DE3942051B4

DE3942051B4 - Verfahren zum Herstellen von Triebwerkschaufeln durch Aufbauschweißung

Info

Publication number: DE3942051B4
Application number: DE19893942051
Authority: DE
Inventors: Vanon David Hamilton Pratt; Wilbur Douglas Cincinnati Scheidt; Eric James Cincinnati Whitney
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: GB9002570D0; IT1237856B; CN1044777A; CN1022895C; FR2642690B1; JPH02251389A; IT8922603A0; GB2228224B; JP2599804B2; IL92428A0; IL92428A; CA2005527C; FR2642690A1; GB2228224A; DE3942051A1; CA2005527A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen von Triebwerksschaufeln durch Aufbauschweißen mittels eines Laser-Schweißverfahrens, bei dem die Schaufel durch eine Anzahl parallel zueinander verlaufender Querschnittsprofile definiert wird, von denen jedes einen bestimmten Verlauf, ein bestimmtes Muster und eine bestimmte Lage aufweist und bei dem
– pulverförmiges Material mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen und das geschmolzene Material in Form eines ersten Materialauftrags vorbestimmter Breite und Dicke, dem Verlauf und dem Muster eines ersten Querschnittsprofils folgend aufgebracht wird,
– ein zweites Querschnittsprofil ausgewählt wird, das von dem ersten Querschnittsprofil um die Dicke des ersten Materialauftrags beabstandet ist,
– pulverförmiges Material mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen und das geschmolzene Material in Form eines zweiten Materialauftrags vorbestimmter Breite und Dicke, dem Verlauf und dem Muster des zweiten Querschnittsprofils folgend auf den ersten Materialauftrag derart aufgebracht wird, dass der zweite Materialauftrag gegenüber dem ersten Materialauftrag erforderlichenfalls um einen vorbestimmten Betrag seitlich verschoben ist, und
– sodann nachfolgend...

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Triebwerkschaufeln durch gesteuerte Aufbauschweißung von Schichten der Materialbestandteile.
Luftfahrzeuggasturbinen- oder Strahltriebwerke saugen Luft nach innen und komprimieren Luft mit einem Axialströmungsverdichter, mischen die verdichtete Luft mit Treibstoff, verbrennen die Mischung und stoßen das Verbrennungsprodukt durch eine Axialströmungsturbine aus, die den Verdichter antreibt. Der Verdichter umfasst eine Scheibe mit Schaufeln, die von deren Umfang abstehen. Die Scheibe dreht mit hoher Geschwindigkeit auf einer Welle, und die gekrümmten oder gewölbten Schaufeln saugen in etwa vergleichbarer Weise wie ein elektrischer Lüfter Luft ein und verdichten diese.
In der gegenwärtigen Herstellungspraxis wird der Verdichter durch Schmieden der Verdichterscheibe aus einem Stück mit Schlitzen an ihrem Umfang hergestellt.
Die Verdichterschaufeln werden als einzelne Bauteile in Form gegossen oder geschmiedet, wobei Ansatzabschnitte, sogenannte Schaufelwurzeln, die als "Schwalbenschwanz" bezeichnet werden, geformt werden, die in die Schlitze in der Scheibe einpassen. Die Anordnung wird fertiggestellt, indem die Schwalbenschwanzabschnitte in die Schlitze der Scheibe eingeschoben werden. Falls eine Schaufel sich nicht sauber einpasst, zu Bruch geht oder während der Benutzung beschädigt wird, kann sie leicht durch Umkehren des Zusammenfügungsvorgangs entfernt und durch eine neue Schaufel ersetzt werden.
In letzter Zeit wurde auch vorgeschlagen, die 15 Schaufeln integral mit der Scheibe in einer Kombination einer integralen Schaufel/Scheibenanordnung herzustellen, die als sogenanntes "Blisk" (Kombination der Wörter Blades und Disk) bezeichnet wird. Diese Blisk-Lösung zur Herstellung liefert die Möglichkeit einer verbesserten Ausführung (Wirkungsgradsteigerung) durch herabgesetztes Gewicht. Ein solcher Gegenstand kann als große Scheibe mit einem Metallüberstand an deren Umfang gegossen oder geschmiedet werden. Die Schaufeln werden daraufhin aus dem Überstandmaterial an der Scheibe gearbeitet. Das Endprodukt ist jedoch in der Herstellung sehr teuer, da es aufwendigste hochpräzise Bearbeitungsvorgänge erfordert. Ein Fehler in der Bearbeitung auch nur einer der Schaufeln kann zur Ausmusterung und zum Ausschuss des gesamten Blisk führen.
Darüber hinaus stellen die Ersetzung oder Reparatur einer beschädigten oder zerstörten Schaufel oder eines Schaufelabschnitts des Blisk bei dieser Herstellungslösung ein schwerwiegendes Problem dar. Brechen beispielsweise eine ganze Schaufel oder ein Teil einer Schaufel infolge einer Fremdkörpereinwirkung während des Betriebs des eingesetzten Blisks ab, so verliert das Blisk seine Auswuchtung und wird instabil. Bislang ist kein Verfahren bekannt, die beschädigte Schaufel in einer Weise zu reparieren, die nicht eine verschlechterte Eigenschaft zur Folge hat, so dass ein Bedürfnis nach einer solchen Lösung besteht. Es ist anzustreben, dass eine solche Lösung beim Herstellen des Blisk zu einer Kostenersparnis führt. Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, dieses Bedürfnis zu befriedigen und bietet darüber hinaus weitere im folgenden erläuterte Vorteile.

