EP3280559A1 - Verfahren zum fertigen einer turbinenschaufel mittels elektronenstrahlschmelzen - Google Patents

Verfahren zum fertigen einer turbinenschaufel mittels elektronenstrahlschmelzen

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EP3280559A1
EP3280559A1 EP16719389.5A EP16719389A EP3280559A1 EP 3280559 A1 EP3280559 A1 EP 3280559A1 EP 16719389 A EP16719389 A EP 16719389A EP 3280559 A1 EP3280559 A1 EP 3280559A1
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EP
European Patent Office
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blade
section
blade root
airfoil
emb
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Application number
EP16719389.5A
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Inventor
Christian Brunhuber
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a turbine blade having a blade root, an adjoining the blade root blade ⁇ sheet section and an adjoining the airfoil portion blade tip portion, said blade root portion, the airfoil portion and the vane tip sections are cohesively connected to one another, and wherein at least one extends as a cooling channel serving ⁇ hollow space through the blade foot and in the display ⁇ felblattabites.
  • Turbine blades of the type mentioned. The one
  • Blade root portion, an airfoil portion and a blade tip portion are known in the art in a variety of configurations and are installed, for example, in gas turbines as blades, where they converted the flow energy of relaxing hot gas in Ro ⁇ tations energie.
  • Massively formed turbine blades are not subject to practical limitations in terms of their manufacture because they can be made by machining a blank alone. Cooled turbine blades, however, are usually made by casting because of their complex shapes caused by the cavities.
  • at least one core for generating the at least one cavity is inserted into a casting mold defining the outer surface of the turbine blade. This is aligned with positioning in the mold to set the required wall thickness of the turbine show ⁇ fel. Then, the space remaining between the mold and the core is filled with heated liquid casting material. After solidification of the casting material of the core may then be removed chemically, for example using a suitable solvent, to expose this Wei ⁇ se the cavity.
  • LMD laser metal deposition
  • metallic materials with a very high y x content can not or only very poorly be processed, for example nickel-base alloys from which turbine blades subject to high thermal stress are frequently produced.
  • EBM method Electro Beam Melting
  • the present invention provides a method for manufacturing a turbine blade of the type mentioned, which is characterized in that at least ⁇ the blade section using an EMB process is produced in layers, and that of the blade tip portion after removing baked-powder material the at least one cavity is produced under a set ⁇ a different manufacturing technology.
  • the blade airfoil portion is first generated without the blade tip ⁇ section using an EMB method, at least one cavity, which is defined by the Schaufelblattab ⁇ section remains open at least at the top and thus accessible for removal of baked powder material. Accordingly, the blade section using the method of the invention from almost any metal ⁇ metallic materials or alloys can be produced quickly and inexpensively, which is particularly in the prototype production of great advantage. That's how it works
  • manufacture a blade section from a superalloy for example, a nickel-base superalloy.
  • a superalloy for example, a nickel-base superalloy.
  • Blade root portion and the airfoil portion together in layers using an EMB process Herge ⁇ provides.
  • This variant is characterized by the fact that a large part of the turbine blade can be generated almost directly from a CAD drawing.
  • the blade root is made be ⁇ riding as a prefabricated component, wherein the airfoil section is constructed using an EMB method in layers on the Schaufelfußab ⁇ cut, or wherein the blade section in advance using a EMB method layerwise Her ⁇ made and then connected to the blade root section material ⁇ conclusively, in particular welded.
  • the airfoil portion and the blade root portion are made of made of a first material
  • the Schaufelspitzenab ⁇ section is made of a second material which is different from the first material, wherein the second material is in particular a material having a better oxidation resistance than the first material.
  • the blade tip section In the blade tip section is rather ei ⁇ ne high oxidation resistance in the foreground.
  • the blade tip section can be made of IN738LC.
  • the blade root and the blade ⁇ blade portion of a superalloy are advantageously prepared, and in particular from a nickel-based alloy.
