JP7238074B2 - 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品 - Google Patents

格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品 Download PDF

Info

Publication number
JP7238074B2
JP7238074B2 JP2021180473A JP2021180473A JP7238074B2 JP 7238074 B2 JP7238074 B2 JP 7238074B2 JP 2021180473 A JP2021180473 A JP 2021180473A JP 2021180473 A JP2021180473 A JP 2021180473A JP 7238074 B2 JP7238074 B2 JP 7238074B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
electrodes
electrode
voltage
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021180473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022023987A (ja
Inventor
カーター，ウィリアム・トーマス
エルノー，ダニエル・ジェイソン
トリマー，アンドリュー・リー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2022023987A publication Critical patent/JP2022023987A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7238074B2 publication Critical patent/JP7238074B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/62—Treatment of workpieces or articles after build-up by chemical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/66—Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/009—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B23H3/06—Electrode material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/001—Disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/02—Trimming or deburring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16—Polishing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

本発明の実施形態は、一般的に、格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品に関する。
積層造形法は、金属およびプラスチックを含む様々な材料のワークピースの「３Ｄ印刷」を可能にする技術である。積層造形法では、ワークピースが層ごとに構築される。例えば、ワークピースの各層は、粉末を平準化し、高出力レーザーを使用して粉末を選択的に融着させることによって製造することができる。各層の後に、さらに粉末が加えられ、レーザーが次の層を形成し、同時にそれを前の層に融着させる。ワークピースは、通常、粗い表面を有しており、それをグリットブラスト、研削、サンディング、または研磨などの構築後プロセスによって改善して、業界標準に適合させる。しかし、これらの構築後プロセスは、ワークピースの表面仕上げを改善することができるが、望ましくない熱応力または機械的応力をワークピースに伝達させる。したがって、破断、低サイクル疲労、高サイクル疲労およびコーキングなどの条件によるワークピースの破損を軽減するために、ワークピースの表面仕上げを改善する必要性が依然としてある。
さらに、ワークピースは、通常、バルク構造を有し、例えばワークピースは中実体ワークピースである。つまり、時には、ワークピースが過度に重いために業界の要求を満たすことができない。
上記の問題は、積層造形法によって形成されないワークピースにも存在する。
したがって、前述の問題の少なくともいくつかに対処するための改良されたシステムおよび方法が必要とされている。
米国特許出願公開第２０１６／１５１８２９号明細書
本明細書に開示する１つの例示的な実施形態によれば、格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムが提供され、本システムは、格子構造の電極、電解質供給部、および電力供給部を含む。電極とワークピースとは互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている。電解質供給部は、ワークピースおよび電極の周りに、およびワークピースと電極との間に電解質を循環させるように構成される。電力供給部は、ワークピースの表面の平滑化を容易にするために、ワークピースと電極との間に電圧を印加するように構成される。
本明細書に開示する別の例示的な実施形態によれば、格子構造のワークピースを機械加工する方法が提供され、本方法は、ワークピースと絡み合って、かつ、ワークピースから電気的に絶縁されように格子構造の電極を設けるステップと、ワークピースおよび電極の周りに、およびワークピースと電極との間に電解質を循環させるステップと、ワークピースの表面の平滑化を容易にするためにワークピースと電極との間に電圧を印加するステップと、を含む。
本明細書に開示するさらに別の例示的な実施形態によれば、物品が提供され、本物品は、プロセスによって格子構造のワークピースから機械加工される。本プロセスは、ワークピースと絡み合って、かつ、ワークピースから電気的に絶縁されように格子構造の電極を設けるステップと、ワークピースおよび電極の周りに、およびワークピースと電極との間に電解質を循環させるステップと、ワークピースの表面の平滑化を容易にするためにワークピースと電極との間に電圧を印加するステップと、を含む。
本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
格子構造のワークピースおよび電極の斜視図である。 図１のワークピースおよび電極を製造するための積層造形システムの概略図である。 第１の例示的な実施形態による、システムの電極および電気化学的機械加工（ＥＣＭ）装置ならびに図１のワークピースの概略図である。 図３のＥＣＭ装置によって図３のワークピースから機械加工した後の物品の斜視図である。 ワークピースおよび２つの電極の斜視図である。 第２の例示的な実施形態による、システムの２つの電極およびＥＣＭ装置ならびに図５のワークピースの概略図である。 別の格子構造のワークピースおよび電極の斜視図である。 第３の例示的な実施形態による、システムの電極およびＥＣＭ装置ならびに図７のワークピースの概略図である。
これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しているが、実際の実施のすべての特徴を１つまたは複数の特定の実施形態に記載しているわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施の開発においては、開発者らの特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。
