KR20220085762A - 블레이드형 로터의 조합 적층 및 절삭 제조 - Google Patents

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KR20220085762A
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티모 슈델라이트
랄프 호크
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터보 시스템즈 스위츠랜드 엘티디.
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Abstract

블레이드형 로터 및 블레이드형 로터 제조 방법의 실시예가 제공된다. 블레이드형 로터 제조 방법은 제1 로터 블레이드 세그먼트를 포함하는 공작물을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 로터 블레이드 세그먼트는 제1 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 제1 플랫폼 부분을 포함한다. 또한, 방법은 적층 제조에 의해 제2 로터 블레이드 세그먼트를 형성하는 단계, 제1 플랫폼 부분의 측면 부분을 제거하는 단계, 및 제2 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거하는 단계를 포함하고, 이에 의해 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 제2 플랫폼 부분이 남는다.

Description

블레이드형 로터의 조합 적층 및 절삭 제조
본 발명의 실시예는 블레이드형 로터 및 블레이드형 로터 생산 방법에 관한 것이다.
종래에 블레이드형 로터는 허브 또는 디스크, 및 복수의 로터 블레이드를 별개로 생산함으로써 제조된다. 블레이드는 형상-맞춤 결합에 의해, 예를 들어 전나무 프로파일을 통해서 디스크에 연결된다.
전술한 종래의 방법에 기초한 블레이드형 로터의 제조는 비용-집약적이며, 특히 허브 또는 디스크와 블레이드 양자에 대한 형상-맞춤 조인트의 제조는 비용 집약적이며 블레이드형 로터 비용 전체의 대부분을 차지한다.
대안적인 방법은 공작물을 주조 또는 성형하고 그 블레이드형 로터를 절삭 방식으로 제조하는 것, 즉 로터 블레이드 및 허브 또는 디스크가 남도록 절단 또는 기계가공함으로써 공작물로부터 재료를 제거하는 것에 기초할 수 있다. 다른 대안적인 방법은 허브 또는 디스크 및 로터 블레이드를 포함하는 공작물을 주조 또는 성형하고 이후 절단 또는 기계가공에 의해 공작물로부터 재료를 제거하는 것에 기초할 수 있다.
일반적으로, 로터 블레이드는 상호 근접하여 배치되며, 따라서 절삭 제조 공구의 접근성이 제한된다. 특히 블레이드 하부의 영역 또는 다시 말해서 허브 또는 디스크에 가까운 영역은 접근할 수 없거나 특수 공구로만 접근할 수 있다. 후자의 경우에, 특수 공구는 높은 종횡비(공구 길이 대 공구 직경의 비율로 지칭됨)를 가져야 한다. 종횡비가 높은 이들 특수 공구는 표준 공구에 비해 고가이며, 일반적으로 절삭력에 의해 초래되는 진동/덜컹거림으로 인해 제조 결과가 불량하다.
간단히 말해서, 상기 한계 중 적어도 일부를 극복하기 위해 블레이드형 로터 생산 방법 및 블레이드형 로터가 제공된다. 이 목적은 청구항 1에 따른 방법 및 청구항 10에 따른 블레이드형 로터에 의해 달성된다.
실시예에 따르면, 복수의 로터 블레이드를 포함하는 블레이드형 로터의 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 하기의 단계 시퀀스를 포함한다:
A) 제1 로터 블레이드 세그먼트를 포함하는 공작물을 제공하는 단계. 제1 로터 블레이드 세그먼트는 제1 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 제1 플랫폼 부분을 포함한다.
B1) 적층 제조에 의해 제1 플랫폼 부분에 반경방향 외측으로 제2 로터 블레이드 세그먼트를 형성하는 단계.
B2) 제1 플랫폼 부분의 측면 부분을 제거하는 단계, 및 제2 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거하는 단계 - 이에 의해 제2 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 제2 플랫폼 부분이 남음 -.
경우에 따라, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스가 N≥1회 반복될 수 있다. 그로 인해, (n)번째 반복에서 n= 1...N이고, (n+2)번째 로터 블레이드 세그먼트 및 (n+2)번째 플랫폼 부분이 형성되며, (n+1)번째 플랫폼 부분의 측면 부분이 각각 제거된다. 단계 B1) 및 B2)의 반복이 없는 경우, N=0이다.
상기 방법은 하기 단계를 추가로 포함한다:
C1) 적층 제조에 의해 (N+2)번째 플랫폼 부분에 반경방향 외측으로 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트를 형성하는 단계.
C2) (N+2)번째 플랫폼 부분의 측면 부분을 제거하고, (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거하는 단계.
