DE102016217110A1

DE102016217110A1 - rotary pump

Info

Publication number: DE102016217110A1
Application number: DE102016217110.0A
Authority: DE
Inventors: Adrian Stein; Holger RAUNER; Stephan Braun; Alexander Böhm
Original assignee: KSB SE and Co KGaA
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2018-03-08
Also published as: WO2018046405A1; BR112019004506A2; EP3510289A1; EP3510289B1; EP3510289C0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit zumindest einem Laufrad (1), einer Welle (5) und einem Gehäuse (2) als Komponenten. Das Laufrad (1) ist drehfest mit der Welle (5) verbunden und zumindest teilweise von einem Gehäuse (2) umgeben. Das Laufrad (1) ist mit der Welle (5) als einstückiges Bauteil aus einem Aufbaumaterial durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten mittels Strahlung generiert.The invention relates to a centrifugal pump with at least one impeller (1), a shaft (5) and a housing (2) as components. The impeller (1) is rotatably connected to the shaft (5) and at least partially surrounded by a housing (2). The impeller (1) is generated with the shaft (5) as a one-piece component from a building material by successive solidification of layers by means of radiation.

Description

Die Erfindung betrifft Kreiselpumpe mit einem Laufrad, das drehfest mit einer Welle verbunden ist, wobei das Laufrad zumindest teilweise von einem Gehäuse umgeben ist.The invention relates to a centrifugal pump with an impeller rotatably connected to a shaft, wherein the impeller is at least partially surrounded by a housing.

Kreiselpumpen sind Strömungsmaschinen, bei denen die Fliehkraft genutzt wird, um Medien zu fördern. Aus diesem Grund werden sie auch als Zentrifugalpumpen bezeichnet. Das zu fördernde Medium tritt über ein Gehäuseteil, den Saugstutzen, in die Kreiselpumpe ein. Das Medium wird vom rotierenden Laufrad erfasst und nach außen getragen. Die dadurch aufgeprägte Geschwindigkeit des Mediums führt zu einer Drucksteigerung innerhalb der Kreiselpumpe.Centrifugal pumps are turbomachines in which centrifugal force is used to convey media. For this reason, they are also referred to as centrifugal pumps. The medium to be pumped enters the centrifugal pump via a housing part, the suction port. The medium is captured by the rotating impeller and carried to the outside. The thus impressed speed of the medium leads to an increase in pressure within the centrifugal pump.

Ein zentrales Bauteil einer Pumpe ist das Laufrad, das die mechanische Energie als Impuls an das Fluid überträgt. Die Laufradform bestimmt, wie die Strömung aus der Pumpe austritt. Man unterscheidet radiale, halbaxiale und axiale Laufräder. Hinsichtlich der Bauform des Laufrades werden geschlossene, halboffene und offene Formen unterschieden bzw. Formen mit und ohne einer Deck- und Tragscheibe. Bei einem geschossenen Laufrad wird die Laufradschaufel auf beiden Seiten mit je einer Scheibe verbunden.A central component of a pump is the impeller, which transfers the mechanical energy as an impulse to the fluid. The impeller shape determines how the flow exits the pump. A distinction is made between radial, semi-axial and axial wheels. With regard to the design of the impeller, a distinction is made between closed, semi-open and open molds or molds with and without a cover and support disk. In a shot impeller, the impeller blade is connected on each side with a disc.

Hauptmerkmale des Gehäuses sind die Strömungszu- bzw. -abführung zum Laufrad. Strömungskanäle dienen dazu, die durch das Laufrad in der Strömung induzierte kinetische Energie in einen statischen Druck umzuwandeln.Main features of the housing are the flow supply and discharge to the impeller. Flow channels serve to convert the kinetic energy induced in the flow by the impeller into a static pressure.

