KR102420522B1 - 유동 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동 부품에 관한 것이다. 상기 부품은 유동 매체와 접촉하기 위한 적어도 하나의 기능 영역(functional region)(8)을 가진다. 상기 유동 부품은 또한 지지 특성을 가진 적어도 하나의 기능 영역(7)을 가진다. 상기 두 개의 기능 영역들은 구성 물질로부터 제조된다. 이는 방사선에 의한 층들의 연속적인 응고에 의해 수행된다. 상기 기능 영역들의 상이한 특성들은 상기 방사선의 변화에 의해 생성된다.

Description

유동 부품
본 발명은 유동 매체와 접촉하기 위한 적어도 하나의 기능 영역과 하중 지지 특성을 가진 적어도 하나의 기능 영역을 가진 유동 부품(flow-conducting component)에 관한 것이다.
이러한 유동 부품은 원심 펌프의 부품, 예를 들어, 임펠러(impeller) 또는 펌프 케이싱일 수 있거나, 또는 밸브의 부품, 예를 들어, 차단 몸체(shut-off body) 또는 밸브 하우징일 수 있다.
또한, 임펠러는 원심 펌프의 하우징 내에 배치되고 샤프트에 의해 구동되기 때문에 하중 지지 특성(load-bearing characteristics)을 가질 필요가 있다. 더욱이, 전달될 매체와 접촉하게 되는 임펠러의 표면, 특히 임펠러 에지들은 특히 내마모성(wear-resistant)이 있어야 한다. 이는 임펠러가 고체 물질이 함유된 매체를 전달하기 위해 사용되는 경우에 특히 그러하다. 고체 입자들은 임펠러를 마모시킨다. 또한, 임펠러는 발생할 수도 있는 캐비테이션(cavitation)에 대한 내성도 있어야 한다.
이 경우에, 하중 지지 특성을 가지는 기능 영역은 높은 강도(strength)와 낮은 취성(brittleness)을 가진다. 이와 대조적으로, 전달될 매체와 접촉하게 되고 이에 따라 마모 스트레스를 받는 임펠러의 기능 영역들은 단단한 내마모성 재료로 구성된다.
종래의 임펠러들의 경우에, 예를 들어, 하중 지지 특성을 가지는 임펠러의 기능 영역이 낮은 취성과 높은 강도를 가진 재료로 제조되는 경우에, 내마모성은 코팅에 의해 성취된다. 다른 화학 물질, 예를 들어 스텔라이트로 구성된 코팅이 이 기능 영역에 적용된다. 상당한 비용, 많은 노력의 투입 및 제한된 재활용성(recyclability)이 이와 연관된다.
DE 37 31 161 A1에는 다수의 금속 박판 부품들이 조립된 원심 펌프 임펠러가 개시되어 있다. 단단한 구조를 달성하기 위해, 에너지-전달 날개들은 오로지 힘-전달 커버 디스크에 고정된다. 흡입구는 별개의 부품으로서 설계되며 임펠러의 흡입 영역을 형성한다. 흡입구는 날개 입구를 덮는다. 날개 통로들을 덮는 날개가 없는 커버 디스크는 임펠러 출구와 흡입구의 최대 직경 사이에서 날개들에 고정된다.
DE 40 31 936 A1은 원심 펌프를 위한, 상이한 재료들로 구성된 다수 부품의 디퓨저에 관한 것이다. 사용되는 재료들에 따라, 상이한 팽창 계수들은 열부하(thermal loads)를 발생시킨다. 반경 방향으로 유효한 디퓨저의 끼워 맞춤 포인트들 중에 단지 하나의 끼워 맞춤 포인트는 항상 개별의 온도에 의존한다. 저온 작동 상태에서, 끼워 맞춤 포인트는 더 작은 직경에 배치되며, 반면에, 고온 작동 상태에서는 끼워 맞춤 포인트는 더 큰 직경에 배치된다.
