WO2017012964A1 - Fluidenergiemaschinenbauteil und verfahren zum herstellen desselben - Google Patents

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WO2017012964A1
WO2017012964A1 PCT/EP2016/066705 EP2016066705W WO2017012964A1 WO 2017012964 A1 WO2017012964 A1 WO 2017012964A1 EP 2016066705 W EP2016066705 W EP 2016066705W WO 2017012964 A1 WO2017012964 A1 WO 2017012964A1
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region
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fluid energy
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Roland Herzog
Markus ERNSBERGER
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Man Diesel & Turbo Se
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • Fluid energy machine component and method of making the same
  • the invention relates to a fluid energy machine component, in particular a turbomachine component or a piston engine component. Furthermore, the invention relates to a method for producing a fluid energy machine component.
  • Fluid energy machines such as turbomachinery or piston machines
  • turbomachines e.g. Blades installed, which must be replaced in case of wear.
  • Original equipment manufacturers of such fluid energy machines which design the fluid energy machines, produce them in their own factories and sell them under their own name, see themselves in the spare parts business at the
  • the present invention has the object to provide a novel fluid energy machine component and a method for producing such a fluid energy machine component.
  • This object is achieved by a fluid energy machine component according to claim 1.
  • a fluid energy machine component according to claim 1 in a first region below the component surface, which has a defined distance from the component surface and is covered by a second region extending between the first region and the component surface, sections with different component properties form an externally readable code ,
  • a fluid energy machine component which has sections of different component properties inside the component surface at a defined distance from the component surface, wherein these sections form a code that can be read from the outside with different component properties.
  • the fluid energy machine component in the first region has first sections with a first component and second sections with a second component, wherein the first sections and the second sections are alternately arranged next to each other in the first section.
  • the fluid energy machine component In the second area, which lies between the component surface and the gates with the different component properties or extends between the component surface and the first area, the fluid energy machine component has the first component consistency throughout.
  • the second sections preferably define an encoding that is invisible from the outside, but that can be read from the outside by means of aids, in particular in the form of a lettering and / or a logo. This embodiment is particularly preferred for protecting fluid energy machine components from copying by pirates.
  • the coding is readable at least by means of magnetic powder.
  • the reading of the coding by means of magnetic powder is particularly simple and therefore preferred.
  • one of the component surface facing the boundary of the first region in which the sections of different component nature are formed a distance between 50 ⁇ and 1000 ⁇ of the component surface and / or is at a distance which is at least 2 times the surface roughness is, and / or with a distance which is at most 1, 0 times the width of the second sections, spaced from the component surface.
  • the fluid energy machine component is preferably produced by selective laser melting, wherein in the first region the portions of different component nature are formed by varying at least one operating parameter of a laser used for selective laser melting.
  • the inventive method for producing such a Fluidenergyma- machine component is defined in claim 1 1. The method comprises at least the following steps: providing a metal powder; and successive building up of the component via selective laser melting, wherein sections of different component nature are formed in the first area in that at least one operating parameter of a laser used for selective laser melting, which melts the metal powder at least to form the first sections when the first area is formed, is varied.
  • the production of the fluid energy machine component by selective laser melting of a metal powder and thus metallic 3D printing is particularly preferred.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a fluid energy-generating machine component according to the invention
  • 2 shows a schematic cross section through the fluid energy engine component of FIG. 1 along the section line II-II of FIG. 1.
  • the invention relates to a fluid energy machine component made of a metallic material.
  • the fluid energy engine component may be a turbomachine component, such as a blade or a turbine or compressor vane.
  • the fluid energy machine component according to the invention can be a piston engine component, for example a component of a diesel internal combustion engine.
  • 1 and 2 show a highly schematic of a fluid energy machine component 10, which has a component surface 1 1.
  • the fluid energy machine component 10 In order to make the fluid energy machine component 10 tamper-proof, it has in a first region 12 below the component surface 11, which has a defined distance from the component surface 11 and a second region 13 positioned between the first region 12 and the component surface 11 is covered, sections 14, 15 with different component nature, which form an externally visible to the human eye, but externally readable coding.
  • This coding may be, for example, a lettering and / or a logo of an original equipment manufacturer.
