohlraum 14 in 2 ist ein Teil des nicht gesinterten Pulvers 16 entfernt und durch einen solchen Hohlraumkern 34 ersetzt. Zum Verschließen, hier vollständigen Verschließen des Hohlraums 14 wird nun z. B. eine Pulverschicht 16 auf den Hohlraumkern 14 und die Wände 20 des Hohlraums 14 aufgebracht und mittels der Energiestrahlenquelle 32 verfestigt. Anschließend wird die Bauplattform 26 entsprechend der nächsten Pulverschicht abgesenkt und eine nächste Pulverschicht mittels der Beschichtungseinrichtung 30 aufgebracht und im Bereich des Hohlraumkerns 34 und der Hohlraumwände 20 verfestig, um einen sog. Deckel 36 oder eine Abdeckung über dem Hohlraum 14 auszubilden. Der Deckel 36 oder die Abdeckung weist dabei normalerweise mehrere mittels Energiestrahlung verfestigte Pulverschichten auf.The powder 16 in the area of cavities 14 is not solidified but remains as non-solidified powder 16 in the cavities 14 , To get here now z. B. two damping elements 18 to provide, each with a powder 16 filled cavity 14 can now include a part of the powder 16 from the respective cavity 14 away and through a cavity core 34 be replaced. The cavity core 34 can be used as an easily fusible cavity core 34 be formed, which, for example, wax, z. B. consists of a meltable at low temperatures wax or has this. In the one cavity 14 in 2 is a part of the non-sintered powder 16 removed and through such a cavity core 34 replaced. For closing, here complete closure of the cavity 14 is now z. B. a powder layer 16 on the cavity core 14 and the walls 20 of the cavity 14 applied and by means of the energy beam source 32 solidified. Subsequently, the construction platform 26 lowered according to the next powder layer and a next powder layer by means of the coating device 30 applied and in the region of the cavity core 34 and the cavity walls 20 solidified to a so-called lid 36 or a cover over the cavity 14 train. The lid 36 or the cover normally has a plurality of powder layers solidified by energy radiation.

Stall eines Hohlraumkerns 34 zum Ausbilden eines Deckels 36 oder einer Abdeckung zum Verschließen des jeweiligen Hohlraums 14 kann auch auf den Hohlraumkern 14 verzichtet werden. Wie an dem Beispiel des zweiten Hohlraums 14 des Bauteils 10 gezeigt ist, kann stattdessen wenigstens eine Öffnung 38 (hier mit einer gestrichelten Linie) in der Hohlraumwandung 20 vorgesehen sein. Über diese Öffnung 38 oder wie in 2 gezeigt, z. B. zwei Öffnungen 38, kann ein Teil des nicht verfestigten Pulvers 16 in dem Hohlraum 14 später entfernt oder aus dem Hohlraum 14 ausgeleert werden und die jeweilige Öffnung 38 anschließend verschlossen werden, um den Hohlraum 14 vollständig zu verschließen.Stable of a cavity core 34 for forming a lid 36 or a cover for closing the respective cavity 14 can also affect the cavity core 14 be waived. As with the example of the second cavity 14 of the component 10 may instead be at least one opening 38 (here with a dashed line) in the cavity wall 20 be provided. About this opening 38 or as in 2 shown, for. B. two openings 38 , may be part of the non-solidified powder 16 in the cavity 14 later removed or removed from the cavity 14 be emptied and the respective opening 38 then be sealed to the cavity 14 completely close.

Es kann auch das gesamte Pulver 16 aus dem Hohlraum 14 entfernt und durch ein anderes Pulver 16 teilweise oder vollständig ersetzt werden. Ebenso kann ein Teil des Pulvers 16, welches aus dem Hohlraum 14 entfernt wurde durch ein anderes Pulver 16 ersetzt werden, so dass beispielsweise Pulver 16 mit einer unterschiedlichen Korngröße, Material und/oder Form in dem Hohlraum 14 vorgesehen werden können.It can also be the whole powder 16 from the cavity 14 removed and through another powder 16 partially or completely replaced. Likewise, a part of the powder 16 which is from the cavity 14 was removed by another powder 16 be replaced, so that, for example, powder 16 with a different grain size, material and / or shape in the cavity 14 can be provided.