Die Herstellung von herkömmlichen Kreiselpumpen ist sehr zeitaufwendig. Alle Komponenten werden einzeln aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt. Anschließend muss die Kreiselpumpe aus den Einzelkomponenten montiert werden. Beispielsweise muss das Laufrad, das beispielsweise aus einem Gusswerkstoff besteht, mit der Welle verbunden werden, die beispielsweise aus einem Stahl gefertigt ist. Zudem weisen herkömmliche Kreiselpumpen ein geteiltes Gehäuse auf, das aus mehreren Teilen besteht, die zusammen gebaut werden müssen. Zwischen den beweglichen Bauteilen und den ruhenden Teilen der Kreiselpumpe müssen Lagerungen und Dichtungen montiert werden.The production of conventional centrifugal pumps is very time consuming. All components are manufactured individually from different materials. Then the centrifugal pump must be assembled from the individual components. For example, the impeller, which consists for example of a cast material, must be connected to the shaft, which is made for example of a steel. In addition, conventional centrifugal pumps have a split housing that consists of several parts that need to be assembled together. Bearings and seals must be installed between the moving components and the stationary parts of the centrifugal pump.

Die Werkstoffe für die einzelnen Komponenten der Kreiselpumpe müssen so gewählt werden, dass sie ihren jeweiligen Aufgaben gerecht werden. Komponenten mit den tragenden Eigenschaften müssen eine hohe Festigkeit und eine geringe Sprödigkeit aufweisen. Komponenten, die mit dem zu fördernden Medium in Kontakt kommen, sollten aus einem harten, verschleißbeständigen Werkstoff ausgeführt sein.The materials for the individual components of the centrifugal pump must be selected so that they fulfill their respective tasks. Components with the load-bearing properties must have high strength and low brittleness. Components that come into contact with the medium to be pumped should be made of a hard, wear-resistant material.

Es gibt im Stand der Technik zahlreiche Bestrebungen, die Fertigung und Montage von Kreiselpumpen zu vereinfachen.There are many attempts in the art to simplify the manufacture and assembly of centrifugal pumps.

So offenbart die EP 1 059 457 A2 eine Kreiselpumpe mit einem in einem Gehäuse angeordneten Laufrad, welches über eine Welle angetrieben wird. Die Welle ist drehbar im Pumpengehäuse gelagert, wobei die Lagerung neben einem Wälzlager einen Lagerhalter umfasst. Der Lagerhalter ist lösbar mit dem Gehäuse verbunden. Der Lagerhalter weist am dem Laufrad zugewandten Ende einen vorzugsweise mit einem Rohrteil einstückig ausgeführtes Montageteil auf. Die Ausführung hat den Vorteil, dass die aus Laufrad, Welle, und Lagerung bestehende Einheit unabhängig vom Gehäuse gefertigt werden kann.So revealed the EP 1 059 457 A2 a centrifugal pump with an impeller arranged in a housing, which is driven by a shaft. The shaft is rotatably mounted in the pump housing, wherein the bearing comprises a bearing holder in addition to a rolling bearing. The bearing holder is detachably connected to the housing. The bearing holder has on the impeller end facing a preferably integrally formed with a pipe part mounting part. The design has the advantage that the unit consisting of impeller, shaft and bearing can be manufactured independently of the housing.

In der EP 1 533 528 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Laufrades für eine Kreiselpumpe beschreiben, bei dem ein erstes Teil, das eine hintere Deckscheibe umfasst, in einem Spritz- oder Gießverfahren hergestellt wird und anschließend ein zweites Teil, das die vordere Deckscheibe umfasst, auf den ersten Teiles aufgeschoben wird.In the EP 1 533 528 A2 describes a method for producing a rotor for a centrifugal pump, in which a first part, which comprises a rear cover plate, is produced in a spraying or casting process and then a second part, which includes the front cover plate, is pushed onto the first part ,