  • the coding since it is covered by the second region 13 which is positioned between the component surface 11 and the first region 12, is not visible from the outside with the human eye, but can be read from the outside. It is thus possible to read out the coding by means of magnetic powder or by means of ultrasound or by means of thermography or by means of eddy current or by means of X-ray or by means of computer tomography. Particularly preferred is the reading of the coding by means of magnetic powder, since the use of magnetic powder is simple and inexpensive. The reading of the coding by means of ultrasound is also inexpensive and easy to implement. The reading of the coding by means of thermography or eddy current or X-ray or computed tomography is more complicated and therefore less preferred, since this relatively expensive devices are required.
  • the fluid energy machine component 10 has in the first region 12 first sections 14 of a first component and second sections 15 with a second component, these sections 14, 15 preferably being arranged adjacent to one another in the first region 12, preferably forming a Lettering and / or logos.
  • the fluid energy machine component 10 has the first component nature in the second region 13, which lies between the component surface 1 1 and the first region 12, which has the portions 14, 15 with the different component nature.
  • the first sections 14 have a first metallic material structure and the second sections 15 have a second metallic material structure.
  • the first sections 14 have a metallic material structure, whereas the second sections 15 are formed as cavities.
  • the variant is preferred in which the first sections 14 have a metallic material structure and the second sections 15 are formed as cavities.
  • the magnetic powder then adheres to the component surface 1 1 in the region of the component surface 1 1, below which the second portions 15 and thus the cavities are formed, less well, so that over the magnetic powder, the coding can be easily visualized.
  • the execution of the second sections 15 as cavities is also preferred if the coding is to be read out by means of eddy current testing or by means of thermography.
  • first sections 14 have a first metallic material structure and the second sections 15 have a deviating, second metallic material structure is preferred if the coding should be readable by means of ultrasound or X-ray or computed tomography.
  • the first region 12 of the fluid energy machine component 10, in which the sections 14, 15 are formed with different component properties has a defined distance from the component surface 11.
  • 2 visualizes a boundary 12a of this first region 12, which faces the component surface 11.
  • FIG. 2 shows a boundary 12b, facing away from the component surface 11, of this first region 12, which has the sections 14, 15 with different component properties.
  • the second sections 15 have a defined width x at a defined depth or at a defined distance from the component surface, the boundary 12a of the first area 12 facing the component surface 11 being at a distance from the component surface 11 is at least 1.0 times, preferably at most 0.4 times, particularly preferably at most 0.2 times, the width x of the second sections 15.
  • the distance of the component surface 1 1 facing boundary 12a of the first region 12 of the component surface 1 1 is provided that the distance of the upper boundary 12a of the first region 12 of the component surface 1 1 greater than the surface roughness of the component surface is.
  • the distance of the component surface 1 1 facing boundary 12a of the first region 12 of the component surface is at least twice, more preferably at least 4 times, the surface roughness of the component surface 1 first
  • coding which forms a lettering and / or a logo can be particularly advantageously read out, for example, by means of magnetic powder.
  • the distance of the component surface 1 1 facing boundary 12a of the first region 12, in which the sections 14, 15 of different component nature are formed between 50 ⁇ and 1000 ⁇ , preferably between 100 ⁇ and 500 ⁇ .
  • a fluid energy component 10 made of a metallic material that has sections 14, 15 with different component properties below the component surface 11 at a defined distance from the component surface 11 in the first region 12 so as to provide an externally readable encoding.
  • This coding can be read out by means of magnetic powder, by means of eddy current, by means of thermography, by means of ultrasound, by means of X-ray or by computer tomography.
  • the second region 13 is formed which covers the first region 12 and has continuous or continuous or complete component properties, that of the first sections 14 of the first area 12 corresponds.
  • the second portions 15 of the first region 12 are preferably formed as cavities.
  • both sections 14, 15 have metallic but mutually different material structures.
  • the second sections 15 form a bar code or alternatively a logo
  • the second sections 15 preferably have a width or width between 0.05 mm and 1 mm, the distance between the upper limit 12a of FIG The first region 12, in which the second portions 15 are formed, a distance from the component surface 1 1, the maximum 100%, preferably at most 40%, more preferably at most 20%, the width x and thus the line width of the second sections 15 is.
  • the distance of the upper boundary 12a of the first region 12 from the component surface 11 is preferably at least 2 times, preferably at least 4 times, the surface roughness of the component surface 11.
  • the distance of the upper boundary 12a of the first region 12 from the component surface 11 is greater than the surface roughness of the component surface 11.
