ES2641197T3 - Método para fabricar una carcasa de confinamiento - Google Patents

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Peter Geiger
Erwin Bayer
Thomas Hess
Jens Wittmer
Petra Kufner
Rudolf Stanka
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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una parte de carcasa para la zona de las aspas de rotor de una turbomáquina, en donde la parte de carcasa rodea un canal de flujo de una turbomáquina al menos en parte en la dirección perimetral e incluye una pared (8) circundante en la dirección circunferencial, en cuyo lado exterior de manera radial están configuradas estructuras absorbentes de energía, las cuales, con una acción mecánica orientada hacia fuera de manera radial, absorben un alto grado de energía de deformación, en donde la parte de carcasa (1) está construida por capas al menos en parte con un procedimiento de fabricación generativo, caracterizado, por que la parte de carcasa (1) se construye de manera generativa en la dirección axial como cilindro hueco metálico con al menos en parte estructura de doble pared, la cual define entre sí una cavidad de carcasa (10), en donde en la cavidad de carcasa se introducen, de manera continua o por pasos tras la finalización de al menos partes de la cavidad de carcasa, esferas huecas (11) de material cerámico en la cavidad de carcasa, en donde con las esferas huecas de material cerámico se introduce en la cavidad de carcasa un aglomerante y las esferas huecas (11) de material cerámico se unen entre sí mediante sinterización por adherencia de materiales.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para fabricar un confinamiento de carcasa Antecedentes de la invencion Ambito de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de una parte de carcasa para una turbomaquina, como por ejemplo una turbina de gas estacionaria o un motor de aeronave, la cual rodea en sentido periferico, al menos en parte, al canal de flujo de la turbomaquina e incluye una pared que discurre en sentido periferico, en cuyo lado exterior radial estan configuradas estructuras absorbentes de energfa, las cuales absorben energfa en gran medida con una accion mecanica dirigida hacia fuera de manera radial.
Estado de la tecnica
En el caso de las turbomaquinas, tales como turbinas de gas estacionarias o motores de aeronave , en el compresor o la turbina se emplean aspas de rotor que funcionan rapidamente, las cuales se mueven a gran velocidad alrededor de un eje de rotacion a lo largo del eje longitudinal (direccion axial) de la turbomaquina. Debido a las altas velocidades de rotacion de las aspas de rotor existe el peligro de que, al romperse un aspa de rotor, un fragmento del aspa de rotor perfore la carcasa circundante a causa de las altas fuerzas centnfugas y, ademas, cause danos a la turbomaquina. En particular, en el caso de los motores de aeronaves se deben impedir fragmentos de aspas de rotor al abandonar la carcasa, con el fin de evitar que, a causa de los fragmentos que salen, se produzcan danos en la estructura de la aeronave, como por ejemplo en las alas o en la cabina de pasajeros.
Por lo tanto, es conocido prever un denominado confinamiento en la carcasa (confinamiento de carcasa), el cual presenta estructuras absorbentes de energfa, con el fin de impedir fragmentos al salir de la carcasa, en donde la energfa cinetica de los fragmentos de las estructuras que absorben energfa del confinamiento de carcasa es absorbida, o bien reducida. Ejemplos de partes de carcasa de este tipo estan descritos en el documento US 6.979.172 B1, el documento US 5.403.148 A, el documento US 4.547.122 A, el documento EP 0286815 B1, el documento DE 10 2007 042 767 A1, el documento DE 19956444 B4, el documento EP 1726787 A2, el documento US 2006/0165519 A1 y el documento EP 1589195 A1.
