DE102018126796A1 - Metal material and method for the production of a component or semi-finished product, and semi-finished product and component, in particular for the aerospace industry - Google Patents
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Abstract
Durch ein Spritzverfahren, bei dem Metall oder eine Metalllegierung auf eine Oberfläche oder in eine Kavität (10b) eines Grundkörpers (10) appliziert wird, wird ein Metallwerkstoff hergestellt, der mittels Wasser vom Grundkörper (10) gelöst werden kann. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (50) wird ein Grundkörper (10) bereitgestellt und ein metallischer Werkstoff (20) wird mit einem Spritzverfahren auf eine Oberfläche oder in eine Kavität (10b) des Grundkörpers (10) appliziert. Der metallische Werkstoff (20) wird mit einer Deckschicht (30) beschichtet. Anschließend wird der metallische Werkstoff (20) mittels Wasser gelöst bzw. entfernt, wobei die Deckschicht (30) bestehen bleibt. Ein Halbzeug und ein Bauteil mit Kavitäten (10b), insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, sind mit dem metallischen Werkstoff (20) gefertigt.A metal material is produced by a spraying process, in which metal or a metal alloy is applied to a surface or into a cavity (10b) of a base body (10), which can be detached from the base body (10) by means of water. In a method for producing a component (50), a base body (10) is provided and a metallic material (20) is applied to a surface or into a cavity (10b) of the base body (10) using a spraying method. The metallic material (20) is coated with a cover layer (30). The metallic material (20) is then dissolved or removed using water, the cover layer (30) remaining. A semifinished product and a component with cavities (10b), in particular for aerospace, are made with the metallic material (20).
Description
Die Erfindung betrifft einen Metallwerkstoff zur Verwendung bei der Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs, ein Halbzeug zum Herstellen eines Bauteils und ein Bauteil. Die Erfindung ist insbesondere für die Luft- und Raumfahrt geeignet.The invention relates to a metal material for use in the production of a component or semi-finished product, in particular for aerospace, a method for producing a component or semi-finished product, a semi-finished product for producing a component and a component. The invention is particularly suitable for the aerospace industry.
Die Erfindung ist auf beliebigen Gebieten der Technik anwendbar ist, jedoch wird sie nachfolgend im Hinblick auf Bauteile und deren Herstellung im Bereich der Luft- und Raumfahrt beschrieben, insbesondere auf Bauteile für Luft- und Raumfahrzeuge.The invention can be used in any field of technology, but is described below with regard to components and their manufacture in the field of aerospace, in particular components for aircraft and spacecraft.
Bei Luft- und Raumfahrzeugen aber auch in vielen anderen Gebieten, wie beispielsweise bei der Herstellung von Fahrzeugen oder Kraftfahrzeugen, aber auch bei industriell gefertigten Bauteilen anderer Bereiche, wird in der Regel angestrebt, das Gewicht möglichst gering zu halten. Dabei sollen keine Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften erfolgen, wie beispielsweise Belastbarkeit und Steifigkeit der Bauteile und Strukturen.In the case of aircraft and spacecraft but also in many other areas, such as for example in the manufacture of vehicles or motor vehicles, but also in the case of industrially manufactured components in other areas, the aim is generally to keep the weight as low as possible. There should be no loss of mechanical properties, such as the resilience and rigidity of the components and structures.
Oftmals haben die herzustellenden Bauteile oder Strukturbauteile komplexe Formen oder Geometrien. Beispielsweise können sie in drei räumlichen Dimensionen gekrümmt sein oder Kavitäten aufweisen. Unter Kavitäten werden allgemein Hohlräume, Ausnehmungen, Kanäle, Nuten, Schlitze, usw. verstanden. The components or structural components to be manufactured often have complex shapes or geometries. For example, they can be curved in three spatial dimensions or have cavities. Cavities are generally understood to mean cavities, recesses, channels, grooves, slots, etc.