  • the distance of the boundary 12 b of the first region 12 applied by the component surface 11 is defined by the depth of the second sections 15.
  • the depth of the second portions 15 is preferably between 0.5 times and 2 times the width x thereof. In particular, the depth of the second sections 15 corresponds to the width x of the same.
  • the fluid energy machine component 10 according to the invention is preferably produced by selective laser melting.
  • a metal powder is provided, wherein the fluid energy machine component 10 is constructed successively by selective laser melting of the metal powder, namely such that in the first region 12, the portions 14, 15 are formed with the different component nature in that at least one operating parameter of the selective Laser melting laser used between the sections 14, 15 is varied.
  • a first amount of energy preferably a first laser power
  • a second, smaller amount of energy preferably a second, lower laser power
  • the second amount of energy or second laser power is preferably at most 50%, in particular at most 30%, particularly preferably at most 20%, of the first amount of energy or of the first laser power.
  • the laser power of the laser used for selective laser melting in the region of the second sections 15 is preferably reduced to approximately zero, preferably to zero, so that no metal powder is then melted in these sections 15 , Rather, in sections 15, the metal powder is removed by blowing, so that the cavities remain.
  • the laser power of the laser used for selective laser melting is preferably reduced to form the second sections 15 in such a way the second portions 15, the metal powder is only partially melted, so as to form the sections 14, 15 with the different material structures.
  • the invention enables a simple and effective copy protection for components of fluid energy machines, so as to make verifiable for the OEM and for the customer, whether it is a spare part to a spare part of the original equipment manufacturer or a copied spare part of a product pirate. As a result, the risk of damage to the fluid energy machine, which is given when using counterfeit spare parts of a Farmpiraten be avoided.
  • the externally readable encoding is preferably introduced into a blade flow of the blade.

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Abstract

Fluidenergiemaschinenbauteil (10), insbesondere Strömungsmaschinenbauteil oder Kolbenmaschinenbauteil, aus einem metallischen Werkstoff, mit einer Bauteiloberfläche (11), wobei dasselbe in einem ersten Bereich (12) unterhalb der Bauteiloberfläche (11), der einen definierten Abstand von der Bauteiloberfläche (11) aufweist und von einem sich zwischen dem ersten Bereich (12) und der Bauteiloberfläche (11) erstreckenden zweiten Bereich (13) abgedeckt ist, Abschnitte (14, 15) mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit aufweist, die eine von außen auslesbare Codierung ausbilden.

Description

Fluidenergiemaschinenbauteil und Verfahren zum Herstellen desselben
Die Erfindung betrifft ein Fluidenergiemaschinenbauteil, insbesondere ein Strömungsmaschinenbauteil oder ein Kolbenmaschinenbauteil. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Fluidenergiemaschinenbauteils.
Fluidenergiemaschinen, wie zum Beispiel Strömungsmaschinen oder Kolbenma- schinen, verfügen über eine Vielzahl von Baugruppen, die einem Verschleiß unterliegen und bei zu starkem Verschleiß ersetzt werden müssen. So sind in Strömungsmaschinen z.B. Laufschaufeln verbaut, die im Falle eines Verschleißes ersetzt werden müssen. Erstausrüster solcher Fluidenergiemaschinen, welche die Fluidenergiemaschinen konstruieren, in eigenen Fabriken produzieren sowie unter eigenem Namen in den Handel bringen, sehen sich im Ersatzteilgeschäft beim
Austausch verschlissener Baugruppen der Fluidenergiemaschine zunehmend dem Wettbewerb mit Produktpiraten ausgesetzt, die gewisse Baugruppen der Fluidenergiemaschine kopieren und als Ersatzteile für verschlissene Baugruppen in Verkehr bringen. Da derartige Ersatzteile von Produktpiraten über eine geringe Qualität verfügen, besteht die Gefahr, dass dann, wenn derartige Baugruppen von Produktpiraten in der originalen Fluidenergiemaschine als Ersatzteile benutzt werden, die Fluidenergiemaschine im Betrieb beschädigt wird. Es besteht daher Bedarf daran, das Kopieren von Fluidenergiemaschinenbauteilen durch Produktpiraten zu erschweren, um so die Erstausrüster sowie Kunden vor mangelhaften Er- Satzteilen von Produktpiraten zu schützen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Fluidenergiemaschinenbauteil und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fluidenergiemaschinenbauteils zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Fluidenergiemaschinenbauteil nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Fluidenergiemaschinenbauteil in einem ersten Bereich unterhalb der Bauteiloberfläche, der einen definierten Abstand von der Bauteiloberfläche aufweist und von einem sich zwischen dem ersten Bereich und der Bauteiloberfläche erstreckenden zweiten Bereich abgedeckt ist, Abschnitte mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit auf, die eine von außen auslesbaren Codierung ausbilden.