En estos documentos estan descritas diferentes ejecuciones de estructuras absorbentes de energfa, como por ejemplo azulejos ceramicos alojados en carcasas metalicas, la disposicion de plasticos reforzados con fibra, asf como la prevision de estructuras de cuna o espumas metalicas y la disposicion de distintas combinaciones de materiales. No obstante, los confinamientos de carcasa descritos estan construidos o bien de forma muy compleja, con el fin de alcanzar un buen efecto absorbente de energfa y, por consiguiente, de diffcil fabricacion, o bien estan construidos de manera sencilla y, por ende, de facil fabricacion, aunque en este caso sufren de una deficiente absorcion de energfa. Por consiguiente, se debe hallar un compromiso equilibrado entre las estructuras absorbentes de energfa ventajosas y una fabricacion sencilla.
Un procedimiento de conformidad con el preambulo de la reivindicacion 1 es conocido del documento DE 10 2011 108957 A1. En aras de la integridad, cabe mencionar ademas los documentos FR 2 663 412 A1, FR 2 581 400 A1 y EP 2 305 985 A2.
Descripcion de la invencion
Mision de la invencion
Por lo tanto, es mision de la presente invencion proporcionar un procedimiento para la fabricacion de una carcasa con un confinamiento (zona de refuerzo), en donde la carcasa garantiza una absorcion de energfa lo mas optima posible y, por lo tanto, una retencion segura de fragmentos de aspas de rotor en la carcasa y que, por otra parte, tiene que ser facil de fabricar.
Solucion tecnica
Este problema se soluciona por medio de un procedimiento para la fabricacion de una parte de carcasa para una turbomaquina con las caractensticas de la reivindicacion 1. Ejecuciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.
La invencion se basa en el reconocimiento de que estructuras absorbentes de energfa complejas, las cuales posibilitan una optima absorcion energetica de la energfa cinetica de fragmentos de aspas de rotor, se pueden generar por capas mediante procedimientos de fabricacion generativos. Por lo tanto, por medio de procedimientos de fabricacion generativos se pueden fabricar de manera facil estructuras absorbentes de energfa muy complejas, de forma que el conflicto de objetivos se puede resolver, por una parte, con estructuras absorbentes de energfa, las cuales presentan un cierto grado de complejidad y, por otra parte, con procedimientos de fabricacion sencillos.
Como procedimientos de fabricacion generativos se pueden emplear diferentes procedimientos, en los cuales es
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posible una construccion por capas de un componente a partir de materiales en polvo, como por ejemplo soldadura por laser selectiva o soldadura por haz de electrones selectiva, en las cuales, por medio de rayos laser o haces de electrones se sueldan entre sf partfculas de material en forma de polvo en las zonas de capas de polvo, en donde debe producirse el componente correspondiente. De la misma forma, por medio de rayos laser o haces de electrones tambien se pueden sinterizar entre sf partfculas de polvo, de manera que tambien se puede emplear una sinterizacion por rayos laser selectiva o una sinterizacion por haces de electrones selectiva. Ademas, se pueden fabricar componentes por capas mediante inyecciones de aire fno de polvo, en donde las partfculas de polvo se inyectan a gran velocidad, de forma que estas se sueldan en fno. Por consiguiente, este procedimiento tambien se puede emplear para la fabricacion generativa de partes de carcasa correspondientes. Ademas, tambien se pueden emplear otros procedimientos de fabricacion generativos, en los cuales las partfculas de polvo se unen entre sf por capas.
Por lo tanto, como estructuras absorbentes de energfa se pueden fabricar geometnas de componentes complejas y/o asociaciones de materiales, las cuales posibilitan una absorcion de energfa optima con respecto a una accion mecanica dirigida hacia fuera de manera radial por medio de fragmentos de aspas de rotor. Por geometnas de componentes complejas se entienden en este caso formas de componentes, las cuales, mediante un movimiento y/o deformacion correspondiente, pueden absorber la mayor cantidad de energfa posible de un fragmento que sale de un aspa de rotor. De forma adicional o como alternativa, se pueden emplear asociaciones de materiales, esto es, componentes de diferentes materiales o componentes materiales, con el fin de reducir de manera eficaz la energfa cinetica de los fragmentos que salen.