실시예에 따르면, 블레이드형 로터가 제공된다. 블레이드형 로터는 허브와 복수의 로터 블레이드를 포함한다. 각각의 로터 블레이드는 상호 인접하는 복수의 로터 블레이드 세그먼트를 포함한다. 로터 블레이드 세그먼트는 각각의 벌크 영역 및 각각의 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 인접하여 배치되는 인터페이스 영역을 갖는다. 또한, 평균 입자 크기는 로터 블레이드 세그먼트 중 적어도 하나의 인터페이스 영역과 벌크 영역 사이에서 적어도 10%, 바람직하게 적어도 20% 상이하고, 및/또는 평균 경도는 로터 블레이드 세그먼트 중 적어도 하나의 인터페이스 영역과 벌크 영역 사이에서 적어도 5%, 바람직하게 적어도 10% 상이하다.
통상의 기술자는 하기 상세한 설명을 읽고 첨부 도면을 볼 때 추가적인 특징 및 장점을 알 것이다.
도면에서의 구성요소는 반드시 정확한 축척이 아니며, 대신에 본 발명의 원리를 설명하는 데 중점을 둔다. 또한, 도면에서 유사한 참조 부호는 대응하는 부분을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터의 단면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로터 블레이드의 단면을 도시한다.
이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 일부를 형성하고 본 발명의 특정 실시예를 예시적으로 도시하는 첨부 도면을 참조한다.
본 명세서에 사용될 때, "갖는", "함유하는", "구비하는", "포함하는" 등의 용어는 언급된 요소 또는 특징부의 존재를 나타내지만 추가 요소 또는 특징부를 배제하지 않는 개방형 용어이다.
다른 실시예가 이용될 수 있고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 그러므로, 하기 상세한 설명은 제한적인 의미로 간주되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 본 명세서에 기재된 실시예는 첨부된 청구범위의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되는 특정 언어를 사용한다.
실시예에 따르면 블레이드형 로터(100)를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 블레이드형 로터(100)는 복수의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)를 포함한다. 로터 블레이드의 각각은 복수의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120)를 포함할 수 있다.
각각의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)는 빌드업 방향(또는 제조 방향)을 가질 수 있다. 빌드업 방향은 본질적으로 블레이드형 로터(100)의 반경 방향에 대응할 수 있다. 일부 실시예에서, 로터 블레이드(200, 201)는 만곡될 수 있다. 이 경우, 빌드업 방향은 반경 방향과 반경 방향에 수직한 측방 방향의 조합일 수 있다. 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 각각은 블레이드형 로터(100)의 빌드업 방향으로 또는 반경 방향으로 하나 또는 두 개의 다른 로터 블레이드 세그먼트에 인접하여 배치될 수 있다. (각각의) 로터 블레이드 세그먼트는 빌드업 방향 또는 반경 방향을 가로질러 로터 블레이드(200, 201)의 전체 단면적에 대체로 또는 완전히 걸쳐 있을 수 있다. 다시 말해서, 반경 방향 또는 빌드업 방향의 제한된 범위 내에서, 로터 블레이드(200, 201)는 하나의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)로 구성되거나 본질적으로 구성될 수 있다.
측방 방향은 반경 방향에 수직한 것으로 이해되어야 하며, 블레이드형 로터(100)의 축방향을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 측면 부분은 측방 방향으로 연장되는 구성요소의 부분을 지칭한다.
블레이드형 로터(100)는 허브(300, 301)를 포함할 수 있다. 특히, 허브(300, 301)는 디스크 형상일 수 있다.
블레이드형 로터(100)는 축류 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 반경류 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 배기 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 혼합류 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 압축기일 수 있다.
방법은 세 단계(A, B, C)의 시퀀스를 포함한다.
방법의 단계 A)는 공작물(10)을 제공하는 것을 포함한다. 방법의 단계 A)는 블레이드형 로터(100)의 최내측 섹션을 제공하거나 제조하는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 5는 공작물의 실시예를 나타낸다.
공작물(10)은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 포함한다. 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)는 제1 플랫폼 부분(111)을 포함한다. 제1 플랫폼 부분(111)[및 마찬가지로 이하에서 추가로 설명되는 모든 추가 플랫폼 부분(121, 131, 141)...]은 측면 부분을 포함할 수 있다. 또한 제1 플랫폼 부분(111)은 내측 부분을 포함할 수 있다. 내측 부분은 제1 플랫폼 부분(111)을 포함하지 않는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110) 부분의 단면적과 실질적으로 동일한 단면적에 걸쳐 있을 수 있다. 제1 플랫폼 부분(111)[및 마찬가지로 이하에서 추가로 설명되는 모든 추가 플랫폼 부분(121, 131, 141)...]은 상당한 정도로 제조 목적을 위한 보조 또는 임시 구성요소로서 간주될 수 있다. 제1 플랫폼 부분(111)의 적어도 일부, 특히 측면 부분은 제조가 완료된 후에 블레이드형 로터(100)에 포함되지 않을 수 있다.
