RU2723431C2 - Destructible support structure for additive production - Google Patents

Destructible support structure for additive production Download PDF

Info

Publication number
RU2723431C2
RU2723431C2 RU2016150098A RU2016150098A RU2723431C2 RU 2723431 C2 RU2723431 C2 RU 2723431C2 RU 2016150098 A RU2016150098 A RU 2016150098A RU 2016150098 A RU2016150098 A RU 2016150098A RU 2723431 C2 RU2723431 C2 RU 2723431C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
base
destructible
fuel injector
nozzle
Prior art date
Application number
RU2016150098A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016150098A3 (en
RU2016150098A (en
Inventor
Дарюш Оливюш ПАЛИС
Илья Михайлович Федоров
Алексей Александрович Окунев
Алексей СТЫЦЕНКО
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
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 Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Priority to RU2016150098A priority Critical patent/RU2723431C2/en
Priority to DE102017129835.5A priority patent/DE102017129835A1/en
Publication of RU2016150098A publication Critical patent/RU2016150098A/en
Publication of RU2016150098A3 publication Critical patent/RU2016150098A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2723431C2 publication Critical patent/RU2723431C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/40Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards
    • B22F10/47Structures for supporting workpieces or articles during manufacture and removed afterwards characterised by structural features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/64Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/105Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/009Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than turbine blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10Manufacture 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/66Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2213/00Burner manufacture specifications
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

FIELD: production of composite materials.SUBSTANCE: invention relates to production of articles by means of additive technologies, in particular, to production of fuel injector. Fuel injector comprises destructible supporting structure for nozzle first and second surfaces opposite in vertical direction. Destructible supporting structure has first base connected to first surface and extending towards second surface, a second base connected to the second surface and extending towards the first surface, and a bridge connecting the first base to the second base. Bridge can be selectively broken under the effect of thermal stress and includes the main part and the weakened zone formed in the said main part.EFFECT: ensuring absence of product shape distortion and separation of article parts located in close proximity to each other.20 cl, 8 dwg

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0001] Данное изобретение в целом относится к способам аддитивного производства, согласно которым в процессе построения объекта применяют поддерживающие структуры, а также к новым поддерживающим структурам, применяемым в рамках указанных AM процессов.[0001] The present invention generally relates to additive manufacturing methods, according to which supporting structures are used in the construction process, as well as to new supporting structures used in the framework of said AM processes.

[0002] В отличие от субтрактивных способов производства аддитивные технологии (AM), как правило, включают наращивание одного или более материалов с образованием объекта, имеющего окончательную или почти окончательную форму (NNS). Хотя выражение «аддитивное производство» относится к отраслевым стандартам, AM включает разные технологии производства и прототипирования, известные под разными названиями, включая создание объектов произвольной формы, 3D печать, быстрое прототипирование/обработку и т.д. AM технологии могут обеспечить изготовление объектов сложной формы, выполняемых из разнообразных материалов. Как правило, самостоятельный объект может быть изготовлен по модели компьютерного проектирования (CAD). В AM технологии определенного типа применяют пучок энергии, например, электронный луч или электромагнитное излучение, такое как лазерный луч, с целью спекания или расплавления порошкового металлического материала с образованием твердого объемного предмета, в котором частицы порошкового материала связаны друг с другом. Применяют разные группы материалов, например, конструкционные пластики, термопластичные эластомеры, металлы и керамику. Лазерное спекание или плавление относится к известной AM технологии, используемой для быстрого изготовления функциональных объектов, прототипов и инструментов.[0002] In contrast to subtractive production methods, additive technologies (AM) typically include the buildup of one or more materials to form an object having a final or near final shape (NNS). Although the term “additive manufacturing” refers to industry standards, AM includes various manufacturing and prototyping technologies known under various names, including the creation of arbitrary shape objects, 3D printing, rapid prototyping / processing, etc. AM technology can provide the manufacture of complex objects made of a variety of materials. As a rule, an independent object can be manufactured according to a computer-aided design (CAD) model. In a certain type of AM technology, an energy beam is used, for example, an electron beam or electromagnetic radiation, such as a laser beam, to sinter or melt a powdered metal material to form a solid bulk object in which particles of the powder material are bonded to each other. Different groups of materials are used, for example, structural plastics, thermoplastic elastomers, metals and ceramics. Laser sintering or melting refers to the well-known AM technology used to quickly produce functional objects, prototypes and tools.

[0003] Выражения «селективное лазерное спекание», «прямое лазерное спекание», «селективное лазерное плавление» и «прямое лазерное плавление» являются общепринятыми отраслевыми терминами, относящимися к производству объемных (3D) объектов с использованием лазерного луча с целью спекания или плавления мелкодисперсного металлического порошка. Указанные процессы в данном документе могут называться аддитивным производством с использованием металлического порошка. Точнее, спекание подразумевает сплавление (агломерацию) частиц порошка при температуре ниже точки плавления порошкового материала, тогда как плавление предполагает полное расплавление частиц порошка с образованием твердой однородной массы. Физические процессы, связанные с лазерным спеканием или лазерным плавлением, включают передачу тепла порошковому материалу и далее либо спекание, либо плавление порошкового металлического материала.[0003] The expressions "selective laser sintering", "direct laser sintering", "selective laser melting" and "direct laser melting" are generally accepted industry terms related to the production of three-dimensional (3D) objects using a laser beam for the sintering or melting of finely divided metal powder. These processes may be referred to herein as additive manufacturing using metal powder. More precisely, sintering involves the fusion (agglomeration) of powder particles at a temperature below the melting point of the powder material, while melting involves the complete melting of the powder particles to form a solid homogeneous mass. Physical processes associated with laser sintering or laser melting include the transfer of heat to the powder material and then either sintering or melting of the powdered metal material.

[0004] С помощью аддитивных технологий с использованием металлического порошка создают слои расплавленного металла или обеспечивают агломерацию металла по уже сформированным слоям затвердевшего металла. В тех местах, где затвердевший металл находится под новым слоем, он служит опорой для нового слоя. Одна проблема аддитивного производства заключается в построении поверхностей, не являющихся вертикальными, таких как неопертые горизонтальные поверхности или наклоненные от вертикали поверхности, то есть, наклоненные относительно горизонтали и не имеющие под собой опоры. В частности, в тех местах, где часть нового слоя расположена не поверх ранее образованного, уже затвердевшего металла, находящийся рядом, термически не обработанный металлический порошок не обеспечивает достаточную опору, и сила тяжести оказывает неблагоприятное воздействие на окончательную форму объекта. Известно, что для разрешения указанной ситуации, в процессе аддитивного производства металлического объекта с использованием металлического порошка и с целью поддержки неопертых поверхностей образуют поддерживающие структуры, являющиеся частью металлического объекта. Например, поддерживающие структуры могут быть образованы в топливных форсунках, применяемых в газовых турбинах, с целью сохранения разделения между частями, к примеру, отстоящими друг от друга концентрическими трубчатыми компонентами, расположенными в непосредственной близости один к другому. Во многих областях применения поддерживающие структуры удаляют из готового металлического объекта, например, если эксплуатация объекта не предусматривает наличие поддерживающих структур или разрушение указанной структуры может вызвать дополнительное повреждение. В указанных случаях поддерживающие структуры удаляют в ходе процессов обработки, следующих за AM производством, таких как механическая обработка или химические процессы. В некоторых случаях, поддерживающие структуры, встроенные в металлический объект, можно в нем оставить. В данном случае разрушение поддерживающих структур могут обеспечить напряжения (например, термическое напряжение), возникающие в процессе эксплуатации металлического объекта. Например, в условиях напряжений, возникающих внутри объекта, разрушение с целью улучшения эксплуатации может быть обеспечено за счет обеспечения большей свободы движения. В некоторых областях применения трудно создать такую конфигурацию поддерживающих структур, которая в процессе эксплуатации обеспечила бы их разрушение способом, вообще не влияющим на объект. Несмотря на то, что указанные трудности были описаны применительно к аддитивному производству с использованием металлического порошка, они также присущи и другим типам аддитивного производства.[0004] Using additive technologies using metal powder, layers of molten metal are created or metal agglomerates over already formed layers of solidified metal. In those places where the hardened metal is under a new layer, it serves as a support for the new layer. One problem of additive manufacturing is the construction of surfaces that are not vertical, such as non-supported horizontal surfaces or surfaces tilted from a vertical, that is, tilted relative to the horizontal and not supported underneath. In particular, in those places where part of the new layer is located not on top of the previously formed, already hardened metal, located nearby, the thermally untreated metal powder does not provide sufficient support, and gravity adversely affects the final shape of the object. It is known that to resolve this situation, in the process of additive production of a metal object using metal powder and in order to support non-ground surfaces, support structures are formed that are part of the metal object. For example, support structures may be formed in fuel nozzles used in gas turbines in order to maintain separation between parts, for example, spaced concentric tubular components located in close proximity to one another. In many applications, the supporting structures are removed from the finished metal object, for example, if the operation of the object does not provide for the presence of supporting structures or the destruction of the specified structure can cause additional damage. In these cases, the supporting structures are removed during processing processes following the AM production, such as machining or chemical processes. In some cases, supporting structures embedded in a metal object can be left in it. In this case, the destruction of the supporting structures can provide stresses (for example, thermal stress) arising during the operation of a metal object. For example, under stresses arising inside the object, destruction in order to improve operation can be achieved by providing greater freedom of movement. In some applications, it is difficult to create such a configuration of supporting structures that during operation would ensure their destruction in a way that does not affect the object at all. Although these difficulties have been described in relation to additive production using metal powder, they are also inherent in other types of additive production.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Согласно первому аспекту изобретения предложен объект, изготовленный способом аддитивного производства, имеющий первую поверхность, вторую поверхность, которая в вертикальном направлении расположена напротив первой поверхности, и разрушаемую поддерживающую структуру, которая имеет первое основание, соединенное с первой поверхностью и проходящее по направлению ко второй поверхности, второе основание, соединенное со второй поверхностью и проходящее по направлению к первой поверхности, и перемычку, которая соединяет первое основание со вторым основанием, может выборочно разрушаться под воздействием термического напряжения и имеет основную часть и ослабленную зону, образованную в основной части.[0005] According to a first aspect of the invention, there is provided an additive manufacturing method having a first surface, a second surface that is vertically opposite the first surface, and a collapsible support structure that has a first base connected to the first surface and extending toward the second surface, a second base connected to the second surface and extending toward the first surface, and a jumper that connects the first base to the second base may selectively fail under the influence of thermal stress and has a main part and a weakened zone formed in the main part.