Bei der Herstellung derartiger Bauteile werden die Kavitäten bzw. Kanäle zum Beispiel mit pulverisiertem Werkstoff unterschiedlichster Art befüllt, wobei der Werkstoff beispielsweise auch in einer flüssigen Matrix eingerührt ist. Dabei besteht das Problem, dass die Kavitäten nicht oder nur bedingt entleert werden können. Zur Auslösung müssen oftmals Chemikalien verwendet werden. Auch erfordert der Prozess für die Herstellung von Bauteilen mit Kanälen oder Kavitäten einen hohen Aufwand an Zeit und Kosten. In vielen Fällen werden zudem teure Produktions- und Betriebsmittel verbraucht. Hinzu kommt, dass die bekannten Werkstoffe oder Werkstoffmischungen zum Beispiel nicht mit einem hochfesten metallischen Überzug beschichtet werden können, um Brücken zu bilden.In the production of components of this type, the cavities or channels are filled, for example, with a wide variety of pulverized material, the material also being stirred into a liquid matrix, for example. The problem here is that the cavities cannot be emptied or can only be emptied to a limited extent. Chemicals often have to be used to trigger them. The process for the production of components with channels or cavities also requires a lot of time and money. In many cases, expensive production and operating resources are also consumed. In addition, the known materials or material mixtures, for example, cannot be coated with a high-strength metallic coating in order to form bridges.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Bauteilen mit Kanälen bzw. Kavitäten Zeit und Kosten zu sparen, eine Bildung von stabilen Brücken zu ermöglichen, und die Umweltbelastung zu reduzieren.The object of the invention is to save time and costs in the production of components with channels or cavities, to enable the formation of stable bridges and to reduce the environmental impact.
Zur Lösung der Aufgabe schafft die Erfindung einen Metallwerkstoff zur Verwendung bei der Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs, insbesondere für die Luft- und Raumfahrt, wobei der Metallwerkstoff durch ein Spritzverfahren hergestellt ist, bei dem Metall oder eine Metalllegierung auf eine Oberfläche eines Grundkörpers und/oder in eine Kavität des Grundkörpers appliziert wird, und wobei der Metallwerkstoff mittels Wasser oder einer Wasser enthaltenden Flüssigkeit vom Grundkörper entfernbar ist.To achieve the object, the invention provides a metal material for use in the manufacture of a component or semi-finished product, in particular for the aerospace industry, the metal material being produced by an injection molding process in which the metal or a metal alloy is applied to a surface of a base body and / or is applied into a cavity of the base body, and the metal material can be removed from the base body by means of water or a liquid containing water.
Die Wasser enthaltende Flüssigkeit umfasst beispielsweise auf Wasser basierende Lösungen oder Emulsionen.The water-containing liquid includes, for example, water-based solutions or emulsions.
Vorteilhafterweise ist der Metallwerkstoff durch Spülen und/oder Lösen mittels Wasser oder einer Wasser enthaltenden Flüssigkeit entfernbar.The metal material can advantageously be removed by rinsing and / or dissolving by means of water or a liquid containing water.
Bevorzugt werden bei dem Spritzverfahren Metalle oder Metalllegierungen aus der Gruppe Al, Sn, Zn als Spritzmittel verwendet.Metals or metal alloys from the group Al, Sn, Zn are preferably used as spraying agents in the spraying process.
Vorteilhaft werden bei dem Spritzverfahren SnZn und AI als Spritzmittel verwendet.SnZn and Al are advantageously used as spraying agents in the spraying process.
Bevorzugt liegen die relativen Anteile von SnZn/AI im Bereich von 20/80 bis 70/30.The relative proportions of SnZn / Al are preferably in the range from 20/80 to 70/30.