Dadurch, dass ein Teil des Pulvers 16 aus dem Hohlraum 14 entfernt wird, kann das in dem Hohlraum 14 verbleibende Pulver 16 später leichter gelöst werden und ein loses oder loseres Pulver 16 bilden, sobald das Bauteil 10 z. B. bewegt oder gar geschüttelt wird. Wie in 2 gezeigt ist, kann die Öffnung 38 an der Außenwand des Hohlraums 14, oder im Deckel 36 bzw. der Abdeckung vorgesehen sein, oder am Boden 40 (nicht dargestellt). Des Weiteren kann auch wenigstens eine Öffnung 38 zwischen zwei Hohlräumen 14 vorgesehen sein, welche die beiden Hohlräume 14 miteinander verbindet, wie in 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist.In that part of the powder 16 from the cavity 14 it can be removed in the cavity 14 remaining powder 16 be solved later easier and a loose or loose powder 16 form as soon as the component 10 z. B. is moved or even shaken. As in 2 shown is the opening 38 on the outer wall of the cavity 14 , or in the lid 36 or the cover may be provided, or on the ground 40 (not shown). Furthermore, at least one opening 38 between two cavities 14 be provided, which the two cavities 14 connects with each other, as in 2 is indicated by a dashed line.

Bei dem zweiten Hohlraum 14 mit der wenigstens einen Öffnung 38 als Zugang zu dem Hohlraum 14, muss also bei dem Verfestigen des Pulvers 16 durch die Energiestrahlungsquelle 32 zunächst kein Pulver 16 aus dem Hohlraum 14 entfernt werden. Das bedeutet, wie in 2 angedeutet ist, dass die Wände 20 des Hohlraums 14 durch z. B. schichtweises Verfestigen des Pulvers 16 durch die Energiestrahlungsquelle 32 hochgezogen bzw. ausgebildet werden, wobei dabei wenigstens eine Öffnung 38 in der Hohlraumwand 20 vorgesehen werden kann. Zum Verschließen des Hohlraums 14 wird die jeweilige Pulverschicht über dem Hohlraum 14 und im Bereich der Hohlraumwände 20 vollständig verfestigt, so dass z. B. eine vollständig geschlossene Fläche über dem Hohlraum 14 entsteht oder die Fläche wenigstens eine Öffnung 38 über dem Hohlraum 12 bzw. in dessen Deckel 36 oder Abdeckung aufweist, zum späteren Entleeren von Pulver 16 aus dem Hohlraum 14. Dabei muss zum Ausbilden der Abdeckung oder dem Deckel 36 des Hohlraums 14 kein Pulver 16 entfernt und durch einen Hohlraumkern 34 ersetzt werden. Stattdessen wird anschließend zumindest ein Teil des Pulvers 16 aus dem Hohlraum 14 durch die Öffnung 38 entfernt bzw. entleert und die Öffnung 38 anschließend geschlossen.In the second cavity 14 with the at least one opening 38 as access to the cavity 14 , so when solidifying the powder 16 through the energy radiation source 32 initially no powder 16 from the cavity 14 be removed. That means as in 2 implied that the walls 20 of the cavity 14 by z. B. layered solidification of the powder 16 through the energy radiation source 32 raised or trained be, with at least one opening 38 in the cavity wall 20 can be provided. For closing the cavity 14 the respective powder layer is above the cavity 14 and in the area of the cavity walls 20 completely solidified, so that z. B. a completely closed area over the cavity 14 arises or the surface at least one opening 38 over the cavity 12 or in its lid 36 or cover, for later emptying of powder 16 from the cavity 14 , It will need to form the cover or the lid 36 of the cavity 14 no powder 16 away and through a cavity core 34 be replaced. Instead, at least part of the powder is subsequently added 16 from the cavity 14 through the opening 38 removed or deflated and the opening 38 then closed.

Das Schließen der Öffnung 38 kann durch jedes geeignete Verfahren z. B. durch Schweißen, Löten, Kleben usw. und/oder durch jedes geeignete Verschlusselement lösbar oder unlösbar verschlossen werden, beispielsweise mittels eines Bolzens, Stifts und/oder einer Schraube usw.. Die Erfindung ist auf die genannten Beispiele zum Verschließen der Öffnung 38 aber nicht beschränkt.Closing the opening 38 can by any suitable method z. B. by welding, soldering, gluing, etc. and / or by any suitable closure element are releasably or permanently closed, for example by means of a bolt, pin and / or a screw, etc. The invention is based on the examples mentioned for closing the opening 38 but not limited.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, das gesamte nicht verfestigte Pulver 16 in dem Hohlraum 14 des Bauteils 10 zu belassen, wobei der Hohlraum 14 vollständig verschlossen ausgebildet wird durch das Verfestigen der Hohlraumwände 20 mittels einer Energiestrahlungsquelle, wobei auf das Vorsehen von Öffnungen 38 in der Hohlraumwand 20 und/oder eines Hohlraumkerns 34, z. B. aus Wachs, verzichtet wird. Mit anderen Worten, das gesamte Pulver 16 verbleibt in dem Hohlraum 14 und wird nicht teilweise oder vollständig entleert. In diesem Fall bildet das gesamte Pulver 16 in dem Hohlraum 14 das Dämpfungselement.In principle, it is also conceivable that the entire non-solidified powder 16 in the cavity 14 of the component 10 leaving the cavity 14 is formed completely closed by the solidification of the cavity walls 20 by means of an energy radiation source, wherein the provision of openings 38 in the cavity wall 20 and / or a cavity core 34 , z. B. of wax, is omitted. In other words, all the powder 16 remains in the cavity 14 and will not be partially or completely emptied. In this case, all the powder forms 16 in the cavity 14 the damping element.