[0006] Согласно второму аспекту изобретения предложен способ изготовления объекта, включающий формование объекта вместе с разрушаемой поддерживающей структурой с использованием аддитивной технологии, при этом разрушаемая поддерживающая структура включает первое основание, соединенное с первой поверхностью объекта и проходящее по направлению ко второй поверхности объекта, которая в вертикальном направлении расположена напротив первой поверхности, второе основание, соединенное со второй поверхностью и проходящее по направлению к первой поверхности, и перемычку, которая соединяет первое основание со вторым основанием и имеет основную часть и образованную в ней ослабленную зону; причем способ также включает обеспечение разрушения перемычки под воздействием термического напряжения после формования объекта с использованием аддитивной технологии.[0006] According to a second aspect of the invention, there is provided a method for manufacturing an object, comprising molding an object together with a collapsible supporting structure using additive technology, wherein the collapsible supporting structure includes a first base connected to a first surface of the object and extending toward the second surface of the object, which the vertical direction is located opposite the first surface, the second base connected to the second surface and passing towards the first surface, and a jumper that connects the first base to the second base and has a main part and a weakened zone formed therein; moreover, the method also includes ensuring the destruction of the jumper under the influence of thermal stress after molding an object using additive technology.

[0007] Согласно третьему аспекту изобретения предложена разрушаемая поддерживающая структура для противоположных в вертикальном направлении первой и второй поверхностей объекта, которая содержит первое основание, соединенное с первой поверхностью и проходящее по направлению ко второй поверхности; второе основание, соединенное со второй поверхностью и проходящее по направлению к первой поверхности, и перемычку, которая соединяет первое основание со вторым основанием, выборочно может разрушаться под воздействием термического напряжения и имеет основную часть и ослабленную зону, образованную в указанной основной части.[0007] According to a third aspect of the invention, there is provided a collapsible support structure for vertically opposed first and second surfaces of an object, which comprises a first base connected to the first surface and extending toward the second surface; a second base connected to the second surface and extending toward the first surface, and a jumper that connects the first base to the second base, can selectively be destroyed by thermal stress and has a main part and a weakened zone formed in the specified main part.

[0008] Проиллюстрированные чертежами аспекты данного изобретения обеспечивают разрешение описанных в данном документе и/или иных проблем, не обсуждаемых в данном документе.[0008] Illustrated by the drawings, aspects of the present invention provide a solution to the described in this document and / or other problems not discussed in this document.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0009] Указанные и другие особенности данного изобретения станут более понятными из приведенного ниже подробного описания его разных аспектов, выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, отображающие разные варианты выполнения изобретения. На чертежах:[0009] These and other features of the present invention will become more apparent from the following detailed description of its various aspects, made with reference to the accompanying drawings, showing various embodiments of the invention. In the drawings:

[0010] Фиг. 1 изображает блок-схему процесса аддитивного производства, включающего энергонезависимый машиночитаемый информационный носитель, в котором хранится код объекта, согласно вариантам выполнения изобретения.[0010] FIG. 1 is a flowchart of an additive manufacturing process including a non-volatile computer readable information medium in which an object code is stored, according to embodiments of the invention.

[0011] Фиг. 2 изображает разрез топливной форсунки, которая является объектом, образуемым в процессе аддитивного производства, проиллюстрированного на Фиг. 1, согласно вариантам выполнения изобретения.[0011] FIG. 2 is a sectional view of a fuel injector which is an object formed in the additive manufacturing process illustrated in FIG. 1, according to embodiments of the invention.

[0012] Фиг. 3 изображает увеличенный разрез в аксонометрии распылительного участка топливной форсунки, представленной на Фиг. 2, включающего разрушаемую поддерживающую структуру, согласно вариантам выполнения изобретения.[0012] FIG. 3 is an enlarged sectional perspective view of a spray portion of a fuel injector of FIG. 2, comprising a collapsible support structure according to embodiments of the invention.

[0013] Фиг. 4 изображает увеличенный вид в аксонометрии разрушаемой поддерживающей структуры, расположенной на распылительном участке, представленном на Фиг. 3, согласно вариантам выполнения изобретения.[0013] FIG. 4 is an enlarged perspective view of a collapsible support structure located in the spray portion of FIG. 3, according to embodiments of the invention.

[0014] Фиг. 5 изображает вид сбоку в аксонометрии разрушаемой поддерживающей структуры, согласно вариантам выполнения изобретения.[0014] FIG. 5 is a side elevational view of a collapsible support structure according to embodiments of the invention.

[0015] Фиг. 6 изображает увеличенный вид спереди ослабленной зоны разрушаемой поддерживающей структуры, согласно вариантам выполнения изобретения.[0015] FIG. 6 is an enlarged front view of a weakened area of a collapsible support structure according to embodiments of the invention.

[0016] Фиг. 7 изображает вид в аксонометрии топливной форсунки, представленной на Фиг. 2, иллюстрирующий образование напряжений, согласно вариантам выполнения изобретения.[0016] FIG. 7 is a perspective view of the fuel injector of FIG. 2 illustrating stress generation according to embodiments of the invention.

[0017] Фиг. 8 изображает увеличенный разрез в аксонометрии распылительного участка топливной форсунки, представленной на Фиг. 2, включающего ряд разрушаемых поддерживающих структур, иллюстрирующий создание термических напряжений посредством указанных структур, согласно вариантам выполнения изобретения.[0017] FIG. 8 is an enlarged sectional perspective view of a spray portion of a fuel injector of FIG. 2, comprising a series of collapsible supporting structures, illustrating the generation of thermal stresses by means of these structures, according to embodiments of the invention.

[0018] Следует отметить, что чертежи выполнены не в масштабе. Чертежи отображают лишь типичные аспекты изобретения и поэтому не должны считаться отграничивающими его объем. На чертежах подобными номерами позиций обозначены подобные элементы.[0018] It should be noted that the drawings are not to scale. The drawings depict only typical aspects of the invention and therefore should not be considered as delimiting its scope. In the drawings, like reference numbers indicate like elements.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0019] Прежде всего, для четкого описания изобретения необходимо определиться с терминологией, используемой при ссылке на объект, изготавливаемый согласно данному документу, и его характеристике. По возможности используется единая отраслевая терминология, применяемая в соответствии с ее общепринятым значением. Если не указано иное, данная терминология подразумевает расширенное толкование в соответствии с контекстом данной заявки и объемом прилагаемой формулы изобретения. Специалисты поймут, что часто конкретный объект может именоваться с использованием нескольких разных или частично совпадающих терминов. Предмет, который в данном документе может быть описан как единая деталь, в другом контексте может включать несколько компонентов и может быть упомянут как состоящий из нескольких компонентов. В альтернативном варианте, предмет, который в данном документе может быть описан как состоящий из нескольких компонентов, в некоторых случаях может быть указан как единая деталь.[0019] First of all, for a clear description of the invention, it is necessary to determine the terminology used when referring to an object manufactured in accordance with this document and its characteristic. Whenever possible, a unified industry terminology is used, applied in accordance with its generally accepted meaning. Unless otherwise indicated, this terminology implies an expanded interpretation in accordance with the context of this application and the scope of the attached claims. Those skilled in the art will recognize that often a particular object may be referred to using several different or partially matching terms. An object that can be described as a single part in this document, in another context, may include several components and may be referred to as consisting of several components. Alternatively, an item that can be described in this document as consisting of several components may in some cases be indicated as a single part.