Mit der Erfindung wird erstmals ein Fluidenergiemaschinenbauteil vorgeschlagen, welches im Inneren unterhalb der Bauteiloberfläche mit einem definierten Abstand zur Bauteiloberfläche Abschnitte unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit aufweist, wobei diese Abschnitte mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit eine von außen auslesbare Codierung ausbilden. Durch Auslesen der Codierung kann so einfach überprüft werden, ob es sich beim Bauteil um ein Originalbauteil des Erstaus- rüsters oder um ein kopiertes Bauteil eines Produktpiraten handelt. Hiermit kann kundenseitig sichergestellt werden, dass nur hochqualitative Ersatzbauteile des Erstausrüsters zum Austausch verschlissener Fluidenergiemaschinenbauteile verwendet werden, um so eine Beschädigung der Fluidenergiemaschine infolge mangelhafter Ersatzteile von Produktpiraten zu vermeiden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Fluidenergiemaschinenbauteil in dem ersten Bereich erste Abschnitte mit einer ersten Bauteilbeschaffenheit und zweite Abschnitte mit einer zweiten Bauteilbeschaffenheit auf, wobei die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte in dem ersten Bereich wechselweise ne- beneinander angeordnet sind. Das Fluidenergiemaschinenbauteil weist in dem zweiten Bereich, der zwischen der Bauteiloberfläche und den Anschnitten mit der unterschiedliche Bauteilbeschaffenheit liegt bzw. sich zwischen der Bauteiloberfläche und dem ersten Bereich erstreckt, durchgängig bzw. durchgehend bzw. ausschließlich die erste Bauteilbeschaffenheit auf. Diese Weiterbildung der Erfindung ist zur Bereitstellung einer von außen auslesbaren Codierung besonders vorteilhaft, und zwar ohne dass die Codierung von außen mit menschlichem Auge sichtbar wäre. Vorzugsweise definieren die zweiten Abschnitte eine von außen unsichtbare jedoch von außen mit Hilfsmitteln auslesbare Codierung insbesondere in Form eines Schriftzugs und/oder eines Logos. Diese Ausgestaltung ist zum Schutz von Fluidenergiemaschinenbauteilen vor einem Kopieren durch Produktpiraten besonders bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Codierung zumindest mittels Magnetpulver auslesbar. Das Auslesen der Codierung mittels Magnetpulver ist beson- ders einfach und daher bevorzugt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist eine der Bauteiloberfläche zugewandte Grenze des ersten Bereichs, in dem die Abschnitte unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, einen Abstand zwischen 50 μηι und 1000 μηι von der Bauteiloberfläche auf und/oder ist mit einem Abstand, der minimal dem 2-fachen der Oberflächenrauigkeit beträgt, und/oder mit einem Abstand, der maximal dem 1 ,0-fachen der Breite der zweiten Abschnitte beträgt, von der Bauteiloberfläche beabstandet. Dann, wenn der erste Bereich, in dem die Abschnitte unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, hinsichtlich seiner der Bauteiloberfläche zugewandten Grenze eine oder mehrere der obigen Bedingungen erfüllt, lässt sich die Codierung besonders vorteilhaft auslesen, insbesondere über bevorzugt zum Einsatz kommendes Magnetpulver
Das Fluidenergiemaschinenbauteil ist vorzugsweise durch selektives Laser- schmelzen hergestellt, wobei in dem ersten Bereich die Abschnitte unterschiedliche Bauteilbeschaffenheit dadurch ausgebildet sind, dass mindestens ein Betriebsparameter eines zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers variiert wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines solchen Fluidenergiema- schinenbauteils ist in Anspruch 1 1 definiert. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Metallpulvers; und sukzessives Aufbauen des Bauteils über selektives Laserschmelzen, wobei in dem ersten Bereich Ab- schnitte unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit dadurch ausgebildet werden, dass mindestens ein Betriebsparameter eines zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers, der bei Ausbildung des ersten Bereichs das Metallpulver zumindest zur Ausbildung der ersten Abschnitte aufschmilzt, variiert wird. Die Herstellung des Fluidenergiemaschinen-Bauteils durch selektives Laserschmelzen ei- nes Metallpulvers und demnach metallisches 3D-Drucken ist besonders bevorzugt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 : eine schematisierte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fluidenergie- maschinenbauteil; Fig. 2: einen schematisierten Querschnitt durch das Fluidenergiemaschinenbau- teil der Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 .