Aus der DE 829684 C ist eine umlaufende oder feststehende Schaufel für Gas- und Brennkraftturbinen bekannt, die mindestens aus zwei Werkstoffen verschiedener Art zusammengesetzt ist, wobei sie aus einem der hochschmelzenden Metalle Molybdän, Wolfram, Tantal oder Niob oder aus einer Legierung zweier oder mehrerer dieser Metalle untereinander mit einer durch Aufspritzen, Aufschweißen, Tauchen, Umgießen oder Aufplattierten erzeugten Auflage aus zunderbeständigem metallischem Werkstoff, insbesondere zunderbeständigem Stahl hergestellt ist. Daneben ist aus E.A. Metzbauer: Lasers in Materials Processing, American Society for Metals, Metals Part, OHIO 1983, S. 230 bis 236 bekannt, auf ein Basismaterial durch einen Laserstrahl oberflächenhärtendes Material in Pulverform aufzubringen. Es wird aber keine Lehre gegeben eine gewünschte Form oder Gestalt zu erhalten. Die EP 233 339 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit Rippen mittels mehrlagigen Auftragsschweißens. Für die Lagen der Rippen können verschiedene Werkstoffe verwendet werden. Ein Hinweis auf die Reparatur einer Triebwerksschaufel findet sich in dieser Druckschrift nicht. Schließlich ist es noch aus der DE 33 14 979 A1 bekannt, bei einem Mehrlagen-Schweißverfahren den Schweißvorgang entsprechend einer Schweißbahn oder Schweißkurve durchzuführen, die durch Interpolation zwischen vorgegeben Festpunkten definiert wird. Die Schweißbahn der zweiten und jeder nachfolgenden Lage kann durch Addieren eines vorbestimmten Versatz- oder Verschiebemaßes zu den an den Festpunkten tatsächlich ermittelten und sodann abgespeicherten Koordinaten ermittelt werden. Auf diese Weise werden bspw. mehrlagige Kehlnaht-Schweißverbindungen erzeugt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Fertigen oder Herstellen und zum Reparieren beispielsweise der Schaufeln von Blisks. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft Schaufeln, die bezüglich ihrer Eigenschaften mit gegossenen oder geschmiedeten Schaufeln vergleichbar sind, jedoch den zusätzlichen Vorteil aufweisen, dass sie integral mit einer anderen Komponente ausgebildet sein können.

Wird das Verfahren dazu verwendet, eine beschädigte Schaufel zu reparieren, die zuvor durch denselben Prozess angefertigt worden ist, so ist die reparierte Schaufel scheinbar nicht mehr vom Original zu unterscheiden. Das Verfahren gestattet die exzellente Steuerung sowohl hinsichtlich Form als auch Aufbau einfacher und ebenso euch komplexer Formen und gestattet darüber hinaus eine abgestufte Materialzusammenstellung über die ganze Schaufel hinweg. Die Steuerung der Variation der Zusammensetzung wiederum erlaubt es den Konstrukteuren, eine Schaufel mit spezifischen Eigenschaften auszulegen, die an die jeweils erforderlichen Leistungsanforderungen der unterschiedlichen Schaufelbereiche angepasst sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Triebwerkschaufel ist Gegenstand des Patentanspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Schaufel beinhaltet folgende Schritte: Die Schaufel wird durch mehrere parallele Schnitte oder Profile definiert, wobei jeder Schnitt ein Verlaufsmuster und eine Lage aufweist und jeder Schnitt, von angrenzenden Schnitt um die Dicke eines Materialauftrags verschoben oder versetzt ist. Ferner wird eine Aufeinanderfolge von Materialaufträgen, die übereinandergeschichtet sind, aufgebracht oder abgeschieden, wobei jeder Material auftrag ein Muster und eine Lage aufweist, die der des jeweiligen Schnitts oder Profils entsprechen, das in diesem Schnitt zur Definition bestimmt worden ist.

Entsprechend einer bevorzugten Anwendung der Erfindung wird das verfahren zum Herstellen einer Verdichterschaufel benutzt, die integral, d.h. einstückig mit einer Verdichterscheibe ausgebildet ist, wobei dieses Verfahren die Ausbildung bzw. Bereitstellung einer Verdichterscheibe umfasst, die eine Substratoberfläche an ihrem Umfang bzw. Kranz aufweist. Auf dieser Substratoberfläche wird ein erster Materialauftrag aufgebracht, wobei dieser Auftrag das Muster und die Lage der Verdichterschaufel angrenzend an die Verdichterscheibe aufweist, d.h. dem Profil des Übergangs zwischen Schaufel und Scheibe folgt. Sodann wird eine Folge derartiger Materialaufträge aufgebracht, wobei jeder Auftrag über dem zuvor aufgebrachten Auftrag liegt und darüber hinaus das Muster und die Lage des entsprechenden Querschnitts von der Verdichterschaufel aufweist. Sind der Schnitt bzw. das Profil der Schaufel dicker als ein einziger Auftrag, so können zwei oder mehr Aufträge Seite an Seite, nebeneinander zur Ausbildung einer einzigen Schicht aufgebracht werden, und dann können zusätzliche Auftragssätze aufgebracht werden, die über dieser Schicht, zur Ausbildung folgender Schichten liegen. Beispielsweise haben bestimmte Verdichterschaufeln eine relativ dünne Breite in der Größenordnung von 3,2 mm (1/8 inch), was einem leicht mit einer Laserschweißvorrichtung aufbringbarem Auftrag entspricht. Jeder Schnitt bzw. jedes Profil wird in einem einzigen Durchlauf (d.h. einer einzigen Relativbewegung in einer Richtung zwischen Substrat und Vorrichtung) der Laserschweißvorrichtung aufgebracht. Nach Beendigung des Durchlaufs wird der Schweißkopf um die Höhe des Auftrags, typischerweise 0,38 mm (0,015 inch.) inkrementell nach oben bewegt und eingestellt, und der nächste Schritt wird mit einem einzigen Laserschweißdurchlauf aufgebracht. Während jedes Durchlaufs schmilzt die Laserschweißauftrageinheit den oberen Bereich des zuvor aufgebrachten Materialauftrags (oder Substrats im Fall des ersten Durchlaufs) an und fügt über eine Pulvereinspeisung mehr Materi al, d.h. Zusatzmaterial zur Ausbildung des darüberliegenden Auftrags hinzu. Das neu hinzugefügte Material des darüberliegenden Auftrags und der geschmolzene Abschnitt des zuvor aufgetragenen Materials vermischen sich teilweise und erstarren zusammen, wodurch eine kontinuierliche, starke und feste Struktur durch alle Aufträge hindurchgehend sichergestellt ist.