Bevorzugt sind dies auch die %-Anteile am Gesamtgewicht des metallischen Werkstoffs. Beispielsweise beträgt der Anteil von SnZn 20% und der Anteil von AI 80% des Gewichts des metallischen Werkstoffs bzw. des Spritzmittels. Der Anteil von SnZn kann zum Beispiel auch 70% und der Anteil von AI 30% des Gewichts des Spritzmittels bzw. des metallischen Werkstoffs betragen. Bevorzugt werden Anteile oder Verhältnisse von SnZn und Al, die zwischen diesen Grenzen liegen. Vorzugsweise sind die Gewichtsanteile von SnZn und AI in dem metallischen Werkstoff im Wesentlichen gleich groß bzw. liegen jeweils im Bereich von ungefähr 50% des Gewichts des metallischen Werkstoffs.
Insbesondere kann bei dem Spritzverfahren zusätzlich ein relativ geringer Anteil von Mg beigemengt sein. Dieser liegt zum Beispiel im Bereich von 1 bis 5 %.These are also preferably the percentages of the total weight of the metallic material. For example, the proportion of SnZn is 20% and the proportion of Al 80% of the weight of the metallic material or the spray. The proportion of SnZn can, for example, also be 70% and the proportion of
In particular, a relatively small proportion of Mg can additionally be added to the spraying process. For example, this is in the range of 1 to 5%.
Selbstverständlich kann der metallische Werkstoff, insbesondere die Legierung, auch Anteile andere Elemente enthalten. Insbesondere können kleine Mengen anderer Elemente enthalten sein. Mehr insbesondere können Spuren anderer Elemente enthalten sein oder Unreinheiten. Beispielsweise liegt ein Gewichtsanteil anderer Elemente im Bereich von ca. 5%, 2%, 1% oder weniger.Of course, the metallic material, in particular the alloy, can also contain portions of other elements. In particular, small amounts of other elements can be included. More particularly, traces of other elements or impurities can be included. For example, a percentage by weight of other elements is in the range of approximately 5%, 2%, 1% or less.
Insbesondere ist der Metallwerkstoff durch ein thermisches Spritzverfahren hergestellt.In particular, the metal material is produced by a thermal spraying process.
Bevorzugt ist der Metallwerkstoff durch Lichtbogenspritzen hergestellt. Er kann aber auch durch ein anderes Spritzverfahren wie zum Beispiel Flammspritzen hergestellt sein.The metal material is preferably produced by arc spraying. But he can also by another spraying method such as flame spraying.
Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs, insbesondere für Luft- und Raumfahrzeuge, umfassend die Verfahrensschritte:
- A - Bereitstellen eines Grundkörpers zum Tragen einer Beschichtung;
- B - Applizieren eines metallischen Werkstoffs auf eine Oberfläche des Grundkörpers und/oder in eine Kavität des Grundkörpers;
- C - zumindest teilweises Beschichten des metallischen Werkstoffs mit einer Deckschicht;
- D - Entfernen des metallischen Werkstoffs vom Grundkörper mittels Wasser oder einer Wasser enthaltenden Flüssigkeit, wobei die Deckschicht bestehen bleibt.
- A - Providing a base body for wearing a coating;
- B - applying a metallic material to a surface of the base body and / or into a cavity of the base body;
- C - at least partial coating of the metallic material with a cover layer;
- D - Removal of the metallic material from the base body by means of water or a liquid containing water, the cover layer remaining.
Bevorzugt wird der metallische Werkstoff durch einen Spritzprozess auf die Oberfläche des Grundkörpers aufgetragen und/oder in die Kavität des Grundkörpers eingebracht.The metallic material is preferably applied to the surface of the base body by a spraying process and / or introduced into the cavity of the base body.
Vorteilhaft wird der metallische Werkstoff nach dem Applizieren auf den Grundkörper und vor dem Beschichten mit der Deckschicht bearbeitet.The metallic material is advantageously processed after application to the base body and before coating with the cover layer.