特に明記しない限り、本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本開示が属する当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で用いられる「第１の」、「第２の」などの用語は、いかなる順序、量、または重要性も意味するものではなく、むしろ１つの要素と別の要素とを区別するために用いられる。また、単数形での記載は、量の限定を意味するものではなく、参照する項目が少なくとも１つ存在することを意味し、特に断らない限り、「底部」、および／または「上部」という用語は、単に、説明の便宜のために使用され、１つの位置または空間的方向に限定されるものではない。さらに、「または」という用語は、包括的であって、列挙された項目のうちのいずれか、いくつか、またはすべてを意味する。本明細書における「含む」、「備える」または「有する」ならびにこれらの変形の使用は、その後に列挙される項目およびその均等物ならびに追加の項目を含むことを意味する。「接続される」、「結合される」という用語は、物理的もしくは機械的な接続または結合に限定されず、直接的であるか間接的であるかを問わず、電気的接続または結合を含んでもよい。「コントローラ」という用語は、単一の構成要素または複数の構成要素のいずれを含んでもよいし、それらは能動的および／または受動的な構成要素であって、記載した機能を提供するために任意選択的に互いに接続または結合されてもよい。
図１は、格子構造のワークピース１００および電極９００の斜視図である。ワークピース１００は、本体部分１１０と構築プレート１９０とを含む。本体部分１１０は構築プレート１９０に結合されている。電極９００もまた構築プレート１９０に結合されている。構築プレート１９０は、例えば、導電性であってもよい。
この実施形態では、本体部分１１０および電極９００は、例えば図２の積層造形システム２００によって構築プレート１９０上に形成することができ、互いに絡み合って互いに電気的に絶縁されている。詳細には、本体部分１１０と電極９００とは互いに絡み合っているが、互いに接触することはない。他の実施形態では、本体部分１１０および電極９００は、積層造形法ではなく他の方法によって形成されてもよい。
本実施形態では、ワークピース１００は、例えば、機械加工されるガスタービン燃料ノズルまたはタービンロータブレードであってもよい。他の実施形態では、ワークピース１００は、図２の積層造形システム２００によって形成される任意の適切なワークピースであってもよい。
一実施形態では、本体部分１１０と電極９００は、例えば図２の積層造形システム２００によって構築プレート１９０上に同時に形成されてもよい。
本体部分１１０は、格子構造を有する。非限定的な例では、本体部分１１０は、複数の離間した横方向ロッド１０２と、複数の離間した縦方向ロッド１０４と、を含む。離間した横方向ロッド１０２および離間した縦方向ロッド１０４は、節点１０５上で相互接続されて、格子構造を画定する。
電極９００は、格子構造を有する。非限定的な例では、電極９００は、複数の離間した横方向ロッド９０２と、複数の離間した縦方向ロッド９０４と、を含む。離間した横方向ロッド９０２および離間した縦方向ロッド９０４は、節点９０５で相互接続されて、格子構造を画定する。
本体部分１１０の格子構造は、横方向Ｙおよび垂直方向Ｚに垂直な縦方向ｘに沿った電極９００の格子構造に対して平行である。
本実施形態では、電極９００の格子構造は、本体部分１１０の格子構造と同じである。他の実施形態では、電極９００の格子構造は、本体部分１１０の格子構造と異なっていてもよい。
図２は、図１のワークピース１００および電極９００を製造するための積層造形システム２００の概略図である。ワークピース１００のモデルはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを使用して設計され、そのモデルはワークピース１００の３次元座標を含む。一般に、積層造形法は、速い材料処理時間、革新的な接合技術を提供し、幾何学的制約に対する懸念が少ない。一実施形態では、ワークピース１００を製造するために、直接金属レーザー溶融（ＤＭＬＭ）または直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）が使用される。ＤＭＬＭは、レーザーベースの高速プロトタイピングおよびツールプロセスであって、より大きな構造の連続する堆積層に金属粉末を正確に溶融および固化させることにより複雑なワークピースを直接生成することができ、各堆積層は３次元ワークピース１００の断面層に対応する。
積層造形システム２００は、積層造形装置２０２と、粉末供給装置２０４と、コンピュータ２０６と、金属粉末２１０からワークピース１００を製造するように機能するレーザー２０８と、を含む。
積層造形装置２０２は、ＤＭＬＭ装置である。あるいは、積層造形装置２０２は、本明細書に記載するようなワークピース１００の製造を容易にする任意の積層造形装置であってもよい。積層造形装置２０２は、第１の側壁２１４および対向する第２の側壁２１６を有する粉末床２１２を含む。積層造形装置２０２は、第１の側壁２１４と第２の側壁２１６との間に少なくとも部分的に延在し、製造中にワークピース１００の支持を容易にする構築プレート２９０を含む。一実施形態では、構築プレート２９０は、例えば図１の構築プレート１９０であってもよい。
ピストン２２０は、構築プレート２９０に結合され、垂直方向に沿って粉末床２１２の第１の側壁２１４と第２の側壁２１６との間を移動することができる。ピストン２２０は、構築プレート２９０の上面が作業面２２２を規定するように調整される。粉末供給装置２０４は、粉末分配器２２６に結合された粉末供給部２２４を含み、粉末分配器２２６は、粉末供給部２２４から積層造形装置２０２に粉末２１０を移送する。例示的な実施形態では、粉末分配器２２６は、粉末２１０の均一な層を粉末床２１２に分配するように構成されたワイパーである。あるいは、粉末分配器２２６は、粉末供給部２２４から粉末床２１２に粉末２１０を移送するスプレーノズルであってもよい。一般に、粉末分配器２２６は、システム２００が本明細書に記載するように動作するように、粉末供給部２２４から粉末床２１２に粉末２１０を移送する任意の装置であってもよい。
動作中、粉末分配器２２６は、粉末供給部２２４から構築プレート２９０の作業面２２２上へ粉末２１０の第１の層を分配する。レーザー２０８は、コンピュータ２０６によって案内されるレーザービーム２２８を構築プレート２９０の作業面２２２上に導き、粉末２１０をワークピース１００の断面層に選択的に融着させる。より具体的には、レーザービーム２２８は、粉末２１０の粒子を互いに急速に溶融させて固体を形成することによって、粉末２１０を構築プレート１９０（図１に示す）の上面に選択的に融着させる。レーザービーム２２８が各層の部分を形成し続けると、熱が前に溶融した領域から伝導除去され、それによって急冷および固化が生じる。例示的な実施形態では、粉末２１０の各層がワークピース１００の断面層の少なくとも一部を形成する未焼結粉末および焼結粉末を含むように、コンピュータ２０６がレーザービーム２２８を制御する。
例示的な実施形態では、ワークピース１００の断面層が完成すると、構築プレート２９０がピストン２２０によって降下され、粉末分配器２２６が粉末２１０のさらなる層を粉末床２１２に分配する。レーザービーム２２８が、コンピュータ２０６によって再び制御されて、ワークピース１００の別の断面層を選択的に形成する。このプロセスは、連続する断面層がワークピース１００に構築されるように継続される。
したがって、ワークピース１００のそれぞれの断面層が本体部分１１０および電極９００の少なくとも一部を含むことができるように、ワークピース１００は始めに本体部分１１０の底部で製造される。より具体的には、積層造形装置２０２は、例えば、本体部分１１０と電極９００を同時に形成することを容易にすることができ、その結果、電極９００がワークピース１００の本体部分１１０と絡み合い、かつ、ワークピース１００の本体部分１１０から電気的に絶縁されるようになる。積層造形プロセスが完了すると、未焼結の粉末２１０は、ワークピース１００によって形成された格子構造を通して除去され、ワークピース１００は、粉末床２１２から除去され、さらなる処理を容易にする。
例示的な実施形態では、ワークピース１００は、例えば超合金、コバルトクロムなどのコバルト基超合金またはニッケル基超合金、ならびにステンレス鋼、チタン、クロム、または他の合金、あるいはこれらの組み合わせを含む金属粉末２１０から製造することができる。コバルト基超合金およびニッケル基超合金は、タービン動作の高温条件下での長期間の使用に要求される高い強度のために、ガスタービンのワークピースの製造に一般的に使用されている。金属粉末２１０は、高められた強度、耐久性、および特に高温での長期間の使用のために選択することができる。
他の実施形態では、ワークピース１００は、積層造形システム２００を使用して金属粉末２１０およびプラスチック粉末（図示せず）から製造することができ、ワークピース１００の表面は金属粉末２１０から製造される。