[0020] Кроме того, в данном документе могут регулярно использоваться некоторые описательные термины, и будет полезным определиться с их значением в начале данного раздела. Указанные термины, а также их значения, при условии, что не сделано специальной оговорки, приведены далее. Применяемое в данном документе слово «разрушаться» означает, что соответствующая поддерживающая структура 200 или ее перемычка 210 ломается, больше не являясь одним целым, или иным образом повреждается, так что по меньшей мере ухудшается ее способность поддержки соответствующей конструкции. Применяемое в данном документе выражение «металлический объект» может включать любой физический предмет, содержащий металл или металлический сплав и образованный в процессе аддитивного производства с использованием металлического порошка, а слово «объект» может включать любой физический предмет, образованный в процессе аддитивного производства, возможно с использованием других, не металлических материалов, таких как полимеры и керамические композиционные материалы, но не ограничиваясь указанным. Применяемые на протяжении описания и формулы изобретения формулировки, указывающие на приблизительное соответствие, в данном документе могут быть использованы для варьирования любого количественного обозначения, которое может изменяться, не приводя к изменению базовой функции, от которой оно зависит. Следовательно, величина, определяемая таким выражением или выражениями, как «около», «примерно» и «по существу», не ограничена точно указанным значением. По меньшей мере в некоторых случаях формулировки, указывающие на приблизительное соответствие, могут соответствовать точности инструмента для измерения величины. В данном случае и на протяжении описания и формулы изобретения границы диапазона могут быть объединены и/или заменены, при этом указанные диапазоны устанавливают и включают все входящие в них поддиапазоны, если только в контексте или тексте не указано иное. Выражение «примерно», применяемое при ссылке на конкретную величину из диапазона значений, относится к обоим значениям и вне зависимости от точности инструмента, применяемого для измерения указанной величины, может включать +/-10% от установленного значения (значений). Выражение «по существу вертикальный» может предполагать отклонение +/-5° от вертикали, выражение «по существу горизонтальный» может предполагать отклонение +/-5° от горизонтали, а выражение «по существу перпендикулярные», относящееся к двум конструкциям, может подразумевать угол между ними, составляющий 85°-95°. Выражение «по существу треугольный» может относиться к конфигурации, имеющей три основные поверхности, но при этом предусмотрено небольшое отклонение формы поверхностей или изменение количества дополнительных, второстепенных поверхностей. Выражение «по существу круглый» может относиться к конфигурации, имеющей вид круга, но при этом допустимо некоторое непостоянство его диаметра. Указания в данном документе на элементы в единственном числе, подразумевают и множественное число, если в контексте четко не указано иначе. Следует также понимать, что выражения «содержит» и/или «содержащий», при использовании в данном описании указывают на наличие заявленных признаков, целостностей, шагов, операций, элементов и/или объектов, но не исключают наличие или добавление одного или нескольких других признаков, целостностей, шагов, операций, элементов, объектов и/или их групп. Выражение «возможный» или «возможно» означает, что описанное далее событие или ситуация может иметь место или может не случиться, и что описание включает случаи, когда событие возникает, и случаи, когда событие не имеет места.[0020] In addition, some descriptive terms may be used regularly in this document, and it will be useful to determine their meaning at the beginning of this section. These terms, as well as their meanings, provided that no special reservation is made, are given below. As used herein, the word “collapse” means that the corresponding supporting structure 200 or its jumper 210 breaks down, is no longer integral, or is otherwise damaged, so that at least its ability to support the corresponding structure is impaired. As used herein, the expression “metal object” can include any physical object containing metal or a metal alloy and formed in the process of additive production using metal powder, and the word “object” can include any physical object formed in the process of additive production, possibly with the use of other, non-metallic materials, such as polymers and ceramic composite materials, but not limited to. The wording used throughout the description and claims of the invention indicating approximate correspondence in this document can be used to vary any quantitative designation, which may change without leading to a change in the basic function on which it depends. Therefore, a value defined by an expression or expressions such as “about”, “about”, and “essentially” is not limited to the exact value indicated. In at least some cases, formulations indicating approximate conformity may correspond to the accuracy of a measurement tool. In this case, and throughout the description and claims, the boundaries of the range can be combined and / or replaced, while these ranges are set and include all their sub-ranges, unless otherwise specified in the context or text. The expression “about”, used when referring to a specific value from a range of values, refers to both values and, regardless of the accuracy of the instrument used to measure the specified value, may include +/- 10% of the set value (s). The expression “substantially vertical” may imply a deviation of +/- 5 ° from vertical, the expression “substantially horizontal” may imply a deviation of +/- 5 ° from horizontal, and the expression “substantially perpendicular”, referring to two structures, may imply an angle between them, comprising 85 ° -95 °. The expression “substantially triangular” may refer to a configuration having three main surfaces, but there is a slight deviation in the shape of the surfaces or a change in the number of additional, secondary surfaces. The expression “substantially round” may refer to a configuration having the form of a circle, but some inconstancy of its diameter is permissible. Indications of singular elements in this document also include the plural, unless the context clearly indicates otherwise. It should also be understood that the expressions "contains" and / or "containing", when used in this description indicate the presence of the claimed features, integrity, steps, operations, elements and / or objects, but do not exclude the presence or addition of one or more other features , integrity, steps, operations, elements, objects and / or their groups. The expression “possible” or “possible” means that the following event or situation may or may not occur, and that the description includes cases when the event occurs and cases when the event does not occur.

[0021] Как указано выше, в изобретении предложен объект, формируемый способом аддитивного изготовления, включающий разрушаемую поддерживающую структуру для противоположных в вертикальном направлении первой и второй поверхностей объекта. Также описаны способ изготовления объекта, содержащего разрушаемую поддерживающую структуру, и сама указанная структура.[0021] As indicated above, the invention provides an object formed by an additive manufacturing method including a collapsible supporting structure for vertically opposed first and second surfaces of the object. Also described is a method of manufacturing an object containing destructible supporting structure, and the specified structure.

[0022] В качестве примера процесса аддитивного производства на Фиг. 1 изображена блок-схема иллюстративной компьютеризированной системы 100 аддитивного производства, обеспечивающей образование объекта 102. В данном примере система 100 предназначена для выполнения DMLM процесса по аддитивной технологии с использованием металлического порошка. Следует понимать, что основные идеи изобретения в равной степени применимы к другим видам аддитивного производства. Объект 102 изображен в виде топливной форсунки. Однако понятно, что технология аддитивного производства в действительности может предполагать изготовление любого объекта. AM система 100, как правило, включает компьютеризированную систему 104 управления аддитивным производством (AM) и AM принтер 106. Как описано далее, AM система 100 обеспечивает выполнение кода 120, который включает набор выполняемых с помощью компьютера команд, задающих объект 102, с целью его физического воплощения посредством AM принтера 106. В каждом AM процессе могут использоваться разные исходные материалы, например, в виде мелкозернистого металлического порошка, запас которого может храниться в камере 110 AM принтера 106. В данном случае объект 102 может быть выполнен из металла или металлического сплава. Как изображено на чертеже, устройство 112 для нанесения может создавать тонкий слой исходного материала 114, распределяемого в виде сплошного полотна, из которого будет создан каждый последующий пласт окончательного объекта. В изображенном примере лазерный или электронный луч 116 расплавляет частицы каждого пласта в соответствии с кодом 120. Разные части AM принтера 106 могут перемещаться, обеспечивая наращивание каждого нового слоя, например, формирующая платформа 118 может опускаться, и/или после образования каждого слоя могут подниматься камера 110 и/или устройство 112.[0022] As an example of the additive manufacturing process in FIG. 1 is a block diagram of an illustrative computerized additive manufacturing system 100 that provides for the formation of an object 102. In this example, the system 100 is designed to perform a DMLM process using an additive technology using metal powder. It should be understood that the basic ideas of the invention are equally applicable to other types of additive manufacturing. Object 102 is depicted as a fuel injector. However, it is clear that additive manufacturing technology may in fact involve the manufacture of any object. The AM system 100 typically includes a computerized additive manufacturing (AM) management system 104 and an AM printer 106. As described below, the AM system 100 provides code 120 that includes a set of computer-executable instructions defining object 102 to physical embodiment by the AM printer 106. In each AM process, different starting materials can be used, for example, in the form of a fine-grained metal powder, the stock of which can be stored in the AM chamber 110 of the printer 106. In this case, the object 102 can be made of metal or a metal alloy. As shown in the drawing, the application device 112 can create a thin layer of the source material 114 distributed in the form of a continuous web from which each subsequent layer of the final object will be created. In the illustrated example, a laser or electron beam 116 melts the particles of each formation in accordance with code 120. Different parts of the AM of the printer 106 can be moved to allow each new layer to grow, for example, the forming platform 118 can be lowered, and / or a camera can rise after the formation of each layer. 110 and / or device 112.

[0023] Изображенная на чертеже система 104 управления AM производством реализована в компьютере 130 в виде компьютерного программного кода. В данном случае изображен компьютер 130, включающий память 132, процессор 134, входной/выходной (I/O) интерфейс 136 и шину 138. Более того, компьютер 130 изображен в сообщении с внешним (I/O) устройством/ресурсом 140 и системой 142 хранения данных. Как правило, процессор 134 обеспечивает выполнение компьютерного программного кода, например, системы 104 управления AM производством, который хранится в памяти 132 и/или системе 142 хранения данных, согласно командам, получаемым от кода 120, задающего объект 102. Во время выполнения компьютерного программного кода процессор 134 может считывать и/или записывать информацию, поступающую в/из памяти 132, системы 142 хранения данных, (I/O) устройства 140 и/или AM принтера 106. Шина 138 обеспечивает канал связи между каждым из объектов в компьютере 130, а (I/O) устройство 140 может содержать любое устройство, способное обеспечивать взаимодействие пользователя с компьютером 130 (например, клавиатуру, указательное устройство, дисплей и т.д.). Компьютер 130 представляет собой всего лишь разные возможные комбинации аппаратного и программного обеспечения. Например, процессор 134 может содержать только один блок обработки данных или может быть распределен между несколькими блоками обработки данных в одном или нескольких местоположениях, например, для клиента и сервера. Подобным образом, память 132 и/или система 142 хранения данных может содержать любую комбинацию разного типа энергонезависимых машиночитаемых носителей информации, включающих оптические носители, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM) и т.д. Компьютер 130 может содержать вычислительное устройство любого типа, такое как сетевой сервер, настольный компьютер, компактный портативный компьютер, мобильное устройство, телефон сотовой связи, устройство персонального вызова, карманный компьютер и т.д.[0023] The AM production control system 104 depicted in the drawing is implemented in computer 130 as computer program code. In this case, a computer 130 is shown including a memory 132, a processor 134, an input / output (I / O) interface 136 and a bus 138. Moreover, the computer 130 is shown in communication with an external (I / O) device / resource 140 and a system 142 data storage. Typically, processor 134 provides execution of computer program code, for example, AM production control system 104, which is stored in memory 132 and / or data storage system 142, according to instructions received from code 120 specifying object 102. During execution of computer program code processor 134 may read and / or write information coming into / from memory 132, data storage system 142, (I / O) device 140 and / or AM of printer 106. Bus 138 provides a communication channel between each of the objects in computer 130, and The (I / O) device 140 may comprise any device capable of allowing a user to interact with a computer 130 (e.g., a keyboard, pointing device, display, etc.). Computer 130 is merely various possible combinations of hardware and software. For example, processor 134 may contain only one data processing unit, or may be distributed among several data processing units at one or more locations, for example, for a client and a server. Similarly, the memory 132 and / or the storage system 142 may comprise any combination of various types of non-volatile computer readable media including optical media, random access memory (RAM), read only memory (ROM), etc. The computer 130 may comprise any type of computing device, such as a network server, a desktop computer, a compact portable computer, a mobile device, a cellular telephone, a paging device, a handheld computer, etc.