Die Erfindung betrifft ein Fluidenergiemaschinenbauteil aus einem metallischen Werkstoff. Bei dem Fluidenergiemaschinenbauteil kann es sich um ein Strömungsmaschinenbauteil, wie zum Beispiel um eine Laufschaufel oder auch eine Leitschaufel einer Turbine oder eines Verdichters, handeln. Ferner kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Fluidenergiemaschinenbauteil um ein Kolbenmaschinenbauteil handeln, z.B. um ein Bauteil einer Dieselbrennkraftmaschine. Fig. 1 und 2 zeigen stark schematisiert ein Fluidenergiemaschinenbauteil 10, welches eine Bauteiloberfläche 1 1 aufweist. Um das Fluidenergiemaschinenbauteil 10 fälschungssicher zu gestalten, weist dasselbe in einem ersten Bereich 12 unterhalb der Bauteiloberfläche 1 1 , der einen definierten Abstand von der Bauteilober- fläche 1 1 aufweist und von einem zwischen dem ersten Bereich 12 und der Bauteiloberfläche 1 1 positionierten zweiten Bereich 13 abgedeckt ist, Abschnitte 14, 15 mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit auf, die eine von außen mit menschlichem Auge nicht sichtbar, jedoch von außen auslesbare Codierung ausbilden. Bei dieser Codierung kann es sich zum Beispiel um einen Schriftzug und/oder ein Logo eines Erstausrüsters handeln.
Die Codierung ist, da dieselbe vom zweiten Bereich 13, der zwischen der Bauteiloberfläche 1 1 und dem ersten Bereich 12 positioniert ist, abgedeckt ist, von außen mit menschlichem Auge nicht sichtbar, jedoch von außen auslesbar. So ist es möglich, die Codierung mittels Magnetpulver oder mittels Ultraschall oder mittels Thermografie oder mittels Wirbelstrom oder mittels Röntgen oder mittels Computertomografie auszulesen. Besonders bevorzugt ist das Auslesen der Codierung mittels Magnetpulver, da der Einsatz von Magnetpulver einfach und kostengünstig ist. Das Auslesen der Codierung mittels Ultraschall ist ebenfalls kostengünstig und einfach realisierbar. Das Auslesen der Codierung mittels Thermografie oder Wirbelstrom oder Röntgen oder Computertomografie ist aufwendiger und daher weniger bevorzugt, da hierfür relativ teure Vorrichtungen erforderlich sind.
Das Fluidenergiemaschinenbauteil 10 weist in dem ersten Bereich 12 erste Ab- schnitte 14 einer ersten Bauteilbeschaffenheit und zweite Abschnitte 15 mit einer zweiten Bauteilbeschaffenheit auf, wobei diese Abschnitte 14, 15 in dem ersten Bereich 12 vorzugsweise nebeneinander wechselweise angeordnet sind, und zwar vorzugsweise unter Ausbildung eines Schriftzugs und/oder Logos. Das Fluidenergiemaschinenbauteil 10 weist in dem zweiten Bereich 13, der zwischen der Bau- teiloberfläche 1 1 und dem ersten Bereich 12, der die Abschnitte 14, 15 mit der unterschiedlichen Bauteilbeschaffenheit aufweist, liegt, die erste Bauteilbeschaffenheit auf. Nach einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Abschnitte 14 ein erstes metallisches Werkstoffgefüge und die zweiten Abschnitte 15 ein zweites metallisches Werkstoffgefüge aufweisen. Nach einer zweiten Alternati- ve ist vorgesehen, dass die ersten Abschnitte 14 ein metallisches Werkstoffgefüge aufweisen, wohingegen die zweiten Abschnitte 15 als Hohlräume ausgebildet sind.