製造後に、ワークピース１００は比較的高い表面粗さを有する可能性があり、ワークピース１００のさらなる加工が必要となり得る。このような製造後処理は、例えば、応力除去または硬化熱処理、ピーニング、研磨、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）、またはＥＣＭを含むことができる。いくつかの実施形態では、上に列挙した製造後プロセスのうちの１つまたは複数は必要ではなく、省略することができる。例示的な実施形態では、ワークピース１００は、積層造形プロセスによって生じる実質的な表面粗さを含む可能性がある。具体的には、ワークピース１００の表面は、比較的高い粗さを有する場合があり、ワークピース１００の表面の平滑化を容易にするさらなる処理なしでは使用に適さないことがあり得る。
図３は、第１の例示的な実施形態による、システム４００の電極９００および電気化学的機械加工（ＥＣＭ）装置３００ならびに図１のワークピース１００の概略図である。
例示的な実施形態では、ＥＣＭの前に、本体部分１１０は電極９００から電気的に絶縁されなければならない。このような電気的絶縁を容易にするために、図１の構築プレート１９０は、非導電性の支持プレート３９０に置き換えられている。本体部分１１０および電極９００は、支持プレート３９０に結合される。
非導電性の支持プレート３９０は、ＥＣＭ装置３００内に印加される電流が本体部分１１０を通って電極９００に流れないように、本体部分１１０を電極９００から絶縁することを容易にする。非限定的な実施形態では、第１に、従来の機械加工方法を用いて構築プレート１９０を本体部分１１０および電極９００から除去して、第２に、構築プレート１９０を非導電性材料で覆って、エポキシに限定しないが、エポキシプレートを形成し、次いで構築プレート１９０を従来の機械加工方法を用いてエポキシプレートから分離し、最後にエポキシプレートを本体部分１１０および電極９００に結合して支持プレート３９０を形成し、したがって構築プレート１９０を支持プレート３９０と置き換える。
ＥＣＭ装置３００は、電解質供給部３１０および電力供給部３２０を含む。電解質供給部３１０は、電解質源３１２、導管３１５、ポンプ３１６、およびノズル３１８を含む。この実施形態では、電解質源３１２は、例えば貯蔵タンクなどであってもよい。
電力供給部３２０は、電源３３０、正のリード線３３２、負のリード線３３４、およびコントローラ３４０を含む。電源３３０は、ワークピース１００の表面が平滑化されるように、ワークピース１００から材料を電気化学的に除去するために、ワークピース１００と電極９００との間にパルス電圧（より具体的には両極性パルス電圧）の形態で電圧を印加するように構成される。電極９００およびワークピース１００へパルス電圧を印加することにより、ワークピース１００の表面から所定量の材料を電気化学的に除去する。両極性パルス電圧は、電源３３０を用いて電極９００とワークピース１００との間に印加される。より具体的には、正のリード線３３２がワークピース１００の本体部分１１０に電気的に結合され、負のリード線３３４が電極９００に電気的に結合され、パルス電圧を電極９００および本体部分１１０に供給する。例示的な実施形態では、コントローラ３４０は、両極性電源３３０に電気的に結合され、パルス制御を実行するように構成される。コントローラ３４０は、電極９００およびワークピース１００に供給されるパルス電圧のパルス持続時間、周波数および大きさを制御する。
電解質供給部３１０は、電解質源３１２の電解質３１４を収容するように構成された容器３１９を含む。電解質３１４は、限定はしないが、リン酸などの電荷を運ぶ流体を含む。容器３１９は、電解質３１４、ワークピース１００、電極９００、およびリード線３３２、３３４を受け入れるのに十分な大きさである。
電解質３１４は、ワークピース１００および電極９００の周り、およびワークピース１００と電極９００との間を循環する。例示的な実施形態では、電解質３１４は電解質源３１２に貯蔵される。電解質３１４は、例えば、ポンプ３１６のノズル３１８によって、ワークピース１００および電極９００の周り、およびワークピース１００と電極９００との間を循環することができる。ポンプ３１６は、導管３１５を介して電解質源３１２に結合される。
例えば、パルス電圧の形態の電圧は、ワークピース１００の表面の少なくとも部分的な溶解を引き起こすように、ワークピース１００と電極９００との間に印加される。このような溶解は、ワークピース１００の表面の平滑化をもたらし、高品質の表面仕上げを提供する。電解質３１４は、ＥＣＭ中に形成された金属水酸化物をワークピース１００から運び去る。上述のように、ワークピース１００は、燃料ノズルまたは任意の数の高温ガス経路のタービンのワークピースであってもよく、動作のために高品質の平滑な表面を必要とする。グリットブラスト、研削、サンディングまたは研磨などの従来の機械加工方法と比較して、ＥＣＭ装置３００の電源３３０は、ワークピース１００と電極９００との間に電圧を印加して、望ましくない熱応力または機械的応力がワークピース１００に伝達されることなくワークピース１００を平滑化することを容易にする。
１つの例示的な実施形態では、ＥＣＭ装置３００を使用してワークピース１００の表面の粗さを除去した後に、ワークピース１００から電極９００を除去することが有益であり得る。特定の実施形態では、ワークピース１００と電極９００との間に印加される電圧の極性は、電極９００がワークピース１００から除去されるように、電極９００を少なくとも部分的に溶解させるために、または電極９００を機械的に除去可能な部分に分割するために、反転される。電極９００の格子構造を除去するのに必要な時間は、適切な設計によって低減することができる。例えば、電極９００の格子構造は、薄くてもよいし、所望の溶解のための薄い領域を有してもよい。この場合、本体部分１１０は、ワークピース１００の一部として定位置に残される。電極９００を除去する際には、完全溶解前に電極９００内の位置が互いに電気的に絶縁されないように溶解速度を制御する必要があり、この要件を満たすように電極９００の寸法を制御することができる。
別の例示的な実施形態では、ＥＣＭ装置３００を使用してワークピース１００の表面の粗さが除去された後に、電極９００の表面の平滑化を容易にするためにワークピース１００および電極９００の役割を逆にすることが有益であり得る。特定の実施形態では、電極９００の表面の平滑化を容易にするために、ワークピース１００と電極９００との間に印加される電圧の極性が反転される。一実施形態では、電圧の極性は、決定された高い周波数で切り換えられる。詳細には、電圧の極性を例えば０．１～０．５秒の範囲の期間で５秒ごとに切り換えることができる。この場合、本体部分１１０と電極９００の両方が、ワークピース１００の一部として定位置に残される。
図４は、図３のＥＣＭ装置３００によって図３のワークピース１００から機械加工した後の物品９９０の斜視図である。図４の物品９９０では、粗さは、図３のＥＣＭ装置３００によってワークピース１００の表面から除去されている。電極９００は、図１および図３に示すように、上述したようにワークピース１００から除去されている。支持プレート３９０は、図３に示すように、ワークピース１００から離れて機械加工されている。
図５は、ワークピース１００および２つの電極９００、９１０の斜視図である。本体部分１１０および２つの電極９００、９１０は構築プレート１９０に結合されている。ワークピース１００と２つの電極９００、９１０は、互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている。詳細には、ワークピース１００と２つの電極９００、９１０は、互いに接触することなく互いに絡み合っている。
電極９１０の格子構造は、例えば、図１で説明したような電極９００の格子構造と同じであってもよい。本体部分１１０の格子構造、電極９００の格子構造、および電極９１０の格子構造は、横方向Ｙおよび垂直方向Ｚに垂直な縦方向ｘに沿って互いに平行である。
図６は、第２の例示的な実施形態による、システム７００の２つの電極９００、９１０およびＥＣＭ装置６００ならびに図５のワークピース１００の概略図である。ＥＣＭ装置６００は、電解質供給部３１０および電力供給部５２０を含む。図３と同様に、電解質供給部３１０の容器３１９は、電解質３１４、ワークピース１００、２つの電極９００、９１０、およびリード線５３２、５３４、５３５、５３６を受け入れるのに十分な大きさである。