[0024] Процесс аддитивного производства начинается с энергонезависимых машиночитаемых носителей информации (например, памяти 132, системы 142 хранения данных и т.п.), в которых хранится код 120 отображения объекта 102. Как отмечено выше, код 120 включает набор выполняемых компьютером команд, обеспечивающих образование объекта 102, которые могут быть использованы для физического воплощения объекта после выполнения кода системой 100. Например, код 120 может включать строго определенную 3D модель объекта 102 и может состоять из целого ряда любых хорошо известных комплексных программ системы компьютерного проектирования (CAD), таких как AutoCAD®, TurboCAD®, DesignCAD 3D Мах и т.д. С учетом изложенного, код 120 может иметь любой неизвестный или разработанный в будущем файловый формат. Например, код 120 может соответствовать формату Standard Tessellation Language (STL), который был создан для программ компьютерного проектирования (CAD) стереолитографических 3D систем, или формату файла для аддитивного производства (AMF), который является стандартом Американского Общества инженеров-механиков (ASME), представляя формат на основе расширяемого языка разметки (XML), обеспечивающего с помощью любого (CAD) программного обеспечения описание формы и композиции любого трехмерного объекта, изготавливаемого на любом AM принтере. Код 120 при необходимости может быть переведен между разными форматами, преобразован в набор информационных сигналов и передан, получен в виде набора информационных сигналов и преобразован в код, сохранен в памяти и т.д. Код 120 может представлять собой входные данные для системы 100 и может исходить со стороны дизайнера, провайдера интеллектуальной собственности (IP), проектной организации, оператора или заказчика системы 100, либо из других источников. В любом случае, система 104 управления AM производством обеспечивает выполнение кода 120, разделяя объект 102 на ряд тонких срезов, которые собирают с использованием AM принтера 106 из последовательных слоев порошка. В примере прямого лазерного плавления металлов (DMLM) каждый слой расплавляют или спекают, добиваясь точной геометрической конфигурации, задаваемой кодом 120, и сплавляют с предыдущим слоем. Впоследствии объект 102 может быть подвергнут любым разнообразным чистовым процессам, например, вторичной механической обработке, запечатыванию, полировке, сборке с другой деталью и т.д.[0024] The additive manufacturing process begins with non-volatile computer-readable storage media (eg, memory 132, data storage system 142, etc.) in which object display code 120 is stored 102. As noted above, code 120 includes a set of computer-executable instructions, providing the formation of the object 102, which can be used for the physical embodiment of the object after the code is executed by the system 100. For example, code 120 may include a strictly defined 3D model of the object 102 and may consist of a number of any well-known complex computer-aided design (CAD) programs, such like AutoCAD®, TurboCAD®, DesignCAD 3D Mach, etc. Based on the foregoing, code 120 may have any unknown or future file format. For example, code 120 may correspond to the Standard Tessellation Language (STL) format that was created for computer-aided design programs (CAD) of 3D stereolithographic systems, or the additive production file format (AMF), which is a standard of the American Society of Mechanical Engineers (ASME), presenting a format based on extensible markup language (XML), which provides, using any (CAD) software, a description of the shape and composition of any three-dimensional object produced on any AM printer. Code 120, if necessary, can be translated between different formats, converted to a set of information signals and transmitted, received as a set of information signals and converted to code, stored in memory, etc. Code 120 may be input to system 100 and may come from a designer, intellectual property (IP) provider, design organization, operator or customer of system 100, or from other sources. In any case, the AM production control system 104 provides code 120 by dividing the object 102 into a series of thin sections that are collected using an AM printer 106 from successive layers of powder. In the example of direct laser melting of metals (DMLM), each layer is melted or sintered, achieving the exact geometric configuration specified by code 120, and alloyed with the previous layer. Subsequently, the object 102 can be subjected to any various finishing processes, for example, secondary machining, sealing, polishing, assembling with another part, etc.

[0025] На Фиг. 2 изображен типичный объект 102, в котором может быть использована разрушаемая поддерживающая структура 200 согласно идеям изобретения. В представленном на чертежах примере объект 102 включает топливную форсунку 144, образованную по технологии AM производства, представленной на блок-схеме Фиг. 1. Следует отметить, что топливная форсунка приведена в качестве примера и понятно, что процесс AM производства может предусматривать изготовление любого объекта, который тоже может включать разрушаемую поддерживающую структуру 200 согласно изобретению. Топливная форсунка 144 включает систему из трех концентрических трубопроводов 146, 148, 150 (внешнего 146, внутреннего среднего 148, внутреннего центрального 150), образующих камеры 152, 154, 156 для топлива и/или воздуха. Следует отметить, что топливная форсунка 144 может включать любое количество трубопроводов и камер, которое считается преимущественным. Кроме того, следует отметить, что поперечное сечение трубопроводов 146, 148, 150 может иметь любую форму, например, по существу круглую, в форме капли и т.д. Топливная форсунка 144 включает первую часть 160, которая является по существу горизонтальной, и вторую часть 162, которая является по существу вертикальной (как изображено на чертеже). Первая часть 160 и вторая часть 162 включают участки трубопроводов 146, 148, 150 и камер 152, 154, 156. Следует отметить, что топливная форсунка 144 может быть образована по технологии AM производства при фиксировании в точке 164, связывающей один или более трубопроводов 146, 148, 150 с целью обеспечения соосности в ходе AM процесса. Первая часть 160 топливной форсунки 144 также включает распылительный участок 166, содержащий разрушаемую поддерживающую структуру 200 согласно изобретению. Применяемое в данном документе выражение «распылительный участок» включает внутреннюю часть топливной форсунки 144, по меньшей мере частично недоступную снаружи указанной форсунки и имеющую две противостоящие в вертикальном направлении поверхности. Топливная форсунка 144 может быть образована по AM технологии и с применением обычных, удаляемых вертикальных поддерживающих структур 168, подпирающих один или несколько внешних трубопроводов 146. Кроме того, топливная форсунка 144 может быть образована по AM технологии и с применением обычных, отделяемых вертикальных поддерживающих структур 170, подпирающих один или несколько внутренних трубопроводов 148, 150.[0025] In FIG. 2 depicts a typical object 102 in which a destructible support structure 200 may be used in accordance with the teachings of the invention. In the example shown in the drawings, the object 102 includes a fuel injector 144 formed by the AM production technology shown in the flowchart of FIG. 1. It should be noted that the fuel injector is given as an example and it is clear that the production process AM may include the manufacture of any object, which may also include a destructible support structure 200 according to the invention. Fuel injector 144 includes a system of three concentric pipelines 146, 148, 150 (outer 146, inner middle 148, inner central 150) forming chambers 152, 154, 156 for fuel and / or air. It should be noted that the fuel injector 144 may include any number of pipelines and chambers, which is considered predominant. In addition, it should be noted that the cross-section of the pipelines 146, 148, 150 can be of any shape, for example, substantially round, in the form of a drop, etc. Fuel injector 144 includes a first portion 160 that is substantially horizontal and a second portion 162 that is substantially vertical (as shown). The first part 160 and the second part 162 include sections of pipelines 146, 148, 150 and chambers 152, 154, 156. It should be noted that the fuel nozzle 144 can be formed by AM production technology when fixed at a point 164 connecting one or more pipelines 146, 148, 150 to ensure alignment during the AM process. The first portion 160 of the fuel injector 144 also includes a spray portion 166 containing a collapsible support structure 200 according to the invention. As used herein, the term “spray portion” includes the inside of the fuel nozzle 144, at least partially inaccessible to the outside of said nozzle and having two surfaces opposing in the vertical direction. Fuel nozzle 144 may be formed by AM technology and using conventional, removable vertical support structures 168 supporting one or more external conduits 146. In addition, fuel nozzle 144 may be formed by AM technology and using conventional, detachable vertical support structures 170 supporting one or more internal pipelines 148, 150.

[0026] На Фиг. 3 изображен увеличенный разрез в аксонометрии распылительного участка 166 топливной форсунки, представленной на Фиг. 2, включающего разрушаемую поддерживающую структуру 200. Участок 166 включает часть внешнего трубопровода 146 и часть внутреннего среднего трубопровода 148. Внешний трубопровод 146 имеет первую поверхность 172, противоположную в вертикальном направлении второй поверхности 174 внутреннего среднего трубопровода 148. Применяемое в данном документе выражение «противоположный в вертикальном направлении» указывает на то, что одна поверхность имеет по меньшей мере часть, которая расположена по вертикали выше по меньшей мере части другой поверхности.[0026] In FIG. 3 is an enlarged perspective view of a spray nozzle portion 166 of the fuel injector of FIG. 2 including a collapsible support structure 200. Section 166 includes a portion of the outer pipe 146 and a portion of the inner middle pipe 148. The outer pipe 146 has a first surface 172 that is vertically opposed to a second surface 174 of the inner middle pipe 148. As used herein, the expression “opposite to vertical direction "indicates that one surface has at least a portion that is located vertically above at least a portion of the other surface.