Beispielsweise erfolgt das Entfernen des metallischen Werkstoffs durch Spülen bzw. Ausspülen oder Lösen bzw. Auflösen mit Wasser.For example, the metallic material is removed by rinsing or rinsing or dissolving or dissolving with water.
Bevorzugt umfasst die Deckschicht metallisches Material, keramisches Material oder thermoplastisches Material, oder eine Kombination davon.The cover layer preferably comprises metallic material, ceramic material or thermoplastic material, or a combination thereof.
Vorteilhaft umfasst der metallische Werkstoff ein oder mehrere Metalle oder Metalllegierungen aus der Gruppe Sn, Zn, AI.The metallic material advantageously comprises one or more metals or metal alloys from the group Sn, Zn, Al.
Bevorzugt umfasst der metallische Werkstoff SnZn und AL.The metallic material preferably comprises SnZn and AL.
Die relativen Anteile von SnZn zu AI liegen bevorzugt im Bereich von 20/80 bis 70/30.The relative proportions of SnZn to Al are preferably in the range from 20/80 to 70/30.
Bevorzugt sind dies auch die %-Anteile am Gesamtgewicht des metallischen Werkstoffs. Beispielsweise liegt der Anteil von SnZn bei 20 % und der Anteil von AI bei 80 % des Gewichts des metallischen Werkstoffs. Der Anteil von SnZn kann zum Beispiel auch bei 70 % und der Anteil von AI bei 30 % des Gewichts des metallischen Werkstoffs liegen. Bevorzugt werden Anteile oder Verhältnisse von SnZn und Al, die zwischen diesen Grenzen liegen. Vorzugsweise sind die Gewichtsanteile von SnZn und AI in dem metallischen Werkstoff im Wesentlichen gleich groß bzw. liegen jeweils im Bereich von ungefähr 50% des Gewichts des metallischen Werkstoffs.These are also preferably the percentages of the total weight of the metallic material. For example, the proportion of SnZn is 20% and the proportion of AI is 80% of the weight of the metallic material. The proportion of SnZn can, for example, also be 70% and the proportion of
Es können aber auch weitere, bevorzugt relativ geringe Mengen anderer Materialien beigemengt sein, insbesondere Mg. Die Beimengung beträgt zum Beispiel ein bis fünf %.However, other, preferably relatively small amounts of other materials can also be added, in particular Mg. The addition is, for example, one to five%.
Insbesondere ist der metallische Werkstoff ein erfindungsgemäßer Metallwerkstoff, wie er oben allgemein beschrieben und weiter unten im Detail näher erläutert ist.In particular, the metallic material is a metal material according to the invention, as generally described above and explained in more detail below.
Beispielsweise erfolgt das Applizieren des metallischen Werkstoffs durch thermisches Spritzen.For example, the metallic material is applied by thermal spraying.
Bevorzugt erfolgt das Applizieren des metallischen Werkstoffs durch Lichtbogenspritzen.The metallic material is preferably applied by arc spraying.
Vorteilhaft erfolgt das Applizieren des metallischen Werkstoffs durch ein Spritzverfahren erfolgt, bei dem als Spritzmittel Metalle oder Metalllegierungen aus der Gruppe Sn, Zn, AI verwendet werden.The metallic material is advantageously applied by a spraying process in which metals or metal alloys from the group Sn, Zn, Al are used as the spraying agent.
Insbesondere erfolgt das Applizieren des metallischen Werkstoffs durch ein Spritzverfahren, bei dem als Spritzmittel SnZn und AI verwendet werden.In particular, the metallic material is applied by a spraying process in which SnZn and Al are used as spraying agents.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren einen oder mehrere der folgenden Schritte:
- - in Schritt
A werden eine oder mehrere Kavitäten in dem Grundkörper ausgebildet; - - in Schritt
B werden eine oder mehrere Kavitäten mit dem metallischen Werkstoff befüllt; - - in Schritt
C werden eine oder mehrere der mit dem metallischen Werkstoff befüllten Kavitäten beschichtet; - - in Schritt D werden eine oder mehrere der Kavitäten mit Wasser ausgespült, um den metallischen Werkstoff zu entfernen.