Las estructuras geometricas pueden incluir estructuras de cavidad hueca, estructuras de esfera hueca, estructuras de panal, estructuras de capas, estructuras de fibras, estructuras de tejidos, estructuras de rejillas, estructuras de cadenas, estructuras de mallas, estructuras que se extienden de manera radial y demas estructuras de deformacion.
Por estructuras de cavidad hueca se entienden estructuras, en las cuales estan previstas cavidades huecas definidas, de manera que el material circundante puede sufrir una deformacion correspondiente o una rotura, sin que una fisura que se cree pueda extenderse inmediatamente por todo el componente. De conformidad con la invencion, la estructura de cavidad hueca incluye una disposicion de esferas huecas, las cuales estan unidas entre sf de forma fija. Ademas, tambien pueden estar previstas estructuras de panal, esto es, estructuras en forma de panales de abejas. Como estructuras de cavidad hueca se pueden utilizar asimismo estructuras de rejillas, las cuales pueden estar formadas por medio de nervios conectados entre sf en sentido transversal en forma de un entramado. Por rejillas no solo se entiende en este caso una cuadncula en el sentido matematico, sino cualquier tipo de disposicion de partes a modo de nervio en forma bidimensional o dimensional formando espacios intermedios.
Por estructuras de fibras se entienden estructuras, en las cuales se disponen materiales de fibras con o sin material matriz circundante, o bien embuticiones a lo largo de la pared que rodea el canal de flujo, en donde la direccion longitudinal de las fibras puede estar orientada en sentido periferico en torno al canal de flujo. De forma adicional o como alternativa, las fibras tambien pueden estar dispuestas, no obstante, en una direccion longitudinal, a saber, en paralelo a la direccion axial, en la parte de carcasa. Como fibras pueden tenerse en cuenta distintos materiales fibrosos, como por ejemplo fibras de plastico y, en particular, fibras de aramida.
Por estructuras de tejidos se entienden estructuras de formaciones filiformes, las cuales se cruzan transversalmente entre sf con el objetivo de formar un tejido. En particular, los hilos en la estructura de tejido se pueden cruzar entre sf perpendicularmente y varios tejidos planos pueden estar dispuestos uno encima de otro. En comparacion con las estructuras trenzadas, en las cuales los hilos estan unicamente entrelazados uno dentro de otro en la direccion de su extension longitudinal, las estructuras de tejidos ofrecen estructuras especialmente estables y, por lo tanto, absorbentes de energfa gracias a sus hilos o formaciones filiformes dispuestos de manera transversal uno con otro y, en particular, perpendicularmente. Ademas, los hilos, o bien las formaciones filiformes no pueden estar unidos entre sf de manera fija en sus puntos de cruce, de forma que estos se pueden mover relativamente uno con el otro. Esto posibilita, en el caso de una disposicion de la estructura de tejido plana que discurre en paralelo a o dentro de la pared circundante en la direccion periferica de la parte de carcasa con un fragmento que sale de manera radial de un aspa de rotor, que se absorba una primera parte de la energfa cinetica del fragmento por medio de un tensado redproco correspondiente de los hilos del tejido. Lo mismo es valido para estructuras reticulares de hilos o formaciones filiformes o estructuras de cadenas con eslabones dispuestos uno dentro del otro.
Las estructuras de tejidos pueden presentar en particular hilos con una estructura de onda, los cuales forman valles de ondas y crestas de ondas, en donde los valles y las crestas estan distanciados. Ademas, en estas estructuras de tejidos se pueden entretejer nervios de refuerzo, las cuales limitan el movimiento de los hilos al tensarse en caso de que aparezca un fragmento y favorecen la absorcion de la energfa.
En el caso de estructuras de tejidos de este tipo, las cuales pueden estar dispuestas en una o varias capas a lo largo de la superficie circunferencial en torno al canal de flujo, los fragmentos que salen de manera radial conducen a un tensado de la estructura de tejidos y a una primera absorcion de energfa provocada de este modo, antes de que otra energfa sea absorbida por deformacion elastica y deformacion plastica hasta la rotura de los hilos del tejido.
