DE102016205262A1

DE102016205262A1 - Method for producing a wire from a brittle material and use thereof for the generative production of a component

Info

Publication number: DE102016205262A1
Application number: DE102016205262.4A
Authority: DE
Inventors: Karl-Hermann Richter
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drahts aus einem spröden Werkstoff, das die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellung einer Platte (1) aus dem Werkstoff mit einer Höhe h, die sehr viel kleiner ist als die Länge l und Breite b der Platte, – Schneiden der Platte quer zur Ebene, die durch die Länge l und die Breite b der Platte aufgespannt ist, sodass mindestens ein Streifen (5) mit der Tiefe t aus der Platte ausgeschnitten wird, wobei der Streifen einen Querschnitt mit der Höhe h und der Tiefe t aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung einen entsprechend hergestellten Draht und die Verwendung desselben für die generative Herstellung von Bauteilen.The present invention relates to a method of producing a brittle material wire, comprising the steps of: providing a plate (1) of the material having a height h which is much smaller than the length l and width b of the plate Cutting the plate transversely to the plane, which is spanned by the length l and the width b of the plate so that at least one strip (5) with the depth t is cut out of the plate, the strip having a cross section with the height h and the depth t has. Moreover, the invention relates to a correspondingly manufactured wire and the use thereof for the generative production of components.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drahts aus einem spröden Werkstoff sowie einen entsprechenden Draht und ein Verfahren zum generativen Aufbau eines Bauteils aus einem spröden Werkstoff unter Verwendung des Drahts. The present invention relates to a method for producing a brittle-material wire, and a wire thereof, and to a method for generatively constructing a brittle-material-using member using the wire.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Generative Herstellungsverfahren, bei denen Bauteile schichtweise durch lagenweises Abscheiden von Material erzeugt werden, ermöglichen eine effektive und schnelle Herstellung von Bauteilen. Darüber hinaus ermöglichen sie die Herstellung von Bauteilen aus Werkstoffen, die ansonsten über andere Herstellungsverfahren nicht zur Verfügung stehen würden. Aus diesen Gründen werden generative Herstellungsverfahren in der Industrie immer beliebter. Generative manufacturing processes, in which components are produced in layers by layer-wise deposition of material, enable effective and rapid production of components. In addition, they allow the production of components from materials that would otherwise not be available through other manufacturing processes. For these reasons, additive manufacturing processes are becoming increasingly popular in the industry.

Bei den generativen Herstellungsverfahren werden die verwendeten Materialien entweder als Pulver oder in Drahtform bereitgestellt. Für manche Herstellungsverfahren, wie beispielsweise das generative Elektronenstrahlauftragsschweißen, kann nur Draht verwendet werden, da Pulver in einer entsprechenden Vakuumkammer unkontrolliert verteilt werden könnte. Außerdem könnte es zu negativen Auswirkungen durch elektrostatische Aufladungen beim Elektronenstrahlschweißprozess kommen. In generative manufacturing processes, the materials used are provided either as powders or in wire form. For some manufacturing processes, such as generative electron beam cladding, only wire can be used because powder could be distributed uncontrollably in a corresponding vacuum chamber. In addition, there could be adverse effects from electrostatic charges in the electron beam welding process.

Darüber hinaus ist die Zuführung des Materials zur lageweisen Abscheidung in Drahtform vorteilhafter, da der Draht bezogen auf die Materialmenge eine wesentlich geringere Oberfläche als Pulver aufweist und dadurch tendenziell weniger Oxide in das Schmelzgut beim lageweisen Aufschmelzen eingebaut werden können. Ferner stellen Schweißdrähte eine kontinuierliche Materialversorgung ohne negative Einschlüsse, wie Poren, zur Verfügung, sodass die Prozessstabilität besser ist als bei der Verwendung von Pulver. In addition, the supply of the material for layer-wise deposition in wire form is more advantageous because the wire has a substantially lower surface area than powder, based on the amount of material, and as a result fewer oxides can be incorporated into the melt during layer-wise melting. Furthermore, welding wires provide a continuous supply of material without negative inclusions, such as pores, so that the process stability is better than with the use of powder.