電力供給部５２０は、電源５３０と、２つの正のリード線５３２、５３５と、２つの負のリード線５３４、５３６と、コントローラ５４０と、を含む。この実施形態では、正のリード線５３２はワークピース１００に電気的に結合され、負のリード線５３４は電極９００に電気的に結合され、正のリード線５３５は電極９１０に電気的に結合され、負のリード線５３６はワークピース１００の本体部分１１０に電気的に結合される。他の実施形態では、正のリード線５３５は電極９１０に電気的に結合され、負のリード線５３６は電極９００に電気的に結合される。
電解質３１４は、ワークピース１００および電極９００、９１０の周り、およびワークピース１００と電極９００、９１０との間を循環する。電源５３０は、ワークピース１００の表面の平滑化を容易にするために、ワークピース１００および電極９００、９１０のいずれか２つの間に、パルス電圧の形態で電圧を印加するようにコントローラ５４０によって制御されるように構成される。
第１の実施形態では、ワークピース１００および電極９００、９１０のいずれか２つの間の電圧の極性は、電極９００、９１０のいずれか一方の平滑化を容易にするために反転される。ワークピース１００と電極９００との間の電圧、および電極９１０とワークピース１００との間の電圧は、ワークピース１００および電極９００、９１０のすべての表面の平滑化を容易にするために、順次印加される。したがって、ＥＣＭが完了すると、電極９００、９１０のすべてが平滑化され、ワークピース１００の一部として定位置に残される。
第２の実施形態では、ワークピース１００および電極９００、９１０のいずれか２つの間の電圧の極性を反転させて、電極９００、９１０のいずれか一方を少なくとも部分的に溶解させる。
第１の実施形態、第２の実施形態、またはそれらの組み合わせによれば、ＥＣＭが完了すると、電極９００、９１０の一方の表面が平滑化され、電極９００、９１０の他方が除去され、したがって電極９００、９１０の一方は、ワークピース１００の一部として定位置に残される。あるいは、ＥＣＭが完了したときに、例えば電極９００、９１０のすべてをワークピース１００から除去することができる。
他の実施形態では、ワークピース１００と格子構造の複数のｎ本の電極（図示せず）とが互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されており、ここで、ｎは整数であり、ｎ＞３である。
図７は、別の格子構造のワークピース８００および電極８２０の斜視図である。この実施形態では、ワークピース８００および電極８２０は、例えば図２の積層造形システム２００によって形成することができ、互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている。詳細には、ワークピース８００と電極８２０とは互いに絡み合っているが、互いに接触することはない。他の実施形態では、ワークピース８００および電極８２０は、積層造形法ではなく他の方法によって形成されてもよい。
ワークピース８００は、格子構造を有する。非限定的な例では、ワークピース８００は、複数の第１の離間した斜めのロッド８０２と、複数の第２の離間した斜めのロッド８０４と、を含み、第１の離間した斜めのロッド８０２および第２の離間した斜めのロッド８０４は、節点８０５で相互接続されて、格子構造を画定する。
本実施形態では、電極８２０の格子構造は、ワークピース８００の格子構造と同一である。ワークピース８００の格子構造は、横方向Ｙおよび垂直方向Ｚに垂直な縦方向ｘに沿った電極８２０の格子構造に対して平行である。他の実施形態では、電極８２０の格子構造は、ワークピース８００の格子構造から分離されてもよい。
本明細書で説明するように、図７のワークピース８００の格子構造は、図１のワークピース１００の格子構造とは異なる。図７の電極８２０の格子構造は、図１の電極９００の格子構造とは異なる。
図８は、第３の例示的な実施形態による、システム９８０の電極８２０およびＥＣＭ装置３００ならびに図７のワークピース８００の概略図である。
図３と同様に、電解質供給部３１０の容器３１９は、電解質３１４、ワークピース８００、電極８２０、およびリード線３３２、３３４を受け入れるのに十分な大きさである。正のリード線３３２はワークピース８００に電気的に結合され、負のリード線３３４は電極８２０に電気的に結合される。
例示的な実施形態では、電解質３１４は、ワークピース８００および電極８２０の周り、およびワークピース８００と電極８２０との間を循環する。電源３３０は、ワークピース８００の表面の平滑化を容易にするために、ワークピース８００と電極８２０との間にパルス電圧の形態で電圧を印加するようにコントローラ３４０によって制御されるように構成される。
一実施形態では、ワークピース８００と電極８２０との間の電圧の極性は、電極８２０の表面の平滑化を容易にするために反転される。決定された高い周波数で電圧の極性を切り換えることができる。
別の実施形態では、ワークピース８００と電極８２０との間の電圧の極性は、電極８２０を少なくとも部分的に溶解させるために反転される。
別の例示的な実施形態では、ワークピース８００と複数の電極８２０（図示せず）とが互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている。詳細には、ワークピース８００と電極８２０とは互いに絡み合っているが、互いに接触することはない。
図６と同様に、電解質３１４は、ワークピース８００および電極８２０の周り、およびワークピース８００と電極８２０との間を循環し、ワークピース８００の表面の平滑化を容易にするために、パルス電圧の形態の電圧がワークピース８００および電極８２０のいずれか２つの間に印加される。一実施形態では、電解質３１４は、例えば図６の電解質源３１２によって供給されてもよく、電圧は、例えば図６の電源５３０によって供給されてもよい。
第１の実施形態では、ワークピース８００および電極８２０のいずれか２つの間の電圧の極性は、電極８２０のいずれか一方の平滑化を容易にするために反転される。ワークピース８００および電極８２０は、電力供給部、例えば図６の電力供給部５２０にペアで結合され、電圧がワークピース８００と電極８２０との各ペアまたは２つの電極８２０の各ペアに順次印加されて、ワークピース８００および電極８２０のすべての表面の平滑化を容易にする。したがって、ＥＣＭが完了すると、電極８２０のすべてが平滑化され、ワークピース８００の一部として定位置に残される。
第２の実施形態では、ワークピース８００および電極８２０のいずれか２つの間の電圧の極性を反転させて、電極８２０のいずれか一方を少なくとも部分的に溶解させる。
第１の実施形態、第２の実施形態、またはそれらの組み合わせによれば、ＥＣＭが完了すると、電極８２０のうちのいくつかの表面が平滑化され、電極８２０の残りが除去されるので、電極８２０のうちのいくつかはワークピース８００の一部として定位置に残る。あるいは、ＥＣＭが完了したときに、例えば電極８２０のすべてをワークピース８００から除去することができる。
さらに別の例示的な実施形態では、複数の電極８２０（図示せず）の各々がワークピース８００と絡み合って、かつ、ワークピース８００から電気的に絶縁されている。図６と同様に、電解質３１４は、ワークピース８００および電極８２０の周り、およびワークピース８００と電極８２０との間を循環し、ワークピース８００の表面の平滑化を容易にするために、パルス電圧の形態の電圧がワークピース８００と電極８２０の各々との間に印加される。電極８２０の各々を少なくとも部分的に溶解するために、ワークピース８００と電極８２０の各々との間の電圧が反転される。
本発明の実施形態は、従来のワークピース、例えば中実体ワークピースのバルク構造を、図１のワークピース１００または図５のワークピース１００または図７のワークピース８００の格子構造で置き換えることによって、軽量化を実現する。上述したように、ワークピース１００または８００の表面粗さは、ＥＣＭ法によって除去することができる。
さらに、ワークピース１００または８００は、より小さな格子構造を形成することができ、例えば、より小さい格子構造のスケールは、０．０５インチ以上であってもよく、０．１２インチ未満であってもよい。より具体的には、より小さい格子構造のスケールは、例えば、０．００１インチ以上であってもよく、０．１２インチ未満であってもよい。本発明の実施形態の技術的利点は、上述したように、ＥＣＭ法をワークピース１００または８００のより小さい格子構造の表面仕上げに適用できることである。しかし、従来の表面仕上げ方法は、ワークピース１００または８００のより小さい格子構造に適用できない場合がある。すなわち、グリットブラスト、研削、サンディング、研磨などの従来の機械加工方法によってワークピース１００または８００のより小さい格子構造を表面仕上げすることは、非常に困難であるかまたは不可能であり得る。