Eine breite Vielzahl unterschiedlicher Formen und Schnittkonfigurationen können durch diese Lösungen hergestellt werden. Massive Teile können durch Übereinanderschichtung von Materialaufträgen hergestellt werden. Eine vergrößerte Dicke kann erzielt werden, indem in jeder Schicht mehrere Aufträge nebeneinander gelegt werden und dann mehrere derartiger Aufträge über dieser Schicht aufgebracht werden. Teile variabler Dicke werden hergestellt, indem die Anzahl von Aufträgen pro Schicht variiert wird. Hohle Tragflügelprofile oder andere Hohlformen können hergestellt werden, indem der Auftrag in Form einer Außenwandung aufgebracht wird und dann weitere Aufträge jeweils auf der Oberseite des vorangegangenen Auftrags aufgebracht werden. Hohle Abschnitte mit inneren Strukturen oder Bauteilen, wie beispielsweise Kühlpassagen, können hergestellt werden, indem beispielsweise Rippen zusätzlich zu den Außenwandungen zu jedem Schnitt oder Profil hinzugefügt werden. So kann mehr oder weniger jede Form durch eine Zusammenstellung von Materialaufträgen definiert werden, und die vorliegende Lösung bietet die Vielseitigkeit, eine solche breite Vielzahl von Formen abzudecken. Typische Luftfahrzeugtriebwerksanwendungen umfassen Verdichterschaufeln, Turbinenschaufeln, Fanschaufeln.

Die bevorzugten Gegenstände, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurden, waren Verdichterschaufeln, die typischerweise ein komplexes Flügelprofil aufwiesen, in dem eine zweidimensionale Krümmung vorlag. Eine Dimension der Krümmung oder Wölbung wird leicht in einen Gegenstand eingebracht, indem der Gegenstand relativ zum Schweißauftragkopf während jedes Durchlaufs auf einer gekrümmten Bahn bewegt wird, wobei die Bewegung durch Bewegen des Gegenstandes, des Schweißauftragkopfs oder beider Teile erzielt wird. Die andere Dimension der Krümmung wird eingebracht, indem jeder Schnitt um einen schmalen Betrag gegenüber den vorigen Schnitt lateral verschoben wird.

Die Steuerung der Auftragsbeschichtung wird erzielt, indem die Form einer Schaufel, aus Zeichnungen oder einem Musterteil, das durch konventionelle Verfahren wie beispielsweise mechanische Bearbeitung hergestellt worden ist, numerisch definiert wird. Ist einmal die Form der Schaufel numerisch erfasst, so wird die Bewegung der Schaufel (oder äquivalent die Bewegung des Auftragkopfes) programmiert, wobei zur Verfügung stehende numerische Rechenprogramme zur Erzeugung von Anweisungen bezüglich der Bewegung des Teils während jedes Durchlaufs und der lateralen Verschiebung der Schaufel zwischen den Durchläufen verwendet werden. Der resultierende Gegenstand reproduziert die Form der numerischen Definition recht genau, wobei komplexe Krümmungen beispielsweise von Flügelprofilen eingeschlossen sind.

In der Laserschweißtechnik werden Pulver in einer Einspeisung geschmolzen und das geschmolzene Material auf eine Oberfläche gerichtet. Diese Lösung ist steuerbar und liefert reproduzierbare präzise Ergebnisse. Beim Herstellen eines Gegenstandes durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Materialzusammenstellung des zugeführten Zusatzmaterials über den ganzen Gegenstand konstantgehalten werden. Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung des Zusatzmaterials auch innerhalb eines Materialauftrags oder auch zwischen aufeinanderfolgenden Materialaufträgen variiert werden, um eine steuerbare Zusammensetzungsvariation über den gesamten Gegenstand hin zu erzielen. Beispielsweise kann für eine Verdichterschaufel nahe deren Basis eine feste, harte Legierungszusammensetzung verwendet werden und es kann eine harte, verschleißfeste oder abschleifende Legierung an der Spitze der Schaufel verwendet werden.

Bei der Reparatur von Schaufeln ist es lediglich notwendig einen Teil der Auftragfolge auf der zuvor entwickelten Gegens tandsdefinition zu wiederholen. Bricht beispielsweise eine Verdichterschaufel in der Nähe ihrer Mitte, ist es lediglich notwendig, eine ebene Fläche an die Schaufel anzuschleifen, die dem nichtbeschädigten Schnitt oder Profil der Schaufel entspricht, das der Bruchstelle am nächsten liegt. Darauffolgend wird die rechnergesteuerte Auftragung des fehlenden Teils der Schaufel vorgenommen. Die reparierte Schaufel ist praktisch nicht vom Original unterscheidbar, da das Original und die Reparatur mit derselben Vorrichtung und nach demselben formgesteuerten Muster ausgeführt werden. Der reparierte Abschnitt weist keinerlei makroskopisch feststellbare Schweißverbindungslinien nach der Fertigbearbeitung und auch keine Diskontinuitäten bezüglich des Basisabschnitts der Schaufel auf, da beide Teile in derselben Art zusammengeschweißt werden, die auch bei der Herstellung der Schaufel verwendet wurde.

Eine breite Vielzahl von Materialien kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lösung schichtweise aufgetragen werden. Darunter fallen Titanlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Eisenlegierungen, Keramiken und Kunststoffmaterialien.

Die vorliegende Erfindung liefert einen wichtigen Fortschritt in der Fertigungstechnik. Es können komplexe Stücke integral mit einem anderen Teil hergestellt werden, wobei nach der Fertigbearbeitung keinerlei makroskopisch feststellbare Legierungslinien vorliegen. Sowohl hinsichtlich Form als auch lokaler Materialzusammensetzung der Schaufel ist eine große Vielseitigkeit gewährleistet. Die Reparatur ist unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei ursprünglicher Herstellung unter rechnergesteuertem Materialauftragung vereinfacht.

Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Prinzipien sowie weitere Eigenschaften der Erfindung an Hand der Zeichnungen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht von Verdichterscheibe und Verdichterschaufeln, einem sogenannten Blisk.

2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Schaufelbereichs aus 1 ;

3 eine Aufrißansicht der Schaufel aus 2;

4 eine Seitenansicht, auf die Schaufel aus 2.