[0027] Вертикально противоположные поверхности 172, 174 могут проходить горизонтально или под углом относительно горизонтали. В данном примере распылительный участок 166 проходит примерно под углом 5° относительно горизонтали (смотри Фиг. 2). Следовательно, первая поверхность 172 включает первую, наклоненную от вертикали поверхность 176, а вторая поверхность 174 включает вторую, наклоненную от вертикали поверхность 178, противоположную по вертикали первой поверхности 176 и проходящую под углом 5°. Применяемое в данном документе выражение «наклоненный от вертикали» указывает на то, что поверхность не является ни вертикальной, ни горизонтальной, а проходит относительно горизонтали под углом, отличным от 90°. Как известно из области AM технологий, по причинам, связанным с пригодностью к печати, угол наклона большинства наклоненных от вертикали поверхностей относительно горизонтали не превышает 45°. Соответственно, первая наклоненная от вертикали поверхность 176 может быть наклонена относительно горизонтали под углом, не превышающим 45°, и вторая наклоненная от вертикали поверхность может быть наклонена относительно горизонтали под углом, не превышающим 45°. Следует подчеркнуть, что в данном документе топливная форсунка 144 (смотри Фиг. 2) приведена исключительно в качестве иллюстрации и понятно, что идеи изобретения применимы к наклоненным от вертикали поверхностям и другим противоположным по вертикали поверхностям, одна или несколько из которых могут быть горизонтальными.[0027] Vertically opposed surfaces 172, 174 may extend horizontally or at an angle relative to the horizontal. In this example, the spray portion 166 extends approximately at an angle of 5 ° relative to the horizontal (see FIG. 2). Therefore, the first surface 172 includes a first vertically inclined surface 176, and the second surface 174 includes a second vertically inclined surface 178, which is vertically opposite to the first surface 176 and extends at an angle of 5 °. As used herein, the expression “tilted from vertical” indicates that the surface is neither vertical nor horizontal, but extends relative to the horizontal at an angle other than 90 °. As is known from the field of AM technology, for reasons related to suitability for printing, the angle of inclination of most surfaces tilted from the vertical relative to the horizontal does not exceed 45 °. Accordingly, the first vertical inclined surface 176 can be inclined relative to the horizontal at an angle not exceeding 45 °, and the second vertical inclined surface can be inclined relative to the horizontal at an angle not exceeding 45 °. It should be emphasized that in this document the fuel injector 144 (see Fig. 2) is provided solely as an illustration and it is clear that the ideas of the invention are applicable to surfaces tilted vertically and other vertically opposed surfaces, one or more of which may be horizontal.

[0028] Вертикально противоположные поверхности 172, 174 и наклоненные от вертикали поверхности 176, 178 могут иметь любую форму, например, плоскую, закругленную, неровную и т.д. Как изображено на разрезе распылительного участка 166, представленном в аксонометрии на Фиг. 3, по существу круглое устройство трубопровода имеет первую наклоненную от вертикали поверхность 176, включающую внутреннюю закругленную поверхность 180, и вторую наклоненную от вертикали поверхность 178, включающую наружную закругленную поверхность 182, которая вертикально противостоит указанной поверхности 180.[0028] The vertically opposite surfaces 172, 174 and the surfaces 176, 178 inclined from the vertical may have any shape, for example, flat, rounded, uneven, etc. As shown in sectional view of the spraying portion 166 shown in perspective view of FIG. 3, a substantially circular piping arrangement has a first vertically inclined surface 176 including an inner rounded surface 180, and a second vertically inclined surface 178 including an outer rounded surface 182 that vertically resists said surface 180.

[0029] Несмотря на то, что трубопроводы 146, 148, 150 на конце форсунки связаны с точкой 164 фиксации (смотри Фиг. 2) с целью сохранения соосности, преимущественно обеспечить их дополнительную опору. Для этого также используют разрушаемую поддерживающую структуру 200 согласно вариантам выполнения изобретения, которая изображена на Фиг. 2 - Фиг. 3. Разрушаемая структура 200 устойчива в течение AM процесса, например, DMLM, и может обеспечивать надежную поддержку поверхностей 172, 174. Как описано подробно далее, конфигурация структуры 200 обеспечивает возможность ее разрушения под воздействием термических напряжений, образуемых усилиями, индуцированными в результате возникновения градиента температуры в указанной структуре. Следует отметить, что устойчивость структуры 200 также может предполагать ее устойчивость в процессе дополнительной обработки (например, фрезерования внешних поддерживающих структур 168, 170 топливной форсунки 144, представленной на Фиг. 2) объекта 102 после выполнения AM процесса. Хотя на Фиг. 2 - Фиг. 3 структура 200 изображена в одном определенном местоположении, следует подчеркнуть, что данная структура может быть выполнена в любом месте топливной форсунки 144 или объекта 102, образованного в результате AM производства, считающемся преимущественным. Несмотря на то, что на Фиг. 2 - Фиг. 3 показано конкретное количество разрушаемых поддерживающих структур 200, можно использовать любое их количество. Каждая структура 200 может быть дополнительно включена в код 120 (или любой предыдущий или последующий формат кода) для объекта 102 в любом заданном местоположении и может быть напечатана вместе с указанным объектом. Структура 200 может быть расположена слева.[0029] Despite the fact that the pipelines 146, 148, 150 at the end of the nozzle are connected to the fixation point 164 (see Fig. 2) in order to maintain alignment, it is advantageous to provide additional support for them. The destructible support structure 200 according to the embodiments of the invention, which is shown in FIG. 2 - FIG. 3. Destructible structure 200 is stable during the AM process, for example, DMLM, and can provide reliable support for surfaces 172, 174. As described in detail below, the structure of structure 200 allows its destruction under the influence of thermal stresses generated by the forces induced by the gradient temperatures in the specified structure. It should be noted that the stability of the structure 200 may also suggest its stability during the additional processing (for example, milling of the external supporting structures 168, 170 of the fuel nozzle 144 shown in Fig. 2) of the object 102 after the AM process. Although in FIG. 2 - FIG. 3, the structure 200 is depicted at one specific location, it should be emphasized that this structure can be performed anywhere in the fuel injector 144 or object 102, formed as a result of AM production, which is considered preferable. Despite the fact that in FIG. 2 - FIG. 3 shows a specific amount of collapsible support structures 200; any number of them can be used. Each structure 200 may be further included in code 120 (or any previous or subsequent code format) for object 102 at any given location and may be printed with the specified object. Structure 200 may be located on the left.

[0030] На Фиг. 4 изображен увеличенный вид в аксонометрии структуры 200, а на Фиг. 5 вид сбоку указанной структуры в аксонометрии. Согласно вариантам выполнения изобретения, разрушаемая поддерживающая структура 200 включает первое основание 202, соединенное с первой поверхностью 172 и проходящее навстречу второй поверхности 174. Структура 200 также включает второе основание 204, соединенное со второй поверхностью 174 и проходящее по направлению к первой поверхности 172. Перемычка 210 соединяет первое основание 202 со вторым основанием 204 и обеспечивает опору между поверхностями 172, 174. Например, на Фиг. 5 перемычка 210 проходит по существу вертикально между первым основанием 202 и вторым основанием 204. Как описано подробно далее, перемычка 210 включает основную часть 212 и образованную в указанной основной части ослабленную зону 214, которая обеспечивает разрушение данной перемычки под действием достаточного термического напряжения. Следует подчеркнуть, что на Фиг. 4 и Фиг. 5 изображен пример разрушаемой поддерживающей структуры 200. Структура 200 может имеет другие разнообразные формы, выбираемые на основании ряда факторов, таких как, но не исключительно: любое количество характеристик первой и второй поверхностей 172, 174, например, расстояние между ними, взаимные углы наклона, углы наклона каждой из них и т.д.; заданное количество необходимых поддерживающих структур; заданное местоположение разрушения ослабленной зоны 214; и/или заданное напряжение, необходимое для разрушения структуры 200.[0030] In FIG. 4 is an enlarged perspective view of a structure 200, and FIG. 5 is a side view of the indicated structure in a perspective view. According to embodiments of the invention, the collapsible support structure 200 includes a first base 202 connected to the first surface 172 and extending toward the second surface 174. Structure 200 also includes a second base 204 connected to the second surface 174 and extending toward the first surface 172. Jumper 210 connects the first base 202 to the second base 204 and provides support between the surfaces 172, 174. For example, in FIG. 5, the jumper 210 extends substantially vertically between the first base 202 and the second base 204. As described in detail below, the jumper 210 includes a main part 212 and an attenuated zone 214 formed in said main part, which ensures the destruction of the jumper under sufficient thermal stress. It should be emphasized that in FIG. 4 and FIG. 5 illustrates an example of a collapsible support structure 200. The structure 200 may have various other forms, selected based on a number of factors, such as, but not limited to: any number of characteristics of the first and second surfaces 172, 174, for example, the distance between them, the mutual angles of inclination, tilt angles of each of them, etc .; a specified number of necessary supporting structures; the specified location of the destruction of the weakened zone 214; and / or a predetermined voltage required to destroy the structure 200.

[0031] Каждое основание 202, 204 может иметь любую форму, обеспечивающую опорную функцию или положение структуры 200, в котором необходимо обеспечить поддержку поверхностей в процессе аддитивного производства. Например, в представленных вариантах выполнения каждое основание имеет по существу треугольное поперечное сечение (за исключением участка, где от него отходит основная часть 212).[0031] Each base 202, 204 may be of any shape that provides a support function or position of structure 200 in which it is necessary to provide support for surfaces during the additive manufacturing process. For example, in the presented embodiments, each base has a substantially triangular cross-section (with the exception of the area where the main part 212 departs from it).