本開示について例示的な実施形態を参照して説明してきたが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、またその要素を等価物で置き換えることができることは、当業者には理解されるであろう。さらに、本開示の本質的な範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本開示は、本開示を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示は、添付した特許請求の範囲に入るすべての実施形態を含むことが意図されている。
１００ ワークピース
１０２ 離間した横方向ロッド
１０４ 離間した縦方向ロッド
１０５ 節点
１１０ 本体部分
１９０ 構築プレート
２００ 積層造形システム
２０２ 積層造形装置
２０４ 粉末供給装置
２０６ コンピュータ
２０８ レーザー
２１０ 金属粉末
２１２ 粉末床
２１４ 第１の側壁
２１６ 第２の側壁
２２０ ピストン
２２２ 作業面
２２４ 粉末供給部
２２６ 粉末分配器
２２８ レーザービーム
２９０ 構築プレート
３００ ＥＣＭ装置
３１０ 電解質供給部
３１２ 電解質源
３１４ 電解質
３１５ 導管
３１６ ポンプ
３１８ ノズル
３１９ 容器
３２０ 電力供給部
３３０ 電源、両極性電源
３３２ 正のリード線
３３４ 負のリード線
３４０ コントローラ
３９０ 支持プレート
４００ システム
５２０ 電力供給部
５３０ 電源
５３２ 正のリード線
５３４ 負のリード線
５３５ 正のリード線
５３６ 負のリード線
５４０ コントローラ
６００ ＥＣＭ装置
７００ システム
８００ ワークピース
８０２ 第１の離間した斜めのロッド
８０４ 第２の離間した斜めのロッド
８０５ 節点
８２０ 電極
９００ 電極
９０２ 離間した横方向ロッド
９０４ 離間した縦方向ロッド
９０５ 節点
９１０ 電極
９８０ システム
９９０ 物品

Claims (12)

  1. 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムであって、
    格子構造の複数の電極であって、前記電極の各々と前記ワークピースとは互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている、複数の電極と、
    前記ワークピースおよび前記電極の各々の周りに、および前記ワークピースと前記電極の各々との間に電解質を循環させる電解質供給部と、
    前記ワークピースの表面の平滑化を容易にするために前記ワークピースと前記電極の各々との間に電圧を印加する電力供給部と、
    を含むシステム。
  2. 前記電極の各々を少なくとも部分的に溶解させるために、前記ワークピースと前記電極の各々との間の前記電圧の極性が反転される、請求項１に記載のシステム。
  3. 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムであって、
    格子構造の複数の電極であって、前記電極と前記ワークピースとは互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている、複数の電極と、
    前記ワークピースおよび前記電極の周りに、および前記ワークピースと前記電極との間に電解質を循環させる電解質供給部と、
    前記ワークピースの表面の平滑化を容易にするために前記ワークピースおよび前記電極のいずれか２つの間に電圧を印加する電力供給部と、
    を含むシステム。
  4. 前記電極のいずれか１つの表面の平滑化を容易にするために、前記ワークピースおよび前記電極のいずれか２つの間の前記電圧の極性が反転される、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記電圧の極性が、決定された高い周波数で切り換えられる、請求項４に記載のシステム。
  6. カソード反応は、前記電圧の前記極性が切り換えられたときにアノード反応を加速するために、酸素発生を最適化するように構成され、前記酸素発生は、前記ワークピースの電気化学的機械加工を強化するように構成される、請求項４に記載のシステム。
  7. 前記ワークピースおよび前記電極はペアになって前記電力供給部に結合され、前記ワークピースおよび前記電極のすべての表面の平滑化を容易にするために、前記ワークピースおよび前記電極の各ペア、または前記２つの電極の各ペアに前記電圧が順次印加される、請求項４に記載のシステム。
  8. 前記ワークピースおよび前記電極のいずれか２つの間の電圧の極性を反転させて、前記電極のいずれか一方を少なくとも部分的に溶解させる、請求項３に記載のシステム。
  9. 格子構造のワークピースを機械加工するための方法であって、
    格子構造の複数の電極を設けるステップであって、前記電極の各々と前記ワークピースとは互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている、ステップと、
    前記ワークピースおよび前記電極の各々の周りに、および前記ワークピースと前記電極の各々との間に電解質を循環させるステップと、
    前記ワークピースの表面の平滑化を容易にするために前記ワークピースと前記電極の各々との間に電圧を印加するステップと、
    を含む方法。
  10. 前記電極の各々を少なくとも部分的に溶解させるために、前記ワークピースと前記電極の各々との間の前記電圧の極性を反転させるステップ
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 格子構造のワークピースを機械加工するための方法であって、
    格子構造の複数の電極を設けるステップであって、前記電極と前記ワークピースとは互いに絡み合って、かつ、互いに電気的に絶縁されている、ステップと、
    前記ワークピースおよび前記電極の周りに、および前記ワークピースと前記電極との間に電解質を循環させるステップと、
    前記ワークピースの表面の平滑化を容易にするために前記ワークピースおよび前記電極のいずれか２つの間に電圧を印加するステップと、
    を含む方法。
  12. 前記電極のいずれか１つの表面の平滑化を容易にするために、前記ワークピースおよび前記電極のいずれか２つの間の前記電圧の極性を反転させるステップ
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
JP2021180473A 2016-06-29 2021-11-04 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品 Active JP7238074B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/196,165 US10399166B2 (en) 2015-10-30 2016-06-29 System and method for machining workpiece of lattice structure and article machined therefrom
US15/196,165 2016-06-29
PCT/US2017/034361 WO2018004895A1 (en) 2016-06-29 2017-05-25 System and method for machining workpiece of lattice structure and article machined therefrom
JP2018567167A JP6974365B2 (ja) 2016-06-29 2017-05-25 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567167A Division JP6974365B2 (ja) 2016-06-29 2017-05-25 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022023987A JP2022023987A (ja) 2022-02-08
JP7238074B2 true JP7238074B2 (ja) 2023-03-13

Family

ID=58637165

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567167A Active JP6974365B2 (ja) 2016-06-29 2017-05-25 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品