본 발명의 목적은 상이한 특성들을 가진 기능 영역들을 가진 유동 부품을 개시하는 것이다. 이 경우에, 전달될 매체들과 접촉하게 되는 유동 부품의 표면들과 에지들은 특히 내마모성이며 발생하는 캐비테이션을 견딘다. 더욱이, 상기 부품은 특히 유리한 하중 지지 특성들을 가진 기능 영역들을 가진다. 상기 유동 부품은 긴 사용 수명과 신뢰성 있는 작동 원리가 탁월하다. 더욱이, 상이한 열팽창 계수로 인한 손상이 방지된다. 또한, 상기 부품은 양호한 재활용성이 탁월하다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 가진 유동 부품에 의해 그리고 청구항 제12항의 특징들을 가진 부품 제조 방법에 의해 달성된다. 바람직한 변형들은 종속항들에 기재된다.
본 발명에 따르면, 상기 유동 부품의 상이한 기능 영역들은 방사선에 의한 층들의 연속적인 용융과 응고에 의해 구성 물질로부터 제조된다. 상기 유동 부품의 별개의 기능 영역들의 상이한 특성들은 이 경우에 상기 방사선의 변화에 의해 생성된다. 국부적인 열 입력의 목표하는 제어에 의해, 물질 특성들의 변경은 유동 부품의 제조 중에 이미 수행된다. 그 결과로서, 화학적으로 동종 물질의 부품 내에 상이한 물질 상태의 구역과 구조 및 이에 따라 상이한 특성들의 생성이 성공적으로 성취된다.
본 발명에 따른 유동 부품은 기능 영역들을 가지며, 그 특성들은 생성 제조 공정(generative manufacturing process)에 의해 목표하는 방식(targeted manner)으로 생성된다. 이는, 개별의 사용을 위한 그들의 특정한 특성들에서 최적화된 상이한 기능 영역들을 가진 원심 펌프의 임펠러 또는 밸브 시트(valve seat)와 같은 부품에 관련된다. 상기 유동 부품의 상이한 기능 영역들은 상이한 강도, 변형성 및 마모 또는 캐비테이션에 대한 저항성을 가질 수 있다.
상기 유동 부품을 생성하기 위해, 물질의 미세-부피(micro-volume) 내의 기계적 성질들을 변경하기 위해 에너지 입력의 목표하는 제어가 상기 부품의 제조 중에 수행된다. 그 다음의 열처리는 생략됨으로써, 국부적으로 발생하는 상이한 물질 상태가 유지된다. 값비싼 코팅이 더 이상 필요하지 않게 된다.
상기 유동 부품을 제조하기 위한 구성 물질의 경우에, 바람직하게는 금속 분말 입자들이다. 본 발명의 변형에 있어서, 철 성분 및/또는 코발트 성분을 가진 분말 입자들이 사용된다. 분말 입자들은 크롬, 몰리브덴 또는 니켈과 같은 첨가물을 포함할 수 있다.
금속 구성 물질은 분말 형태로 판재에 얇은 층으로 도포된다. 분말 물질은 원하는 장소에서 방사선에 의해 국부적으로 완전히 재용융되며, 응고 후에 고체 물질 층을 형성한다. 그 다음에 베이스 판재는 층 두께 정도로 하강되며, 분말이 다시 도포된다. 이 사이클은 모든 층들이 재용융될 때까지 반복된다. 완성된 부품은 과잉의 분말이 제거된다.
방사선으로서, 예를 들어, 별개의 분말 층들로부터 유동 부품을 생성하는 레이저 빔이 사용될 수 있다. 레이저 빔의 안내를 위한 데이터는 소프트웨어에 의해 3D-CAD 몸체에 근거하여 생성된다. 대안으로서, 전자 빔 용융(EBM)도 선택적인 층의 용융을 위해 사용될 수 있다.
이 방식으로 생성되는 유동 부품은 본 발명에 따라 상이한 기계적 성질들을 가진 기능 영역들을 가진다. 상기 부품을 생성하기 위한 구성 물질이 화학적으로 동일하더라도, 본 발명에 따라 방사선의 변화에 의해 상이한 금속 구조들이 생성된다. 그 결과로서, 상이한 금속 구조들을 가진 일체형 부품이 형성된다.
따라서, 매체와 접촉하게 되는 기능 영역들, 예를 들어 표면들로 방사선에 의해 도입되는 에너지 입력은 주로 하중-지지 특성을 가진 기능 영역들과 다르다. 이는 예를 들어 방사선의 강도의 변화에 의해 성취될 수 있다. 개개의 분말 층들 위에서 레이저 빔이 이동하는 스캐닝 속도도 에너지 입력에 영향을 미치며, 이에 따라 구조에도 영향을 미친다.