En el caso de las estructuras de cadenas absorbentes de ene^a, puede tratarse de cadenas lenticulares individuales con eslabones entrelazados entre s^ en union continua o de estructuras de cadenas planas, esto es, bidimensionales, o espaciales, esto es, tridimensionales, con cadenas lineales dispuestas una sobre otra y una al lado de otra, las cuales pueden estar ademas encadenadas entre sr Tanto las estructuras de cadenas como 5 tambien las estructuras de mallas y/o las estructuras de tejidos pueden estar dispuestas una sobre otra en una o varias capas, en particular en la direccion radial.
Por estructuras de pliegue se entienden estructuras, en las cuales se produce un determinado pliegue, cuando en la direccion radial se efectua una accion mecanica, como por ejemplo la aparicion de un fragmento de un aspa de rotor. Por ejemplo, una estructura de pliegue puede estar formada por una estructura de acordeon, en la cual estan 10 dispuestos de manera angular el uno con el otro varios elementos planos con forma de placa, de manera que en las zonas de union entre los elementos con forma de placa se hace necesario un trabajo de deformacion, cuando los elementos planos con forma de placa se comprimen el uno contra el otro y la estructura de pliegue se pliega. De la misma manera, pueden estar previstas estructuras con forma de meandro o estructuras similares, en las cuales, por medio del plegado, o bien la compresion, se debe realizar el trabajo de deformacion. Estas estructuras de pliegue 15 pueden estar previstas como estructuras individuales en una zona de refuerzo (confinamiento de carcasa) de una parte de carcasa o varias estructuras de pliegue pueden estar dispuestas una al lado de la otra en la direccion axial. Ademas, pueden estar previstas otras estructuras de deformacion, en las cuales, con una deformacion en la direccion radial, es posible una alta absorcion de energfa, las cuales presentan formas diferentes. En particular, pueden estar dispuestas estructuras que se extienden de manera radial, esto es, elementos constructivos, o bien 20 componentes con la dimension maxima en la direccion radial en la zona de refuerzo (confinamiento), con el objetivo de reducir de manera eficaz la energfa cinetica de un fragmento de un aspa de rotor cuando este aparece.
Por medio de los procedimientos de fabricacion generativos se pueden realizar tanto estructuras, las cuales se fabrican completamente de manera generativa, como tambien estructuras, en las cuales solamente se fabrican de manera generativa algunas partes, mientras que otras partes se generan de manera convencional. De conformidad 25 con la invencion, se fabrican partes de carcasa con zonas de refuerzo (confinamiento), las cuales presentan como mmimo en parte una estructura de doble pared metalica, la cual incluye una cavidad de la carcasa, en el cual estan dispuestas esferas huecas de material ceramico, las cuales se unen entre sf por adherencia de materiales, por ejemplo, mediante sinterizacion o mediante aglomerantes. En este caso, la estructura de doble pared metalica se genera mediante un procedimiento de fabricacion generativo, mientras que las esferas huecas de material ceramico 30 se introducen posteriormente en la cavidad y, allf, mediante sinterizacion o un aglomerante debidamente vertido, se unen entre sf por adherencia de materiales. En particular, el proceso de sinterizacion tambien se puede favorecer por medio de un nanopolvo ceramico o por medio de un compuesto metalico organometalico.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURASOtras ventajas, particularidades y caractensticas de la presente invencion se hacen evidentes con la siguiente descripcion detallada de los ejemplos de realizacion por medio de los dibujos 35 adjuntos. Los dibujos muestran de forma puramente esquematica en
la Fig. 1, un corte longitudinal parcial a lo largo de la direccion axial de una turbomaquina;
la Fig. 2,un corte transversal de una parte de carcasa con montaje generativo;
la Fig. 3,un diagrama que muestra la secuencia de procedimiento de fabricacion de la parte de carcasa de la Fig. 2;
la Fig. 4,una vista de seccion a traves de otra forma de realizacion no de conformidad con la invencion de una parte 40 de carcasa;
la Fig. 5, una vista de seccion a traves de otra forma de realizacion no de conformidad con la invencion de una parte de carcasa;
la Fig. 6,otra vista de seccion de una parte de carcasa no de conformidad con la invencion;
la Fig. 7, una representacion de una estructura de tejidos de una estructura absorbente de energfa y en
45 la Fig. 8,una vista de seccion de otro ejemplo de realizacion no de conformidad con la invencion de una parte de carcasa.