JP2021180473A Active JP7238074B2 (ja) 2016-06-29 2021-11-04 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018567167A Active JP6974365B2 (ja) 2016-06-29 2017-05-25 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10399166B2 (ja)
EP (1) EP3478438A1 (ja)
JP (2) JP6974365B2 (ja)
CN (1) CN109689262B (ja)
CA (1) CA3028679A1 (ja)
WO (1) WO2018004895A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11097348B2 (en) 2017-12-08 2021-08-24 General Electric Company Structures and components having composite unit cell matrix construction
US11426818B2 (en) 2018-08-10 2022-08-30 The Research Foundation for the State University Additive manufacturing processes and additively manufactured products
WO2020237012A1 (en) * 2019-05-23 2020-11-26 Corning Incorporated Method of preparing an electrode for use in forming a honeycomb extrusion die

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002066845A (ja) 2000-08-28 2002-03-05 Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd 電解加工方法
JP2003225830A (ja) 2002-01-31 2003-08-12 Ebara Corp 電解加工装置および方法
US20150001093A1 (en) 2013-07-01 2015-01-01 General Electric Company Methods and systems for electrochemical machining of an additively manufactured component
US20150144496A1 (en) 2013-11-26 2015-05-28 Honeywell International Inc. Methods and systems for manufacturing components from articles formed by additive-manufacturing processes
US20150345298A1 (en) 2012-12-28 2015-12-03 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having vascular engineered lattice structure
US20160151829A1 (en) 2013-07-19 2016-06-02 United Technologies Corporation Additively manufactured core

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2674571A (en) 1951-07-06 1954-04-06 Nobilium Proc Inc Method of electropolishing dental appliances
US3616344A (en) 1968-01-15 1971-10-26 Hooker Chemical Corp Electrochemical machining with fireretardant sodium chlorate compositions
CH540995A (de) 1971-03-22 1973-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf einen Körper
GB1395324A (en) 1971-05-21 1975-05-21 Secr Defence Electrochemical removal of material from an electrically conductive workpiece
GB1343162A (en) 1971-07-27 1974-01-10 Ici Ltd Forming an extruder screw by an electrolytic etching technique
JPS56152999A (en) 1980-04-25 1981-11-26 Kinki Yakuhin Kogyo Kk Electrolytic polishing liqid of co-cr-type alloy
US4374009A (en) 1981-09-28 1983-02-15 Xerox Corporation Electrochemical post treatment of perpendicular magnetic recording media
DE3210315A1 (de) 1982-03-20 1983-09-22 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen glaenzbehandlung von legierungen
US5258098A (en) 1991-06-17 1993-11-02 Cycam, Inc. Method of production of a surface adapted to promote adhesion
US5217586A (en) * 1992-01-09 1993-06-08 International Business Machines Corporation Electrochemical tool for uniform metal removal during electropolishing
US5458627A (en) 1992-10-15 1995-10-17 Electro-Biology, Inc. Electrochemically controlled faradic stimulation of osteogenesis
US5391269A (en) 1993-06-29 1995-02-21 At&T Corp. Method of making an article comprising a silicon body
US5589285A (en) 1993-09-09 1996-12-31 Technology Management, Inc. Electrochemical apparatus and process
CA2126136C (en) 1994-06-17 2007-06-05 Steven J. Thorpe Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes
US5641391A (en) 1995-05-15 1997-06-24 Hunter; Ian W. Three dimensional microfabrication by localized electrodeposition and etching
US5575905A (en) 1995-05-24 1996-11-19 Nycomed Imaging As Iodination process
NL1003233C2 (nl) * 1996-05-30 1997-12-03 Skf Ind Trading & Dev Werkwijze voor het vervaardigen van een lagerring en een lager dat een dergelijke lagerring omvat.