하중-지지 특성을 가진 기능 영역은 바람직하게는 이 경우에 매체와 접촉하게 되는 기능 영역보다 더 높은 강도를 가진다.
이와 대조적으로, 매체와 접촉하게 되는 기능 영역의 경도는 하중-지지 특성을 가진 기능 영역의 경도와 비교하여 더 높다.
또한, 상기 유동 부품의 상이한 특성들을 생성하기 위해, 상이한 기능 영역들의 파단점(breaking point)에서의 연신율(elongation) 및/또는 인성(tenacity)은 방사선을 통한 에너지 입력에 의해 목표하는 방식으로 영향을 받을 수 있다.
이 경우에, 하중-지지 특성을 가진 기능 영역이 40J보다 큰 노치 충격 에너지(notch impact energy)를 가지며, 유동 매체와 접촉하게 되는 기능 영역은 10J보다 작은 노치 충격 에너지를 가지는 경우가 유리하다는 것이 드러났다.
본 발명의 추가적인 특징들과 이점들은 도면들에 근거한 예시적인 실시예의 설명과 도면들 자체로부터 얻어진다.
도 1은 원심 펌프 장치의 단면도를 보여주며,
도 2는 원심 펌프의 임펠러를 보여주며,
도 3은 밸브의 단면도를 보여준다.
도 1은 케이싱(2) 내에 배치된 임펠러(1)를 가진 원심 펌프 장치를 관통하는 단면도를 보여준다. 상기 케이싱은 흡입 연결구(suction connector)(3)의 형태인 유체 유입구와 배출 연결구(discharge connector)(4)의 형태인 유체 배출구를 가진다. 예시적인 실시예의 상기 케이싱(2)은 나선형 케이싱(spiral casing)이다.
상기 임펠러(1)는 레이디얼 임펠러(radial impeller)로서 설계되며 샤프트(5)에 의해 구동된다. 상기 샤프트(5)는 모터에 의해 회전하도록 구성되며, 모터는 이 도면에 도시되어 있지 않다. 상기 샤프트(5)는 베어링들(6)을 통해 지지된다.
도 2는 다수의 기능 영역들(7, 8, 9, 10)을 가진 임펠러(1)를 보여준다. 상기 기능 영역(7)은 샤프트(5)를 위한 허브(bub)를 형성하며, 높은 강도와 낮은 취성을 가진다.
상기 임펠러(1)의 기능 영역(8)은 날개들(vanes)을 형성하며, 높은 경도를 갖추지만, 이 기능 영역은 특히 마모와 캐비테이션에 대해 저항력이 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 임펠러는 커버 디스크(cover disk)를 형성하는 기능 영역(9)과 뒤쪽 덮개(rear shroud)를 형성하는 기능 영역(10)에 특징이 있다.
각각의 기능 영역은 이 장치에 특히 적합한 특성들을 갖춘다.
이러한 임펠러의 특성들을 발생시키기 위해, 아래의 단계들이 연속적으로 수행된다.
먼저, 판재에 철계 물질(ferrous material)로 구성된 금속 분말이 얇은 층으로 도포된다. 예시적인 실시예에서, 상기 분말은 크롬-몰리브덴 강의 분말이다.
임펠러가 형성될 장소에, 레이저 빔이 작용하여 분말 입자들을 서로 융합시킨다.
응고 후에, 상기 임펠러(1)의 개별의 기능 영역들의 물질 층이 형성된다.
그 다음에 베이스 판재가 층 두께 정도로 하강되며, 분말이 다시 도포된다.
이 사이클은 모든 층들이 재용융될 때까지 반복된다.
완성된 부품은 과잉의 분말이 제거된다.
상기 임펠러의 3D 형상은 소프트웨어 내에 데이터 세트(data set)로서 저장된다. 레이저 빔은 제어 장치에 의해 이동됨으로써, 분말 층에 의해 코팅된 판재 상의 개별 영역들의 상응하는 선택적인 융합에 의해 상기 임펠러의 형상을 융합시키며, 그 다음에 이 영역들은 응고된다.