In der DE 37 31 161 A1 wird ein Kreiselpumpenlaufrad beschrieben, das aus mehreren Blechteilen zusammengesetzt ist. Zur Erzielung einer steifen Konstruktion sind die energieübertragenden Schaufeln ausschließlich an der kraftübertragenden Deckscheibe befestigt. Den Eintrittsbereich des Laufrades bildet ein Saugmund, welcher als Einzelteil ausgebildet ist. Der Saugmund überdeckt die Schaufelanfänge. Eine die Schaufelkanäle abdeckende schaufellose Deckscheibe ist zwischen dem Laufradaustritt und dem maximalen Durchmesser des Saugmundes an den Schaufeln befestigt.In the DE 37 31 161 A1 a centrifugal pump impeller is described, which is composed of several sheet metal parts. To achieve a rigid construction, the energy-transferring blades are attached only to the force-transmitting cover plate. The inlet region of the impeller forms a suction mouth, which is designed as a single part. The suction mouth covers the blade beginnings. A shovel-free cover disc covering the blade channels is secured to the blades between the impeller outlet and the maximum diameter of the suction mouth.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe anzugeben, bei welcher der Montageaufwand minimiert wird. Die Kreiselpumpe soll möglichst kostengünstig herzustellen sein und sich durch eine hohe Lebensdauer, sowie eine zuverlässige Betriebsweise auszeichnen. Zudem sollen die Spezifikationen der Kreiselpumpe mit möglichst geringem Aufwand anpassbar sein. Weiterhin sollen bei der Kreiselpumpe Schäden durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten vermieden werden. Weiterhin soll sich die Kreiselpumpe im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung durch eine gute Recycelbarkeit auszeichnen.The object of the invention is to provide a centrifugal pump, in which the assembly effort is minimized. The centrifugal pump should be as inexpensive to manufacture and be characterized by a long life, as well as a reliable operation. In addition, the specifications of the centrifugal pump should be customizable with the least possible effort. Furthermore, should be avoided by different thermal expansion coefficients in the centrifugal pump damage. Furthermore, the centrifugal pump should be characterized by a good recyclability in terms of sustainable development.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kreiselpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.This object is achieved by a centrifugal pump with the features of claim 1 and by a method for producing a centrifugal pump with the features of claim 8. Preferred variants are described in the dependent claims, the description and the drawings.

Bei der erfindungsmäßen Kreiselpumpe ist das Laufrad mit der Welle als einstückiges Bauteil ausgebildet. Das einstückige Bauteil wird aus einem Aufbaumaterial durch aufeinanderfolgendes Schmelzen und Erstarren von Schichten mittels Strahlung hergestellt. In the centrifugal pump according to the invention, the impeller is formed with the shaft as a one-piece component. The unitary member is made of a building material by successively melting and solidifying layers by means of radiation.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Aufbaumaterial um metallische Pulver- und/oder Granulatteilchen. Bei einer Variante der Erfindung werden dazu eisenhaltige und/oder cobaldhaltige Partikel eingesetzt. Diese können Zusätze wie beispielsweise Chrom, Molybdän oder Nickel enthalten.Preferably, the building material is metallic powder and / or granules particles. In a variant of the invention, iron-containing and / or cobalt-containing particles are used for this purpose. These may contain additives such as chromium, molybdenum or nickel.

Der metallische Aufbauwerkstoff wird in Pulver- oder Granulatform in einer dünnen Schicht auf eine Unterlage aufgebracht. Der pulverförmige Werkstoff wird mittels Strahlung an den jeweils gewünschten Stellen lokal vollständig umgeschmolzen und bildet nach der Erstarrung eine feste Materialschicht. Anschließend wird die Unterlage um den Betrag einer Schichtdicke abgesenkt und es wird erneut Pulver aufgetragen. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis alle Schichten umgeschmolzen sind. Das fertige Bauteil wird vom überschüssigen Pulver gereinigt.The metallic building material is applied in powder or granular form in a thin layer on a substrate. The powdery material is locally completely remelted by means of radiation at the respective desired locations and forms a solid material layer after solidification. Subsequently, the pad is lowered by the amount of a layer thickness and powder is applied again. This cycle is repeated until all layers have been remelted. The finished component is cleaned of the excess powder.