5 eine schematische Darstellung des Verlaufsmusters vier repräsentativer Materialaufträge A, B, C und D, die in 3 angedeutet sind; und

6 eine Aufrißansicht eines Laserschweißgeräts zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise in einem Verfahren zum Herstellen oder Reparieren einer mit einer Verdichterscheibe integralen Verdichterschaufel inkorporiert, obwohl die Erfindung nicht auf solche Verfahren beschränkt ist. In 1 ist die einstückige Kombination einer Verdichterscheibe 10 und mehreren Verdichterschaufeln 12 dargestellt, wobei diese Kombination eine einstückige Schaufel/Scheiben-Einheit oder Blisk 14 zeigt. Der Scheibenbereich 10 ist ein im Wesentlichen zylindrisches radförmiges Bauteil mit einem Radkranz oder Rand bzw. einer Radfelge 16 am Radumfang. Mehrere Schaufeln 12 sind am Scheibenbereich 10 auf dem Scheibenkranz 16 an der jeweils korrekten Position und mit der Orientierung befestigt, die gestatten bei umlaufendem Blisk 14 Luft anzusaugen und zu komprimieren. (In 1 sind zur klareren Darstellung nur wenige Schaufeln 12 um den Umfang des Scheibenbereichs herum an geordnet dargestellt. Normalerweise sind zahlreiche dicht beabstandete Schaufeln vorhanden.)

Die 2 stellt den Schaufelbereich 12 detaillierter dar. Der Schaufelbereich 12 ist integral an den Kranz 16 angefügt. D.h., die Schaufel ist nicht als separates Teil ausgebildet und dann an den Kranz und die Scheibe angefügt. Vielmehr ist die Schaufel als einstückiges Bauteil integral mit dem Kranz 16 mit einer kontinuierli chen Struktur, die vom Kranz 16 zur Schaufel 12 durchgeht, ausgebildet.

Die Schaufel 12 ist normalerweise als komplexe Flügelprofilform ausgebildet, die durch detaillierte Berechnungen der optimalen Näherungslösung für die Luftverdichtung bestimmt wird. Der Axialverdichter des Triebwerks umfasst normalerweise zahlreiche Verdichterstufen, und die präzise Form und Abmessungen jedes Schaufelbereichs variieren von Stufe zu Stufe. Ganz allgemein ist jedoch der Schaufelabschnitt oder -bereich 12 in zwei Richtungen gekrümmt oder gewölbt. Dies bedeutet, dass, wenn ein Koordinatensystem mit senkrechten Koordinaten durch den Radius 18 der Scheibe 10 und eine Umfangstangente 20 an den Kranz 16 definiert wird, zumindest einige Abschnitte der Schaufel 12 sowohl bezüglich des Radius 18 als auch der Tangente 20 gekrümmt sein werden. Darüber hinaus sind Flügeltiefe und Wölbung oder Krümmung nicht über die ganze Schaufel konstant, wobei die Wölbung normalerweise über die Spannweite des Flügelprofils und entlang dessen Länge variiert und die Flügeltiefe über die Länge variiert. Die Herstellung derartig komplex gewölbter Formen durch konventionelle Bearbeitung, durch Schmieden oder durch Formgießverfahren erfordert ein sorgfältiges Vorgehen und ist kostenaufwendig.

Die Struktur des Schaufelabschnitts 12 kann mit Schnittlinien charakterisiert werden, die normal zur radialen Richtung 18 durch die Schaufel 12 aufgenommen werden. Vier exemplarische Schnitte A, B, C und D sind in 3 unter zunehmenden radialen Distanzen angezeigt. Die komplexe Krümmung der Schaufel 12 kann auch aus der Seitenansicht der 4 entnommen werden.

Die 5 zeigt das Verlaufsmuster und die relative Lage der Schnittlinien A, B, C und D, losgelöst von ihrer Beziehung zur Schaufel 12 in abstrahierter Weise. Die Form der Schaufel am Schnitt A wird durch das Verlaufsmuster A dargestellt, die Form der Schaufel am Schnitt B wird durch das Verlaufsmuster B angezeigt usw. In der vorliegenden Lösung wird die Schaufel 12 hergestellt, indem ein erster Materialauftrag entlang des Verlaufsmusters von A aufgebracht oder aufgetragen wird, ein zweiter Mate rialauftrag aufgebracht wird, der über dem ersten Auftrag liegt, jedoch den Verlaufsmuster B folgt, wobei in dieser Weise weiter vorgegangen wird. Die Dicke der Schaufel am Schnitt A ist normalerweise größer als die Dicke der Schaufel am Schnitt B, weil normalerweise ein "Filet" größerer Breite nahe der Basis oder Wurzel der Schaufel ausgebildet wird, wie dies aus 3 hervorgeht. So kann beispielsweise die Schaufel angrenzend an das Substrat mit einer Breite oder weite von vier Materialaufträgen ausgebildet werden, die nächste Schicht kann aus einer Breite von drei Materialaufträgen aufgebaut werden, die nächstfolgende Schicht oder Lage aus zwei Materialauftragsbreiten und die folgenden Schichten jeweils aus einer Breite von einem Materialauftrag. Die Dicke der Schaufel in den verschiedenen Lagen oder Schnitten kann durch Ändern der Zahl der Materialaufträge in jeder Lage steuerbar variiert werden.