JP3557868B2 (ja) 1997-01-14 2004-08-25 セイコーエプソン株式会社 装飾品の表面処理方法、装飾品および電子機器
SG84541A1 (en) 1998-08-19 2001-11-20 Hoya Corp Glass substrate for magnetic recording medium, magnetic recording medium, and method of manufacturing the same
DE19859563B4 (de) 1998-12-22 2008-01-24 Basf Ag Verbessertes Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Alkalimetall aus Alkalimetallamalgam
AU6531600A (en) 1999-08-27 2001-03-26 Lex Kosowsky Current carrying structure using voltage switchable dielectric material
CA2287648C (en) 1999-10-26 2007-06-19 Donald W. Kirk Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes
DK174876B1 (da) 2001-02-26 2004-01-12 Danfoss As Implantat og implantatoverflademodificeringsproces
DK1264606T3 (da) 2001-06-06 2008-11-03 Biomet Orthopaedics Switzerlan Apatitovertræk af metalliske materialer, fremgangsmåde til fremstilling heraf og anvendelse
US6679980B1 (en) 2001-06-13 2004-01-20 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Apparatus for electropolishing a stent
US7053970B2 (en) 2001-07-26 2006-05-30 Nitto Denko Corporation Liquid crystal display and the method of its fabrication
US20030060873A1 (en) 2001-09-19 2003-03-27 Nanomedical Technologies, Inc. Metallic structures incorporating bioactive materials and methods for creating the same
GB0126467D0 (en) 2001-11-03 2002-01-02 Accentus Plc Deposition of coatings on substrates
DE10155791C1 (de) 2001-11-14 2003-07-17 Starck H C Gmbh Verfahren zum elektrochemischen Aufschluss von Superlegierungen
NO20015735D0 (no) * 2001-11-23 2001-11-23 Thin Film Electronics Asa Barrierelag
DE10391005D2 (de) 2002-02-28 2005-04-14 Thomas Haering Schichtstrukturen und Verfahren zu deren Herstellung
GB0208642D0 (en) 2002-04-16 2002-05-22 Accentus Plc Metal implants
US20030234181A1 (en) 2002-06-25 2003-12-25 Gino Palumbo Process for in-situ electroforming a structural layer of metallic material to an outside wall of a metal tube
EP1540046A4 (en) 2002-07-19 2007-04-04 Technic PROCESS AND DEVICE AT REAL TIME MONITORING OF TECHNICAL ELECTROLYTES
US7124120B2 (en) 2002-07-19 2006-10-17 Technic, Inc. Method and apparatus for real time monitoring of electroplating bath performance and early fault detection
US7137184B2 (en) 2002-09-20 2006-11-21 Edwards Lifesciences Corporation Continuous heart valve support frame and method of manufacture
DE10247318A1 (de) 2002-10-10 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Metallabreicherung in Nitratelektrolyten
US6916409B1 (en) 2002-12-31 2005-07-12 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Apparatus and process for electrolytic removal of material from a medical device
US7264740B2 (en) 2003-03-28 2007-09-04 David Hughes Horne Process for increasing strength, flexibility and fatigue life of metals
DE502004007153D1 (de) 2003-07-08 2008-06-26 Poligrat Gmbh Zementierbare endoprothesen
US7208172B2 (en) 2003-11-03 2007-04-24 Medlogics Device Corporation Metallic composite coating for delivery of therapeutic agents from the surface of implantable devices
US20050119723A1 (en) 2003-11-28 2005-06-02 Medlogics Device Corporation Medical device with porous surface containing bioerodable bioactive composites and related methods
US7153411B2 (en) 2003-12-30 2006-12-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Method for cleaning and polishing metallic alloys and articles cleaned or polished thereby
DE102004057527B4 (de) 2004-11-29 2007-06-21 Carl Johannes Fruth Verfahren zum elektro-chemischen Bearbeiten eines Werkstücks und Elektrode für ein solches Verfahren
US7632390B2 (en) 2004-12-10 2009-12-15 Ryszard Rokicki Apparatus and method for enhancing electropolishing utilizing magnetic fields
US7368045B2 (en) 2005-01-27 2008-05-06 International Business Machines Corporation Gate stack engineering by electrochemical processing utilizing through-gate-dielectric current flow
US20060278535A1 (en) 2005-06-10 2006-12-14 Aeromet Technologies, Inc. Apparatus and methods for removing tungsten-containing coatings from a metal component
US7520966B2 (en) 2005-08-12 2009-04-21 Innovational Holdings, Llc Electropolishing apparatus and method for implantable medical devices
US20070073390A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Medlogics Device Corporation Methods and devices for enhanced adhesion between metallic substrates and bioactive material-containing coatings
WO2007129727A1 (ja) * 2006-05-09 2007-11-15 Cocoroca Corporation 電解水生成装置およびそれに用いられる隔膜付き電極セット
US20100261034A1 (en) 2006-08-07 2010-10-14 Cardarelli Francois Composite metallic materials, uses thereof and process for making same
DE102006045221B3 (de) 2006-09-25 2008-04-03 Poligrat Gmbh Elektropolierverfahren für Kobalt und Kobaltlegierungen und Elektrolyt
WO2008038293A2 (en) 2006-09-27 2008-04-03 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Electrochemical co-deposition of sol-gel films
DE102006053586B3 (de) 2006-11-14 2008-04-17 Poligrat Gmbh Elektropolierverfahren
JP2008180295A (ja) 2007-01-25 2008-08-07 Nippon Densan Corp 軸受部材の製造方法並びにそれによって製造された軸受部材を用いる流体動圧軸受装置及びスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置
US7901838B2 (en) 2007-02-20 2011-03-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Corrosion-resistant interconnects for fuel cells
DE102007013638A1 (de) 2007-03-19 2008-09-25 Degudent Gmbh Verfahren zum Polieren von metallischen Zahnrekonstruktionen
US8153015B2 (en) 2007-08-20 2012-04-10 Depuy Products, Inc. Ultra-passivation of chromium-containing alloy and methods of producing same
US20090204213A1 (en) 2008-02-13 2009-08-13 Depuy Products, Inc. Metallic implants
US20090266791A1 (en) 2008-04-28 2009-10-29 Depuy Products, Inc. Implant surfaces and treatments for wear reduction
CH699079A1 (de) 2008-07-04 2010-01-15 Arik Zucker Anordnung, bestehend aus einem Stent und einer Verpackung.