  • Superalloys, and especially nickel-based alloys have proven to be materials in particular for gas turbine blades in the past.
  • insbeson ⁇ particular using an LMD method is for the production of blade tip portion wige ⁇ from advantage that using the LMD method, the material can be applied directly to the airfoil section, without it requires the formation of a powder bed.
  • the turbine blade 1 comprises a blade root section 2, which adjoins the blade root section 2
  • the cavity 5 is presently divided by a partition 6, which extends radially outwardly from the blade root section 2 in the direction of the Schau ⁇ felspitzenabiteses 4, whereby the cavity 5 is formed substantially U-shaped overall. It should be understood, however, that the shape and position of the partition 6 as well as the partition 6 itself are optional. Also, of course, a plurality of partitions 6 may be provided which divide the cavity 5 in a different manner.
  • the turbine blade 1 in the present case is a rotor blade of a gas turbine.
  • Grundsharm ⁇ Lich the turbine blade 1 but can also be used in other turbine nen.
  • the root portion 2 and the Schaufelblattab be ⁇ section 3 together using a method EMB-layers of a super alloy, in the present of a nickel-base superalloy.
  • the blade root section 2 and then the Schaufelblattab ⁇ section 3 layer by layer of a superalloy particulate kel having powder bed generated by melting regions of the powder bed using an electron beam in a known manner be ⁇ and solidified in accordance with the ⁇ .
  • the powder bed is also baked in areas in which no component layer is generated, in order to prevent in this way the "smoke effect" already described above.
  • cooling fluid outlet openings 8 can already be produced during the additive production of the airfoil section 3. Alternatively, however, they can also be introduced later, for example by means of drilling or the like.
  • the blade root section 2 can alternatively already be provided as a prefabricated component.
  • the Schau ⁇ felfußabites 2 for example, be provided as a casting.
  • the blade tip section 4 is manufactured in a further step using a different manufacturing technology.
  • a material is used which differs from the material of the blade 2 and Schaufelfußabêtes ⁇ sheet section. 3
  • the material of the show felspitzenabiteses 4 is in particular such a material that has a better oxidation resistance than the material of the blade root section 2 and the Schau ⁇ felblattabiteses 3.
  • IN738LC is used as the material of the blade tip section 4.
  • the blade tip portion 4 is constructed in the present case in layers using a method LMD at the free end of the actor ⁇ felblattabiteses. 3
  • an alternative additive Ferti ⁇ transmission method can be used, as long as this is not is a powder bed based method.
  • Al ternatively ⁇ it is also possible to use the blade tip section 4 as a prefabricated component, for example in the form of a casting, cohesively with the blade 3 to verbin ⁇ to weld in particular.
  • a significant advantage of the method according to the invention consists in the fact that turbine blades, cut off their Schaufelfuß- and airfoil sections of materials of ho ⁇ hem Y x consist stake, in particular superalloys, are easy and inexpensive to produce in very short time intervals, which is particularly suited for rapid prototyping is beneficial.

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Abstract

Verfahren zum Fertigen einer Turbinenschaufel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen einer Turbinenschaufel (1) mit einem Schaufelfußabschnitt (2), einem sich an den Schaufelfußabschnitt (2) anschließenden Schaufelblattabschnitt (3) und einem sich an den Schaufelblattabschnitt (3) anschließenden Schaufelspitzenabschnitt (4), wobei der Schaufelfußabschnitt (2), der Schaufelblattabschnitt (3) und der Schaufelspitzenabschnitt (4) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei sich durch den Schaufelfußabschnitt (2) und den Schaufelblattabschnitt (3) zumindest ein als Kühlkanal dienender Hohlraum (5) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Schaufelblattabschnitt (3) unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise hergestellt wird, und dass der Schaufelspitzenabschnitt (4) nach einem Entfernen angebackenen Pulvermaterials aus dem zumindest einen Hohlraum (5) unter Einsatz einer anderen Fertigungstechnologie gefertigt wird.

