DE102018205608A1

DE102018205608A1 - Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Gehäusesegments oder eines Gehäuses einer Strömungsmaschine sowie Gehäusesegment und Gehäuse

Info

Publication number: DE102018205608A1
Application number: DE102018205608.0A
Authority: DE
Inventors: Rolf Kleinstück
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Gehäusesegments (12) oder eines Gehäuses (10) einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment (12) oder das Gehäuse (10) wenigstens eine radial außenliegende Außenwand (14) und eine radial innenliegende Innenwand (16) umfasst, wobei das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist: Schichtweises Aufbauen der Außenwand (14) sowie wenigstens einer Kühlstruktur (22) an einer radial außenliegenden Oberfläche (18) der Außenwand (14) und/oder wenigstens einer Kühlstruktur in der Außenwand (14) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäusesegment (12) eines Gehäuses (10) einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks sowie ein Gehäuse einer Strömungsmaschine, insbesondere Triebwerksgehäuse eines Flugtriebwerks.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Gehäusesegments oder eines Gehäuses einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment oder das Gehäuse wenigstens eine radial außenliegende Außenwand und eine radial innenliegende Innenwand umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäusesegment eines Gehäuses einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks sowie ein Gehäuse einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von einzelnen Bauteilbereichen oder vollständigen Bauteilen sind in einer großen Vielzahl bekannt. Insbesondere sind additive bzw. generative Fertigungsverfahren (sog. Rapid Manufacturing- bzw. Rapid Prototyping-Verfahren) bekannt, bei denen das Bauteil, bei dem es sich beispielsweise um ein Bauteil einer Strömungsmaschine bzw. eines Flugtriebwerks handeln kann, schichtweise aufgebaut wird. Vorwiegend metallische Bauteile können beispielsweise durch Laser- bzw. Elektronenstrahlschmelzverfahren hergestellt werden. Dabei wird zunächst schichtweise mindestens ein pulverförmiger Bauteilwerkstoff im Bereich einer Aufbau- und Fügezone aufgetragen, um eine Pulverschicht zu bilden. Anschließend wird der Bauteilwerkstoff lokal verfestigt, indem dem Bauteilwerkstoff im Bereich der Aufbau- und Fügezone Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls zugeführt wird, wodurch der Bauteilwerkstoff schmilzt und eine Bauteilschicht bildet. Der Hochenergiestrahl wird dabei in Abhängigkeit einer Schichtinformation der jeweils herzustellenden Bauteilschicht gesteuert. Die Schichtinformationen werden üblicherweise aus einem 3D-CAD-Körper des Bauteils erzeugt und in einzelne Bauteilschichten unterteilt. Nach dem Verfestigen des geschmolzenen Bauteilwerkstoffs wird die Bauplattform schichtweise um eine vordefinierte Schichtdicke abgesenkt. Danach werden die genannten Schritte bis zur endgültigen Fertigstellung des gewünschten Bauteilbereichs oder des gesamten Bauteils wiederholt. Der Bauteilbereich bzw. das Bauteil kann dabei grundsätzlich auf einer Bauplattform oder auf einem bereits erzeugten Teil des Bauteils oder Bauteilbereichs hergestellt werden. Die Vorteile dieser additiven Fertigung liegen insbesondere in der Möglichkeit, sehr komplexe Bauteilgeometrien mit Hohlräumen, Hinterschnitten und dergleichen im Rahmen eines einzelnen Verfahrens herstellen zu können. Aus dem Stand der Technik sind insbesondere auch generative beziehungsweise additive Herstellverfahren für die Herstellung von Bauteilen einer Strömungsmaschine, wie beispielsweise von Bauteilen eines Flugtriebwerks oder einer Gasturbine bekannt, z.B. das in der DE 10 2009 051 479 A1 beschriebene Verfahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Bei diesem Verfahren wird durch schichtweisen Auftrag von mindestens einem pulverförmigen Bauteilwerkstoff auf einer Bauteilplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone sowie schichtweises und lokales Schmelzen oder Sintern des Bauteilwerkstoffs mittels im Bereich der Aufbau- und Fügezone zugeführter Energie ein entsprechendes Bauteil hergestellt. Die Zufuhr der Energie erfolgt hierbei über Laserstrahlen, wie beispielsweise CO2-Laser, Nd:YAG-Laser, Yb-Faserlaser sowie Diodenlaser, und/oder durch Elektronenstrahlen.