- - in step
A one or more cavities are formed in the base body; - - in step
B one or more cavities are filled with the metallic material; - - in step
C. one or more of the cavities filled with the metallic material are coated; - - In step D, one or more of the cavities are rinsed out with water in order to remove the metallic material.
Bevorzugt umfasst das Verfahren einen oder mehrere der folgenden Schritte:
- - in Schritt
A wird als Grundkörper ein Kern bereitgestellt; - - in Schritt
B wird der metallische Werkstoff auf die Oberfläche des Kerns appliziert; - - in Schritt
C wird der an der Oberfläche des Kerns befindliche metallische Werkstoff an seiner Oberfläche beschichtet oder ummantelt; - - in Schritt D wird der auf der Oberfläche des Kerns befindliche metallische Werkstoff mit Wasser entfernt, um die als Deckmantel ausgebildete Deckschicht frei entkernt zu erhalten.
- - in step
A a core is provided as the base body; - - in step
B the metallic material is applied to the surface of the core; - - in step
C. the metallic material located on the surface of the core is coated or coated on its surface; - - In step D, the metallic material located on the surface of the core is removed with water in order to keep the outer layer, which is designed as a cover, free of cores.
Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung ein Halbzeug zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für Luft- und Raumfahrzeuge, umfassend: einen Grundkörper zum Tragen einer Beschichtung; einen Metallwerkstoff, der an einer Oberfläche und/oder in einer Kavität des Grundkörpers ausgebildet und mit einer Deckschicht versehen ist; wobei der Metallwerkstoff durch Einwirken von Wasser vom Grundkörper und der Deckschicht entfernbar ist. In one aspect, the invention provides a semi-finished product for producing a component, in particular for aircraft and spacecraft, comprising: a base body for carrying a coating; a metal material which is formed on a surface and / or in a cavity of the base body and is provided with a cover layer; the metal material being removable from the base body and the cover layer by the action of water.
Bevorzugt ist der Metallwerkstoff gemäß der Erfindung, wie sie oben beschrieben und nachfolgend im Detail beschrieben wird, ausgebildet. Insbesondere ist der Metallwerkstoff durch einen Spritzprozeß ausgebildet.The metal material according to the invention, as described above and described in detail below, is preferably formed. In particular, the metal material is formed by an injection molding process.
Vorteilhaft wird er in einem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet.It is advantageously used in a method according to the invention.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass beim Herstellen von Kanälen bzw. Kavitäten und somit bei der Herstellung der Bauteile Zeit und Kosten gespart und daher die Wirtschaftlichkeit erhöht wird. Die Erfindung und insbesondere der erfindungsgemäße Applizierungsprozess führen zu einer sehr wirtschaftlichen und umweltschonenden Herstellung von Bauteilen mit Kavitäten oder Brücken.It is achieved by the invention that time and costs are saved in the manufacture of channels or cavities and thus in the manufacture of the components, and therefore the economy is increased. The invention and in particular the application process according to the invention lead to a very economical and environmentally friendly production of components with cavities or bridges.
Darüber hinaus ist keinerlei Chemieeinsatz beim Auflösungsprozess des Metallwerkstoffs erforderlich.In addition, no chemical use is required in the dissolution process of the metal material.
Auch führt die Erfindung zu einer Wiederverwendbarkeit der bei den herkömmlichen Verfahren verlorenen, teuren Produktions- und Betriebsmittel. Auch werden durch die Erfindung neue Prozessentwicklungen und Vorgehensweisen möglich und umsetzbar.The invention also leads to reusability of the expensive production and operating resources lost in the conventional methods. The invention also enables new process developments and procedures to be implemented.