Description

Verfahren zum Fertigen einer Turbinenschaufel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen einer Turbinenschaufel mit einem Schaufelfußabschnitt, einem sich an den Schaufelfußabschnitt anschließenden Schaufel¬ blattabschnitt und einem sich an den Schaufelblattabschnitt anschließenden Schaufelspitzenabschnitt, wobei der Schaufel- fußabschnitt, der Schaufelblattabschnitt und der Schaufel¬ spitzenabschnitt stoffschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei sich durch den Schaufelfußabschnitt und den Schau¬ felblattabschnitt zumindest ein als Kühlkanal dienender Hohl¬ raum erstreckt.
Turbinenschaufeln der eingangs genannten Art. Die einen
Schaufelfußabschnitt, einen Schaufelblattabschnitt und einen Schaufelspitzenabschnitt aufweisen, sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt und werden beispielsweise in Gasturbinen als Laufschaufeln verbaut, wo sie die Strömungsenergie sich entspannenden Heißgases in Ro¬ tationsenergie umgewandelt.
Während des Betriebs einer Gasturbine sind die Turbinenschau- fein in Folge der hohen Temperaturen des Heißgases und der hohen Drehzahl der Turbinenwelle einer starken thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Massiv ausgebildete Laufschaufeln bieten einerseits eine hohe mechanische Belast¬ barkeit. Andererseits begrenzen sie jedoch die maximal zuläs- sige Temperatur des durchströmenden Heizgases und somit den
Wirkungsgrad der Gasturbine. Zur Erhöhung der thermischen Belastbarkeit werden der Schaufelfußabschnitt und der Schaufel¬ blattabschnitt daher häufig mit Kühlkanäle bildenden Hohlräu¬ men versehen, die sich in radialer Richtung erstrecken und während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Gasturbine von einem Kühlfluid durchströmt werden. Das in der Turbinenschau¬ fel erwärmte Kühlfluid verlässt die Turbinenschaufel dann über entsprechende Kühlfluidauslassöffnungen und strömt zu- sammen mit dem entspannten Heißgas durch einen Abgaskanal aus der Gasturbine.
Massiv ausgebildete Turbinenschaufeln unterliegen in Bezug auf ihre Herstellung keinen praktischen Beschränkungen, da sie alleine durch spanende Außenbearbeitung eines Rohlings hergestellt werden können. Gekühlte Turbinenschaufeln dagegen werden wegen ihrer durch die Hohlräume bedingten komplexen Formen meist mittels Gießen hergestellt. Dazu wird in eine die Außenfläche der Turbinenschaufel definierenden Gussform zumindest ein Kern zum Erzeugen des wenigsten einen Hohlraums eingelegt. Dieser wird mit Positioniermitteln in der Gussform ausgerichtet, um die geforderte Wandstärke der Turbinenschau¬ fel einzustellen. Dann wird der zwischen der Gussform und dem Kern verbleibende Zwischenraum mit erhitztem flüssigen Gusswerkstoff gefüllt. Nach dem Erstarren des Gusswerkstoffs kann dann der Kern chemisch entfernt werden, beispielsweise unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels, um auf diese Wei¬ se den Hohlraum freizulegen.