Aus der WO 2013/017118 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen, Reparieren und/oder Austauschen eines Triebwerksgehäuses eines Flugtriebwerks sowie ein entsprechend hergestelltes Triebwerksgehäuse bekannt. Das Triebwerksgehäuse umfasst dabei zwei Schalen zwischen denen ein Strukturteil zur Erhöhung der Strukturfestigkeit des Gehäuses ausgebildet ist. Die beiden Schalen sowie das Strukturteil werden dabei schichtweise mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt. Dies trägt zu einer vorteilhaften Gewichtsreduzierung des Triebwerksgehäuses bei.
Es besteht aber weiterhin die Aufgabe ein gattungsgemäßes Verfahren sowie ein entsprechendes Gehäusesegment und ein Gehäuse einer Strömungsmaschine bereitzustellen, die neben einem relativ geringeren Gewicht zudem eine verbesserte Bauteilkühlung gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Gehäusesegment mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen der jeweils anderen Erfindungsaspekte anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Gehäusesegments oder eines Gehäuses einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment oder das Gehäuse wenigstens eine radial außenliegende Außenwand und wenigstens eine radial innenliegende Innenwand umfasst, wobei das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist: Schichtweises Aufbauen der Außenwand sowie wenigstens einer Kühlstruktur an einer radial außenliegenden Oberfläche der Außenwand und/oder wenigstens einer Kühlstruktur in der Außenwand mittels eines adaptiven Fertigungsverfahrens. Die additive Fertigung derartiger Gehäusesegmente oder Gehäuse von Strömungsmaschinen schafft vorteilhafterweise neue Konstruktionsfreiheiten zur Optimierung der Bauteilkühlung. Erfindungsgemäß lässt sich ein signifikantes Volumen an Kühlluft einsparen. Zudem kann die Anzahl der Bauteile des Gehäusesegments oder des Gehäuses deutlich reduziert werden, wodurch zusätzlich eine Gewichtsreduktion der so hergestellten Bauteile erfolgt. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Kühlstrukturen kann es sich bei den an der radial außenliegenden Oberfläche der Außenwand angeordneten Kühlstrukturen um Kühlrippen handeln. Die in der Außenwand ausgebildeten Kühlstrukturen können beispielsweise Öffnungen zur Zuführung von Luft, insbesondere Kühlluft, in einen radial innenliegenden Bereich des Gehäusesegments oder des Gehäuses sein. Durch die additive Fertigung lassen sich Gehäusesegmente und Gehäuse für Strömungsmaschinen herstellen, die auf der Außenseite, das heißt an der radial außenliegenden Oberfläche der Außenwand, axiale Strukturen aufweisen, welche den Wärmeübergang zwischen beispielsweise einem Turbinengehäuse und der Ventilationsluft in einer entsprechenden Triebwerksgondel optimieren. Des Weiteren lassen sich mit den Kühlstrukturen die Steifigkeit und Integrität des Gehäusesegments bzw. des Gehäuses optimieren. Dies kann mit den bekannten Lösungen zur Einhaltung von maximal zulässigen Materialtemperaturen und Laufspalten in Gehäusesegmenten oder Gehäusen von Strömungsmaschinen nicht verwirklicht werden. Bisher wird zum Beispiel eine externe Prallkühlung zur aktiven Kühlung der Gehäuseoberfläche eingesetzt, wobei das Prallkühlsystem ein Anbauteil zur Kühlluftverteilung ist. Durch dieses Anbauteil werden die Anzahl der Bauteile sowie das Gewicht des Gehäuses insgesamt und somit auch deren Herstellungskosten signifikant erhöht. Des Weiteren sind interne Sperrluftsysteme zur Vermeidung eines Heißgaskontaktes mit den Bauteilen des Gehäusesegmentes oder des Gehäuses der Strömungsmaschine bekannt. Hierzu wird über externe Leitungen und aufwendige interne Dichtungen Kühlluft in Gehäusekavitäten geleitet und als Sperrluft in den Heißgaskanal geführt. Auch hierdurch wird wiederum die Anzahl der benötigten Bauteile deutlich erhöht, was