Insbesondere kann der Metallwerkstoff oder metallische Werkstoff mit einem hochfesten metallischen Überzug, wie beispielsweise Inconel, Edelstahl, usw., beschichtet werden, um damit zum Beispiel Brücken zu bilden. Die Erfindung bietet darüber hinaus den Vorteil, dass damit metallisierbare, wasserlösliche Ummantelungen mit Stärken von beispielsweise mehreren Millimetern herstellbar sind.In particular, the metal material or metallic material can be coated with a high-strength metallic coating, such as, for example, Inconel, stainless steel, etc., in order to form bridges, for example. The invention also offers the advantage that it can be used to produce metallizable, water-soluble coatings with thicknesses of, for example, several millimeters.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines Halbzeugs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das befüllte Kavitäten aufweist; -
2a-d verschiedenen Stufen der Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, jeweils als schematische Schnittansicht; -
3a-d verschiedenen Stufen der Herstellung eines Bauteils oder Halbzeugs gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, jeweils als schematische Schnittansicht; -
4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Lichtbogenspritzen.
-
1 a schematic sectional view of a semi-finished product as an embodiment of the invention, which has filled cavities; -
2a-d different stages of the production of a component or semi-finished product according to a preferred embodiment of the invention, each as a schematic sectional view; -
3a-d different stages of the production of a component or semi-finished product according to a further preferred embodiment of the invention, each as a schematic sectional view; -
4th is a schematic representation of an arrangement for arc spraying.
Anhand der
Wie in
Der Grundkörper
Die Kavitäten
In einem zweiten Verfahrensschritt
Das Beschichten erfolgt hier mit Lichtbogenspritzen. Dabei werden SnZn und AI als Spritzmaterial verwendet. Das Verhältnis der Anteile von SnZn zu Al liegt bevorzugt im Bereich von 20% zu 80% bis 70% zu 30%, je nach dem gewünschten Auflösungsverhalten. Es können zusätzlich noch geringe Anteile von Mg, zum Beispiel im Bereich von 1-5% vorhanden sein.Coating is carried out here with arc spraying. SnZn and AI are used as spray material. The ratio of the proportions of SnZn to Al is preferably in the range from 20% to 80% to 70% to 30%, depending on the desired dissolution behavior. There may also be small proportions of Mg, for example in the range of 1-5%.
Der mit dem Metallwerkstoff
Je nach Erfordernis kann der Werkstoff
Nun kann der überspritzte Werkstoff
Je nach Anwendungsfall kann die Deckschicht
Die
Wie in
Der Grundkörper bzw. Kern
Der Grundkörper
Nun wird der metallische Werkstoff
Das Beschichten erfolgt hier mit Lichtbogenspritzen. Dabei werden SnZn und AI als Spritzmaterial verwendet. Das Verhältnis der Anteile von SnZn zu Al liegt bevorzugt im Bereich von 20% zu 80% bis 70% zu 30%, je nach dem gewünschten Auflösungsverhalten. Es können zusätzlich noch geringe Anteile von Mg, zum Beispiel im Bereich von 1-5% vorhanden sein.Coating is carried out here with arc spraying. SnZn and AI are used as spray material. The ratio of the proportions of SnZn to Al is preferably in the range from 20% to 80% to 70% to 30%, depending on the desired dissolution behavior. There may also be small amounts of Mg, for example in the range of 1-5%.