본 발명에 따르면, 최적의 조성을 가진 임펠러를 생성하기 위해 상이한 구조와 상이한 특성들을 가진 상이한 기능 영역들(7, 8, 9, 10)이 형성되도록 에너지 입력은 달라진다. 상기 임펠러의 경우에, 이는 일체형 부품이다.
도 3은 밸브의 단면도를 보여준다. 상기 밸브는 일체형 하우징(11)을 가진다. 상기 하우징(11) 내부에는 구동장치(14)에 의해 스핀들(13)을 통해 수직 방향으로 이동할 수 있는 차단 몸체(shut-off body)(12)가 배치된다.
상기 일체형 하우징(11)의 밸브 시트(valve seat)를 형성하는 기능 영역(15)은 높은 경도를 가진다. 상기 일체형 하우징(11)의 기능 영역(16)은, 도 3에서 플랜지 형상인 연결 요소로서 설계되며, 높은 인장 강도를 가진다.

Claims (13)

  1. 유동 매체와 접촉하기 위한 적어도 하나의 기능 영역(functional region)(8)과 하중-지지 특성을 가진 적어도 하나의 기능 영역(7)을 가지는 유동 부품(flow-conducting component)으로서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)은, 원심 펌프의 유동 부품인 기능 영역들(7, 8, 9, 10)과 밸브의 유동 부품인 기능 영역들(15, 16)을 포함하고, 또한 선택적 레이저 용융에 의해서 레이저 방사선(laser radiation)에 의한 층들의 연속적인 응고에 의해 구성 물질로부터 제조되며,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)의 상이한 특성들은 에너지 입력의 상기 방사선의 변화에 의해 생성되고,
    상기 밸브는 일체형 하우징(11)을 구비하고, 밸브 시트를 형성하는 상기 일체형 하우징(11)의 기능 영역(15)은 높은 경도(hardness)를 가지며, 플랜지 형상인 연결 요소로서 설계되는 상기 일체형 하우징(11)의 기능 영역(16)은 높은 인장 강도(tensile strength)를 갖는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구성 물질은 금속 분말 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)의 구성 물질은 그것의 화학 성분과 동일한 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 구성 물질은 저합금 및/또는 고합금 강 분말 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)은 일체형 부품을 형성하는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)의 상이한 특성들은 에너지 입력의 변화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)의 상이한 특성들은 상기 방사선의 강도의 변화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)의 상이한 특성들은 상기 방사선의 스캐닝 속도의 변화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10, 15, 16)은 상이한 구조들을 가지는 것을 특징으로 하는, 유동 부품.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항 또는 제 2항에 따른 유동 부품을 제조하는 방법으로서,
    - 판재에 구성 물질의 층을 도포하는 단계,
    - 선택적 레이저 용융에 의하여 상기 층에 레이저 방사선을 선택적으로 작용시키는 단계,
    - 기능 영역들(7, 8, 9, 10)의 목표로 하는(targeted) 특성들의 생성을 위해, 상기 부품 내에 상기 기능 영역들(7, 8, 9, 10)을 생성하기 위한 레이저 방사선의 목표로 하는 변화 단계를 포함하는, 유동 부품 제조 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016217110A1 (de) * 2016-09-08 2018-03-08 KSB SE & Co. KGaA Kreiselpumpe
US20180216738A1 (en) * 2017-02-02 2018-08-02 Fisher Controls International Llc Control valves having integral trim
DE102017205483A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 Robert Bosch Gmbh Ventilhülse eines Injektors sowie Herstellungsverfahren dafür
DE102019209674A1 (de) * 2019-07-02 2021-01-07 MTU Aero Engines AG Schichtbauverfahren und Schichtbauvorrichtung zum additiven Herstellen zumindest eines Wandbereichs eines Bauteils sowie Computerprogrammprodukt und Bauteil
EP3798453A1 (de) * 2019-09-26 2021-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsführung einer radialturbomaschine, rückführstufe, radialturbomaschine, verfahren zur herstellung
CN110654028B (zh) * 2019-10-12 2021-03-05 上海联泰科技股份有限公司 三维物体数据的分层处理方法及3d打印设备
DE102020119914A1 (de) 2020-07-28 2022-02-03 KSB SE & Co. KGaA Gehäuse für strömungsführende Bauteile
DE102021105228A1 (de) 2021-03-04 2022-09-08 KSB SE & Co. KGaA Entfernen der Stützstruktur mit einem auf einem Roboterarm integrierten Laserstrahll
DE102021105610A1 (de) 2021-03-09 2022-10-20 KSB SE & Co. KGaA Herstellung eines Laufrads in einem Hybridverfahren
US11828380B2 (en) 2021-07-23 2023-11-28 Fisher Controls International Llc Valve bodies and methods of manufacturing the same
CN117067380B (zh) * 2023-10-11 2024-01-26 成都永益泵业股份有限公司 一种氧化铝泵过流部件及其制作方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902823A (en) 1972-04-24 1975-09-02 Hitachi Ltd Impeller for gas-handling apparatus
US20030170120A1 (en) 2002-01-25 2003-09-11 Richard Grunke Turbine blade for the impeller of a gas-turbine engine
EP1995411A2 (en) 2007-05-23 2008-11-26 Rolls-Royce plc A hollow aerofoil and a method of manufacturing a hollow aerofoil.