wiederum das Gewicht des Gehäuses beziehungsweise des Gehäusesegments und auch dessen Herstellungskosten deutlich erhöht. Zudem sind bei konventionell gefertigten Gehäusen für Strömungsmaschinen die konstruktiven Lösungen insbesondere auf Drehkonturen beschränkt. Derartige Beschränkungen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ein schichtweises Aufbauen der Innenwand des Gehäusesegments oder des Gehäuses mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Dabei kann das Verfahren ein schichtweises Aufbauen wenigstens einer Dichtungsstruktur an einer radial innenliegenden Oberfläche der Innenwand mittels eines additiven Fertigungsverfahrens umfassen. Bei der Dichtungsstruktur kann es sich insbesondere um eine Wabenstrukturdichtung handeln. Die Verwendung additiver Fertigungsverfahren führt auch hier wiederum vorteilhafterweise zu einer Gewichtsreduzierung der herzustellenden Bauteile und einer vorteilhaften integralen Ausgestaltung der Innenwand mit den entsprechenden Dichtungsstrukturen.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ein schichtweises Aufbauen wenigstens einer gasleitenden Struktur in einem Bereich zwischen der Außenwand und der Innenwand des Gehäusesegments oder des Gehäuses mittels eines additiven Fertigungsverfahrens. Die gasleitende Struktur kann dabei als Kühlkanal, als poröse, schaum- oder schwammartige, eine große Oberfläche aufweisende Struktur und/oder als Gitterstruktur ausgebildet sein. Auch andere Strukturen, die eine entsprechend große Oberfläche aufweisen, sind denkbar. Auch hier werden wiederum durch die Verwendung eines additiven Fertigungsverfahrens die Konstruktionsmöglichkeiten der gasleitenden Strukturen sehr deutlich erhöht. Zudem ergeben sich wiederum eine Bauteilreduzierung und eine damit verbundene Gewichtsreduzierung dieser Bauteile. Die gasleitende Struktur kann dabei integral mit der Außen- und/oder Innenwand verbunden bzw. gefertigt sein. Durch die additive Fertigung der gasleitenden Strukturen, wie zum Beispiel von Kühlluftkanälen für die aktive Gehäusekühlung und für die Sperrluftversorgung, können diese auch in die Gehäusewand integriert werden.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein oder mehrere Verfahrensschritte mittels eines additiven Fertigungsverfahrens oder wenigstens zwei unterschiedlichen additiven Fertigungsverfahren durchgeführt. Die möglichen additiven Fertigungsverfahren umfassen dabei ein selektives Lasersinter- und/oder Laserschmelzverfahren und/oder ein Elektronenstrahlsinter- und/oder Elektronenstrahlschmelzverfahren. Auch andere additive Fertigungsverfahren sind denkbar und können bei der Verwendung mehrerer unterschiedlicher additiver Verfahren nacheinander oder gegebenenfalls gleichzeitig ausgeführt werden. Die Art des additiven Fertigungsverfahrens hängt dabei insbesondere von der Beschaffenheit des üblicherweise pulverförmigen Werkstoffs zur Fertigung des entsprechenden Gehäusesegments oder des entsprechenden Gehäuses der Strömungsmaschine ab. Bei Flugtriebwerken kommen insbesondere Bauteilwerkstoffe vor, die beispielsweise aus der Gruppe der schwerschweißbaren Metalle, Metallverbindungen und intermetallischen Verbindungen ausgewählt sind. Hierdurch können thermisch hochbelastete Bauteile mit hoher Maßhaltigkeit hergestellt und vielseitig eingesetzt werden. Der Bauteilwerkstoff kann beispielsweise aus der Gruppe Eisen, Titan, Nickel, Chrom, Kobalt, Kupfer, Aluminium, Stahl, Aluminiumlegierung, Titanlegierung, Kobaltlegierung, Chromlegierung, Nickelbasislegierung, Kupferlegierung, Mg₂Si und Titanaluminide ausgewählt werden. Aber auch Werkstoffe und Werkstoffkombinationen aus Keramik und Kunststoff können verwendet werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Gehäusesegment eines Gehäuses einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment wenigstens eine radial außenliegende Außenwand und wenigstens eine radial innenliegende Innenwand umfasst und die Außenwand wenigstens eine Kühlstruktur an einer radial außenliegenden Oberfläche der Außenwand und/oder wenigstens eine Kühlstruktur in der Außenwand aufweist. Dabei ist erfindungsgemäß die Außenwand mit der Kühlstruktur mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere integral, gefertigt. Das erfindungsgemäße Gehäusesegment weist einerseits ein relativ geringes Gewicht durch die Einsparung von üblicherweise notwendigen Bauteilen und damit auch ein entsprechend geringeres Gewicht als übliche bekannte Gehäusesegmente auf. Durch die additive Fertigung lassen sich Gehäusesegmente mit integralen Kühlstrukturen ausbilden, die den Wärmeübergang zwischen der Außenwand des Gehäusesegments und beispielsweise der Ventilationsluft in einer Triebwerksgondel eines Flugtriebwerks optimieren. Des Weiteren weisen die erfindungsgemäßen Gehäusesegmente eine verbesserte Steifigkeit und Integrität auf, die durch die externen Kühlstrukturen erzielt werden. Ein erfindungsgemäßes Gehäusesegment eines Gehäuses einer Strömungsmaschine gewährleistet die Einhaltung der zulässigen maximalen Materialtemperaturen derartiger Gehäuse und trägt so zur Sicherung der strukturmechanischen Integrität und Lebensdauer gemäß den Spezifikationsanforderungen bei.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäusesegments ist die Innenwand des Gehäusesegments mittels eines additiven Fertigungsverfahrens gefertigt. Dabei kann an einer radial innenliegenden Oberfläche der Innenwand wenigstens eine mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellte Dichtungsstruktur angeordnet sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass in einem Bereich zwischen der Außenwand und der Innenwand des Gehäusesegments wenigstens eine mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellte gasleitende Struktur ausgebildet ist. Dabei kann es sich bei der an der radial außenliegenden Oberfläche der Außenwand angeordneten Kühlstruktur um eine Kühlrippe und die in der Außenwand ausgebildete Kühlstruktur eine Öffnung zur Zuführung von Luft in einem radial innenliegenden Bereich des Gehäusesegments handeln. Die Dichtungsstruktur kann eine Wabenstrukturdichtung sein. Die gasleitende Struktur kann als Kühlkanal, als poröse, schaum- oder schwammartige, eine große Oberfläche aufweisende Struktur und/oder als Gitterstruktur ausgebildet sein. Insgesamt ergibt sich durch die additive Fertigung der genannten Bauelemente des Gehäusesegments eine Reduzierung der notwendigen Bauteile insgesamt, da mindestens zwei dieser Elemente des Gehäusesegments schichtweise aufgebaut und vorzugsweise integral gefertigt werden und damit ausgebildet sind. Durch die Reduzierung der Anzahl der notwendigen Bauteile verringern sich die Herstellungskosten, die Verwendung von additiven Fertigungsverfahren ermöglicht eine deutliche Erhöhung der konstruktiven Freiheiten. Durch die Verringerung der Anzahl an Bauteilen wird zudem eine deutliche Gewichtsreduktion des erfindungsgemäßen Gehäusesegments erzielt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Gehäuse einer Strömungsmaschine, insbesondere ein Triebwerksgehäuse eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäuse mindestens zwei Gehäusesegmente gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt umfasst. Ein derartiges erfindungsgemäßes Gehäuse weist ein relativ geringes Gewicht durch die integrale Ausgestaltung von mindestens zwei Bauelementen sowie eine daraus folgende verbesserte Bauteilkühlung auf.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in der Figur nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt die Figur eine schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs eines erfindungsgemäßen Gehäuses einer Strömungsmaschine.