DE102008038367A1 (de) 2008-08-19 2010-02-25 Biotronik Vi Patent Ag Stent und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung des Stents
US8647496B2 (en) 2009-01-16 2014-02-11 Abbott Laboratories Vascular Enterprises Limited Method, apparatus, and electrolytic solution for electropolishing metallic stents
US8728150B2 (en) 2009-01-21 2014-05-20 Meril Life Sciences Private Limited Medical device loaded with formulation for targeted delivery of biologically active material/s and method of manufacture thereof
US8741392B2 (en) 2009-06-02 2014-06-03 Integran Technologies, Inc. Anodically assisted chemical etching of conductive polymers and polymer composites
US8845877B2 (en) 2010-03-19 2014-09-30 Liquid Light, Inc. Heterocycle catalyzed electrochemical process
JP4937371B2 (ja) 2010-03-29 2012-05-23 株式会社東芝 磁気記録媒体の製造方法
US9303322B2 (en) 2010-05-24 2016-04-05 Integran Technologies Inc. Metallic articles with hydrophobic surfaces
US20110303553A1 (en) 2010-06-11 2011-12-15 Inman Maria E Electrochemical system and method for machining strongly passivating metals
DE102010025305B4 (de) 2010-06-28 2019-10-02 Admedes Schuessler Gmbh Implantat zum Implantieren in den menschlichen Körper und Verfahren zum Herstellen desselben
US20120085652A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Mcgill University Modified metal surface and method for preparing the same using an electrochemical process
US8329021B2 (en) 2010-10-28 2012-12-11 Palmaz Scientific, Inc. Method for mass transfer of micro-patterns onto medical devices
US20120114868A1 (en) 2010-11-10 2012-05-10 General Electric Company Method of fabricating a component using a fugitive coating
US20140227176A1 (en) 2010-12-20 2014-08-14 Universite Laval Radioactive and/or Magnetic Metal Nanoparticles and Process and Apparatus for Synthesizing Same
CN103240473B (zh) 2012-02-07 2015-08-19 通用电气公司 电极及其制造方法
WO2014160695A1 (en) 2013-03-28 2014-10-02 United Technologies Corporation Gas turbine component manufacturing
US9334806B2 (en) 2013-09-05 2016-05-10 General Electric Company Methods for manufacturing an additively manufactured fuel contacting component to facilitate reducing coke formation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002066845A (ja) 2000-08-28 2002-03-05 Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd 電解加工方法
JP2003225830A (ja) 2002-01-31 2003-08-12 Ebara Corp 電解加工装置および方法
US20150345298A1 (en) 2012-12-28 2015-12-03 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having vascular engineered lattice structure
US20150001093A1 (en) 2013-07-01 2015-01-01 General Electric Company Methods and systems for electrochemical machining of an additively manufactured component
US20160151829A1 (en) 2013-07-19 2016-06-02 United Technologies Corporation Additively manufactured core
US20150144496A1 (en) 2013-11-26 2015-05-28 Honeywell International Inc. Methods and systems for manufacturing components from articles formed by additive-manufacturing processes

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022023987A (ja) 2022-02-08
US10399166B2 (en) 2019-09-03
CA3028679A1 (en) 2018-01-04
CN109689262A (zh) 2019-04-26
CN109689262B (zh) 2021-06-25
JP2019520990A (ja) 2019-07-25
EP3478438A1 (en) 2019-05-08
JP6974365B2 (ja) 2021-12-01
US20170120359A1 (en) 2017-05-04
WO2018004895A1 (en) 2018-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7238074B2 (ja) 格子構造のワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法、ならびにそれから機械加工された物品
US10029325B2 (en) Methods and systems for electrochemical machining of an additively manufactured component
JP6785323B2 (ja) ワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法ならびにワークピースから機械加工した物品
JP7002142B2 (ja) 付加製造過程で部品の変形及び精度を並行制御する方法
Jiménez et al. Powder-based laser hybrid additive manufacturing of metals: a review
Dilberoglu et al. Current trends and research opportunities in hybrid additive manufacturing
CN105945281B (zh) 零件与模具的熔积成形加工制造方法
EP0529816B1 (en) Method and apparatus for fabrication of three-dimensional articles by weld deposition
GB2500461A (en) Dispersing contaminants in a metallic object made by additive manufacturing
Paul et al. Metal additive manufacturing using lasers
JP2003532539A (ja) ネットニアシェイプ鋳型を製造するための方法
US11702759B2 (en) Sequenced pulse reverse waveform surface finishing of additively manufactured parts
WO2015185001A1 (zh) 一种用于零件或模具的增量制造方法
Tang et al. Investigation, modeling and optimization of abnormal areas of weld beads in wire and arc additive manufacturing
Kumar Additive manufacturing solutions
De Oliveira et al. Abrasive and non-conventional post-processing techniques to improve surface finish of additively manufactured metals: A review
Hashmi et al. A critical review of mechanical-based post-processing techniques for additively manufactured parts
US11193216B2 (en) Methods and systems for electrochemical machining of articles formed by additive manufacturing
Pradeep et al. Application of micro machining and additive manufacturing processes for difficult-to-cut materials in aerospace industry—a review
Singh et al. Post-processing techniques of additively manufactured Ti-6Al-4V alloy: A complete review on property enhancement
Iqbal et al. Additive manufacturing and post-processing
Iqbal et al. Additive manufacturing and post-processing: An introduction
MELTING KAHALID ALRBAEY
Dezaki et al. Advanced Powder Materials

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7238074

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150