Allerdings gibt es Materialien, die aufgrund ihrer Sprödigkeit bzw. geringen Bruchdehnung nicht in Drahtform zur Verfügung stehen, da sie dem für die Herstellung von Drähten üblichen Ziehverfahren nicht zugänglich sind, sodass entweder bestimmte generative Herstellverfahren wie das Elektronenstrahlauftragsschweißen nicht eingesetzt werden können und/oder die oben beschriebenen Nachteile der Pulververwendung nicht beseitigt werden können. However, there are materials that are not available in wire form because of their brittleness or low elongation at break, since they are not accessible to the usual drawing process for the production of wires, so that either certain generative manufacturing processes such as electron beam welding can not be used and / or the disadvantages of powder use described above can not be eliminated.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFAGBE DER ERFINDUNG SUBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Drahts aus einem spröden Material sowie einen entsprechenden Draht bereitzustellen, der für ein generatives Herstellungsverfahren eingesetzt werden kann. Gleichzeitig soll das Verfahren einfach und effektiv durchführbar sein. It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a wire of a brittle material and a corresponding wire, which can be used for a generative manufacturing process. At the same time, the process should be simple and effective.

TECHNISCHE LÖSUNG TECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Drahts mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem entsprechenden Draht mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie einem Verfahren zum generativen Aufbau eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a method for producing a wire with the features of claim 1, a corresponding wire with the features of claim 8 and a method for generative construction of a component having the features of claim 11. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung schlägt vor, für die Herstellung eines Drahts aus einem spröden Werkstoff eine Platte aus dem Werkstoff mit einer Höhe h, die sehr viel kleiner ist als die Länge l und Breite b der Platte, bereitzustellen und aus der Platte quer zur Ebene, die durch die Länge l und Breite b definiert wird, einen Streifen mit der Tiefe t auszuschneiden, sodass der Streifen einen Querschnitt der Höhe h und der Tiefe t aufweist. Der Streifen, der auch als Drahtstreifen bezeichnet werden kann, kann als Draht Verwendung finden und insbesondere auf einer Spule aufgewickelt werden. The invention proposes to provide for the production of a wire of a brittle material, a plate of the material having a height h, which is much smaller than the length l and width b of the plate, and from the plate transversely to the plane passing through the length l and width b is defined to cut a strip with the depth t, so that the strip has a cross-section of the height h and the depth t. The strip, which can also be referred to as a wire strip, can be used as a wire and in particular wound up on a spool.

Unter einem spröden Werkstoff wird somit entsprechend der hier vorliegenden Erfindung ein Werkstoff verstanden, der zwar eine geringe Bruchdehnung aufweist, aber eine gewisse plastische Verformung zulässt, um beispielsweise durch Walzen eine entsprechende Platte oder ein Blech herzustellen, aus welchem der Streifen herausgetrennt werden kann. Insbesondere kann die plastische Verformbarkeit des Werkstoffs so groß sein, dass der ausgeschnittene Streifen als Drahtstreifen auf eine Spule aufgewickelt werden kann, um für entsprechende Drahtanwendungen zur Verfügung zu stehen. According to the present invention, a brittle material is thus understood to mean a material which, although having a low elongation at break, allows some plastic deformation, for example by rolling to produce a corresponding plate or sheet from which the strip can be cut out. In particular, the plastic deformability of the material can be so great that the cut-out strip can be wound up as a wire strip on a spool in order to be available for corresponding wire applications.