Die Form der Schaufel (abgesehen von und als zusätzliches Unterscheidungsmerkmal zu ihrer Dicke) wird durch Ändern der Form und des Verlaufsmusters des Materialauftrags variiert. Der Materialauftrag entlang des Verlaufsmusters B, weist eine verschiedene Form vom Materialauftrag entlang des Musters A auf, wie aus den in 5 gezeigten verschiedenen Krümmungen der Verlaufsmuster A und B hervorgeht. Die Krümmung oder Wölbung kann auch steuerbar variiert werden, indem ein Materialauftrag gegenüber dem darunterliegenden, zuvor aufgetragenen Materialauftrag verschoben wird. Beispielsweise ist das Verlaufsmuster B gegenüber dem Verlaufsmuster A um eine Verschiebung 22 lateral verschoben, die lagemäßig entlang des Materialauftrags variiert. D.h., dass das Muster B nicht nur eine verschiedene Form oder einen verschiedenen Verlauf aufweist, sondern auch eine andere räumliche Lage in Bezug auf das Muster A. Infolgedessen liegt der Materialauftrag, der dem Verlauf des Musters B folgt, nicht unmittelbar über dem Materialauftrag, der dem Verlaufsmuster A folgt, sondern ist geringfügig auf eine andere, verschiedene Lage verschoben. Die Verschiebung kann auch entlang der Musterlänge vorgesehen sein, wodurch der Schaufel eine langgestreckte gewundene Krümmungsform verliehen wird. Obwohl die dargestellte Verschiebung ziemlich groß er scheinen mag, sei hier erneut darauf hingewiesen, dass die illustrativen Muster A und B in den Zeichnungen zum Zwecke der verdeutlichten Darstellung an weit getrennten Schnitten aufgenommen sind. In Wirklichkeit sind die Verschiebungen H zwischen zwei aneinandergrenzenden Aufträgen gering, typischerweise etwa 0,38 mm (0,015 inch.), und liegen sehr wohl in den Grenzen zur Aufrechterhaltung der Kontinuität der Form der Schaufel 12.

Um die Schaufel 12 herzustellen, wird die Schaufelform zunächst durch Einteilung in Abschnitte durch einen Schnitt charakterisiert. D.h., das Verlaufsmuster und die Lage jedes Schnitts oder Profils wird sorgsam entweder aus einer Zeichnung, einer Berechnung oder einem zuvor hierfür hergestellten Musterteil aufgezeichnet. Für jeden Schnitt kann die notwendige Information auf eine von zwei Arten gewonnen werden. Bei einem relativen Positionierungsverfahren ist es notwendig (1) das Verlaufsmuster des Schnitts oder Profils, d.h. die Koordination jedes Punktes entlang der Verlaufslinie (wie bei B) und die relative Lage (2) des Schnitts bezüglich des vorangehenden Schnitts (wie die Verschiebung 22 zwischen dem Verlaufsmuster B und dem Verlaufsmuster A) auf der Grundlage einer punktweisen Betrachtung zu ermitteln bzw. zu kennen. Alternativ hierzu ist es bei einem absoluten Positionierungsverfahren notwendig, die Position jedes Punktes vom Materialauftrag bezüglich irgendeinem äußeren Bezugssystem zu ermitteln und zu kennen. In jedem Fall kann die numerische Information, die in ihrer Gesamtheit die Form der Schaufel in drei Dimensionen definiert, leicht in der bei numerisch gesteuerten Metallbearbeitungsvorgängen verwendeten Weise bestimmt und gespeichert werden.

Ist die detaillierte Form der Schaufel oder eines anderen Gegenstandes definiert, werden Metallaufträge zur Reproduktion der gespeicherten numerischen Form in Form übereinanderliegender Schichten aufgebracht. Es ist notwendig, eine Vorrichtung bzw. ein Gerät zu verwenden, das einen wohl definierten Auftrag erzeugt und darüber hinaus so steuerbar ist, dass es der geforderten numerischen Form hierbei folgt. Es wurde eine Laserschweißvorrichtung entwickelt, die diesen Anforderungen gerecht wird und die weiter unten näher erläutert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Vorrichtung selbst gerichtet, sondern betrifft ein Anwendungsverfahren.

Im Einzelnen wird ein erster Materialauftrag 24 entlang des Verlaufsmusters A auf dem Kranz 16, der ein Substrat bildet, aufgebracht. Es wird auf den Kranz 16 ausreichend viel Wärme übertragen, um ein Anschmelzen der Oberfläche des Substratmaterials hervorzurufen, und das Material des Auftrags 24 ist, wenn es das Substrat erreicht, vorherrschend geschmolzen. Die geschmolzenen Materialien vermischen sich und erstarren schnell. Der erste Auftrag 24 wird auf diese Weise in den Kranz 16 zur Ausbildung einer integralen Verbindung hiermit eingeschmolzen. Es sind makroskopisch keine Verbindungslinie oder Lamination sichtbar oder nachweisbar. Nach der endgültigen Bearbeitung bzw. Fertigbearbeitung für sämtliche praktische Zwecke ist der erste Materialauftrag 24 vollständig integral mit dem Kranz 16. Sind die Zusammensetzungen des Materials des Kranzes 16 und des ersten Materialauftrags 24 verschieden, so liegt in der Schmelzzone ein gewisses Maß an Vermischung der Bestandteile vor.

Nach Beendigung des Durchlaufs, der den ersten Auftrag 24 ausbildet, führt die Auftragsvorrichtung einen zweiten Durchlauf zur Auftragung eines zweiten Materialauftrags 26 durch. In zweiten Durchlauf folgt das Teil den Verlaufsmuster des nächsten Schnitts oder Profils, das dem Schnitt A folgt, wobei dieses neue Profil allgemein ein geringfügig verschiedenes Verlaufsmuster (Krümmung), eine andere Lage sowie Länge aufweisen wird und darüber hinaus lateral verschoben sein kann, wobei diese Parameter zuvor bestimmt und gespeichert worden sind. Die Distanz zwischen jedem Schnitt oder Profil für die Charakterisierung der Form der Schaufel 12 wird normalerweise so aufgenommen, dass sie ungefähr der Höhe H des Auftrags, der von der Auftragvorrichtung aufgebracht wird, entspricht, wobei diese Höhe vom Typ der Vorrichtung, dem aufgetragenen Material, der Bewegungsgeschwindigkeit und andere Faktoren abhängt, bei Laserschweißung jedoch typischerweise ungefähr 0,38 mm (0,015 inch) beträgt. Der erste Materialauftrag 24 wird lokal, teil weise angeschmolzen, wenn der zweite Auftrag 26 darauf aufgebracht bzw. abgeschieden wird. Der zweite Auftrag 26 wird infolgedessen in derselben, zuvor für das Einschmelzen des ersten Materialauftrags 24 in das Substrat beschriebenen Weise in den darunterliegenden ersten Auftrag 24 eingeschmolzen, wodurch wiederum eine vohlständig integrale Struktur erzeugt wird.