Dann, wenn die Codierung mittels Magnetpulver ausgelesen werden soll, ist die Variante bevorzugt, in welcher die ersten Abschnitte 14 ein metallisches Werk- stoffgefüge aufweisen und die zweiten Abschnitte 15 als Hohlräume ausgebildet sind. In diesem Fall haftet dann das Magnetpulver auf der Bauteiloberfläche 1 1 in dem Bereich der Bauteiloberfläche 1 1 , unterhalb dessen die zweiten Abschnitte 15 und damit die Hohlräume ausgebildet sind, weniger gut an, sodass über das Magnetpulver die Codierung einfach sichtbar gemacht werden kann. Die Ausführung der zweiten Abschnitte 15 als Hohlräume ist auch dann bevorzugt, wenn die Codierung über Wirbelstromprüfung oder mittels Thermografie ausgelesen werden soll.
Die Variante, in welcher die ersten Abschnitte 14 ein erstes metallisches Werk- stoffgefüge und die zweiten Abschnitte 15 ein abweichendes, zweites metallisches Werkstoffgefüge aufweisen, ist dann bevorzugt, wenn die Codierung mittels Ultraschall oder Röntgen oder Computertomografie auslesbar sein soll.
Wie bereits ausgeführt, weist der erste Bereich 12 des Fluidenergiemaschinen- bauteils 10, in dem die Abschnitte 14, 15 mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, einen definierten Abstand von der Bauteiloberfläche 1 1 auf. Fig. 2 visualisiert eine Grenze 12a dieses ersten Bereichs 12, die der Bauteiloberfläche 1 1 zugewandt ist. Ferner zeigt Fig. 2 eine von der Bauteiloberfläche 1 1 abgewandte Grenze 12b dieses ersten Bereichs 12, der die Abschnitte 14, 15 mit un- terschiedlicher Bauteilbeschaffenheit aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweiten Abschnitte 15 in einer definierten Tiefe bzw. in einem definierten Abstand zur Bauteiloberfläche eine definierte Breite x aufweisen, wobei die der Bauteiloberfläche 1 1 zugewandte Grenze 12a des ersten Bereichs 12 einen Abstand von der Bauteiloberfläche 1 1 aufweist, der ma- ximal dem 1 ,0-fachen, bevorzugt maximal dem 0,4-fachen, besonders bevorzugt maximal dem 0,2-fachen, der Breite x der zweiten Abschnitte 15 beträgt.
Als weitere Bedingung für den Abstand der der Bauteiloberfläche 1 1 zugewandten Grenze 12a des ersten Bereichs 12 von der Bauteiloberfläche 1 1 ist vorgesehen, dass der Abstand der oberen Grenze 12a des ersten Bereichs 12 von der Bauteiloberfläche 1 1 größer als die Oberflächenrauigkeit der Bauteiloberfläche 1 1 ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand der der Bauteiloberfläche 1 1 zugewandten Grenze 12a des ersten Bereichs 12 von der Bauteiloberfläche minimal dem 2- fachen, besonders bevorzugt minimal dem 4-fachen, der Oberflächenrauigkeit der Bauteiloberfläche 1 1 .
Dann, wenn beide obigen Bedingungen erfüllt sind, kann eine Codierung, die einen Schriftzug und/oder ein Logo ausbildet, besonders vorteilhaft zum Beispiel mit Hilfe von Magnetpulver ausgelesen werden.
Vorzugsweise beträgt der Abstand der der Bauteiloberfläche 1 1 zugewandten Grenze 12a des ersten Bereichs 12, in dem die Abschnitte 14, 15 unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, zwischen 50 μηι und 1000 μηπ, bevorzugt zwischen 100 μηι und 500 μηι.
Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, ein Fluidenergiema- schinen-Bauteil 10 aus einem metallischem Werkstoff bereitzustellen, das unterhalb der Bauteiloberfläche 1 1 mit definiertem Abstand zur Bauteiloberfläche 1 1 in dem ersten Bereich 12 Abschnitte 14, 15 mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffen- heit aufweist, um so eine von außen auslesbare Codierung bereitzustellen. Diese Codierung kann mittels Magnetpulver, mittels Wirbelstrom, mittels Thermo- grafie, mittels Ultraschall, mittels Röntgen oder mittels Computertomografie ausgelesen werden.