Als Energiestrahlungsquelle 32 kann in 2 beispielsweise eine Laserstrahleinrichtung und/oder eine Elektronenstrahleinrichtung vorgesehen werden. Die Erfindung ist aber auf Laserstrahlen und Elektronenstrahlen als Energiestrahlung nicht beschränkt. Grundsätzlich kann jede andere Energiestrahlungsquelle 32 eingesetzt werden, die geeignet ist, ein zugeordnetes Pulver 16 zu verfestigen. Die Prozesskammer 24 in 2 kann wahlweise zusätzlich evakuierbar und/oder mit Gas z. B. einem Edelgas oder Edelgasgemisch befüllbar ausgebildet sein, je nach Funktion und Einsatzzweck. Ebenso kann die Prozesskammer 24 je nach Funktion und Einsatzzweck auch entfallen.As an energy source of radiation 32 can in 2 For example, a laser beam device and / or an electron beam device can be provided. However, the invention is not limited to laser beams and electron beams as energy radiation. Basically, any other source of energy radiation 32 be used, which is suitable, an associated powder 16 to solidify. The process chamber 24 in 2 can optionally additionally evacuated and / or gas z. B. a noble gas or noble gas mixture can be filled, depending on the function and purpose. Likewise, the process chamber 24 depending on the function and purpose also omitted.

Statt einer Abstreifereinrichtung als Beschichtungseinrichtung 30 kann zusätzlich oder alternativ auch ein Rakel und/oder ein oder mehrere Pulverzuführdüsen vorgesehen werden.Instead of a scraper device as a coating device 30 In addition or alternatively, a doctor blade and / or one or more Pulverzuführdüsen be provided.

Zum Bestimmen der vorbestimmten Bauteilbereiche kann das Pulverbett außerdem wahlweise zusätzlich falls erforderlich entsprechend abgescannt werden mittels eines Scanners (nicht dargestellt).In addition, to determine the predetermined component areas, the powder bed can optionally additionally be correspondingly scanned by means of a scanner (not shown).

In 3 ist nun ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bauteils mit wenigstens einem Dämpfungselement gezeigt.In 3 Now, a flow diagram of a method for producing a component according to the invention with at least one damping element is shown.

Dabei wird das Bauteil in einem Schritt S1 mit wenigstens einem Hohlraum ausgebildet. Das Bauteil und darunter die Hohlraumwände werden dabei, insbesondere schichtweise, aus einem mittels einer Energiestrahlung verfestigbaren Pulver hergestellt. Das Pulver in den Hohlräumen wird hierbei dagegen nicht mittels der Energiestrahlung verfestigt sondern verbleibt unverfestigt.In this case, the component is formed in a step S1 with at least one cavity. The component and below the cavity walls are made, in particular in layers, from a consolidatable by means of energy radiation powder. In contrast, the powder in the cavities is not solidified by the energy radiation but remains unconsolidated.

Zur Reduzierung des Pulvers wird in dem Schritt S1 als weiterer Schritt S2 wenigstens eine Öffnung in dem Hohlraum zum Entfernen von Pulver aus dem Hohlraum vorgesehen. Nach dem Herstellen des Bauteils in einem Schritt S3 wird ein Teil des Pulvers aus dem Hohlraum über die Öffnung entfernt. In einem Schritt S4 wird die Öffnung dann verschlossen, um den Hohlraum vollständig zu verschließen.In order to reduce the powder, in step S1, as a further step S2, at least one opening is provided in the cavity for removing powder from the cavity. After the component has been manufactured in a step S3, part of the powder is removed from the cavity via the opening. In a step S4, the opening is then closed to completely close the cavity.