EJEMPLOS DE REALIZACION
Aunque la presente invencion se describe en detalle por medio de los siguientes ejemplos de realizacion, para el experto en la materia resulta obvio que la invencion no esta limitada a estos ejemplos de realizacion.
50 La Fig. 1 muestra una seccion parcial a traves de una turbomaquina, como por ejemplo un motor de aeronave, con una parte de carcasa 1, la cual rodea un canal de flujo 2, el cual se extiende de manera axial a lo largo del eje longitudinal 3. En el canal de flujo 2 estan montados discos giratorios 4, en los cuales estan dispuestas aspas de rotor 5. Las aspas de rotor 5 se mueven a gran velocidad de rotacion en torno al eje longitudinal 3, tal y como esta senalado por medio de la flecha. Si, por ejemplo, un aspa de rotor 5 llega a romperse por la intrusion de un cuerpo
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extrano o por cualquier otro motivo, entonces el fragmento 5' del aspa de rotor 5 es acelerado hacia fuera de manera axial debido a las fuerzas centnfugas, amenazando asf con perforar la carcasa 1. No obstante, para evitar que se danen los componentes colindantes con la turbomaquina, como por ejemplo las alas de los aviones, debido a los fragmentos 5' que salen hacia fuera, en la parte de carcasa 1 correspondiente estan previstas en las zonas, en las cuales estan dispuestas aspas de rotor, zonas de refuerzo 6, las cuales estan configuradas con estructuras absorbentes de energfa, las cuales absorben la energfa de los fragmentos rotos y pueden reducirla, de manera que los fragmentos 5' no pueden salir de la carcasa 1.
En el ejemplo de realizacion de la Fig. 1 las zonas de refuerzo 6 estan configuradas como estructuras de doble pared selladas de la carcasa 1, las cuales incluyen una cavidad hueca de carcasa, en la cual esta dispuesta una estructura hueca 7 de material ceramico.
De conformidad con la invencion, la parte de carcasa 1 se fabrica mediante un procedimiento de fabricacion generativo, como soldadura laser selectiva.
Como puede observarse en la Fig. 2, el montaje de la parte de carcasa 1 se realiza a lo largo del eje longitudinal, o bien de la direccion axial, tal y como esta representado por medio de la flecha 9.
La parte de carcasa 1 se construye en este caso de manera generativa a partir de un material metalico, en donde se aplica por capas polvo metalico. La parte de carcasa 1 incluye en este caso fundamentalmente una pared 8 cilmdrica que rodea el canal de flujo, la cual esta configurada con doble pared en la zona de refuerzo 6, con el fin de formar una cavidad hueca de carcasa, en la cual se pueden colocar las esferas huecas de material ceramico.