[0032] На Фиг. 6 изображен увеличенный вид спереди ослабленной зоны 214 структуры 200. Зона 214 может включать любой вид физической конструкции, способной обеспечивать разрушение основной части 212 под воздействием заданного усилия. В примере, изображенном на Фиг. 6, ослабленная зона 214 включает утоненную в поперечном сечении область 216 в основной части 212 (по сравнению с остальными областями указанной основной части). Ослабленная зона 214, образованная в основной части 212 перемычки 210, может обеспечивать разрушение в любом преимущественном местоположении вдоль длины разрушаемой поддерживающей структуры 200. В одном примере зона 214 может обеспечивать разрушение примерно в середине длины структуры 200. Ослабленная зона 214 может включать любое разнообразие форм, например, углы, закругления и т.д. Согласно вариантам выполнения изобретения, в отличие от обычных технологий конфигурация ослабленной зоны 214 обеспечивает разрушение за счет образования температурного градиента в структуре 200 после выполнения процесса аддитивного производства. А именно, разрушение структуры 200 происходит посредством термических напряжений в данной структуре, создаваемых в результате деформации под действием теплового расширения, вызванного температурным градиентом, образованным в указанной структуре.[0032] FIG. 6 is an enlarged front view of the weakened area 214 of structure 200. Zone 214 may include any kind of physical structure capable of destroying the main body 212 under the influence of a predetermined force. In the example shown in FIG. 6, the weakened zone 214 includes a region 216 thinned in cross section in the main body 212 (compared to the remaining regions of the main body). The weakened zone 214 formed in the main body 212 of the web 210 may provide destruction at any advantageous location along the length of the collapsible supporting structure 200. In one example, the zone 214 may provide destruction approximately in the middle of the length of the structure 200. The weakened zone 214 may include any variety of shapes, e.g. corners, curves, etc. According to embodiments of the invention, in contrast to conventional technologies, the configuration of the weakened zone 214 provides destruction due to the formation of a temperature gradient in the structure 200 after performing the additive manufacturing process. Namely, the destruction of the structure 200 occurs through thermal stresses in this structure, created as a result of deformation under the action of thermal expansion caused by the temperature gradient formed in the specified structure.

[0033] На Фиг. 7 изображен вид в аксонометрии топливной форсунки 144, представленной на Фиг. 2, иллюстрирующий образование температурного градиента в разрушаемой поддерживающей структуре 200, представленной на Фиг. 4, согласно одному варианту выполнения изобретения. В примере, изображенном на Фиг. 7, разрушение структуры 200 может возникнуть, например, после завершения процесса аддитивного изготовления топливной форсунки 144, но до ее эксплуатации, в результате повышения температуры распылительного участка 166 (смотри Фиг. 2) внешнего трубопровода 146, например, до значений примерно 750°С-850°С, с использованием, к примеру, паяльной лампы, и/или (при необходимости) за счет уменьшения температуры во внутреннем среднем трубопроводе 148, например, посредством протекания охлаждающей среды, к примеру, воды, по указанному трубопроводу. То есть, в примере, изображенном на Фиг. 7, материал первой поверхности 172 (смотри Фиг. 3 расширяется вследствие повышения ее температуры, а материал второй поверхности 174 (смотри Фиг. 3 стягивается вследствие уменьшения температуры данной поверхности, что приводит к образованию вызванного нагревом сдвигающего усилия, оказываемого на разрушаемую поддерживающую структуру 200 (смотри Фиг. 6), передающего напряжение сдвига на перемычку 210. Напряжение сдвига на перемычке приводит к тому, что основная часть 212 разрушается примерно по ослабленной зоне 214. Следует понимать, что момент времени для выборочно разрушаемой структуры 200 не ограничен интервалом, начинающимся после завершения процесса аддитивного производства топливной форсунки 144 и заканчивающимся перед ее эксплуатацией, как описано для примера, изображенного на Фиг. 7. Например, топливная форсунка 144 может быть изготовлена в результате двух процессов аддитивного производства, к примеру, один из них выполняют для первой части 160, а другой для второй части 162, и структура 200 может быть разрушена, например, путем образования температурного градиента после завершения процесса аддитивного изготовления первой части 160 и до начала аддитивного изготовления второй части 162. Нужно подчеркнуть, что способ образования температурного градиента в разрушаемой поддерживающей структуре 200 не ограничен иллюстрацией Фиг. 7. В альтернативном варианте температурный градиент может быть получен, например, только в результате повышения температуры либо первой поверхности 172, либо второй поверхности 174; только в результате уменьшения температуры либо первой поверхности 172, либо второй поверхности 174; и т.д. Более того, механизм нагревания или охлаждения поверхностей не ограничен применением паяльной лампы или охлаждающей среды, как изображено на Фиг. 7. Механизм повышения температуры может включать, например, использование паяльной лампы, воздуха, воды и т.д. Механизм понижения температуры может включать, например, использование охлаждающих сред, таких как воздух, вода и т.д. Хотя в примере, изображенном на Фиг. 7, паяльную лампу применяют для внешнего трубопровода 146, а во внутренний средний трубопровод 148 подают охладитель, следует отметить, что место охлаждения и/или нагревания не ограничено первой поверхностью 172 и второй поверхностью 174. Кроме того, отметим, что температура, до которой первая поверхность 172 или вторая поверхность 174 либо нагревается, либо охлаждается, не ограничена значениями примера, изображенного на Фиг. 7. Поверхности 172, 174 или основания 202, 204 могут быть нагреты и/или охлаждены до любой температуры, которая обеспечивает температурный градиент, приводящий к разрушению поддерживающей структуры 200.[0033] FIG. 7 is a perspective view of a fuel injector 144 of FIG. 2, illustrating the formation of a temperature gradient in the destructible support structure 200 of FIG. 4, according to one embodiment of the invention. In the example shown in FIG. 7, the destruction of the structure 200 can occur, for example, after the completion of the additive manufacturing process of the fuel injector 144, but before its operation, as a result of the temperature of the spray section 166 (see Fig. 2) of the external pipe 146, for example, reaches values of about 750 ° C - 850 ° C, using, for example, a blowtorch, and / or (if necessary) by reducing the temperature in the inner middle pipe 148, for example, by flowing a cooling medium, for example, water, through the specified pipe. That is, in the example shown in FIG. 7, the material of the first surface 172 (see Fig. 3 expands due to an increase in its temperature, and the material of the second surface 174 (see Fig. 3 is contracted due to a decrease in the temperature of this surface, which leads to the formation of a heat-induced shear exerted on the destructible supporting structure 200 ( see Fig. 6), which transfers the shear stress to the jumper 210. The shear stress on the jumper leads to the fact that the main part 212 is destroyed in approximately the weakened zone 214. It should be understood that the time for the selectively destructible structure 200 is not limited to the interval starting after completion the process of additive production of the fuel nozzle 144 and ending before its operation, as described for the example shown in Fig. 7. For example, the fuel nozzle 144 can be made as a result of two processes of additive production, for example, one of them is performed for the first part 160, and the other for the second part 162, and with the structure 200 can be destroyed, for example, by forming a temperature gradient after completing the additive manufacturing process of the first part 160 and before starting the additive manufacturing of the second part 162. It should be emphasized that the method of forming the temperature gradient in the destructible supporting structure 200 is not limited to the illustration of FIG. 7. Alternatively, a temperature gradient can be obtained, for example, only as a result of an increase in temperature of either the first surface 172 or the second surface 174; only as a result of a decrease in temperature of either the first surface 172 or the second surface 174; etc. Moreover, the mechanism for heating or cooling surfaces is not limited to the use of a blowtorch or cooling medium, as shown in FIG. 7. The temperature rise mechanism may include, for example, the use of a blowtorch, air, water, etc. The temperature lowering mechanism may include, for example, the use of cooling media such as air, water, etc. Although in the example shown in FIG. 7, a blowtorch is used for the outer pipe 146, and a cooler is supplied to the inner middle pipe 148, it should be noted that the place of cooling and / or heating is not limited to the first surface 172 and the second surface 174. In addition, we note that the temperature to which the first surface 172 or second surface 174 is either heated or cooled, not limited to the values of the example depicted in FIG. 7. Surfaces 172, 174, or bases 202, 204 may be heated and / or cooled to any temperature that provides a temperature gradient leading to the destruction of the supporting structure 200.

[0034] На Фиг. 8 в разрезе изображен распылительный участок 166 топливной форсунки 144, включающий ряд разрушаемых поддерживающих структур 200, иллюстрируя образование усилий, вызванных нагревом и посредством указанной структуры 200, выполненной согласно вариантам выполнения изобретения. Хотя на Фиг. 8, изображающей часть топливной форсунки 144, представлены сдвигающие усилия Fs, оказываемые на разрушаемую поддерживающую структуру 200, понятно, что вызванные нагревом усилия, действующие на данную структуру, не ограничены сдвигающим усилием. Например, ослабленная зона 214 может быть разрушена под действием растягивающего усилия Ft и/или сжимающего усилия Fc. Более того, следует отметить, что в дополнение к образованию термического градиента также можно использовать и другие механизмы приложения силы к разрушаемой поддерживающей структуре 200. Например, в дополнение к образованию термического градиента можно применить силы вибрации, приводящие к объединению растягивающих, сжимающих и сдвигающих усилий, вызывающих разрушение указанной структуры 200.[0034] FIG. 8 is a cross-sectional view of a spray portion 166 of a fuel injector 144 including a series of collapsible support structures 200, illustrating the generation of forces caused by heating and through said structure 200 made in accordance with embodiments of the invention. Although in FIG. 8 depicting a portion of the fuel injector 144, shear forces Fs exerted on a collapsible support structure 200 are shown, it is understood that the heat-induced forces acting on the structure are not limited by shear. For example, the weakened zone 214 may be destroyed by tensile force Ft and / or compressive force Fc. Moreover, it should be noted that in addition to the formation of the thermal gradient, other mechanisms of applying force to the destructible supporting structure 200 can also be used. For example, in addition to the formation of the thermal gradient, vibrational forces can be applied, leading to the combination of tensile, compressive and shear forces, causing the destruction of the specified structure 200.