Als Strahlung kann beispielsweise ein Laserstrahl zum Einsatz kommen, welcher das strömungsführende Bauteil aus den einzelnen Pulverschichten generiert. Die Daten zur Führung des Laserstrahls werden auf Grundlage eines 3D-CAD-Körpers mittels einer Software erzeugt. Alternativ zu einem selektiven Laserschmelzen kann auch ein Elektronenstrahl (EBM) zum Einsatz kommen.As radiation, for example, a laser beam can be used, which generates the flow-guiding component from the individual powder layers. The data for guiding the laser beam are generated on the basis of a 3D CAD body by means of software. As an alternative to a selective laser melting, an electron beam (EBM) can also be used.

Ergänzend zu dem einstückigen Bauteil aus Laufrad und Welle umfasst die erfindungsgemäße Kreiselpumpe vorzugsweise ein Gehäuse, das ebenfalls aus dem Aufbaumaterial durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten mittels Strahlung hergestellt ist. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Gehäuse einstückig ausgebildet ist und um das einstückige Bauteil aus Laufrad und Welle geformt ist.In addition to the one-piece component of impeller and shaft, the centrifugal pump according to the invention preferably comprises a housing, which is also made of the building material by successive solidification of layers by means of radiation. It proves to be advantageous if the housing is formed in one piece and is formed around the one-piece component of impeller and shaft.

Bei einer Variante der Erfindung ist zwischen der Welle und dem Gehäuse zumindest eine Lagerung als weitere Komponente angeordnet, die ebenfalls durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten mittels Strahlung hergestellt wird. Zur Generierung der Lagerung können beispielsweise durch aufeinanderfolgendes Schmelzen und Erstarren von Schichten mittels Strahlung aus dem Aufbaumaterial mit rotierende Körper hergestellt werden, die zwischen den ruhenden Gehäuseteilen und den rotierenden Komponenten der Kreiselpumpe, wie beispielsweise der Welle, angeordnet sind. Bei den Körpern kann es sich beispielsweise um Kugeln oder Zylinder handeln.In a variant of the invention, at least one bearing is arranged as a further component between the shaft and the housing, which is likewise produced by successive solidification of layers by means of radiation. To generate the storage can be prepared, for example, by successive melting and solidification of layers by means of radiation from the building material with rotating body, which are arranged between the stationary housing parts and the rotating components of the centrifugal pump, such as the shaft. For example, the bodies may be spheres or cylinders.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung sind bei den Lagerungen diese Körper zwischen einem Innenring und/oder einem Außenring angeordnet, die ebenfalls generativ aus dem Aufbaumaterial gebildet werden und gemeinsam mit den Körpern die jeweilige Lagerung bilden.In a particularly advantageous variant of the invention, these bodies are arranged in the bearings between an inner ring and / or an outer ring, which are also generatively formed from the building material and together with the bodies form the respective storage.

Ergänzend oder alternativ können zwischen ruhenden und rotierenden Komponenten der Kreiselpumpe Lagerungen angeordnet sein, die nicht verfestigtes Aufbaumaterial aufweisen. Das Aufbaumaterial kann dabei als Granulat oder Pulver ausgebildet sein. Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird dabei kugelförmiges Aufbaumaterial eingesetzt. Durch Abrollbewegungen auf dem Aufbaumaterial wird eine preiswerte und zuverlässige Lagerung zwischen ruhenden und rotierenden Komponenten der Kreiselpumpe geschaffen.Additionally or alternatively, can be arranged between stationary and rotating components of the centrifugal pump bearings that have not solidified construction material. The building material may be formed as granules or powder. In a particularly advantageous variant of the invention while spherical construction material is used. By rolling on the building material an inexpensive and reliable storage between stationary and rotating components of the centrifugal pump is created.