Como se desprende de la Fig. 3 con las imagenes parciales a) a d), la estructura de doble pared 8 se construye en un primer momento de manera generativa en la zona de refuerzo 6, con el fin de configurar la cavidad de carcasa 10. De forma continua con el montaje de la cavidad de carcasa 10 o por pasos tras la finalizacion parcial o total de la cavidad de carcasa 10 las esferas huecas 11 de material ceramico se rellenan con o sin un aglomerante, como por ejemplo un compuesto de platino organico. Tras el sellado total de la cavidad de carcasa 10 con la estructura de doble pared 8, se aplica a la parte de carcasa 1 un tratamiento termico, con el fin de sinterizar las esferas huecas de material ceramico y, en su caso, el aglomerante introducido. Por ejemplo, como aglomerante se pueden utilizar nanopartfculas de material ceramico, para facilitar una union entre sf por adherencia de materiales de las esferas huecas de material ceramico. En caso de utilizarse un aglomerante organometalico, como por ejemplo un compuesto de platino organometalico, el tratamiento termico tambien puede realizarse antes del sellado de la cavidad de carcasa 10, con el fin de permitir que el componente organico, el cual se descompone con el tratamiento termico, salga de la cavidad de carcasa 10.
Con el procedimiento de fabricacion mostrado en la Fig. 3 en las imagenes parciales a) a d) se pueden generar de manera rentable y sencilla geometnas de componentes complejas y asociaciones de materiales como estructuras absorbentes de energfa. En el ejemplo de realizacion de las Figs. 1 a 3 se puede configurar una estructura de doble pared 8 con la forma que se desee a partir de un material metalico y combinarse con una estructura de esfera hueca 7 de material ceramico, con el fin de evitar que fragmentos 5' de aspas de rotor salgan de la carcasa 1. Si, en concreto, un fragmento 5' impacta en la zona de refuerzo 6 de la carcasa 1, el fragmento 5' debe atravesar en primer lugar la zona marginal dispuesta en el interior de forma radial de la estructura de doble pared 8 metalica y, despues, la estructura de esfera hueca 7 de material ceramico, en donde por medio de la deformacion de la estructura de pared hueca metalica y de la estructura de esfera hueca de material ceramico se absorbe tanta energfa que se obstaculiza que el fragmento 5' salga de la carcasa 1.
La Fig. 4 muestra otra parte de carcasa 1' no de conformidad con la invencion con una zona de refuerzo 6', en la cual esta prevista otra forma de realizacion de una estructura absorbente de energfa. La estructura absorbente de energfa de la forma de realizacion de la Fig. 4 esta formada por varias estructuras de pliegue 13 paralelas, dispuestas una junto a la otra en la direccion axial y orientadas de manera radial, cuya extension longitudinal, esto es, la direccion con la mayor dimension longitudinal, esta orientada de manera radial. La estructura de pliegue 13 esta formada por una pluralidad de zonas de placas 21, las cuales estan dispuestas una con otra en angulo agudo a lo largo de bordes 23, en donde los bordes 22 estan dispuestos en la direccion radial uno detras de otro y alternativamente desplazados de manera axial, de manera que se produce una estructura de acordeon. Al impactar un fragmento 5', la estructura de pliegue 13 se dobla a lo largo de los bordes 22, de forma que la zona de placas 21 se mueven una tras otra. De esta manera se consume energfa de deformacion y, al mismo tiempo, se proporciona un tramo de pared mas grueso, el cual debe ser atravesado por el fragmento 5' que impacta.
La Fig. 5 muestra otra forma de realizacion no de conformidad con la invencion de una parte de carcasa 1'' con una zona de refuerzo 6'' que, de igual manera a la zona de refuerzo 6' de la Fig. 4 con la estructura de pliegue 13, se puede fabricar completamente de manera generativa, de manera que no solo se puede fabricar de manera generativa la estructura de doble pared de la zona de refuerzo 6'', sino tambien la estructura absorbente de energfa introducida en la cavidad de carcasa. Por lo tanto, de esta manera se pueden realizar geometnas de componentes y/o asociaciones de materiales complejas, los cuales garantizan una alta absorcion de energfa.
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En el caso de la forma de realizacion de la Fig. 5 la estructura absorbente de ene^a esta formada por medio de una estructura de capas 14, la cual esta configurada a base de varias capas individuales dispuestas una encima de otra en la direccion radial, en donde las capas individuales pueden estar formadas a partir de distintos materiales. Ademas, en las capas individuales pueden realizarse diferentes geometnas de componentes, como por ejemplo estructuras de cavidad , estructuras de panal, estructuras de rejillas y otras similares.