제1 플랫폼 부분(111)은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 배치된다. 예를 들어, 도 2 및 도 5는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 제1 플랫폼 부분(111) 및 반경방향 외측 단부 부분(114)의 실시예를 도시한다.
제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 측방 방향을 따라서, 바람직하게 모든 측방 방향을 따라서 1cm 미만, 바람직하게 2mm 미만 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분을 포함하는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)는 제1 플랫폼 부분(111)을 포함하지 않는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)에 비해, 측방 방향을 따라서, 경우에 따라 모든 측방 방향을 따라서 추가로 최대 1cm, 바람직하게 최대 4mm 연장될 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측방 둘레를 부분적으로, 또는 바람직하게 완전히 둘러쌀 수 있다. 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 최외측 섹션을 완전히 커버하는 것이 바람직하다. 제1 플랫폼 부분(111)의 전술한 특성은 이하에서 추가로 설명되는 추가 플랫폼 부분(121, 131, 141...)에 마찬가지로 또는 동일하게 적용될 수 있다.
공작물(10)의 형성은 허브(300, 301)를 제공하는 단계 A1)을 포함할 수 있다. 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 구비하는 공작물(10)은 복수의 상이한 방식으로 형성될 수 있다.
실시예에 따르면, 단계 A1) 이후에 단계 A2)가 수행될 수 있으며, A2)는 허브(301)의 일부를 제거하여 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 형성하는 것을 포함한다. 이 실시예에서, 블레이드형 로터(100)의 허브(300)의 반경방향 치수는 단계 A1)에서 제공되는 허브(301)의 반경방향 치수에 비해 감소된다. 허브(301)의 일부를 제거하는 것은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 제1 플랫폼 부분(111)이 남도록 수행될 수 있다. 구성요소의 일부를 제거하는 것은 절삭 제조로 지칭될 수도 있다.
도 5는 단계 A2) 이후, 즉 공작물(10) 형성 이후의 블레이드형 로터의 단면을 개략적으로 도시한다. 점선은 단계 A1) 이후의 허브(301)를 나타낸다. 실선은 단계 A2) 이후의 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)와 함께 허브(300)를 도시한다.
다른 실시예에 따르면, 단계 A1) 이후에 단계 A2')가 수행될 수 있으며, A2')는 적층 제조에 의해 허브(300) 상에 반경방향 외측으로 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 형성하는 것을 포함한다. 이후, 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측면 부분이 제거될 수 있으며, 이에 의해 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 제1 플랫폼 부분(111)이 남는다. 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측면 부분을 제거하는 것은 허브(300)의 일부를 제거하는 것을 수반할 수 있다.
도 1은 단계 A2')의 일부가 완료된 후, 즉 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)가 허브(300) 상에 반경방향 외측으로 형성된 후의 블레이드형 로터의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 2는 단계 A2')를 완료한 후, 즉 공작물(10)을 형성한 후의 블레이드형 로터의 단면을 개략적으로 도시한다. 점선은 부분을 제거하기 전의 허브(300) 및 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 도시한다.
블레이드형 로터(100)의 제조 방법은 단계 B)를 추가로 포함한다. 방법의 단계 B)는 블레이드형 로터(100)의 중간 섹션을 제조하는 것으로 또는 로터 블레이드(200)의 중간 섹션을 제조하는 것으로 간주될 수 있다.
단계 B)는 적층 제조에 의해 제1 플랫폼 부분(111) 상의 반경방향 외측에 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)를 형성하는 단계 B1)을 포함한다. 예를 들어, 도 3 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단계 B1) 이후의 블레이드형 로터(100)의 단면을 도시한다.
또한, 단계 B)는 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분을 제거하거나 실질적으로 전체 제1 플랫폼 부분(111)을 제거하는 단계 B2)를 포함한다. 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 제1 플랫폼 부분(111)의 어떤 부분도 또는 본질적으로 어떤 부분도 제1 플랫폼 부분(111)을 포함하지 않는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 잔여 부분에 비해 측방으로 돌출하지 않도록 제거될 수 있다. 단계 B2)는 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 측면 부분을 제거하는 것을 추가로 포함한다. 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 측면 부분은 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 반경방향 외측 단부 부분(124)에 제2 플랫폼 부분(121)이 남도록 제거될 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단계 B2) 이후의 블레이드형 로터(100)의 단면의 실시예를 도시한다. 점선은 단계 B2)에서 제거되는 제1 플랫폼 부분(111) 및 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 부분을 도시한다.