Vorzugsweise sind zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse und/oder zwischen der Welle und dem Gehäuse und Dichtungen als weitere Komponenten angeordnet, die durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten mittels Strahlung aus dem Aufbaumaterial hergestellt sind. Beispielsweise können beim generativen Aufbau der Kreiselpumpe aus dem Aufbaumaterial Labyrinthdichtungen herausgebildet werden. Die Dichtwirkung beruht auf der Verlängerung des Strömungsweges durch den abzudichtenden Spalt, wodurch der Strömungswiderstand wesentlich erhöht wird. Vorzugsweise wird dabei die Wegverlängerung durch ein Ineinandergreifen („Verkämmung”) von Ausformungen an rotierenden und Ausformungen an feststehenden Komponenten erzeugt. Diese Ausformungen an den jeweiligen Komponenten werden beim generativen Aufbau erzeugt.Preferably, between the impeller and the housing and / or between the shaft and the housing and seals are arranged as further components, which are produced by successive solidification of layers by means of radiation from the building material. For example, in the generative structure of the centrifugal pump from the building material labyrinth seals can be formed. The sealing effect is based on the extension of the flow path through the gap to be sealed, whereby the flow resistance is substantially increased. Preferably, the path extension is produced by an intermeshing ("meshing") of formations on rotating and formations on stationary components. These formations on the respective components are generated in the generative structure.

Ergänzend oder alternativ können als Dichtungen aufeinander gleitende Bauteile ausgebildet werden, die ringförmig ausgebildet sind, wobei vorzugsweise zwei Ringe miteinander korrespondieren. Einer der beiden Ringe ist dabei einstückig aus dem Gehäuse ausgebildet. Der andere Ring wird einstückig mit einer rotierenden Komponente, beispielsweise der Welle, ausgebildet.In addition or as an alternative, components which slide on one another and which have an annular configuration may be formed as seals, wherein preferably two rings correspond to one another. One of the two rings is formed integrally from the housing. The other ring is formed integrally with a rotating component, such as the shaft.

Als besonders günstig erweist es sich, wenn die einzelnen Komponenten der Kreiselpumpe unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die durch Variation der Strahlung generiert werden. Die Eigenschaften der einzelnen Komponenten, also beispielsweise der Welle, des Laufrades oder des Gehäuses können dabei durch Variationen der Strahlung beeinflusst werden. Durch gezielte Steuerung der lokalen Wärmeeinbringung wird bei der Generierung der Kreiselpumpe eine Modifizierung der Werkstoffeigenschaften vorgenommen. Dadurch wird eine Kreiselpumpe geschaffen aus einem chemischhomogenen Werkstoff. Die Kreiselpumpe weist jedoch Zonen und Gefüge mit unterschiedlichen Werkstoffzuständen und damit unterschiedlicher Eigenschaften auf.It proves to be particularly favorable if the individual components of the centrifugal pump have different properties which are generated by varying the radiation. The properties of the individual components, for example, the shaft, the impeller or the housing can be influenced by variations of the radiation. Through targeted control of the local heat input, a modification of the material properties is made when generating the centrifugal pump. As a result, a centrifugal pump is created from a chemically homogeneous material. However, the centrifugal pump has zones and microstructures with different material states and thus different properties.

Die auf diese Weise generierte Kreiselpumpe hat erfindungsgemäß Komponenten mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften. Obwohl das Aufbaumaterial zur Generierung für die gesamte Kreiselpumpe chemisch identisch ist, werden erfindungsgemäß unterschiedliche metallische Gefüge durch eine Variation der Strahlung hergestellt. Dadurch entstehen Komponenten mit unterschiedlichen metallischen Gefügen und somit unterschiedlichen Eigenschaften.The centrifugal pump generated in this way has according to the invention components with different mechanical properties. Although the building material for generating the entire centrifugal pump is chemically identical, according to the invention different metallic structures are produced by a variation of the radiation. This results in components with different metallic structures and thus different properties.

Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung wird die gesamte Kreiselpumpe aus dem gleichen Aufbaumaterial, vorzugsweise in einem einzigen fortlaufenden Herstellungsprozess gefertigt.In a particularly favorable variant of the invention, the entire centrifugal pump is manufactured from the same construction material, preferably in a single continuous production process.

Die Erfindung ermöglicht beispielsweise die generative Erzeugung von Low-Cost- bzw. Einmalprodukten.The invention enables, for example, the generative generation of low-cost or disposable products.

Die Erzeugung der Kreiselpumpe erfolgt eine gezielte Steuerung des Energieeintrags beim Aufbau des Bauteils zur Änderung der mechanischen Eigenschaften im Mikrovolumen des Werkstoffs. Auf eine nachträgliche Wärmebehandlung wird verzichtet, sodass die lokal auftretenden unterschiedlichen Werkstoffzustände erhalten bleiben. Aufwendige Beschichtungen sind ebenfalls nicht mehr erforderlich.The generation of the centrifugal pump is a targeted control of the energy input in the construction of the component for changing the mechanical properties in the micro volume of the material. Subsequent heat treatment is dispensed with so that the locally occurring different material states are preserved. Elaborate coatings are also no longer required.

So unterscheidet sich der durch die Strahlung eingebrachte Energieeintrag in den Komponenten, die mit dem Medium in Kontakt kommen von den Komponenten, die vorwiegend tragende Eigenschaften haben. Dies kann beispielsweise durch Variation der Intensität der Strahlung erreicht werden. Auch die Scangeschwindigkeit, mit welcher der Laserstrahl über die einzelnen Pulverschichten verfährt, beeinflusst den Energieeintrag und somit das entstehende Gefüge. Komponenten, welcher tragende Eigenschaften haben, weisen dabei vorzugsweise eine größere Festigkeit.Thus, the energy input introduced by the radiation differs in the components which come into contact with the medium from the components which have predominantly supporting properties. This can be achieved, for example, by varying the intensity of the radiation. The scanning speed with which the laser beam travels over the individual powder layers also influences the energy input and thus the resulting microstructure. Components which have load-bearing properties preferably have greater strength.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to a drawing and the drawing itself.

Dabei zeigt die einzige Figur eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe.The single figure shows a sectional view of a centrifugal pump.

Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Kreiselpumpenanordnung mit einem Laufrad 1. Ein Gehäuse 2 wird generativ um das Laufrad 1 ausgeformt. Das Gehäuse 2 ist einstückig ausgebildet und weist einen Saugstutzen 3 und einen Druckstutzen 4 auf. Bei dem Gehäuse 2 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein Spiralgehäuse.The figure shows a sectional view through a centrifugal pump assembly with an impeller 1 , A housing 2 becomes generative around the impeller 1 formed. The housing 2 is integrally formed and has a suction nozzle 3 and a discharge nozzle 4 on. In the case 2 Is it in the exemplary embodiment to a spiral housing.

Das Laufrad 1 ist als Radiallaufrad ausgeführt und wird von einer Welle 5 angetrieben. Die Welle 5 wird von einem in dieser Darstellung nicht gezeigten Motor in Rotation versetzt. Laufrad 1 und Welle 5 bilden ein einstückiges Bauteil.The impeller 1 is designed as a radial impeller and is driven by a shaft 5 driven. The wave 5 is set in rotation by a motor, not shown in this illustration. Wheel 1 and wave 5 form a one-piece component.

Die Welle 5 ist über Lager 6 abgestützt.The wave 5 is over camp 6 supported.