[0035] Способ изготовления объекта 102 согласно вариантам выполнения изобретения может включать образование объекта 102 вместе с описанной в данном документе разрушаемой поддерживающей структурой 200, используя технологию аддитивного производства (которая изображена на Фиг. 1). Как уже отмечено, первое основание 202 может быть соединено с первой поверхностью 172 объекта и проходит по направлению ко второй поверхности 174 объекта, которая противостоит в вертикальном направлении первой поверхности. Второе основание 204 может быть соединено со второй поверхностью 174 и проходит по направлению к первой поверхности 172. Более того первое основание 202 и второе основание 204 может соединять перемычка 210, включающая основную часть 212 и расположенную в указанной части ослабленную зону 214. Способ может включать сохранение целостности перемычки 210 в процессе формирования объекта 102 способом аддитивного изготовления, и разрушение перемычки 210 в результате приложения к разрушаемой поддерживающей структуре 200 усилий, вызванных нагревом, за счет образования температурного градиента в указанной структуре после завершения AM процесса формирования данного объекта. Например, способ может включать повышение температуры первого основания 202 и первой поверхности 172 путем нагревания внешнего трубопровода 146, и уменьшение температуры второго основания 204 и второй поверхности 174 путем охлаждения внутреннего пространства среднего внутреннего трубопровода 148. В альтернативном варианте способ может включать разрушение перемычки 210 в результате приложения к разрушаемой поддерживающей структуре 200 растягивающих и/или сжимающих усилий. Способ может включать разрушение структуры 200, например, в результате только нагревания любой поверхности 172, 174 или в результате только охлаждения любой из данных поверхностей. Структура 200 может дополнительно предусматривать воздействие на нее сжимающих и/или растягивающих усилий, например, образованных в результате вибрации объекта 102, при этом оказывая на данную структуру сдвигающее усилие, возникающее за счет образования в ней термического градиента. Способ может включать разрушение ослабленной зоны 214 примерно в середине длины структуры 200. Более того, способ может включать разрушение перемычки 210 под воздействием термических усилий, оказываемых после удаления из объекта 102 внешних поддерживающих структур 168, 170. Кроме того, способ может предусматривать нахождение структуры 200 внутри объекта 102 в процессе его эксплуатации.[0035] A method of manufacturing an object 102 according to embodiments of the invention may include forming the object 102 together with the collapsible support structure 200 described herein using additive manufacturing technology (which is depicted in FIG. 1). As already noted, the first base 202 can be connected to the first surface 172 of the object and extends towards the second surface 174 of the object, which is opposed in the vertical direction of the first surface. The second base 204 can be connected to the second surface 174 and extends toward the first surface 172. Moreover, the first base 202 and the second base 204 can be connected by a jumper 210 including the main part 212 and the weakened area 214 located in the indicated part. The method may include maintaining the integrity of the jumper 210 during the formation of the object 102 by the additive manufacturing method, and the destruction of the jumper 210 as a result of the application of forces to the destructible supporting structure 200 caused by heating due to the formation of a temperature gradient in the specified structure after completion of the AM process of forming this object. For example, the method may include raising the temperature of the first base 202 and the first surface 172 by heating the outer pipe 146, and reducing the temperature of the second base 204 and the second surface 174 by cooling the interior of the middle inner pipe 148. Alternatively, the method may include destroying the jumper 210 as a result applications to the destructible support structure 200 of tensile and / or compressive forces. The method may include the destruction of the structure 200, for example, as a result of only heating any surface 172, 174 or as a result of only cooling any of these surfaces. The structure 200 may additionally provide for the impact on it of compressive and / or tensile forces, for example, formed as a result of vibration of the object 102, while exerting a shearing force on the structure due to the formation of a thermal gradient in it. The method may include the destruction of the weakened zone 214 approximately in the middle of the length of the structure 200. Moreover, the method may include the destruction of the bridge 210 due to thermal forces exerted after removal of external supporting structures 168, 170 from the object 102. In addition, the method may include finding the structure 200 inside the object 102 during its operation.

[0036] В приведенной ниже формуле изобретения соответствующие конструкции, материалы, действия и эквиваленты всех элементов «средство плюс функция» или «шаг плюс функция» включают любую конструкцию, материал или действие для выполнения функции в сочетании с другими элементами, заявленными в конкретных пунктах формулы изобретения. Описание изобретения приведено с иллюстративной и описательной целью, но не исчерпывается или не ограничено рамками. Специалистам будут очевидны многочисленные модификации и варианты, не выходящие за рамки объема и сущности изобретения. Выбранный и описанный вариант выполнения наилучшим образом поясняет основные принципы и практическое применение изобретения и дает возможность прочим специалистам сделать вывод о соответствии разнообразных модифицированных вариантов выполнения предполагаемой конкретной области применения.[0036] In the following claims, the corresponding constructions, materials, actions and equivalents of all elements of “means plus function” or “step plus function” include any structure, material or action to perform a function in combination with other elements claimed in the specific claims inventions. The description of the invention is given for illustrative and descriptive purposes, but is not limited or not limited to the scope. Numerous modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. The selected and described embodiment best describes the basic principles and practical application of the invention and enables other specialists to conclude that various modified versions of the proposed specific field of application correspond.

Claims (34)