실시예에 따르면, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스는 1회 이상, 즉 N≥1회 반복될 수 있다. 그로 인해 제3 로터 블레이드 세그먼트(130), 제4 로터 블레이드 세그먼트(140) 등이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스를 반복함으로써, 제3 플랫폼 부분, 제4 플랫폼 부분 등이 형성된다. 각각의 추가(제3, 제4, ...) 로터 블레이드 세그먼트는 이전(제2, 제3, ...) 플랫폼 부분에 반경방향 외측으로 형성되며, 특히 제1 플랫폼 부분(111)에 형성되지 않는다. 또한, 제2 플랫폼 부분(121), 제3 플랫폼 부분 등의 측면 부분이 제거될 수 있다. 달리 말하면, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스를 반복함으로써, (n)번째 반복에서(n = 1...N), (n+2)번째 로터 블레이드 세그먼트 및 (n+2)번째 플랫폼 부분이 형성되며 (n+1)번째 플랫폼 부분의 측면 부분이 각각 제거된다. 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스가 반복되지 않는 경우, N=0이다.
단계 B1) 및 B2)의 시퀀스는 임의의 횟수로 반복될 수 있다. 예시적인 일 실시예에 따르면, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스는 1회 반복된다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스는 9회 반복된다.
블레이드형 로터(100) 제조 방법은 단계 C)를 추가로 포함한다. 방법의 단계 C)는 블레이드형 로터(100)의 외측 섹션, 특히 최종 또는 최외측 섹션을 제조하는 것으로 또는 로터 블레이드(200)의 외측 섹션, 특히 최종 또는 최외측 섹션을 제조하는 것으로 간주될 수 있다.
단계 C)는 적층 제조에 의해 (N+2)번째 플랫폼 부분 상에 반경방향 외측으로 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트를 형성하는 단계 C1)을 포함한다. 실시예에 따르면, 단계 C1)은 단계 B1)과 본질적으로 유사한 방식으로 수행된다. 일 실시예에서, (N+2)번째 플랫폼 부분은 끝에서 두 번째 플랫폼 부분으로 간주될 수 있으며, (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트는 최종 로터 블레이드 세그먼트로 간주될 수 있다.
또한, 단계 C)는 (N+2)번째 플랫폼 부분의 측면 부분을 제거하는 단계(C2)를 포함한다. (N+2)번째 플랫폼 부분의 측면 부분은 (N+2)번째 플랫폼 부분의 어떤 부분도 또는 본질적으로 어떤 부분도 (N+2)번째 플랫폼 부분을 포함하지 않는 (N+2)번째 로터 블레이드 세그먼트의 잔여 부분에 비해 측방으로 돌출하지 않도록 제거될 수 있다. 단계 C2)는 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 실시예에서, (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분은 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 반경방향 외측 단부 부분에 (N+3)번째 플랫폼 부분이 전혀 남지 않도록 제거될 수 있다. (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분은 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 어떤 부분도 또는 본질적으로 어떤 부분도 (N+2)번째 로터 블레이드 세그먼트에 비해 측방으로 돌출하지 않도록 제거될 수 있다.
허브(301) 및/또는 제1 또는 추가 로터 블레이드 세그먼트(110, 120,...) 및/또는 제1 또는 추가 플랫폼 부분(111, 121, ...)의 일부의 제거는 기계가공에 의해 수행될 수 있으며, 바람직하게 기계가공은 황삭(rough milling) 및 마무리 밀링을 포함한다.
이와 같은 적층 제조는 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 적층 제조 기술에 대한 표준 용어는 ASTM F2792-12a에 개시되어 있다.