La Fig. 6 muestra otra forma de realizacion mas no de conformidad con la invencion de una parte de carcasa 1''' con una zona de refuerzo 6''', en la cual estan previstas varias estructuras absorbentes de energfa en forma de inserciones 15, las cuales pueden estar dispuestas respectivamente en cavidades de carcasa separadas o en una cavidad de carcasa comun. En el ejemplo de realizacion de la Fig. 6 estan configuradas las inserciones 15 como inserciones 15 dispuestas una con la otra de manera radial una encima de otra y colocadas de manera axial.
La Fig. 7 muestra una estructura de tejido 16, la cual puede formar, por ejemplo, una insercion 15 de la parte de carcasa 1'''.
La estructura de tejido 16 esta formada a partir de dos capas, las cuales estan respectivamente tejidas a partir de varios hilos paralelos 17 y 18, en donde los extremos de los hilos 17 y 18 estan unidos el uno al otro de manera fija. En medio los hilos 17,18 estan entretejidos mutuamente, esto es, cruzados. En la zona de cruce 19 de la estructura de tejido 16 los hilos 17, 18 no estan unidos el uno al otro de manera fija, sino que se pueden mover en relacion el uno con el otro. Los hilos paralelos 17, 18 forman respectivamente una estructura de onda con correspondientes valles de ondas y crestas de ondas, en donde entre las crestas de ondas de un grupo de hilos y los valles de ondas del otro grupo de hilos estan formados espacios intermedios, en los cuales estan dispuestos nervios de refuerzo 20.
En el caso de una estructura de tejido 16 de este tipo, un fragmento 5' que impacta de un aspa de rotor 5 puede provocar en primer lugar un movimiento de los hilos 17, 18 el uno con el otro, de manera que los hilos se tensan, en donde se evita un movimiento demasiado amplio de los hilos 17, 18 por medio de los nervios de refuerzo 20. Mediante el tensado de los hilos 17, 18 en la estructura de tejido 16 se absorbe ya energfa. Adicionalmente, se absorbe mas energfa por medio de la deformacion elastica de los hilos 17, 18 y de los nervios de refuerzo 20. Ademas, para la penetracion de un fragmento 5' se necesitana reunir energfa para la rotura de los hilos 17, 18, de manera que con una estructura de este tipo se proporcione una proteccion eficaz para que ningun fragmento de aspas de rotor 5 salga de la carcasa de una turbomaquina.
Una compleja estructura de tejido 16 de este tipo, tal y como esta mostrada en la Fig. 7, tambien puede generarse por medio de procedimientos de fabricacion generativos.
La Fig. 8 muestra otra forma de realizacion mas no de conformidad con la invencion de una parte de carcasa 1'''' con una zona de refuerzo 6''''. En el caso de la forma de realizacion de la Fig. 8 no esta prevista ninguna estructura de doble pared, sino unicamente una pared 8 que rodea el canal de flujo en la direccion perimetral, en cuyo lado exterior de manera radial esta prevista una estructura absorbente de energfa en forma de una estructura de cadena 23. La estructura de cadena se compone de una pluralidad de eslabones, los cuales estan dispuestos uno dentro del otro en una estructura tridimensional a modo de cota de malla. Una estructura de este tipo tambien se puede fabricar de forma rentable mediante un procedimiento de fabricacion generativo. A pesar de la disposicion de la estructura de cadena 23 de manera radial hacia fuera en una pared individual de la parte de carcasa, una estructura de cadena 23 de este tipo puede preverse tambien en una cavidad de carcasa, por ejemplo, como insercion 15.