Die Figur zeigt einen Teilbereich eines Gehäuses 10 einer Strömungsmaschine, nämlich eines Flugtriebwerks. Das Gehäuse 10 umfasst dabei mindestens zwei miteinander in Umfangsrichtung verbundene Gehäusesegmente 12. In der Figur ist in der Schnittdarstellung nur ein Gehäusesegment 12 in Umfangsrichtung dargestellt. In axialer Richtung sind ebenfalls mehrere Gehäuseelemente zur Ausbildung des Triebwerksgehäuses des Flugtriebwerks miteinander verbunden. Man erkennt, dass das Gehäusesegment 12 wie auch das Gehäuse 10 eine radial außenliegende Außenwand 14 und eine radial innenliegende Innenwand 16 umfasst. Dabei sind an einer radial außenliegenden Oberfläche 18 der Außenwand 14 Kühlstrukturen 22, nämlich sogenannte Kühlrippen, angeordnet. Durch ein schichtweises Aufbauen der Außenwand 14 mit den Kühlstrukturen 22 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens entsteht ein integraler Aufbau dieser beiden Bauelemente, die einen Wärmeübergang zwischen der Außenwand 14 und einer die Kühlstrukturen 22 umfließenden Ventilationsluft optimiert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Innenwand 16 des Gehäusesegments 12 bzw. des Gehäuses 10 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt. Materialbedingt kann für die integrale Herstellung bzw. den schichtweisen Aufbau der Außenwand 14, der Innenwand 16 sowie der Kühlstrukturen 22 ein Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren verwendet werden. An einer radial innenliegenden Oberfläche 20 der Innenwand 16 ist zudem eine Vielzahl von Dichtstrukturen 24 ausgebildet, die wiederum mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sind. In die Dichtstrukturen 24, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Wabenstrukturdichtungen ausgebildet sind, laufen in bekannter Weise die radial außenliegenden Enden von Laufschaufeln 28 ein. Die Dichtungsstrukturen 24 können integral mit der Innenwand 16 ausgebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass hier unterschiedliche additive Fertigungsverfahren verwendet werden, sodass auf die bereits ausgebildete Innenwand 16 die Dichtungsstrukturen 24 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens nachträglich aufgebracht werden.
Des Weiteren erkennt man, dass in einem Bereich zwischen der Außenwand 14 und der Innenwand 16 des Gehäusesegments 12 bzw. des Gehäuses 10 eine gasleitende Struktur 30 angeordnet ist. Die gasleitende Struktur 30 kann wiederum durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt werden. Dabei kann die gasleitende Struktur 30 integral mit der Außenwand 14 und/oder der Innenwand 16 ausgebildet sein. Die gasleitende Struktur 30 ist dabei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als poröse, eine große Oberfläche aufweisende Struktur ausgebildet. Diese poröse Struktur der gasleitenden Struktur 30 dient zur Bereitstellung von Wegsamkeiten für die zirkulierende Kühlluft, sodass neben einer aktiven Gehäusekühlung auch eine Sperrluftversorgung des Gehäuses 10 in diesem Bereich möglich ist. Der Verlauf der Kühl- und Sperrluftversorgung 32 ist beispielhaft durch den Verlauf entsprechender Luftströmungen dargestellt. Man erkennt beispielsweise, dass im Bereich der radial außenliegenden Enden von Leitschaufeln 26 eine Sperrlufteinleitung zur Verbesserung der Abdichtung dieser Gehäusebereiche erfolgt.