적층 제조는 빌드 재료를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 빌드 재료는 분말 및 와이어 중 하나일 수 있다. 실시예에 따르면, 빌드 재료는 니켈(예를 들어, 적어도 50 wt% 니켈)을 함유하는 합금, 특히 니켈계 합금을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 허브(300, 301)는 니켈(예를 들어, 적어도 50 wt% 니켈)을 함유하는 합금, 특히 니켈계 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빌드 재료는 합금 NiCr22Mo9Nb(합금 625, 2.4856으로도 지칭됨) 및/또는 합금 NiCr19NbMo(합금 718, 2.4668로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 허브(300, 301)는 합금 NiCr22Mo9Nb(합금 625, 2.4856으로도 지칭됨) 및/또는 합금 NiCr19NbMo(합금 718, 2.4668) 및/또는 합금 NiCrAlMoTiNbZr(합금 713LC, UNS N07713으로도 지칭됨) 및/또는 합금 NiFeCr12Mo(합금 901, 2.4975로도 지칭됨)을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 빌드 재료는 철(예를 들어, 적어도 50 wt% 철)을 함유하는 합금, 특히 철계 합금을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 허브(300, 301)는 철(예를 들어, 적어도 50 wt% 철)을 함유하는 합금, 특히 철계 합금을 포함할 수 있다. 실시예에서, 빌드 재료 및 허브(300, 301)는 동일한 합금을 포함할 수 있다.
적층 제조는 집속 열 에너지에 의해 빌드 재료를 융합하는 것을 포함할 수 있다. 집속 열 에너지는 레이저 빔, 전자 빔, 전기 아크 및 플라즈마 아크로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 바람직하게 집속 열 에너지는 레이저 빔이다. 집속 열 에너지가 전기 아크인 경우, 빌드 재료는 와이어일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터(100) 제조 방법은 여러 가지 이유로 유리하다. 블레이드형 로터(100)의 제조는 형상-맞춤 조인트를 제조하는 것을 요구하지 않으며, 로터 블레이드를 형상-맞춤 조인트로 허브 또는 디스크에 구축하거나 부착하는 것을 요구하지 않는다. 유리하게, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 블레이드형 로터를 보다 낮은 비용으로 생산하는 것을 가능하게 한다. 생산 비용이 최대 30% 절감될 수 있다. 로터 블레이드(200, 201)는 집속 열 에너지에 의해 허브(300, 301)에 융합되며, 따라서 보다 견고한 블레이드형 로터(100)가 얻어지고, 이는 형상-맞춤 조인트를 포함하는 블레이드형 로터에 비해 파괴 또는 파손되는 경향이 낮을 수 있다.
또한, 로터 블레이드를 복수의 연속적인 단계로 제조함으로써, 특히 후속 로터 블레이드 세그먼트가 형성되기 전에 각각의 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거함으로써, 나중에, 특히 로터 블레이드의 모든 세그먼트가 형성된 후에 접근할 수 없는 로터 블레이드의 섹션에 저가의 또는 표준 공구가 접근할 수 있게 된다. 유리하게, 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터(100)를 제조하기 위해 높은 종횡비를 갖는 특수 공구 및/또는 고가의 공구가 필요하지 않다. 많은 적용에서, 기계가공성이 열등한 빌드 재료, 특히 수많은 니켈계 합금을 포함하는 로터 블레이드를 제조하는 것이 적합하거나 바람직하다. 로터 블레이드를 복수의 연속적인 단계로 제조함으로써, 특히 각각의 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 개별적으로 제거함으로써, 일부 빌드 재료가 갖고 있는 열등한 기계가공성은 상당히 사소한 문제이다.
유리하게, 후속 로터 블레이드 세그먼트가 적층 가공되기 전에 플랫폼 부분이 로터 블레이드 세그먼트 상에 남도록 로터 블레이드 세그먼트를 절삭 형성(그 측면 부분을 제거)함으로써 부정확성이 회피된다. 플랫폼 부분은 로터 블레이드(200) 및/또는 허브(300)의 표면 품질에 부정적인 영향을 미치는, 집속 열 에너지 및 빌드 재료에 의해 야기되는 용접 스패터로부터 선행 로터 블레이드 세그먼트를 보호하거나 차폐한다. 또한, 집속 열 에너지는 선행 로터 블레이드 세그먼트 상에 열-영향받는 영역을 초래한다. 열-영향받는 영역은 열 변형을 초래할 수 있고 따라서 부정확성을 초래할 수 있다. 플랫폼 부분은 지지체 역할을 하고 선행 로터 블레이드 세그먼트를 열-영향받는 영역으로부터 국소적으로 분리하거나 또는 다시 말해서 열이 대체로 전체 플랫폼 부분에 걸쳐서 분산되며, 따라서 선행 로터 블레이드 세그먼트에 대한 열 변형이 회피된다. 또한, 후속 로터 블레이드 세그먼트가 적층 가공되기 전에 플랫폼 부분이 로터 블레이드 세그먼트에 남도록 로터 블레이드 세그먼트를 절삭 형성(그 측면 부분을 제거)함으로써, 로터 블레이드의 "비틀린" 섹션 사이의 전이부의 제조가, 즉 빌드업 방향이 반경 방향과 측방 방향의 조합인(그 반경방향 범위 전체에 걸쳐서 완전히 직선이 아닌) 경우에, 유리하게 용이해진다. 특히, 연속적인 로터 블레이드 세그먼트 사이의 전이 영역의 표면 품질은 "비틀린" 섹션의 경우에 매끄러운 전이 영역을 가능하게 함으로써 향상될 수 있다.