Diese Auftragsprozedur eines jeweils darunterliegenden Auftrags wird so lange wiederholt, bis die gesamte Schaufelhöhe ausgebildet ist. Durch Auftragen der Materialaufträge, die den Verlaufsmustern folgen, die zuvor bestimmt wurden, wird die Schaufel exakt reproduziert. Jede Rauhigkeit auf der Oberfläche der Schaufel infolge einer unzureichenden Passgenauigkeit aufeinanderfolgender Materialaufträge kann weggeschliffen oder -poliert werden, womit die Herstellung de integralen Schaufel beendet wird.

Die vorliegende Lösung bietet zusätzlich zur Vielseitigkeit und dem integralen Aufbau, die zuvor angedeutet wurden, wichtige Vorteile. Das in die Auftragsvorrichtung eingespeiste Material kann entlang der Länge einer jeden Materialauftragung oder zwischen aufeinanderfolgenden Materialauftragungen zur Variierung der Zusammensetzung der Schaufel zwischen seinen verschiedenen Bereichen variiert werden. Da sowohl die Zusammensetzung des aufgetragenen Materials als auch Form des Gegenstandes numerisch gesteuert werden können, ist es möglich, Körper spezieller Zusammensetzung zur Erzielung spezieller Zwecke auszubilden und zu formen. Beispielsweise können die Abschnitte nahe der Basis der Schaufel 12 (d.h. dem Schnitt A) fest und duktil ausgebildet werden, während die Abschnitte nahe der Spitze der Schaufel 12 (d.h. dem Schnitt D) hart und verschleißfest bzw. abtragfest oder abschleifend ausgebildet werden können. Abschnitten, die der aerothermischen Erwärmung am meisten unterliegen, kann eine spezielle Zusammensetzung verliehen werden. Darüber hinaus ist die Mikrostruktur der Schaufel von der mit anderen Verfahren erzeugten Schaufel struktur verschieden und weist eine aufeinanderfolgend jeweils wiederaufgeschmolzene Struktur auf.

Die Reparatur der Schaufel 12 nach Beschädigung oder Zerstörung im Gebrauch ist durch die vorliegende erfindungsgemäße Lösung ebenfalls erleichtert. Ist beispielsweise die Spitze der Schaufel 12 entlang der in 3 gezeigten gestrichelten Linie 28 abgebrochen, wird die Reparatur durchgeführt, indem die Schaufel 12 bis zu einem Schnitt hin abgeschliffen wird, bei dem festgestellt ist, dass dort keinerlei Beschädigung vorliegt. Ein solcher Schnitt kann z. B. der Schnitt bzw. das Profil C sein. Die Auftragung einer neuen Spitze, die über dem Schnitt C liegt, wird dann in exakt derselben, Weise durchgeführt, wie wenn die Schaufel unter Verwendung dieses Verfahrens erstmalig hergestellt würde. Die numerische Charakterisierung der Schaufel wird für diese Möglichkeit gespeichert und dokumentiert, so dass die Spitze identisch zur ursprünglichen, zerstörten Spitze wieder aufgetragen werden kann. Darüber hinaus können sämtliche verbesserten Eigenschaften, wie z.B. eine neue, verbesserte Flügelprofilform oder eine andere Materialzusammensetzung berücksichtigt und in das Verfahren inkorporiert werden, wenn eine solche Modifikation die Ausführungseigenschaften des Blisks 14 nicht verändert, weil die übrigen Schaufeln nicht die selbe Modifikation erfahren haben.

Auf jeden Fall wird die reparierte Schaufel infolge des Aufschmelzens und Verschmelzens aufeinanderfolgender Aufträge über ihrer Länge vollständig integral bleiben und keine Ebene signifikanter Schwäche aufweisen.

Es sind zahlreiche verschiedene Techniken zur Abscheidung oder Auftragung von Metallaufträgen und andere Substanzen bekannt. Einige erzeugen einen diffusen Spray, wobei derartige Techniken im Allgemeinen nicht auf die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Als eine den erfindungsgemäßen Anforderungen besonders genügende Vorrichtung wurde eine Laserschweißvorrichtung ermittelt, bei der ein Laserstrahl auf der Oberfläche, auf die er gerichtet wird, ein sogenanntes Schweißbad aufschmilzt und feinzerteiltes Zusatzmaterial oder Zusatzwerkstoff in den geschmolzenen Bereich eingespeist wird, um einen neuen Materialauftrag hinzuzufügen, der als sogenanntes „Bead" (Schweißraupe) bezeichnet wird. Durch Bewegen des jeweiligen Teils entlang einer gesteuerten Bahn wird ein sorgfältig definiertes und geformtes Bead, in dieser Anmeldung mit Materialauftrag bezeichnet, ausgebildet.

Eine Vorrichtung 36 zur Durchführung einer gesteuerten Auftragsschweißung von Materialaufträgen mit einem Laser ist in der 6 dargestellt. Diese Vorrichtung ist in der US 4 730 093 detaillierter beschrieben. Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht auf die Verwendung dieser speziellen Vorrichtung beschränkt.

Die Vorrichtung 38 umfasst ein umschlossenes Pulverreservoir, das allgemein mit 40 angedeutet ist, welches mit Heizspulen 42 zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts im Pulver auf einen niedrigen Pegel erwärmt wird. Ferner ist eine Gaseinlassöffnung 44 vorgesehen, durch die vorzugsweise trockenes inertes Gas wie Argon, dargestellt durch den Pfeil 46, eingebracht wird, um das Pulver 48 im Reservoir 40 mit Druck zu beaufschlagen und den Pulvertransport zu unterstützen. Mit diesem Pulverreservoir ist ein mechanischer, volumetrischer Pulvereinspeisungsmechanismus, beispielsweise in Form einer im Handel erhältlichen Art eines Pulvervorschubrades 50 verknüpft.