Von Turbinenschaufeln mit neu entwickelten Designs werden zunächst Prototypen gefertigt, die dann in einer Gasturbine ge¬ testet werden. Bei der Herstellung solcher Prototypen kommen immer häufiger additive Fertigungsverfahren zum Einsatz, da diese die Möglichkeit bieten, Turbinenschaufeln ausgehend von einer CAD-Zeichnung innerhalb kürzester Zeitintervalle schichtweise aufzubauen. Ein grundsätzlich vielversprechendes additives Fertigungsverfahren ist das LMD-Verfahren (Laser Metall Deposition) , bei dem ein pulverförmiger metalli- scher Werkstoff einem Trägergasstrom zugeführt und auf dem Weg zur Beschichtungsposition von einem Laserstrahl aufgeschmolzen wird. Ein wesentlicher Vorteil des LMD-Verfahrens besteht darin, dass sich auch sehr komplexe, mit Hohlräumen und Hinterschneidungen versehene Formen fertigen lassen. Me- tallische Werkstoffe mit sehr hohem yx-Anteil lassen sich hingegen nicht oder nur sehr schlecht verarbeiten, wie beispielsweise Nickelbasis-Legierungen, aus denen thermisch stark beanspruchte Turbinenschaufeln häufig hergestellt sind. Eine Alternative stellt das EBM-Verfahren (Electron Beam Melting) dar. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem metallische Bauteile Schicht für Schicht aus einem Pul¬ verbett generiert werden, indem Bereiche des Pulverbetts un- ter Verwendung eines Elektronenstrahls aufgeschmolzen und entsprechend verfestigt werden. Aufgrund der hohen Prozess¬ temperaturen lassen sich auch metallische Werkstoffe mit ho¬ hem Yx-Anteil verarbeiten. Während der Durchführung des Verfahrens ist allerdings dafür Sorge zu tragen, dass das Pul- verbett auch in Bereichen, in denen keine Bauteilschicht ge¬ neriert wird, anbäckt, um den so genannten „Smoke-Effekt" aufgrund elektrischer Aufladung des Pulvers zu verhindern, der dazu führt, dass sich Pulver des Pulverbettes unkontrol¬ liert im gesamten Bauraum verteilt. Entsprechend muss das an- gebackene Pulver nachträglich mit geeignetem Werkzeug entfernt werden. Hierzu muss das angebackene Pulver jedoch zu¬ gänglich sein. Diese Zugänglichkeit ist bei innenliegenden Hohlräumen grundsätzlich nicht gegeben, wie beispielsweise bei Kühlkanäle definierenden Hohlräumen von Turbinenschaufeln der eingangs genannten Art. Vor diesem Hintergrund wird das EBM-Verfahren derzeit ausschließlich für die Fertigung von Prototypen von massiv ausgebildeten Turbinenschaufeln eingesetzt . Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Fertigen einer Turbinenschaufel der eingangs genannten Art zu schaffen . Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum fertigen einer Turbinenschaufel der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zu¬ mindest der Schaufelblattabschnitt unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise hergestellt wird, und das der Schaufelspitzenabschnitt nach einem entfernen angebackenem Pulvermaterials aus dem zumindest einem Hohlraum unter Ein¬ satz einer anderen Fertigungstechnologie gefertigt wird. Auf¬ grund der Tatsache, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schaufelblattabschnitt zunächst ohne den Schaufelspitzen¬ abschnitt unter Einsatz eines EMB-Verfahrens generiert wird, bleibt zumindest ein Hohlraum, der durch den Schaufelblattab¬ schnitt definiert wird, zumindest an der Oberseite offen und damit zur Entfernung angebackenem Pulvermaterials zugänglich. Entsprechend kann der Schaufelblattabschnitt unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus nahezu beliebigen metal¬ lischen Materialien bzw. mittels Legierungen schnell und preiswert hergestellt werden, was insbesondere bei der Proto- typen Fertigung von großem Vorteil ist. So lässt sich der
Schaufelblattabschnitt beispielsweise aus einer Superlegie- rung fertigen, zum Beispiel aus einer Nickelbasis- Superlegierung . Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung werden der
Schaufelfußabschnitt und der Schaufelblattabschnitt gemeinsam unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise herge¬ stellt. Diese Variante zeichnet sich dadurch aus, dass sich ein großer Teil der Turbinenschaufel quasi direkt aus eine CAD-Zeichnung generieren lässt.