본 발명은 복수의 로터 블레이드(200)를 포함하는 블레이드형 로터(100)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 실시예는 하나의 로터 블레이드를 제조하기 위한 단계의 시퀀스에 관한 것이다. 제1 로터 블레이드(200)를 제조하기 위한 단계의 시퀀스는 제2 로터 블레이드(201)를 제조하기 위한 단계의 시퀀스에 비해 임의의 순서로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방법은 A2), A2'), B1), B2), C1), C2)로부터 선택된 단계 중 하나, 바람직하게는 그 전체가 연속 단계를 수행하기 전에 모든 로터 블레이드(200)에 대해 수행되는 것을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계 A2')는 모든 로터 블레이드(200, 201)에 대해 단계 B1)을 수행하기 전에 모든 로터 블레이드(200, 201)에 대해 수행될 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터(100)의 단면을 도시하며, 여기에서 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)는 단계 B1)이 수행되기 전에 모든 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)에 대해 형성된다[도 8은 블레이드형 로터(100)의 단면을 도시하며, 따라서 로터 블레이드의 일부의 부분만 도시한다]. A2), A2'), B1), B2), C1), C2)로부터 선택된 단계 중 하나 또는 심지어 전체의 부분은 단계의 연속적인 부분을 수행하기 전에 모든 로터 블레이드(200)에 대해 수행될 수도 있다. 도 8은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측면 부분이 제거되기 전에 모든 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)에 대해 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)가 형성되는 실시예를 도시한다.
실시예에서, 방법은 A2), A2'), B1), B2), C1) 및 C2)로부터 선택된 제조 단계 중 임의의 것이 제2 로터 블레이드(201)에 대해 수행되기 전에 A2), A2'), B1), B2), C1) 및 C2)로부터 선택된 제조 단계 전체가 제1 로터 블레이드(200)에 대해 수행되는 것을 추가로 포함할 수 있다. 제1 로터 블레이드(200)는 제2 로터 블레이드(201)를 형성하기 위한 제조 단계 중 임의의 단계를 수행하기 전에 완전히 형성될 수도 있다.
실시예에 따르면 블레이드형 로터(100)를 포함하는 터보차저의 제조 방법이 제공된다. 블레이드형 로터(100)는 복수의 로터 블레이드를 포함하며 본 명세서에 개시된 실시예 중 어느 하나에 따라 제조된다.
실시예에 따르면, 블레이드형 로터(100)가 제공된다. 블레이드형 로터(100)는 허브(300)와 복수의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)를 포함할 수 있다. 각각의 로터 블레이드(200)는 상호 인접하는 복수의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)를 포함할 수 있다.
로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 각각은 각각의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)을 가질 수 있다. 또한, 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 각각은 각각의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 반경방향 외측 단부 부분(114, 124, 134)에 인접하여 배치되는 인터페이스 영역(113, 123, 133, 143)을 포함할 수 있다. 인터페이스 영역(113, 123, 133, 143)은 동일한 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)에 인접하여 배치될 수 있고 인접한 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)에 인접하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 9는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 인접하여 배치되는 인터페이스 영역(113)을 포함하는 로터 블레이드(200)의 단면을 도시한다. 인터페이스 영역(113)은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 제1 벌크 영역(112)에 인접하여 배치되며 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 제2 벌크 영역(122)에 인접하여 배치된다.
인터페이스 영역(113, 123, 133, 143)은 반경 방향으로 1mm 미만, 바람직하게 200㎛ 미만 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블레이드형 로터(100)는 특히 허브(300, 301)에 대한 로터 블레이드(200)의 부착 또는 장착에 의해 및/또는 로터 블레이드(200)의 특성에 의해, 공지된 블레이드형 로터(100)와 상이하다. 본 발명에 따른 블레이드형 로터(100)의 로터 블레이드(200)는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 인터페이스 영역(113, 123, 133, 143)과 벌크 영역(112, 122, 132, 142) 사이에서 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 블레이드형 로터(100)는 일체형 피스로서 제공된다. 특히, 블레이드형 로터(100)는 허브(300)와 로터 블레이드(200) 사이에 일체의 형상-맞춤 조인트 없이 제공된다.