Zwischen dem Laufrad 1 und dem Gehäuse 2 sind Dichtungen 7 angeordnet.Between the wheel 1 and the housing 2 are seals 7 arranged.

Zur Generierung der Kreiselpumpe werden folgende Schritte nacheinander durchgeführt:
Zunächst wird ein Metallpulver eines eisenhaltigen Werkstoffs in einer dünnen Schicht auf einer Platte aufgebracht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Pulver um ein Pulver eines Chrommolybdänstahls.To generate the centrifugal pump, the following steps are carried out in succession:
First, a metal powder of a ferrous material is applied in a thin layer on a plate. In the exemplary embodiment, the powder is a powder of a chromium molybdenum steel.

An den Stellen, an denen das Laufrad ausgebildet werden soll, wirkt ein Laserstrahl ein und verschmilzt die pulverförmigen Teilchen miteinander.At the points where the impeller is to be formed, a laser beam acts and fuses the powdery particles together.

Nach einer Erstarrung wird die Grundplatte um den Betrag der Schichtdicke abgesenkt und erneut Pulver aufgetragen. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis alle Schichten umgeschmolzen sind. Das fertige Bauteil wird vom überschüssigen Pulver gereinigt.After solidification, the base plate is lowered by the amount of layer thickness and powder is applied again. This cycle is repeated until all layers have been remelted. The finished component is cleaned of the excess powder.

Die 3D-Form der Kreiselpumpe ist in einer Software als Datensatz hinterlegt. Der Laserstrahl wird von einer Steuerungseinrichtung so verfahren, dass er die Form der Kreiselpumpe durch entsprechendes selektives Aufschmelzen der jeweiligen Bereiche auf der mit Pulverschicht beschichteten Platte aufschmilzt und diese Bereiche dann erstarren.The 3D-form of the centrifugal pump is stored in a software as a data record. The laser beam is moved by a control device so that it melts the shape of the centrifugal pump by corresponding selective melting of the respective regions on the powder-coated plate and these areas then solidify.

Erfindungsgemäß wird der Energieeintrag so variiert, dass unterschiedliche Komponenten mit unterschiedlichen Gefügen und unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften entstehen.According to the energy input is varied so that different components with different structures and different specific properties arise.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1059457 A2 [0008]
EP 1533528 A2 [0009]
DE 3731161 A1 [0010]

Claims

Centrifugal pump with at least one impeller ( 1 ), a wave ( 5 ) and a housing ( 2 ) as components, wherein the impeller ( 1 ) rotatably with the shaft ( 5 ) and the impeller ( 1 ) at least partially from a housing ( 2 ), characterized in that the impeller ( 1 ) with the wave ( 5 ) is generated as a one-piece component from a building material by successive solidification of layers by means of radiation.

Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the housing ( 2 ) is generated from the building material by successive solidification of layers by means of radiation.

Centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the housing ( 2 ) is integrally formed and to the one-piece component of impeller ( 1 ) and wave ( 5 ) is generated from the building material by successive solidification of layers by means of radiation.

Centrifugal pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the shaft ( 5 ) and the housing ( 2 ) at least one storage ( 6 ) is arranged as a further component, which is generated from the building material by successive solidification of layers by means of radiation.

Centrifugal pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the shaft ( 5 ) and the housing ( 2 ) a storage ( 6 ) is arranged, which has non-solidified building material as granules and / or powder.

Centrifugal pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the impeller ( 1 ) and the housing ( 2 ) and / or between the shaft ( 5 ) and the housing ( 2 ) and at least one seal ( 7 ) is arranged as a further component made of the building material by successively solidifying layers by means of radiation.

Centrifugal pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that components of the centrifugal pump have different properties which are generated by variation of the radiation.

Process for producing a centrifugal pump according to one of Claims 1 to 7, comprising the following steps: Application of a layer of building material to a substrate, Selective action of radiation on the layer.

A method according to claim 8, characterized in that components with different properties are generated by targeted variation of the radiation.