Gemäß einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schaufelfußabschnitt als vorgefertigtes Bauteil be¬ reit gestellt, wobei der Schaufelblattabschnitt unter Verwen- dung eines EMB-Verfahrens schichtweise auf dem Schaufelfußab¬ schnitt aufgebaut wird, oder wobei der Schaufelblattabschnitt vorab unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise her¬ gestellt und anschließend mit dem Schaufelfußabschnitt stoff¬ schlüssig verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Handelt es sich bei dem Schaufelfußabschnitt um ein vorgefer¬ tigtes Bauteil, so wird dieser bevorzugt gießtechnisch herge¬ stellt. Alternativ kann aber auch ein noch intakter Schaufelfußabschnitt einer ausgemusterten Turbinenschaufel zum Ein- satz kommen.
Gemäß einer aus Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind der Schaufelblattabschnitt und der Schaufelfußabschnitt aus einem ersten Material hergestellt, und der Schaufelspitzenab¬ schnitt ist aus einem zweitem Material hergestellt, das von dem ersten Material verschieden ist, wobei es sich bei dem zweiten Material insbesondere um ein Material handelt, das eine bessere Oxidationsbeständigkeit als das erste Material aufweist. Diese Materialauswahl ist dahingehend von Vorteil, dass sie den tatsächlichen Beanspruchungen einer Turbinenschaufel gerecht wird. Während der Schaufelfußabschnitt und der Schaufelblattabschnitt während des bestimmungsgemäßen Einsatzes einer Turbinenschaufel aufgrund der dynamischen
Kräfte meist sehr hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, ist dies bei dem Schaufelspitzenabschnitt weniger der Fall. Bei dem Schaufelspitzenabschnitt steht vielmehr ei¬ ne hohe Oxidationsbeständigkeit im Vordergrund. So kann der Schaufelspitzenabschnitt beispielsweise aus IN738LC gefertigt werden .
Vorteilhaft sind der Schaufelfußabschnitt und der Schaufel¬ blattabschnitt aus einer Superlegierung hergestellt, insbe- sondere aus einer Nickelbasis-Legierung. Superlegierungen und insbesondere Nickelbasis-Legierungen haben sich als Materialien insbesondere für Gasturbinenschaufeln in der Vergangenheit bewehrt. Gemäß einer aus Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schaufelspitzenabschnitt nach der Herstellung des Schaufelblattabschnittes als vorgefertigtes Bauteil stoffschlüssig mit dem Schaufelblatt verbunden oder unter Einsatz eines additiven Fertigungsverfahrens schichtweise am freien Ende des Schaufelblattabschnittes aufgebaut, insbeson¬ dere unter Einsatz eines LMD-Verfahrens . Das LMD-Verfahren ist für die Fertigung des Schaufelspitzenabschnittes dahinge¬ hend von Vorteil, dass unter Einsatz des LMD-Verfahrens das Material direkt auf dem Schaufelblattabschnitt aufgetragen werden kann, ohne das es der Ausbildung eines Pulverbettes bedarf . Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich, die schematisch eine Querschnittansicht einer Turbinenschaufel zeigt, die unter Einsatz eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gefertigt wurde.
Die Turbinenschaufel 1 umfasst einen Schaufelfußabschnitt 2, einen sich an den Schaufelfußabschnitt 2 anschließenden
Schaufelblattabschnitt 3 und einen sich an den Schaufelblatt¬ abschnitt 3 anschießenden Schaufelspitzenabschnitt 4, wobei der Schaufelfußabschnitt 2, der Schaufelblattabschnitt 3 und der Schaufelspitzenabschnitt 4 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Durch den Schaufelfußabschnitt 2 und den Schaufelblattabschnitt 3 erstreckt sich radial ein als Kühl¬ kanal dienender Hohlraum 5. Der Hohlraum 5 ist vorliegend durch eine Trennwand 6 unterteilt, die sich ausgehend von dem Schaufelfußabschnitt 2 radial auswärts in Richtung des Schau¬ felspitzenabschnittes 4 erstreckt, wodurch der Hohlraum 5 insgesamt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Es sollte jedoch klar sein, dass die Form und die Position der Trennwand 6 ebenso wie die Trennwand 6 selbst optional sind. Auch können natürlich mehrere Trennwände 6 vorgesehen sein, die den Hohlraum 5 in anderer Weise unterteilen. An einer
stromabwärtigen Kante 7 des Schaufelblattabschnittes 3 sind
Kühlfluidauslassöffnungen 8 ausgebildet, die mit dem Hohlraum 5 kommunizieren. Bei der Turbinenschaufel 1 handelt es sich vorliegend um eine Laufschaufei einer Gasturbine. Grundsätz¬ lich kann die Turbinenschaufel 1 aber auch in anderen Turbi- nen zum Einsatz kommen.