In manchen Ausführungsformen ist das gesamte Gehäusesegment 12 einteilig integral ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
12: Gehäusesegment
14: Außenwand
16: Innenwand
18: Oberfläche
20: Oberfläche
22: Kühlstruktur
24: Dichtungsstruktur
26: Leitschaufel
28: Laufschaufel
30: Gasleitende Struktur
32: Kühl- und Sperrluftversorgung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009051479 A1 [0002]
WO 2013/017118 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Gehäusesegments (12) oder eines Gehäuses (10) einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment (12) oder das Gehäuse (10) wenigstens eine radial außenliegende Außenwand (14) und wenigstens eine radial innenliegende Innenwand (16) umfasst, wobei das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist: Schichtweises Aufbauen der Außenwand (14) sowie wenigstens einer Kühlstruktur (22) an einer radial außenliegenden Oberfläche (18) der Außenwand (14) und/oder wenigstens einer Kühlstruktur in der Außenwand (14) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein schichtweises Aufbauen der Innenwand (16) des Gehäusesegments (12) oder des Gehäuses (10) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein schichtweises Aufbauen wenigstens einer Dichtungsstruktur (24) an einer radial innenliegenden Oberfläche (20) der Innenwand (16) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsstruktur (24) eine Wabenstrukturdichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der radial außenliegenden Oberfläche (18) der Außenwand (16) angeordnete Kühlstruktur (22) eine Kühlrippe und die in der Außenwand (14) ausgebildete Kühlstruktur eine Öffnung zur Zuführung von Luft in einen radial innenliegenden Bereich des Gehäusesegmentes (12) oder des Gehäuses (10) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein schichtweises Aufbauen wenigstens einer gasleitenden Struktur (30) in einem Bereich zwischen der Außenwand (14) und der Innenwand (16) des Gehäusesegments (12) oder des Gehäuses (10) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gasleitende Struktur (30) als Kühlkanal, als poröse, schaum- oder schwammartige, eine große Oberfläche aufweisende Struktur und/oder als Gitterstruktur ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ein oder mehrere Verfahrensschritte mittels eines additiven Fertigungsverfahrens oder wenigstens zwei unterschiedlichen additiven Fertigungsverfahren durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das additive Fertigungsverfahren ein selektives Lasersinter- und/oder Laserschmelzverfahren und/oder ein Elektronenstrahlsinter- und/oder Elektronenstrahlschmelzverfahren umfasst.
Gehäusesegment eines Gehäuses (10) einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks, wobei das Gehäusesegment (12) wenigstens eine radial außenliegende Außenwand (14) und wenigstens eine radial innenliegende Innenwand (16) umfasst und die Außenwand (14) wenigstens eine Kühlstruktur (22) an einer radial außenliegenden Oberfläche (18) der Außenwand (16) und/oder wenigstens eine Kühlstruktur in der Außenwand (14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (14) mit der Kühlstruktur (22) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens gefertigt ist.
Gehäusesegment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (16) des Gehäusesegments (12) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens gefertigt ist.
Gehäusesegment nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einer radial innenliegenden Oberfläche (20) der Innenwand (16) wenigstens eine mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellte Dichtungsstruktur (24) des Gehäusesegments angeordnet ist.
Gehäusesegment nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich zwischen der Außenwand (14) und der Innenwand (16) des Gehäusesegments (12) wenigstens eine mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellte gasleitenden Struktur (30) des Gehäusesegments ausgebildet ist.
Gehäusesegment nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an der radial außenliegenden Oberfläche (18) der Außenwand (16) angeordnete Kühlstruktur (22) eine Kühlrippe und die in der Außenwand (14) ausgebildete Kühlstruktur eine Öffnung zur Zuführung von Luft in einen radial innenliegenden Bereich des Gehäusesegmentes (12) ist und/oder die Dichtungsstruktur (24) eine Wabenstrukturdichtung ist und/oder die gasleitende Struktur (30) als Kühlkanal, als poröse, schaum- oder schwammartige, eine große Oberfläche aufweisende Struktur und/oder als Gitterstruktur ausgebildet ist und/oder das gesamte Gehäusesegment einteilig integral ausgebildet ist.
Gehäuse einer Strömungsmaschine, insbesondere Triebwerksgehäuse eines Flugtriebwerks, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) mindestens zwei Gehäusesegmente (12) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14 umfasst.