Das Schneiden des Streifens aus der Platte kann durch Laserstrahlschneiden, insbesondere mit einem CO₂-Laser, einem Faser-Laser oder einem Ultrakurzpulslaser, insbesondere Femtosekunden-Laser erfolgen. Durch das Schneiden mit Lasern der genannten Art kann sichergestellt werden, dass eine hohe Strahlqualität bereitgestellt werden kann, die dazu führt, dass saubere Schnitte ohne starke Beeinflussung des Materials im Schnittbereich erzeugt werden können. Insbesondere durch die Verwendung von Ultrakurzpulslasern, beispielsweise Femtosekunden-Lasern, kann ein sogenannter „kalter Schneidprozess“ realisiert werden, bei dem das Schneiden nahezu vollständig durch Sublimation des Materials erfolgt, sodass thermisch bedingte Effekte, wie Wärmeeinflusszonen, Verzug, Grate und dergleichen vermieden werden können. Außerdem kann durch Vermeidung einer schmelzflüssigen Phase beim Schneiden auf eine zumindest lokale Gasabschirmung durch ein inertes Schutzgas verzichtet werden. The cutting of the strip from the plate can be carried out by laser beam cutting, in particular with a CO ₂ laser, a fiber laser or an ultrashort pulse laser, in particular a femtosecond laser. By cutting with lasers of the type mentioned can be ensured that a high beam quality can be provided, which means that clean cuts can be produced without greatly influencing the material in the cutting area. In particular through the use of ultrashort pulse lasers, For example, femtosecond lasers, a so-called "cold cutting process" can be realized, in which the cutting is almost completely by sublimation of the material, so that thermally induced effects, such as heat affected zones, distortion, burrs and the like can be avoided. In addition, by avoiding a molten phase during cutting, an at least local gas shielding by an inert protective gas can be dispensed with.

Der Streifen mit einem Querschnitt mit der Tiefe t und der Höhe h kann beispielsweise ein quadratisches Querschnittsprofil aufweisen bei dem t = h ist. Die Werte für t und/oder h können im Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm liegen. The strip with a cross-section with the depth t and the height h may for example have a square cross-sectional profile in which t = h. The values for t and / or h can be in the range of 0.5 mm to 1.5 mm.

Der Streifen kann entlang einer zumindest teilweise gekrümmten Schneidlinie geschnitten werden, wobei der Krümmungsradius im gekrümmten Bereich der Schneidlinie mindestens so groß gewählt werden kann, dass die Bruchdehnung des spröden Werkstoffs größer ist als die maximale Dehnung des Materials bei einer Biegung eines geraden Bereichs zu einem gebogenen Streifen mit dem entsprechenden Krümmungsradius. Dadurch kann der entsprechend gekrümmte Bereich des ausgeschnittenen Streifens den minimalen Krümmungsradius definieren, auf den der ausgeschnittene Streifen zur Wicklung auf einer Spule gebogen werden kann. Der entsprechende gekrümmte Bereich des ausgeschnittenen Streifens muss dann entsprechend nicht mehr gebogen werden. The strip can be cut along an at least partially curved cutting line, wherein the radius of curvature in the curved region of the cutting line can be chosen to be at least large enough that the breaking elongation of the brittle material is greater than the maximum elongation of the material in bending a straight region into a curved one Strip with the appropriate radius of curvature. This allows the correspondingly curved portion of the cut strip to define the minimum radius of curvature to which the cut strip can be bent to wind on a spool. The corresponding curved portion of the cut strip must then no longer be bent accordingly.

Beispielsweise kann der Streifen in Form einer rechteckförmigen oder quadratischen Spirale aus der Platte geschnitten werden, wobei die Spirale entlang den Seitenkanten der bereitgestellten Platte, also entlang der Breite b und der Länge l der Platte verläuft und in den Eckbereichen der Platte dann gekrümmte Bereiche mit einem minimalen Krümmungsradius vorgesehen sind. For example, the strip can be cut in the form of a rectangular or square spiral from the plate, the spiral along the side edges of the plate provided, ie along the width b and the length l of the plate and in the corner regions of the plate then curved portions with a minimum radius of curvature are provided.