Vor dem Aufbringen der Deckschicht
Die Deckschicht
Anschließend wird der metallische Werkstoff
Hierdurch kann der Kern
Die in den beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Deckschichten
In
Der erste Draht
Das heißt, die Schmelze
Durch Veränderung der Zuführgeschwindigkeit eines oder beider Drähte
Falls in dem hier beschriebenen Fall beispielsweise die Zuführgeschwindigkeit des ersten Drahts
Zur Bildung des Metallwerkstoffs
Beim Entfernen oder Lösen des Metallwerkstoffs
Bevorzugt ist das Wasser zum Entfernen oder Auflösen des metallischen Werkstoffs bzw. Metallwerkstoffs frei von Chemikalien, insbesondere umweltschädliche oder aggressive Chemikalien. Das heißt, es kann zum Beispiel natürlich vorkommendes Wasser, Trinkwasser oder Wasser aus der allgemeinen Wasserversorgung bzw. Wasser für industrielle Zwecke verwendet werden.The water for removing or dissolving the metallic material or metal material is preferably free of chemicals, in particular environmentally harmful or aggressive chemicals. This means that, for example, naturally occurring water, drinking water or water from the general water supply or water can be used for industrial purposes.
Mit dem Metallwerkstoff und dem hier beschriebenen Verfahren können insbesondere Bauteile mit Kühlkanälen oder anderen Hohlräumen gefertigt werden. Es können wiederverwendbare Kerne verwendet werden, beispielsweise im Formen- oder Werkzeugbau. Dadurch werden Kosten für die in der Regel sehr teuren Kerne gespart.With the metal material and the method described here, in particular components with cooling channels or other cavities can be manufactured. Reusable cores can be used, for example in mold or tool making. This saves costs for the usually very expensive cores.
Ein Anwendungsbereich liegt zum Beispiel im Bereich zukünftiger Brennkammerentwicklungen.One area of application is, for example, in the area of future combustion chamber developments.
Es können insbesondere auch Schutzschichten für empfindliche Bauteile oder Vorrichtungen hergestellt werden, die anschließend einfach mit Wasser wieder entfernt werden.In particular, protective layers for sensitive components or devices can also be produced, which are then simply removed again with water.
Der Werkstoff ist zum Beispiel auch anwendbar als Zwischenschicht auf Substraten, die nach Metallisierung wieder herausgelöst wird. Darüber hinaus bestehen vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten.For example, the material can also be used as an intermediate layer on substrates, which is removed again after metallization. There are also many other possible uses.
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- GrundkörperBasic body
- 10a10a
- Oberflächesurface
- 10b10b
- Kavität, AusnehmungCavity, recess
- 1111
- Grundkörper, KernBasic body, core
- 11a11a
- Oberflächesurface
- 2020th
- Metallischer Werkstoff / MetallwerkstoffMetallic material / metal material
- 20a20a
- Oberflächesurface
- 2525th
- Hohlraumcavity
- 30, 3130, 31
- Deckschicht bzw. SpritzschichtTop layer or spray layer
- 40, 4140, 41
- HalbzeugWorkpiece
- 50, 5150, 51
- BauteilComponent
- 61, 6261, 62
- erster und zweiter Drahtfirst and second wire
- 6565
- Schmelzemelt
Claims (15)
Priority Applications (1)
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DE102018126796.7A DE102018126796A1 (en) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | Metal material and method for the production of a component or semi-finished product, and semi-finished product and component, in particular for the aerospace industry |
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DE102018126796.7A DE102018126796A1 (en) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | Metal material and method for the production of a component or semi-finished product, and semi-finished product and component, in particular for the aerospace industry |
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ID=70416824
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Country | Link |
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DE (1) | DE102018126796A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2773476B1 (en) * | 2011-10-05 | 2016-03-02 | Airbus Defence and Space GmbH | Metallic riblet film and method of manufacture |
DE102016001500A1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | Airbus Defence and Space GmbH | Al-Mg-Zn alloy for the integral construction of ALM structures |
-
2018
- 2018-10-26 DE DE102018126796.7A patent/DE102018126796A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2773476B1 (en) * | 2011-10-05 | 2016-03-02 | Airbus Defence and Space GmbH | Metallic riblet film and method of manufacture |
DE102016001500A1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | Airbus Defence and Space GmbH | Al-Mg-Zn alloy for the integral construction of ALM structures |
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