일 실시예에서, 평균 입자 크기는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132)과 인터페이스 영역(113, 123, 133) 사이에서 적어도 10%, 바람직하게 적어도 20% 상이하다. 평균 입자 크기는 ASTM E112 - 13 섹션 11[면적측정(Planimetric) 또는 제프리스(Jeffries)의 (3)절차]에 따라 결정된다. 바람직하게, 평균 입자 크기는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)에 비해 인터페이스 영역(113, 123, 133)에서 적어도 10%, 바람직하게 적어도 20% 더 낮다.
일 실시예에서, 평균 경도는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)과 인터페이스 영역(113, 123, 133) 사이에서 적어도 5%, 바람직하게 적어도 10% 상이하다. 경도 및 평균 경도를 결정하는 방법은 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 바람직하게, 평균 경도는 DIN EN ISO 6507에 따라 결정된다. 평균 경도는 현미경 사진을 기록하고, 영역을 선택함으로써, 예를 들어 미리 결정된 크기(예를 들어 5000 ㎟)를 갖는 원 또는 직사각형을 새김으로써 결정될 수 있다. 바람직하게, 평균 경도는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132)에 비해 인터페이스 영역(113, 123, 133)에서 적어도 5%, 바람직하게 적어도 10% 더 크다.
각각의 인터페이스 영역(113, 123, 133)의 특성은 유리한 제조 방법의 결과일 수 있거나 및/또는 인터페이스 영역(113, 123, 133)을 적어도 두 개의 각각의 방법 단계에서 제조 과정 중에 집속 열 에너지에 기인하는 열에 노출시키는 결과일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 적층 제조에 의해 얻어진다. 바람직하게, 블레이드형 로터(100)는 본 명세서에 개시된 실시예 중 어느 하나에 따라 제조된다.
블레이드형 로터(100)는 축류 터빈 또는 반경류 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 배기 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 혼합류 터빈일 수 있다. 블레이드형 로터(100)는 압축기일 수 있다. 실시예에 따르면 터보차저가 제공된다. 터보차저는 본 명세서에 개시된 실시예 중 어느 하나에 따른 블레이드형 로터(100)를 포함한다.
본 명세서에 개시된 치수 및 값은 인용된 정확한 수치로 엄밀하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신에, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 이러한 치수는 인용된 값과 이 값을 둘러싸는 기능적으로 동등한 범위를 둘 다 의미하도록 의도된다. 예를 들어, "100㎛"로 개시된 치수는 "약 100㎛"를 의미하도록 의도된다.

Claims (14)

  1. 복수의 로터 블레이드(200)를 포함하는 블레이드형 로터(100)의 제조 방법이며, 이 방법은 하기의 단계 시퀀스:
    A) 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 포함하는 공작물(10)을 제공하는 단계로서, 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)는 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 제1 플랫폼 부분(111)을 포함하는, 단계;
    B1) 적층 제조에 의해 제1 플랫폼 부분(111)에 반경방향 외측으로 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)를 형성하는 단계;
    B2) 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분을 제거하는 단계, 및 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 측면 부분을 제거하는 단계 - 이에 의해 제2 로터 블레이드 세그먼트(120)의 반경방향 외측 단부 부분(124)에 제2 플랫폼 부분(121)이 남음 -;
    - 경우에 따라, 단계 B1) 및 B2)의 시퀀스가 N≥1회 반복되며, (n)번째 반복에서 n= 1...N이고, (n+2)번째 로터 블레이드 세그먼트 및 (n+2)번째 플랫폼 부분이 형성되며, (n+1)번째 플랫폼 부분의 측면 부분이 각각 제거되고; 단계 B1) 및 B2)의 반복이 없는 경우 N=0임 -,
    C1) 적층 제조에 의해 (N+2)번째 플랫폼 부분에 반경방향 외측으로 (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트를 형성하는 단계;
    C2) (N+2)번째 플랫폼 부분의 측면 부분을 제거하고, (N+3)번째 로터 블레이드 세그먼트의 측면 부분을 제거하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 A)에서 공작물(10)을 제공하는 것은,
    A1) 허브(300, 301)를 제공하는 단계; 및
    A2) 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 형성하기 위해 허브(301)의 일부를 제거하는 단계; 또는
    A2') 적층 제조에 의해 허브(300) 상에 반경방향 외측으로 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)를 형성하는 단계, 및 이어서 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측면 부분을 제거하는 단계 - 이에 의해 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 반경방향 외측 단부 부분(114)에 제1 플랫폼 부분(111)이 남음