Der Streifen kann ferner entlang mindestens einer Schneidlinie, insbesondere entlang zweier Schneidlinien geschnitten werden, die jeweils eine archimedische Spirale darstellen. Da eine archimedische Spirale sich dadurch auszeichnet, dass bei jedem Strahl durch das Zentrum der Spirale die benachbarten Schnittpunkte des Strahls mit der Spirale den gleichen Abstand aufweisen, ergibt sich mindestens ein Streifen mit konstanter Tiefe t. The strip can also be cut along at least one cutting line, in particular along two cutting lines, each representing an Archimedean spiral. Since an Archimedean spiral is characterized by the fact that with each ray through the center of the spiral the neighboring intersections of the ray with the spiral have the same distance, at least one strip with constant depth t results.

Bei zwei parallelen Schneidlinien, von denen jede an einer Seite eines Streifens verläuft, kann das Schneiden durch Laserstrahlschneiden mit Doppelfokus erfolgen, sodass gleichzeitig entlang beider Schneidlinien geschnitten werden kann, was die Prozessgeschwindigkeit deutlich erhöht. With two parallel cutting lines, each running on one side of a strip, cutting can be accomplished by double-focus laser cutting, allowing simultaneous cutting along both cutting lines, significantly increasing process speed.

Wie bereits erwähnt, kann der herausgeschnittene Streifen auf eine Spule gewickelt werden, wobei der minimale Spulenradius mindestens so groß gewählt wird, dass die Bruchdehnung des spröden Werkstoffs größer ist als die maximale Dehnung des Materials bei einer Biegung eines geraden Streifens zu einem gebogenen Streifen mit dem minimalen Spulenradius. Dadurch kann die vorhandene plastische Verformbarkeit des ansonsten spröden Materials genutzt werden, um eine Drahtspule zu erzeugen. As already mentioned, the cut-out strip can be wound on a spool, wherein the minimum spool radius is chosen to be at least so large that the elongation at break of the brittle material is greater than the maximum elongation of the material at a bend of a straight strip to a curved strip with the minimum coil radius. As a result, the existing plastic deformability of the otherwise brittle material can be used to produce a wire coil.

Mehrere aus einer Platte herausgeschnittene Streifen können zu einem Draht zusammengeschweißt werden, indem die Enden der Streifen miteinander verschweißt werden, beispielsweise durch Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen), Plasmaschweißen, Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen. Multiple strips cut from a slab can be welded together to form a wire by welding the ends of the strips together, for example by tungsten inert gas (TIG) welding, plasma welding, laser welding or electron beam welding.

Die Bruchdehnung eines entsprechenden Werkstoffs kann ≤ 5 % insbesondere ≤ 2,5 % und vorzugsweise ≤ 1 % sein. Insbesondere können Titanaluminide bzw. TiAl-Legierungen deren Hauptbestandteile Titan und Aluminium sind und deren Gefüge intermetallische Phasen mit Titan und Aluminium aufweisen, Verwendung finden. Insbesondere können TiAl-Legierungen eingesetzt werden, deren Gefüge überwiegend, also zu mehr als 50 % intermetallische Phasen aufweist. The elongation at break of a corresponding material may be ≦ 5%, in particular ≦ 2.5%, and preferably ≦ 1%. In particular, titanium aluminides or TiAl alloys whose main constituents are titanium and aluminum and whose microstructure have intermetallic phases with titanium and aluminum can be used. In particular, it is possible to use TiAl alloys whose structure has predominantly, ie more than 50%, intermetallic phases.

Ein entsprechend hergestellter Draht kann in vorteilhafterweise zum generativen Aufbau eines Bauteils durch Auftragsschweißen Verwendung finden, beispielsweise durch Laser-Auftragsschweißen oder Elektronenstrahl-Auftragsschweißen. Insbesondere können Bauteile aus TiAl oder TiAl-Legierungen mit entsprechenden TiAl-Drähten generativ aufgebaut werden, wie beispielsweise Turbinenschaufeln für Flugtriebwerke. A correspondingly produced wire can advantageously be used for generative assembly of a component by build-up welding, for example by laser build-up welding or electron beam build-up welding. In particular, components made of TiAl or TiAl alloys with appropriate TiAl wires can be made generative, such as turbine blades for aircraft engines.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG

1 eine perspektivische Darstellung des Heraustrennens eines Drahtstreifens aus einer Platte bzw. aus einem Blech, 1 a perspective view of the separation of a wire strip from a plate or from a sheet,

2 eine Draufsicht auf eine Platte mit einem Schneidmuster zum Heraustrennen eines Drahtstreifens, 2 a top view of a plate with a cutting pattern for cutting out a wire strip,

3 eine Draufsicht auf eine Platte mit einer weiteren Ausführungsform eines Schneidmusters zum Heraustrennen eines Drahtstreifens und in 3 a plan view of a plate with another embodiment of a cutting pattern for cutting out a wire strip and in

4 eine Darstellung der generativen Herstellung eines Bauteils mittels Elektronenstrahlauftragsschweißen. 4 a representation of the generative production of a component by means of electron beam welding.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EMBODIMENTS

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of the embodiments. However, the invention is not limited to these embodiments.

Die 1 zeigt in einer perspektivischen Schemadarstellung das prinzipielle Vorgehen beim Heraustrennen eines Streifens 5 zur Herstellung eines Drahts aus einer Platte 1, die nur teilweise dargestellt ist. Zum Heraustrennen wird ein Laser 2 eingesetzt, der mit einem sogenannten Doppelfokus zwei Laserstrahlen 3 und 4 an voneinander getrennten Orten auf der Platte 1 fokussieren kann, sodass gleichzeitig zwei Schnitte 12, 13 in die Platte 1 eingebracht werden können. Durch eine Relativbewegung der Laserstrahlen 3, 4 gegenüber der Platte 1 werden die Schnitte 12, 13 entlang einer Schneidlinie auf der Platte ausgeführt, wobei in der 1 die durchgezogenen Linien die bereits ausgeführten Schnitte zeigen und die gestrichelten Linien die Schneidlinien, an denen als nächstes geschnitten wird. The 1 shows in a perspective schematic representation of the basic procedure when cutting out a strip 5 for making a wire from a plate 1 , which is only partially shown. For cutting out a laser 2 used, with a so-called double focus two laser beams 3 and 4 at separate locations on the plate 1 can focus, so at the same time two cuts 12 . 13 in the plate 1 can be introduced. By a relative movement of the laser beams 3 . 4 opposite the plate 1 become the cuts 12 . 13 executed along a cutting line on the plate, wherein in the 1 the solid lines show the cuts already made and the dashed lines show the cutting lines where next cuts will be made.

Die Platte 1 ist aus einem spröden Material gebildet, welches nur eine eingeschränkte Bruchdehnung sowie eine beschränkte Verformbarkeit aufweist. Vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung bei intermetallischen Werkstoffen eingesetzt werden, also Legierungen die aufgrund ihrer intermetallischen Eigenschaften eine hohe Festigkeit und damit einhergehend eine beschränkte Verformbarkeit aufweisen. Insbesondere können TiAl-Legierungen Verwendung finden, die die intermetallischen Phasen α₂-Ti₃Al und/oder γ-TiAl aufweisen können und aufgrund ihres niedrigen spezifischen Gewichts für Anwendungen mit schnell bewegten Bauteilen und/oder für die Luft- und Raumfahrt interessant sind. The plate 1 is made of a brittle material, which has only a limited elongation at break and a limited deformability. Advantageously, the present invention can be used in intermetallic materials, ie alloys which have a high strength and concomitantly a limited deformability due to their intermetallic properties. In particular, TiAl alloys can be used, which may have the intermetallic phases α ₂ -Ti ₃ Al and / or γ-TiAl and are interesting because of their low specific weight for applications with fast moving components and / or for aerospace.

Die Platte 1 weist eine Höhe h auf und die Schnitte 12, 13 zum Heraustrennen eines Streifen 5 werden im Abstand t ausgeführt, sodass ein Streifen mit einem quaderförmigen oder quadratischen Querschnitt mit der Höhe h und der Tiefe t aus der Platte 1 herausgetrennt wird. The plate 1 has a height h and the cuts 12 . 13 for cutting out a strip 5 are performed at a distance t, so that a strip with a cuboid or square cross-section with the height h and the depth t from the plate 1 is cut out.