Zusätzlich oder alternativ wird in dem Schritt S1 zum Reduzieren eines Teils des Pulvers in dem Hohlraum, in einem Schritt S2* ein Teil des Pulvers in dem Hohlraum durch einen Hohlraumkern ersetzt und anschließend der Hohlraum in einem Schritt S3* vollständig geschlossen. Der Hohlraumkern ist dabei aus einem leicht schmelzbaren Material, das sich z. B. mit dem Pulver verbinden kann aber nicht muss, und mit dem Pulver den Hohlraum völlig oder nicht völlig ausfüllen kann.Additionally or alternatively, in the step S1 for reducing a part of the powder in the cavity, in a step S2 * a part of the powder in the cavity is replaced by a cavity core and then the cavity is completely closed in a step S3 *. The hollow core is made of a fusible material that z. B. can connect to the powder but need not, and with the powder completely or not completely fill the cavity.

Füllen der geschmolzene Hohlraumkern und das Pulver den Hohlraum nicht vollständig aus, so kann das Pulver durch das Bewegen oder sogar Schütteln des Bauteils leicht gelöst werden.If the molten core and the powder do not completely fill the cavity, the powder can be easily released by moving or even shaking the component.

Der Hohlraumkern ist beispielsweise aus einem Wachs welches sich bei Raumtemperatur verflüssigt. Insofern kann beim Herstellen des Bauteils mittels einer Energiestrahlungsquelle zum Verfestigen des Pulvers in den Bauteilbereichen, bei der Verwendung eines solchen leicht schmelzbaren Kerns wahlweise zusätzliche eine Kühleinrichtung vorgesehen werden, um ein sofortiges Schmelzen des Wachskerns zu verhindern bzw. die Prozesskammer entsprechend kühl gehalten werden.The cavity core is for example made of a wax which liquefies at room temperature. In this respect, in the manufacture of the component by means of an energy radiation source for solidifying the powder in the component areas, when using such a fusible core optionally additional cooling means may be provided to prevent immediate melting of the wax core and the process chamber are kept correspondingly cool.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere sind die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon. Die vorliegende Erfindung kann auf jede Art von Bauteil angewendet werden, welche mittels eines durch Energiestrahlung zu verfestigenden Pulvers herstellbar ist und welches mit wenigstens einem Dämpfungselement versehbar ist. Die Erfindung ist nicht auf zu dämpfende Flugzeugbauteile, wie Schaufelelemente beschränkt.Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, it is not limited thereto, but modified in many ways. In particular, those described above Embodiments combined with each other, in particular individual features thereof. The present invention can be applied to any type of component which can be produced by means of a powder to be solidified by energy radiation and which can be provided with at least one damping element. The invention is not limited to aircraft components to be damped, such as blade elements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Bauteilcomponent
1212
Gehäusecasing
1414
Hohlraumcavity
1616
Pulverpowder
1818
Dämpfungselementdamping element
2020
Wand (Gehäusewand bzw. Hohlraumwand)Wall (housing wall or cavity wall)
2222
Vorrichtungcontraption
2424
Prozesskammerprocess chamber
2626
Bauplattformbuilding platform
2828
Rahmenframe
3030
Beschichtungseinrichtungcoater
3232
EnergiestrahlungsquelleEnergy radiation source
3434
Hohlraumkerncavity core
3636
Deckelcover
3838
Öffnungopening
4040
Bodenground

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007039035 B3 [0004] DE 102007039035 B3 [0004]

Claims (11)