WO2010098479A1 (ja) * 2009-02-24 2010-09-02 パナソニック電工株式会社 三次元形状造形物の製造方法およびそれから得られる三次元形状造形物
EP2584146A1 (de) 2011-10-21 2013-04-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Laufschaufel für eine Strömungsmaschine und entsprechende Laufschaufel
WO2013124314A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Nuovo Pignone Srl Turbo-machine impeller manufacturing
US20150267543A1 (en) 2014-03-20 2015-09-24 Cameron International Corporation Monolithic shrouded impeller
US20160214211A1 (en) 2013-10-09 2016-07-28 United Technologies Corporation Multi-density, multi-property turbine component

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3731161C2 (de) 1987-09-17 1996-12-12 Klein Schanzlin & Becker Ag Kreiselpumpenlaufrad
DE4031936A1 (de) 1990-10-09 1992-04-16 Klein Schanzlin & Becker Ag Leiteinrichtung
WO2007122736A1 (ja) * 2006-04-25 2007-11-01 Ebis Corporation 鋳造方法及び装置
WO2008015795A1 (ja) * 2006-08-02 2008-02-07 Kabushiki Kaisha Toshiba 浸食防止方法と浸食防止部を備えた部材
CN101391302A (zh) * 2008-10-10 2009-03-25 华中科技大学 一种热等静压金属包套的整体快速制造方法
CH705631A1 (de) * 2011-10-31 2013-05-15 Alstom Technology Ltd Komponenten oder Coupon zur Verwendung unter hoher thermischer und Spannungslast und Verfahren zur Herstellung einer solchen Komponente oder eines solchen Coupons.
US20140099476A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Ramesh Subramanian Additive manufacture of turbine component with multiple materials
CN109937387B (zh) * 2012-11-08 2022-08-23 Ddm系统有限责任公司 金属部件的增材制造及维修
EP2737965A1 (en) * 2012-12-01 2014-06-04 Alstom Technology Ltd Method for manufacturing a metallic component by additive laser manufacturing
US20150003997A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-01 United Technologies Corporation Method of forming hybrid metal ceramic components

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902823A (en) 1972-04-24 1975-09-02 Hitachi Ltd Impeller for gas-handling apparatus
US20030170120A1 (en) 2002-01-25 2003-09-11 Richard Grunke Turbine blade for the impeller of a gas-turbine engine
EP1995411A2 (en) 2007-05-23 2008-11-26 Rolls-Royce plc A hollow aerofoil and a method of manufacturing a hollow aerofoil.
WO2010098479A1 (ja) * 2009-02-24 2010-09-02 パナソニック電工株式会社 三次元形状造形物の製造方法およびそれから得られる三次元形状造形物
EP2584146A1 (de) 2011-10-21 2013-04-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Laufschaufel für eine Strömungsmaschine und entsprechende Laufschaufel
WO2013124314A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Nuovo Pignone Srl Turbo-machine impeller manufacturing
US20160214211A1 (en) 2013-10-09 2016-07-28 United Technologies Corporation Multi-density, multi-property turbine component
US20150267543A1 (en) 2014-03-20 2015-09-24 Cameron International Corporation Monolithic shrouded impeller

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