Um mit dem herausgetrennten Streifen 5 einen Draht zu gewinnen, der für typische Drahtanwendungen auf einer Spule aufgewickelt sein soll und eine ausreichende Länge aufweisen soll, die um ein Vielfaches größer ist als die Höhe h und die Tiefe t, kann das Heraustrennen des Streifens 5 entlang einer Schneidlinie erfolgen, die möglichst lang auf der Platte 1 verläuft, sodass der herausgetrennte Streifen 5 eine ausreichende Länge aufweist und entsprechend auf eine Spule aufgewickelt werden kann. To deal with the strip cut out 5 Obtaining a wire to be wound on a spool for typical wire applications and having a sufficient length many times greater than the height h and depth t may result in the strip being severed 5 along a cutting line, as long as possible on the plate 1 runs so that the stripped out strip 5 has a sufficient length and can be wound up on a spool.

In der 2 ist ein mäanderförmiges Schnittmuster gezeigt, bei dem der Streifen 5 in einer mäanderartigen Form aus der Platte 1 herausgetrennt wird. Entsprechend weisen die Schneidlinien, entlang derer der Streifen 5 aus der Platte 1 herausgetrennt wird, sowohl gerade als auch gekrümmte Bereiche 6 auf, wobei der Krümmungsradius r des gekrümmten Bereichs so gewählt ist, dass dieser der maximalen Krümmung eines geraden Streifens 5 zum Aufwickeln auf einer Spule entspricht, bei der die Dehnung des Materials durch die Krümmung kleiner als die Bruchdehnung ist. Entsprechend können die geraden Bereiche des Streifens 5 auf eine Spule mit dem minimalen Durchmesser r_min gewickelt werden, ohne dass es durch die damit verbundene Verformung zu einem Bruch oder Riss des Streifens 5 kommt. Die gekrümmten Bereiche 6 bedürfen damit keiner weiteren Verformung und definieren den minimal möglichen Biegeradius. In the 2 a meandering pattern is shown in which the strip 5 in a meandering shape from the plate 1 is cut out. Accordingly, the cutting lines along which the strip 5 from the plate 1 is cut out, both straight and curved areas 6 on, wherein the radius of curvature r of the curved portion is chosen such that this the maximum curvature of a straight strip 5 for winding on a spool, where the elongation of the material by the curvature is smaller than the elongation at break. Accordingly, the straight portions of the strip can 5 be wound on a coil with the minimum diameter r _min , without it being due to the associated deformation to a break or crack of the strip 5 comes. The curved areas 6 thus require no further deformation and define the minimum possible bending radius.

Die 3 zeigt ein weiteres Schnittmuster in einer Draufsicht auf eine Platte 1, wobei gleichzeitig zwei Streifen 5, 5‘ in Form einer archimedischen Spirale aus der Platte 1 geschnitten werden. Ähnlich wie in der 1 gezeigt, werden zwei parallele Schnitte 12, 13 ebenfalls in Form einer archimedischen Spirale in die Platte 1 eingebracht, wobei jede der Schnittlinien 12, 13, also die archimedische Spirale, sich in Polarkoordinaten beschreiben lässt als: S = A·Φ wobei Φ der Polarwinkel und A ein Parameter ist, für den gilt: 2·π·A = t + d The 3 shows a further cutting pattern in a plan view of a plate 1 , where two strips at the same time 5 . 5 ' in the form of an Archimedean spiral from the plate 1 get cut. Similar in the 1 shown are two parallel cuts 12 . 13 also in the form of an Archimedean spiral in the plate 1 introduced, with each of the cutting lines 12 . 13 , ie the Archimedean spiral, can be described in polar coordinates as: S = A · Φ where Φ is the polar angle and A is a parameter for which: 2 · π · A = t + d