Aunque la presente invencion se ha descrito de manera detallada por medio de los ejemplos de realizacion, para un experto en la materia resulta obvio que la invencion no esta limitada a estos ejemplos de realizacion, sino que, mas bien, son posibles modificaciones de modo que se pueden omitir caractensticas individuales o realizarse otro tipo de combinaciones de caractensticas, siempre y cuando no se salga del ambito de proteccion de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fabricacion de una parte de carcasa para la zona de las aspas de rotor de una turbomaquina, en donde la parte de carcasa rodea un canal de flujo de una turbomaquina al menos en parte en la direccion perimetral e incluye una pared (8) circundante en la direccion circunferencial, en cuyo lado exterior de manera radial estan configuradas estructuras absorbentes de energfa, las cuales, con una accion mecanica orientada hacia fuera de manera radial, absorben un alto grado de energfa de deformacion, en donde la parte de carcasa (1) esta construida por capas al menos en parte con un procedimiento de fabricacion generativo,
    caracterizado, por que
    la parte de carcasa (1) se construye de manera generativa en la direccion axial como cilindro hueco metalico con al menos en parte estructura de doble pared, la cual define entre sf una cavidad de carcasa (10), en donde en la cavidad de carcasa se introducen, de manera continua o por pasos tras la finalizacion de al menos partes de la cavidad de carcasa, esferas huecas (11) de material ceramico en la cavidad de carcasa,
    en donde con las esferas huecas de material ceramico se introduce en la cavidad de carcasa un aglomerante y las esferas huecas (11) de material ceramico se unen entre sf mediante sinterizacion por adherencia de materiales.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado, por que
    el procedimiento de fabricacion generativo se elige de soldadura selectiva, soldadura por haz de electrones selectiva, sinterizacion por rayos laseres selectiva, sinterizacionpor haces de electrones selectiva e inyecciones de gas frio.
  3. 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, por que
    las estructuras absorbentes de energfa incluyen geometnas de componentes complejas y/o uniones de materiales a base de diferentes materiales metalicos y/o diferentes materiales ceramicos y/o diferentes materiales polimericos y/o combinaciones de ellos.
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion anterior, caracterizado, por que
    ademas, las geometnas de componentes incluyen al menos un elemento del grupo, las estructuras de panal, estructuras por capas (14) con capas estratificadas en la direccion radial, estructuras de fibras, estructuras de tejidos, estructuras de cadena, estructuras de mallas, estructuras de pliegues (13), estructuras de deformacion y estructuras que se extienden de manera radial.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado, por que
    como aglomerante en la cavidad de carcasa se introduce un aglutinante organometalico o un nanopolvo de material ceramico.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, por que
    las estructuras absorbentes de energfa presentan al menos otra estructura absorbente de energfa, la cual esta seleccionada del grupo que presenta estructuras de tejidos, estructuras de rejillas, estructuras de cadena, estructuras de mallas, estructuras de pliegue (13), estructuras de deformacion y estructuras con extension longitudinal que se extienden de manera radial.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado, por que
    las otras estructuras absorbentes de energfa se forman a partir de un tejido (16) con al menos dos estructuras (17, 18) filiformes dispuestas en transversal la una a la otra y que se cruzan, las cuales se pueden mover en sus puntos de cruce en relacion una con la otra, en donde las estructuras filiformes estan unidas entre sf de manera fija en sus extremos y/o incluyen entre sf nervios de refuerzo (20), en donde las estructuras filiformes presentan en particular en la direccion radial elevaciones e inclinaciones onduladas.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado, por que
    las otras estructuras absorbentes de energfa se forman a partir de una cadena o una estructura de cadena lisa o multidimensional con varias cadenas encadenadas la una a la otra en paralelo con una pluralidad de eslabones 5 entrelazados entre sl
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado, por que
    las otras estructuras absorbentes de energfa se configuran como estructuras de acordeon (13), en las cuales los bordes de pliegue transcurren en la direccion circunferencial y estan dispuestos en la direccion radial uno detras del 10 otro y, alternativamente, desplazados de manera axial el uno al otro, de manera que estos estan orientados en la direccion radial para un plegamiento.
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