Auf der Abstromseite des Rades 50 ist eine Rüttelvorrichtung, beispielsweise in Form eines luftbetätigten Rüttlers 52 vorgesehen, die mit einer Zuleitung 54 verbunden ist und dazu dient, zu verhindern, dass Teilchen, die sich durch die Leitung 54 bewegen, aneinander oder an den Wandungen der Leitung 54 haften. Die Leitung 54 endet in einer wassergekühlten Pulverförderdüse 56, die das Pulver, unterstützt durch das unter Druck gesetzte Inertgas, in einer konsistenten Strömung z.B. auf ein Substrat hin oder auf einen zuvor auf der Schaufel 12 aufgebrachten Materialauftrag hin richtet. Es wurde gefunden, dass Reflexionen des Laserstrahls zu einer Verstopfung mit Pulver, das durch die Düse 56 geleitet wird, führen können. Infolgedessen weist eine solche Düse vorzugsweise zumindest einen Endabschnitt auf, der aus einem Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, gefertigt ist, das bezüglich der Wellenlänge des verwendeten Lasers hochreflektierend ist und z.B. mit Wasser fluidgekühlt wird, um ein solches Problem zu vermeiden und zur konsistenten Pulverströmung beizutragen, d.h. einen gleichmäßigen zusammenhängenden Pulverfluss zu erzeugen. Eine solche konsistente Pulverströmung resultiert aus der Kombination der Verwendung von Pulver, das bei geringer Feuchtigkeit unter dem positiven Druck eines inerten Gases gehalten wird, mit Hilfe eines mechanischen volumetrischen Pulvereinspeisungsmechanismus in Zusammenwirkung mit einer Pulverrüttelvorrichtung eingespeist wird, und der Verwendung einer gekühlter Düse, durch die das Pulver zur Gegenstandaberfläche im Laserstrahlfleck geleitet wird.

Ferner wird eine Anordnung mit in Betracht gezogen, die zusätzliche Leitungen 54 eines ähnlichen Aufbaus aufweist, die um die Einspeisestelle des Pulvers herum beabstandet sind, wenn dies gewünscht wird. Die Pulverströme, die von den verschiedenen Leitungen 54 eingespeist würden, sind dann derart angeordnet, dass sich auf der Oberfläche des Werkstücks eine Konvergenz ergibt.

Die Vorrichtung 30 umfasst einen Laser 58, der einen Strahl 60 emittiert, der eine Strahlachse 62 aufweist. Der Laser 58 weist eine ausreichende Leistung auf, um seiner Schmelzfunktion gerecht zu werden. Ein betriebsfähiges Beispiel der Erfindung verwendete einen 5 kW-Kohlendioxidlaser zur Herstellung von Verdichterschaufeln, jedoch können auch Laser größerer oder geringerer Leistung verwendet werden, wenn dies nötig ist. Der Strahl 60 weist eine Brennebene 64 unterhalb der Oberfläche 66 auf, auf der der Materialauftrag aufgebracht werden soll, um auf der Oberfläche einen Strahlfleck 68 einer Größenausdehnung hervorzurufen, die typischerweise im Bereich von 0,127 mm bis 5,08 mm (0.005 bis 0.2 inch) liegt, wobei diese Dimensionierung wiederum nur illustrativen, je doch nicht einschränkenden Charakter aufweist. Die Laserenergie wird normalerweise mit einer Leistungsdichte von etwa 10³ bis 10⁶ W/cm² zugeführt, um ein Materialbad aufzuschmelzen, das mit dem Strahlfleck 68 zusammenfällt.

Der Materialauftrag wird abgeschieden, indem durch die Leitung 54 Pulver in das Schmelzbad am Strahlfleck 68 eingetragen wird. Das Pulver wird von der Düse 56 unter einem Winkel eingespeist, der vorzugsweise im Bereich von 35 bis 60° bezüglich der Gegenstandoberfläche und bevorzugt im Bereich von etwa 40 bis 55° liegt. Ein Winkel von mehr als 60° erschwert es der Düse und dem Pulver, eine vorzeitige Wechselwirkung zwischen dem Laserstrahl zu vermeiden, und ein Winkel von weniger als 35° erschwert die gleichzeitige Einspeisung des Pulvers mit dem Laserstrahl auf einem auf der Gegenstandsfläche gewünschten Fleck. Da zwischen dem Laserstrahlfleck und dem Gegenstand, der das übereinandergeschichtete Pulver trägt, eine relative Lateralbewegung vorgesehen wird, tritt eine fortschreitende Schmelzung, Kühlung und Erstarrung der geschmolzenen Wechselwirkungszone unter Erzeugung einer Auftragschicht auf.

Das Blisk 14, von dem die Schaufel 12 und der Kranz 16 einen Teil bilden, ist auf einem bewegbaren Support 80 gehaltert, der die Schaufel 12 in zwei Richtungen, die X-Richtung 70 (und die -X-Richtung) und die Y-Richtung 71 bewegt (aus der Zeichenebene in 6 und in -Y-Richtung in die Zeichenebene der 6 hinein, wie durch den Punkt bei der Bezugszahl 71 angedeutet ist). Durch Steuerung der Kombination einer X- und Y-Richtungsbewegung des Supports 80 wird, während die Leitung 54 und der Laser 58 unter konstanter Höhe gehalten werden, ein wohl definierter Materialauftrag aufgebracht, der ein Verlaufsmuster aufweist, das für den bestimmten jeweiligen Schnitt der Schaufel 12 erforderlich ist.

Die Leitung 54 und der Laser 58 sind starr an einem Vorrichtungsträger 82 gehaltert. Der Träger 82 ist in Z-Richtung 84 (und in -Z-Richtung), bewegbar, um die Leitung 54 und den Laser 58 anzuheben oder abzusenken.

Über den Support 80 und den Träger 82 können der Laser 58 und die Leitung 54 relativ zur Schaufel 12 in allen drei Richtungen bewegt werden. Durch Steuerung der Kombination der X- und Y-Richtungsbewegung des Supports 80 bei Aufrechterhalten einer konstanten Höhe in Z-Richtung der Leitung 54 und des Lasers 58 wird ein wohl definierter Materialauftrag mit dem für den bestimmten Schnitt der Schaufel 12 erforderlichen Muster aufgetragen. (In äquivalenter Weise kann eine Kombination der relativen X-, Y- und Z-Bewegung angewandt werden, indem der Halter 82 in X- und Y-Richtung und der Support 80 in Z-Richtung bewegt werden oder irgendeine vergleichbare Kombination von Bewegungen angewandt wird).