1. Топливная форсунка, изготовленная путем аддитивного производства и содержащая:1. A fuel injector made by additive manufacturing and containing: первую поверхность,first surface вторую поверхность, расположенную напротив указанной первой поверхности в вертикальном направлении, иa second surface located opposite the specified first surface in a vertical direction, and разрушаемую поддерживающую структуру, которая содержит:a destructible support structure that contains: первое основание, соединенное с указанной первой поверхностью и проходящее по направлению к указанной второй поверхности,a first base connected to said first surface and extending toward said second surface, второе основание, соединенное с указанной второй поверхностью и проходящее по направлению к указанной первой поверхности, иa second base connected to said second surface and extending toward said first surface, and перемычку, которая соединяет указанное первое основание с указанным вторым основанием, может выборочно разрушаться под воздействием термического напряжения и содержит основную часть и ослабленную зону, образованную в указанной основной части.the jumper that connects the specified first base with the specified second base, can selectively collapse under the influence of thermal stress and contains the main part and the weakened zone formed in the specified main part. 2. Топливная форсунка по п. 1, которая выполнена из металла, причем ослабленная зона разрушаемой поддерживающей структуры выполнена с обеспечением ее разрушения под действием термического напряжения, прикладываемого после изготовления металлической форсунки путем аддитивного производства с использованием металлического порошка.2. The fuel injector according to claim 1, which is made of metal, the weakened zone of the destructible supporting structure being made to ensure its destruction under the action of thermal stress applied after the manufacture of the metal nozzle by additive manufacturing using metal powder. 3. Топливная форсунка по п. 1, в которой ослабленная зона разрушаемой поддерживающей структуры выполнена с обеспечением ее разрушения по существу на середине длины указанной структуры.3. The fuel injector according to claim 1, in which the weakened zone of the destructible supporting structure is made to ensure its destruction essentially in the middle of the length of the specified structure. 4. Топливная форсунка по п. 1, в которой каждое из указанных первого и второго оснований разрушаемой поддерживающей структуры имеет по существу треугольное поперечное сечение.4. The fuel injector according to claim 1, wherein each of said first and second bases of a collapsible support structure has a substantially triangular cross section. 5. Топливная форсунка по п. 1, содержащая первую часть и вторую часть, которая содержит распылительный участок, содержащий указанную разрушаемую поддерживающую структуру.5. The fuel injector according to claim 1, comprising a first part and a second part, which comprises a spray portion containing said destructible support structure. 6. Топливная форсунка по п. 1, в которой указанная первая поверхность содержит первую наклоненную от вертикали поверхность, а указанная вторая поверхность содержит вторую наклоненную от вертикали поверхность, которая в вертикальном направлении расположена напротив указанной первой наклоненной от вертикали поверхности.6. The fuel injector according to claim 1, wherein said first surface comprises a first vertically inclined surface, and said second surface comprises a second vertically inclined surface, which is in a vertical direction opposite said first vertically inclined surface. 7. Топливная форсунка по п. 6, в которой угол наклона указанной первой наклоненной от вертикали поверхности не превышает 45° относительно горизонтали, и угол наклона указанной второй наклоненной от вертикали поверхности не превышает 45° относительно горизонтали.7. The fuel injector according to claim 6, wherein the angle of inclination of said first inclined surface from a vertical does not exceed 45 ° with respect to the horizontal, and the angle of inclination of said second inclined from vertical with a surface does not exceed 45 ° with respect to the horizontal. 8. Способ аддитивного производства топливной форсунки, включающий:8. The method of additive production of a fuel injector, including: формование топливной форсунки с разрушаемой поддерживающей структурой с использованием процесса аддитивного производства, при этом разрушаемая поддерживающая структура содержит:molding a fuel injector with a destructible support structure using an additive manufacturing process, wherein the destructible support structure comprises: первое основание, соединенное с первой поверхностью указанной форсунки и проходящее по направлению к ее второй поверхности, которая в вертикальном направлении расположена напротив указанной первой поверхности,a first base connected to a first surface of said nozzle and extending toward its second surface, which is in a vertical direction opposite said first surface, второе основание, соединенное с указанной второй поверхностью и проходящее по направлению к указанной первой поверхности, иa second base connected to said second surface and extending toward said first surface, and перемычку, соединяющую указанное первое основание с указанным вторым основанием и содержащую основную часть и ослабленную зону, образованную в указанной основной части, иa jumper connecting the specified first base with the specified second base and containing the main part and the weakened zone formed in the specified main part, and разрушение указанной перемычки под воздействием термического напряжения после формования указанной форсунки с использованием процесса аддитивного производства.the destruction of the specified jumper under the influence of thermal stress after molding the specified nozzle using the additive manufacturing process. 9. Способ по п. 8, в котором при разрушении указанной перемычки ее разрушают по существу примерно на середине ее длины.9. The method according to p. 8, in which when the specified jumper is destroyed, it is destroyed essentially approximately in the middle of its length. 10. Способ по п. 8, в котором при формовании указанной форсунки формуют внешние поддерживающие структуры, при этом указанный способ включает удаление указанных внешних структур до разрушения указанной перемычки.10. The method according to p. 8, in which when forming said nozzle, external supporting structures are formed, said method comprising removing said external structures until said jumper is destroyed. 11. Способ по п. 8, в котором сохраняют разрушаемую поддерживающую структуру внутри указанной форсунки.11. The method of claim 8, wherein the destructible support structure is stored inside said nozzle. 12. Способ по п. 8, в котором при разрушении указанной перемычки под воздействием термического напряжения, оказываемого после формирования указанной форсунки, разрушают ослабленную зону под действием либо растягивающего, либо сжимающего усилия.12. The method according to p. 8, in which when the specified jumper is destroyed under the influence of thermal stress exerted after the formation of the specified nozzle, the weakened zone is destroyed by either tensile or compressive forces. 13. Способ по п. 8, в котором указанная первая поверхность содержит первую наклоненную от вертикали поверхность, а указанная вторая поверхность содержит вторую наклоненную от вертикали поверхность, которая в вертикальном направлении расположена напротив указанной первой наклоненной от вертикали поверхности.13. The method of claim 8, wherein said first surface comprises a first vertically inclined surface, and said second surface comprises a second vertically inclined surface, which is vertically opposed to said first vertically inclined surface. 14. Способ по п. 13, в котором угол наклона указанной первой наклоненной от вертикали поверхности не превышает 45° относительно горизонтали, и угол наклона указанной второй наклоненной от вертикали поверхности не превышает 45° относительно горизонтали.14. The method according to p. 13, in which the angle of inclination of the specified first inclined surface from the vertical does not exceed 45 ° relative to the horizontal, and the angle of inclination of the specified second inclined from the vertical surface does not exceed 45 ° relative to the horizontal. 15. Способ по п. 8, в котором при воздействии термическим напряжением повышают температуру указанного первого основания разрушаемой поддерживающей структуры.15. The method according to p. 8, in which when exposed to thermal stress, the temperature of the specified first base is destroyed destructible supporting structure. 16. Способ по п. 15, в котором при воздействии термическим напряжением уменьшают температуру указанного второго основания разрушаемой поддерживающей структуры.16. The method according to p. 15, in which when exposed to thermal stress, reduce the temperature of the specified second base destructible supporting structure. 17. Способ по п. 16, в котором при повышении температуры указанного первого основания разрушаемой поддерживающей структуры повышают температуру указанной первой поверхности указанной форсунки, а при уменьшении температуры указанного второго основания указанной структуры уменьшают температуру указанной второй поверхности указанной форсунки.17. The method according to p. 16, in which, when the temperature of said first base of destructible supporting structure is increased, the temperature of said first surface of said nozzle is increased, and when the temperature of said second base of said structure is decreased, the temperature of said second surface of said nozzle is decreased. 18. Способ по п. 8, в котором при воздействии термическим напряжением уменьшают температуру указанного первого основания разрушаемой поддерживающей структуры.18. The method according to p. 8, in which when exposed to thermal stress, the temperature of said first base of the destructible supporting structure is reduced. 19. Способ по п. 18, в котором при уменьшении температуры указанного второго основания разрушаемой поддерживающей структуры уменьшают температуру указанной второй поверхности указанной форсунки путем подачи к ней охлаждающей среды.19. The method according to p. 18, in which when the temperature of the specified second base of the destructible supporting structure is reduced, the temperature of the specified second surface of the specified nozzle is reduced by supplying a cooling medium to it. 20. Разрушаемая поддерживающая структура для изготовления топливной форсунки способом по любому из пп. 8-19, содержащая20. Destructible support structure for the manufacture of a fuel injector by the method according to any one of paragraphs. 8-19, containing первое основание, соединенное с первой поверхностью топливной форсунки и проходящее по направлению к ее второй поверхности,a first base connected to a first surface of the fuel nozzle and extending toward its second surface, второе основание, соединенное с указанной второй поверхностью и проходящее по направлению к указанной первой поверхности, иa second base connected to said second surface and extending toward said first surface, and перемычку, которая соединяет указанное первое основание с указанным вторым основанием, может выборочно разрушаться под воздействием термического напряжения и содержит основную часть и ослабленную зону, образованную в указанной основной части.the jumper that connects the specified first base with the specified second base, can selectively collapse under the influence of thermal stress and contains the main part and the weakened zone formed in the specified main part.
RU2016150098A 2016-12-20 2016-12-20 Destructible support structure for additive production RU2723431C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150098A RU2723431C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Destructible support structure for additive production
DE102017129835.5A DE102017129835A1 (en) 2016-12-20 2017-12-13 Breakable support for additive manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150098A RU2723431C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Destructible support structure for additive production

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016150098A RU2016150098A (en) 2018-06-20
RU2016150098A3 RU2016150098A3 (en) 2020-02-27
RU2723431C2 true RU2723431C2 (en) 2020-06-11

Family

ID=62251013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150098A RU2723431C2 (en) 2016-12-20 2016-12-20 Destructible support structure for additive production

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017129835A1 (en)
RU (1) RU2723431C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3903030A2 (en) * 2018-12-26 2021-11-03 3M Innovative Properties Company Burners and additive manufacturing methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5503785A (en) * 1994-06-02 1996-04-02 Stratasys, Inc. Process of support removal for fused deposition modeling
RU2302945C2 (en) * 2002-12-20 2007-07-20 Юниверсити Оф Саутерн Калифорния Method and device for manufacturing a three-dimensional object (variants)
CN105682899A (en) * 2013-08-05 2016-06-15 瑞尼斯豪公司 Additive manufacturing method and apparatus
RU2602895C1 (en) * 2012-12-13 2016-11-20 Кэнон Кабусики Кайся Method for producing a structures body and device for producing thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5503785A (en) * 1994-06-02 1996-04-02 Stratasys, Inc. Process of support removal for fused deposition modeling
RU2302945C2 (en) * 2002-12-20 2007-07-20 Юниверсити Оф Саутерн Калифорния Method and device for manufacturing a three-dimensional object (variants)
RU2602895C1 (en) * 2012-12-13 2016-11-20 Кэнон Кабусики Кайся Method for producing a structures body and device for producing thereof
CN105682899A (en) * 2013-08-05 2016-06-15 瑞尼斯豪公司 Additive manufacturing method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017129835A1 (en) 2018-06-21
RU2016150098A3 (en) 2020-02-27
RU2016150098A (en) 2018-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Salmi et al. An integrated design methodology for components produced by laser powder bed fusion (L-PBF) process
Vasinonta et al. A process map for consistent build conditions in the solid freeform fabrication of thin-walled structures
Cortina et al. Latest developments in industrial hybrid machine tools that combine additive and subtractive operations
Beaman et al. Additive manufacturing review: Early past to current practice
Razavykia et al. An overview of additive manufacturing technologies—a review to technical synthesis in numerical study of selective laser melting
Chowdhury et al. Part build orientation optimization and neural network-based geometry compensation for additive manufacturing process
Ameta et al. Investigating the role of geometric dimensioning and tolerancing in additive manufacturing
Paul et al. Effect of thermal deformation on part errors in metal powder based additive manufacturing processes
CN110087804B (en) Method for additive manufacturing and thermal structure
Chiumenti et al. Numerical simulation and experimental calibration of additive manufacturing by blown powder technology. Part I: thermal analysis
Ranjan et al. Integration of design for manufacturing methods with topology optimization in additive manufacturing
Mertens et al. Optimization of scan strategies in selective laser melting of aluminum parts with downfacing areas
US20180169756A1 (en) Self-breaking support for additive manufacturing
US10731565B2 (en) Additive manufactured object with self-breaking support with fluid passage
Kempen et al. Selective laser melting of crack-free high density M2 high speed steel parts by baseplate preheating
US20190086154A1 (en) Additive manufacturing constructs and processes for their manufacture
Zaeh et al. Investigations on residual stresses and deformations in selective laser melting
Vasinonta et al. Process maps for predicting residual stress and melt pool size in the laser-based fabrication of thin-walled structures
Tian et al. Thermal modeling for laser-assisted machining of silicon nitride ceramics with complex features
Gao et al. The effect of deposition patterns on the deformation of substrates during direct laser fabrication
EP3593998A1 (en) Methods and thin walled reinforced structures for additive manufacturing
Ba¨ ker et al. Finite element simulation of segmented chip formation of Ti6Al4V
Penchev et al. Generic software tool for counteracting the dynamics effects of optical beam delivery systems
Chin et al. Successive deposition of metals in solid freeform fabrication processes, Part 1: thermomechanical models of layers and droplet columns
Mici et al. Optomechanical performance of 3D-printed mirrors with embedded cooling channels and substructures