Entsprechend der archimedischen Spirale ist die Summe t + d bei jedem Strahl durch den Mittelpunkt der Spirale der Abstand der entsprechenden Schnittpunkte mit den Schnittlinien 12, 13. According to the Archimedean spiral, the sum t + d for each ray through the center of the spiral is the distance of the corresponding intersections with the intersection lines 12 . 13 ,

Die Tiefe t entspricht hierbei der Tiefe des Streifens 5, während die Tiefe d der Tiefe des Streifens 5‘ entspricht, wobei jedoch zusätzlich die Dicke der Schnittlinien 12, 13 zu berücksichtigen wäre. The depth t corresponds to the depth of the strip 5 while the depth d of the depth of the strip 5 ' corresponds, but in addition, the thickness of the cutting lines 12 . 13 to take into account.

Anstelle von zwei parallelen Schnittlinien 12, 13 kann ein Streifen in Form einer archimedischen Spirale auch nur durch eine Schnittlinie gebildet werden, wobei dann die Tiefe t des entsprechend einzelnen Streifens der Bedingung 2·π·A = t genügt. Instead of two parallel cut lines 12 . 13 For example, a strip in the form of an Archimedean spiral can also be formed only by a cutting line, in which case the depth t of the corresponding individual strip satisfies the condition 2 · π · A = t.

Um auch bei einem Schnittmuster in Form einer archimedischen Spirale einen minimalen Krümmungsradius zu definieren, mit dem der entsprechend herausgeschnittene Streifen 5, 5‘ auf eine Spule gewickelt werden kann, wir das Heraustrennen des Streifens 5, 5‘ erst bei einem minimalen Polarwinkel Φ_min gestartet, bei dem der Krümmungsradius größer oder gleich dem minimalen Biegeradius ist, bei dem der Streifen 5 in Abhängigkeit des entsprechenden Materials keine Schädigung mehr erfährt, also die Dehnung kleiner ist als die Bruchdehnung. Die Bedingung r(Φ_min) ≤ r_min ergibt sich aus dem vom Polarwinkel Φ abhängigen Krümmungsradius r(Φ) = A (Φ³ + 1)^3/2(Φ² + 2) In order to define a minimum radius of curvature even with a cutting pattern in the form of an Archimedean spiral, with the corresponding cut out strip 5 . 5 ' can be wound on a spool, we cutting out the strip 5 . 5 ' started only at a minimum polar angle Φ _min, wherein the radius of curvature is greater than or equal to the minimum bending radius at which the strip 5 as a function of the corresponding material, no further damage occurs, ie the elongation is smaller than the breaking elongation. The condition r (φ _min ) ≤ r _min results from the radius of curvature Φ dependent curvature radius r (Φ) = A (Φ ³ + 1) ^3/2 (Φ ² + 2)

Neben den zentralen archimedischen Spiralen S1 können in den Eckbereichen weitere Spiralen S2 aus einer quadratischen Platte 1 herausgeschnitten werden. In addition to the central Archimedean spirals S1, further spirals S2 can be formed from a square plate in the corner regions 1 be cut out.

Darüber hinaus sind auch weitere Schnittmuster denkbar, beispielsweise ein Schnittmuster, bei dem der Streifen entlang der Kanten spiralförmig ausgeschnitten wird, wobei in den Ecken die Krümmung mit einem minimalen Radius geführt wird. In addition, other cutting patterns are conceivable, for example, a cutting pattern in which the strip is cut out spirally along the edges, wherein in the corners, the curvature is guided with a minimum radius.