Bei ab geschlossener Aufbringung des Materialauftrags (beispielsweise des ersten Materialauftrags 24) wird die Vorrichtung 28 um ein Inkrement nach oben verstellt, um die Leitung 54 und den Laser 58 um ein Höhenausmaß anzuheben, das typischerweise so ausgewählt wird, dass es der Höhe oder Dicke des Auftrags H entspricht, so dass ein weiterer Auftrag (beispielsweise der zweite Auftrag 26) so aufgebracht werden kann, dass er über dem ersten Auftrag 24 liegt. Die 6 stellt den Auftragsprozess in einem Stadium dar, bei dem der erste Materialauftrag 24 abgeschlossen ist und der zweite Materialauftrag 26 teilweise aufgebracht worden ist. Beim Aufbringen des zweiten Auftrags 26 wird der obere Bereich des ersten Auftrags 24 erneut angeschmolzen, wodurch die Vermischung und strukturelle Kontinuität der beiden Aufträge 24 und 26 gewährleistet werden.

Im Folgenden werden zur Verdeutlichung von Aspekten einige Beispiele angegeben, die jedoch in keiner Weise einschränkende Merkmale der Erfindung beinhalten.

Beispiel 1
Die oben beschriebene Vorrichtung wurde dazu verwendet, eine Verdichterschaufel integral mit einen Substrat auszubilden. Der Strahl eines 3 kW-Kohlendioxidlasers wurde auf einen Fleckdurchmesser von 0,356 cm fokussiert, so dass eine Leistungsdichte von 30 kW/cm²vorlag. Eine zweifach gekrümmte Verdichterschaufel mit einem Aufbau, wie er allgemein in den 1 bis 5 dargestellt ist, wurde durch Beschichtung aufgetragen. Die Länge der Schaufel betrug etwa 76 mm (5 inch.). Die Höhe jedes Materialauftrags betrug etwa 0,38 nm (0.015 inch.). Eine Gesamtheit von 200 Durchläufen war erforderlich, um die Schaufel zu fertigen, wobei eine lineare Querbewegungsgeschwindigkeit vom Substrat relativ zum Laserstrahl von 1,27 m/min (50 in/min) angewandt wurde, als das Pulver aufgetragen wurde. Die aufgetragene Legierung bestand aus Ti-6A1-4V, das der Leitung als Pulver mit einem Siebaperturwert von –0,51/+0,065 mm (–35/+230 mesh) und einer Einspeisungsrate von ungefähr 10g/min zugeführt wurde. Das Substrat bestand ebenfalls aus Ti-6A1-4V. Die Schaufel und der sie umgebende Bereich befanden sich während des Auftrags innerhalb einer Argonatmosphäre.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei in diesem Beispiel eine Inconel 718 Legierung sowohl für das Auftragsmaterial als auch das Substrat verwendet wurden und die Querbewegungsgeschwindigkeit 2,03 m/min (80 in/min) betrug.
Beispiel 3
Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei lediglich ein anderes Substrat aus einer Rene 95 Legierung bestand.
Die Ausführungsbeispiele zeigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren ein außerordentlich vielseitiges "Werkzeug" zum Herstellen und Reparieren von Schaufeln liefert. Die vorliegende Erfindung wurde an Hand spezieller Ausführungsbeispiele näher erläutert, es ist jedoch unmittelbar klar, dass zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Triebwerksschaufeln durch Aufbauschweißen mittels eines Laser-Schweißverfahrens, bei dem die Schaufel durch eine Anzahl parallel zueinander verlaufender Querschnittsprofile definiert wird, von denen jedes einen bestimmten Verlauf, ein bestimmtes Muster und eine bestimmte Lage aufweist und bei dem – pulverförmiges Material mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen und das geschmolzene Material in Form eines ersten Materialauftrags vorbestimmter Breite und Dicke, dem Verlauf und dem Muster eines ersten Querschnittsprofils folgend aufgebracht wird, – ein zweites Querschnittsprofil ausgewählt wird, das von dem ersten Querschnittsprofil um die Dicke des ersten Materialauftrags beabstandet ist, – pulverförmiges Material mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen und das geschmolzene Material in Form eines zweiten Materialauftrags vorbestimmter Breite und Dicke, dem Verlauf und dem Muster des zweiten Querschnittsprofils folgend auf den ersten Materialauftrag derart aufgebracht wird, dass der zweite Materialauftrag gegenüber dem ersten Materialauftrag erforderlichenfalls um einen vorbestimmten Betrag seitlich verschoben ist, und – sodann nachfolgend in entsprechender Weise jeweils weitere Querschnittsprofile ausgewählt werden, von denen jedes von seinem jeweils vorhergehenden Querschnittsprofil um die Dicke des dem vorhergehenden Querschnittsprofil entsprechenden Materialauftrags beabstandet ist und sodann auf den jeweils vorhandenen Materialauftrag ein weiterer Materialauftrag vorbestimmter Breite und Dicke, dem Verlauf und dem Muster des jeweils nächstfolgenden Querschnittsprofils folgend, aus geschmolzenem Material aufgebracht wird, das durch Einbringen von pulverförmigem Material in einen Laserstrahl aufgeschmolzen wurde, wobei wenigstens ein Materialauftrag gegenüber dem darunterliegenden Materialauftrag um einen vorbestimmten Betrag seitlich verschoben ist und – in dieser Weise so viele Materialaufträge aufgebracht werden bis die Schaufel fertiggestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweidimensional gekrümmte Schaufel hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdichterschaufel hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in aufeinanderfolgenden Materialaufträgen unterschiedliche Materialien verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens eines Materialauftrags ein Teil des vorhergehenden Materialauftrags angeschmolzen und eine Schweißverbindung zwischen den beiden Materialaufträgen ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Aufbringens jedes Materialauftrags auf den vorhergehenden Materialauftrag konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Auftragsmaterialien) Titan-, Nickel-, Kobalt- oder Eisenlegierungen, Keramiken oder Kunststoffe verwendet werden.