    를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 측방 방향을 따라서, 경우에 따라 모든 측방 방향을 따라서, 1cm 미만, 바람직하게 2mm 미만 연장되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 플랫폼 부분(111)의 측면 부분은 제1 로터 블레이드 세그먼트(110)의 측방 둘레를 부분적으로, 또는 바람직하게 완전히 둘러싸는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적층 제조는 빌드 재료를 제공하는 단계로서, 바람직하게 빌드 재료는 분말 및 와이어 중 하나인, 단계; 및 빌드 재료를 집속 열 에너지에 의해 융합하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 집속 열 에너지는 레이저 빔, 전자 빔, 전기 아크 및 플라즈마 아크 중 하나이며, 바람직하게 집속 열 에너지는 레이저 빔인, 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 빌드 재료는 니켈 및/또는 철을 함유하는 합금을 포함하며; 및/또는 허브(300, 301)는 니켈 및/또는 철을 함유하는 합금을 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, A), 존재할 경우 A2) 또는 A2'), B1), B2), C1), C2)로부터 선택된 단계 중 하나가 연속 단계를 수행하기 전에 복수의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)에 대해 수행되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제조 단계 A), 존재할 경우 A2) 또는 A2'), B1), B2), C1) 및 C2)가 제1 로터 블레이드(200)에 대해 수행되고, 이후 제조 단계가 제2 로터 블레이드(201)에 대해 수행되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 허브(301) 및/또는 제1 또는 추가 로터 블레이드 세그먼트(110, 120) 및/또는 제1 또는 추가 플랫폼 부분(111, 121)의 일부의 제거는 기계가공에 의해 수행될 수 있으며, 바람직하게 기계가공은 황삭 및 마무리 밀링을 포함하는, 방법.
  11. 블레이드형 로터(100)이며,
    허브(300)와 복수의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)를 포함하고, 각각의 로터 블레이드(200, 201, 202, 203)는 상호 인접하는 복수의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)를 포함하며, 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)는 각각의 벌크 영역(112, 122, 132, 142) 및 각각의 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140)의 반경방향 외측 단부 부분(114, 124, 134)에 인접하여 배치되는 인터페이스 영역(113, 123, 133)을 가지며, 평균 입자 크기는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)과 인터페이스 영역(113, 123, 133) 사이에서 적어도 10%, 바람직하게 적어도 20% 상이하고, 및/또는 평균 경도는 로터 블레이드 세그먼트(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 벌크 영역(112, 122, 132, 142)과 인터페이스 영역(113, 123, 133) 사이에서 적어도 5%, 바람직하게 적어도 10% 상이한, 블레이드형 로터(100).
  12. 제11항에 있어서, 블레이드형 로터(100)는 일체형 피스로서 제공되는, 블레이드형 로터(100).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 블레이드형 로터(100)는 적층 제조에 의해 얻어지는, 블레이드형 로터(100).
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드형 로터(100)는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라 제조되는, 블레이드형 로터(100).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023057666A (ja) * 2021-10-12 2023-04-24 三菱重工コンプレッサ株式会社 積層造形方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969238B2 (en) * 2003-10-21 2005-11-29 General Electric Company Tri-property rotor assembly of a turbine engine, and method for its preparation
US9914170B2 (en) * 2014-06-13 2018-03-13 Hamilton Sundstrand Corporation Method for making an integrally bladed rotor with hollow blades
US10464171B2 (en) * 2014-11-04 2019-11-05 Dresser-Rand Company Method for additive manufacturing of turbomachine components
US9950388B2 (en) * 2014-12-17 2018-04-24 Rolls-Royce Plc Method of producing an integrally bladed rotor for a turbomachine
US9903214B2 (en) * 2015-05-26 2018-02-27 General Electric Company Internally cooled turbine blisk and method of manufacture
US10180072B2 (en) * 2015-10-20 2019-01-15 General Electric Company Additively manufactured bladed disk
DE102016120480A1 (de) * 2016-10-27 2018-05-03 Man Diesel & Turbo Se Verfahren zum Herstellen eines Strömungsmaschinenlaufrads
US10376960B2 (en) * 2017-01-18 2019-08-13 United Technologies Corporation Grain size control in laser based additive manufacturing of metallic articles
JP6533817B2 (ja) * 2017-09-29 2019-06-19 本田技研工業株式会社 造形方法及び造形物
US11426818B2 (en) * 2018-08-10 2022-08-30 The Research Foundation for the State University Additive manufacturing processes and additively manufactured products

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