Die 4 zeigt eine Anwendung eines entsprechend hergestellten Drahts, der auf eine Spule 7 gewickelt ist. Der Draht in Form des Streifens 5 wird bei dem Anwendungsbeispiel der 4 für die generative Herstellung eines Bauteils 11, wie beispielsweise einer Turbinenschaufel, aus einem entsprechenden Material, wie beispielsweise TiAl, eingesetzt, wobei das Auftragsschweißen durch Elektronenstrahlschweißen erfolgt. Entsprechend ist eine Elektronenstrahlquelle 9 vorgesehen, mit deren Hilfe eine Elektronenstrahl 10 auf eine Oberfläche des herzustellenden Bauteils 11 gerichtet wird, um unter Zuführung des Drahtstreifens 5, der durch Drehung der Spule 7 um die Drehachse 8 von dieser abgewickelt wird, eine neue Lage auf dem Bauteil 11 aufzuschweißen. Entsprechend kann durch lageweißes Aufschweißen des mit dem Drahtstreifen 5 zugeführten Materials das Bauteil 11 Schicht für Schicht aufgebaut werden. The 4 shows an application of a correspondingly manufactured wire, which is placed on a spool 7 is wound. The wire in the form of the strip 5 is in the application example of 4 for the generative production of a component 11 , such as a turbine blade, of a corresponding material, such as TiAl, used, wherein the deposition welding is carried out by electron beam welding. Accordingly, an electron beam source 9 provided by means of which an electron beam 10 on a surface of the component to be produced 11 is directed to under feeding the wire strip 5 by turning the coil 7 around the axis of rotation 8th is handled by this, a new location on the component 11 to weld. Correspondingly, it can be done by spot welding the wire with the wire strip 5 supplied material the component 11 Be built layer by layer.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern vielmehr ist dem Fachmann klar, dass Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen möglich sind, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Merkmale mit ein. Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, the invention is not limited to these embodiments, but it is clear to those skilled in the art that modifications are possible in such a way that individual features omitted or other combinations of features are possible, as long as the The scope of the appended claims will not be abandoned. The present disclosure includes all combinations of the features presented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Platte plate
2 2: Laser laser
3 3: Laserstrahl laser beam
4 4: Laserstrahl laser beam
5 5: Streifen strip
6 6: gekrümmter Bereich curved area
7 7: Spule Kitchen sink
8 8th: Drehachse axis of rotation
9 9: Elektronenstrahlquelle electron beam source
10 10: Elektronenstrahl electron beam
11 11: Bauteil component
12 12: Schnitt cut
13 13: Schnitt cut

Claims

Method for producing a wire from a brittle material, comprising the following steps: - providing a plate ( 1 ) of the material with a height h which is much smaller than the length l and width b of the plate, - cutting the plate transverse to the plane, which is spanned by the length l and the width b of the plate, so that at least one strip ( 5 ) is cut with the depth t from the plate, wherein the strip has a cross-section with the height h and the depth t.

A method according to claim 1, characterized in that the cutting by laser beam cutting, in particular with CO ₂ laser, fiber laser, ultra-short pulse laser or femtosecond laser is carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the strip ( 5 ) is cut along an at least partially curved cutting line, wherein the radius of curvature of the curvature is selected to be at least so large that the breaking elongation of the brittle material is greater than the maximum elongation of the material in bending a straight strip into a curved strip having the radius of curvature.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the strip ( 5 ) is cut along at least one cutting line representing an Archimedean spiral, in particular along two cutting lines, each representing an Archimedean spiral.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting takes place by laser beam cutting with double focus.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the strip cut out ( 5 ) on a spool ( 7 ), wherein the minimum coil radius is chosen to be at least large enough that the breaking elongation of the brittle material is greater than the maximum elongation of the material in bending a straight strip into a curved strip having the minimum coil radius.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of cut-out strips are welded into a wire, in particular by TIG welding, plasma welding, laser welding or electron beam welding.

A wire made of a brittle material produced by the method according to any one of the preceding claims.

Wire according to claim 8, characterized in that the breaking elongation of the material is less than or equal to 5%, in particular less than or equal to 2.5%, preferably less than or equal to 1%.

Wire according to claim 8 or 9, characterized in that the material is TiAl or a TiAl alloy whose main constituents are Ti and Al and whose structure exhibits intermetallic phases with Ti and Al, in particular predominantly intermetallic phases in the structure.

A method of generatively constructing a brittle material component by build-up welding using a wire according to any one of claims 8 to

A method according to claim 11, characterized in that the build -up welding is carried out by laser deposition welding or electron beam deposition welding.