Zur Herstellung der Turbinenschaufel 1 werden in einem ersten Schritt der Schaufelfußabschnitt 2 und der Schaufelblattab¬ schnitt 3 gemeinsam unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise aus einer Superlegierung hergestellt, vorliegend aus einer Nickelbasis-Superlegierung . Hierbei werden der Schaufelfußabschnitt 2 und daraufhin der Schaufelblattab¬ schnitt 3 Schicht für Schicht aus einem Superlegierungsparti- kel aufweisenden Pulverbett generiert, indem Bereiche des Pulverbetts unter Verwendung eines Elektronenstrahls in be¬ kannter Weise aufgeschmolzen und entsprechend verfestigt wer¬ den. Dabei wird das Pulverbett auch in Bereichen, in denen keine Bauteilschicht generiert wird, angebacken, um auf diese Weise den eingangs bereits beschriebenen "Smoke-Effekt " zu verhindern. Nach der Fertigstellung des Schaufelfußabschnittes 2 und des Schaufelblattabschnittes 3 werden die angeba¬ ckenen Bereiche des Pulverbettes im Bereich des Hohlraums 5 mit geeigneten Werkzeugen gelöst und entfernt. Der Hohlraum 5 ist dabei sowohl vom unteren Ende des Schaufelfußabschnittes
2 als auch vom oberen Ende des Schaufelblattabschnittes 3 zu¬ gänglich. Die Kühlfluidauslassöffnungen 8 können bereits während der additiven Fertigung des Schaufelblattabschnittes 3 hergestellt werden. Alternativ können Sie aber auch nachträglich eingebracht werden, beispielsweise mittels Bohren oder dergleichen .
Der Schaufelfußabschnitt 2 kann alternativ bereits als vorge- fertigtes Bauteil bereitgestellt werden. So kann der Schau¬ felfußabschnitt 2 beispielsweise als Gussteil bereitgestellt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, einen noch intakten Schaufelfußabschnitt einer ausgemusterten Turbinenschaufel zu verwenden. Wird für den Schaufelfußabschnitt 2 ein vorgefer- tigtes Bauteil eingesetzt, so kann der Schaufelblattabschnitt
3 unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise auf dem Schaufelfußabschnitt 2 aufgebaut werden. Ebenso ist es aber auch möglich, den Schaufelblattabschnitt 3 vorab unter Ver¬ wendung eines EMB-Verfahrens schichtweise herzustellen und anschließend mit dem Schaufelfußabschnitt 2 stoffschlüssig zu verbinden, insbesondere zu verschweißen.
Nach dem Entfernen des angebackenen Pulvermaterials aus dem Hohlraum 5 wird in einem weiteren Schritt unter Einsatz einer anderen Fertigungstechnologie der Schaufelspitzenabschnitt 4 gefertigt. Hierzu wird ein Material verwendet, das sich von dem Material des Schaufelfußabschnittes 2 und des Schaufel¬ blattabschnittes 3 unterscheidet. Bei dem Material des Schau- felspitzenabschnittes 4 handelt es sich insbesondere um ein solches Material, das eine bessere Oxidationsbeständigkeit als das Material des Schaufelfußabschnittes 2 und des Schau¬ felblattabschnittes 3 aufweist. Insbesondere wird IN738LC als Material des Schaufelspitzenabschnittes 4 verwendet.