Bauteil, insbesondere Flugzeugbauteil, welches aus einem mittels einer Energiestrahlungsquelle (32) zu verfestigenden Pulver (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) wenigstens einen Hohlraum (14), mit einem nicht durch die Energiestrahlungsquelle (32) verfestigten Pulver (16) zum Bilden eines Dämpfungselement (18) aufweist.Component, in particular an aircraft component, which is made of one by means of an energy radiation source ( 32 ) to be solidified powder ( 16 ), characterized in that the component ( 10 ) at least one cavity ( 14 ), with one not by the energy source ( 32 ) solidified powder ( 16 ) for forming a damping element ( 18 ) having. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (14) vollständig geschlossen ausgebildet ist.Component according to claim 1, characterized in that the at least one cavity ( 14 ) is formed completely closed. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Hohlraum (14) ein Teil des Pulvers (16) durch wenigstens einen Hohlraumkern (34) ersetzt ist, wobei der wenigstens eine Hohlraumkern (34) schmelzbar ausgebildet ist.Component according to claim 2, characterized in that in the at least one cavity ( 14 ) a part of the powder ( 16 ) by at least one cavity core ( 34 ), wherein the at least one cavity core ( 34 ) is formed meltable. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumkern (34) aus schmelzbarem Wachs ausgebildet ist oder dieses aufweist, wobei das Wachs im Bereich der Raumtemperatur oder im Bereich einer Betriebstemperatur des Bauteils (10) schmelzbar ist.Component according to claim 3, characterized in that the cavity core ( 34 ) is made of fusible wax or has this, wherein the wax in the range of room temperature or in the range of an operating temperature of the component ( 10 ) is meltable. Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14) wenigstens eine verschließbare Öffnung (38) zum zumindest teilweisen Entfernen von Pulver (16) aus dem Hohlraum (14) aufweist, wobei die Öffnung beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben, mittels eines Bolzens, Stifts, Pfropfens und/oder einer Schraube verschließbar ist.Component according to one of claims 2 to 4, characterized in that the cavity ( 14 ) at least one closable opening ( 38 ) for at least partial removal of powder ( 16 ) from the cavity ( 14 ), wherein the opening, for example, by welding, soldering, gluing, by means of a bolt, pin, plug and / or a screw is closable. Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14) zumindest teilweise mit einem anderen Pulver als dem ursprünglichen Pulver (16) befüllt ist, zusätzlich zu dem oder statt des ursprünglichen Pulvers (16).Component according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity ( 14 ) at least partially with a powder other than the original powder ( 16 ), in addition to or instead of the original powder ( 16 ). Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) ein Schaufelelement mit einem Schaufelfuß ist oder aufweist, wobei zumindest der Schaufelfuß den wenigstens einen zumindest teilweise mit einem Pulver (16) gefüllten Hohlraum (14) aufweist.Component according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 10 ) is or has a blade element with a blade root, wherein at least the blade root at least partially surrounds the at least one with a powder ( 16 ) filled cavity ( 14 ) having. Verfahren zum Ausbilden eines Bauteils, insbesondere eines Flugzeugbauteils, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden eines Bauteils (10) aus einem mittels einer Energiestrahlungsquelle (32) zu verfestigenden Pulver (16); und Ausbilden des Bauteils (10) mit wenigstens einem Hohlraum (14) mit einem nicht durch die Energiestrahlungsquelle (32) verfestigten Pulver (16) zum Bilden eines Dämpfungselements (18).Method for forming a component, in particular an aircraft component, the method having the following steps: forming a component ( 10 ) from a by means of an energy radiation source ( 32 ) to be solidified powder ( 16 ); and forming the component ( 10 ) with at least one cavity ( 14 ) with one not by the energy source ( 32 ) solidified powder ( 16 ) for forming a damping element ( 18 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist: Ersetzten eines Teils des Pulvers (16) in dem Hohlraum (14) durch wenigstens einen Hohlraumkern (34).A method according to claim 8, characterized in that the method further comprises the step of: replacing a part of the powder ( 16 ) in the cavity ( 14 ) by at least one cavity core ( 34 ). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden des Hohlraums (14) mit wenigstens einer Öffnung (38); Entfernen zumindest eines Teils des Pulvers (16) über die wenigstens eine Öffnung (38) nach dem Aufbau des Bauteils (10) durch das mittels einer Energiestrahlungsquelle (32) zu verfestigende Pulver (16); und Verschließen der wenigstens einen Öffnung (38).Method according to claim 8 or 9, characterized in that the method further comprises the following steps: forming the cavity ( 14 ) with at least one opening ( 38 ); Removing at least part of the powder ( 16 ) over the at least one opening ( 38 ) after the construction of the component ( 10 ) by means of an energy radiation source ( 32 ) to be solidified powder ( 16 ); and closing the at least one opening ( 38 ). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Entfernens zumindest eines Teils des Pulvers (16) den folgenden Schritt aufweist: Füllen eines anderen Pulvers zumindest teilweise in den Hohlraum (14) zu dem oder anstatt dem ursprünglichen Pulver (16), wobei das andere Pulver ein mittels einer Energiestrahlungsquelle (32) verfestigbares Pulver oder nicht verfestigbares Pulver ist.A method according to claim 10, characterized in that the step of removing at least a portion of the powder ( 16 ) comprises the following step: filling at least partially another powder into the cavity ( 14 ) to or instead of the original powder ( 16 ), the other powder being irradiated by means of an energy radiation source ( 32 ) solidifiable powder or non-solidifiable powder.
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