Der Schaufelspitzenabschnitt 4 wird vorliegend schichtweise unter Einsatz eines LMD-Verfahrens am freien Ende des Schau¬ felblattabschnittes 3 aufgebaut. Es sollte jedoch klar sein, dass grundsätzlich auch ein alternatives additives Ferti¬ gungsverfahren zum Einsatz kommen kann, solange es sich hierbei nicht um ein pulverbettbasiertes Verfahren handelt. Al¬ ternativ ist es auch möglich, den Schaufelspitzenabschnitt 4 als vorgefertigtes Bauteil, beispielsweise in Form eines Gussteils, Stoffschlüssig mit dem Schaufelblatt 3 zu verbin¬ den, insbesondere zu verschweißen.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren bestehet darin, dass sich Turbinenschaufeln, deren Schaufelfuß- abschnitt und Schaufelblattabschnitte aus Werkstoffen mit ho¬ hem Yx-Anteil bestehen, insbesondere aus Superlegierungen, in sehr kurzen Zeitintervallen einfach und preiswert herstellen lassen, was insbesondere für die Prototypenfertigung von Vorteil ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren
zum Fertigen einer Turbinenschaufel (1)
mit einem Schaufelfußabschnitt (2),
einem sich an den Schaufelfußabschnitt (2) anschließenden Schaufelblattabschnitt (3) und
einem sich an den Schaufelblattabschnitt (3) anschließenden Schaufelspitzenabschnitt (4),
wobei der Schaufelfußabschnitt (2), der Schaufelblattab¬ schnitt (3) und der Schaufelspitzenabschnitt (4) stoff¬ schlüssig miteinander verbunden sind, und
wobei sich durch den Schaufelfußabschnitt (2) und den
Schaufelblattabschnitt (3) zumindest ein als Kühlkanal die¬ nender Hohlraum (5) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der Schaufelblattabschnitt (3) unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise hergestellt wird, und dass der Schaufelspitzenabschnitt (4) nach einem Entfernen angebackenen Pulvermaterials aus dem zumindest einen Hohl¬ raum (5) unter Einsatz einer anderen Fertigungstechnologie gefertigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfußabschnitt (2) und der Schaufelblattabschnitt (3) gemeinsam unter Verwendung eines EMB-Verfahrens
schichtweise hergestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfußabschnitt (2) als vorgefertigtes Bauteil be¬ reitgestellt wird,
wobei der Schaufelblattabschnitt (3) unter Verwendung eines
EMB-Verfahrens schichtweise auf dem Schaufelfußabschnitt (2) aufgebaut wird, oder
wobei der Schaufelblattabschnitt (3) vorab unter Verwendung eines EMB-Verfahrens schichtweise hergestellt und
anschließend mit dem Schaufelfußabschnitt (2) stoffschlüs¬ sig verbunden,
insbesondere verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfußabschnitt (2) gießtechnisch hergestellt wird .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfußabschnitt (2) und der Schaufelblattabschnitt (3) aus einem ersten Material hergestellt sind, und
dass der Schaufelspitzenabschnitt (4) aus einem zweiten Ma¬ terial hergestellt ist, das von dem ersten Material ver¬ schieden ist,
wobei es sich bei dem zweiten Material insbesondere um ein Material handelt, dass eine bessere Oxidationsbeständigkeit als das erste Material aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfußabschnitt (2) und der Schaufelblattabschnitt (3) aus einer Superlegierung hergestellt sind,
insbesondere aus einer Nickelbasis-Legierung.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelspitzenabschnitt (4) nach der Herstellung des Schaufelblattabschnittes (2) als vorgefertigtes Bauteil stoffschlüssig mit dem Schaufelblattabschnitt (3) verbunden oder
unter Einsatz eines additiven Fertigungsverfahrens schicht¬ weise am freien Ende des Schaufelblattabschnittes (3) auf¬ gebaut wird,
insbesondere unter Einsatz eines LMD-Verfahrens .
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