Zwischen diesem ersten Bereich 12 mit den Abschnitten 14, 15 unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit und der Oberfläche 1 1 ist der zweite Bereich 13 ausgebildet, der den ersten Bereich 12 abdeckt und durchgehend bzw. durchgängig bzw. vollständig eine Bauteilbeschaffenheit aufweist, die derjenigen der ersten Ab- schnitte 14 des ersten Bereichs 12 entspricht.
Dann, wenn die Codierung mittels Magnetpulver, mittels Wirbelstrom oder mittels Thermografie auslesbar gemacht werden soll, sind die zweiten Abschnitte 15 des ersten Bereichs 12 vorzugsweise als Hohlräume ausgebildet. Dann, wenn die Co- dierung mittels Ultraschall, mittels Röntgen oder mittels Computertomografie auslesbar gemacht werden soll, weisen beide Abschnitte 14, 15 metallische, jedoch voneinander unterschiedliche Werkstoffgefüge auf.
Dann, wenn die zweiten Abschnitte 15 einen Schriftzug und/oder ein Logo alterna- tiv einen Barcode ausbilden, weisen die zweiten Abschnitte 15 vorzugsweise eine Breite bzw. Strichstärke zwischen 0,05 mm und 1 mm auf, wobei der Abstand der oberen Grenze 12a des ersten Bereichs 12, in dem die zweiten Abschnitte 15 ausgebildet sind, einen Abstand von der Bauteiloberfläche 1 1 aufweist, der maximal 100%, bevorzugt maximal 40%, besonders bevorzugt maximal 20%, der Brei- te x und damit der Strichstärke der zweiten Abschnitte 15 beträgt. Wie oben bereits ausgeführt, beträgt der Abstand der oberen Grenze 12a des ersten Bereichs 12 von der Bauteiloberfläche 1 1 vorzugsweise minimal dem 2-fachen, vorzugsweise minimal dem 4-fachen, der Oberflächenrauigkeit der Bauteiloberfläche 1 1 . Der Abstand der oberen Grenze 12a des ersten Bereichs 12 von der Bauteilober- fläche 1 1 ist größer als die Oberflächenrauigkeit der Bauteiloberfläche 1 1 . Der Abstand der von der Bauteiloberfläche 1 1 angewandten Grenze 12b des ersten Bereichs 12 wird durch die Tiefe der zweiten Abschnitte 15 definiert. Die Tiefe der zweiten Abschnitte 15 beträgt vorzugweise zwischen dem 0,5-fachen und dem 2-fachen der Breite x derselben. Insbesondere entspricht die Tiefe der zweiten Abschnitte 15 der der Breite x derselben.
Das erfindungsgemäße Fluidenergiemaschinenbauteil 10 wird vorzugsweise durch selektives Laserschmelzen hergestellt. Hierzu wird ein Metallpulver bereitgestellt, wobei das Fluidenergiemaschinenbauteil 10 sukzessive über selektives Laser- schmelzen des Metallpulvers aufgebaut wird, nämlich derart, dass in dem ersten Bereich 12 die Abschnitte 14, 15 mit der unterschiedlichen Bauteilbeschaffenheit dadurch ausgebildet werden, dass mindestens ein Betriebsparameter eines zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers zwischen den Abschnitten 14, 15 variiert wird.
So ist es zum Beispiel möglich, zur Ausbildung der ersten Abschnitte 14 mit Hilfe des Lasers eine erste Energiemenge, vorzugsweise eine erste Laserleistung, aufzubringen, wohingegen zur Ausbildung der zweiten Abschnitte mit Hilfe des Lasers eine zweite, geringere Energiemenge, vorzugsweise eine zweite, geringere Laserleistung, aufgebracht wird. Dabei beträgt die zweite Energiemenge bzw. zweite Laserleistung vorzugsweise maximal 50%, insbesondere maximal 30%, besonders bevorzugt maximal 20%, der ersten Energiemenge bzw. der ersten Laserleistung.
Dann, wenn die zweiten Abschnitte 15 als Hohlräume ausgebildet werden sollen, wird die Laserleistung des zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers im Bereich der zweiten Abschnitte 15 vorzugsweise auf in etwa Null, bevorzugt auf Null, reduziert, sodass dann in diesen Abschnitten 15 keinerlei Metallpulver aufgeschmolzen wird. Vielmehr wird in den Abschnitten 15 das Metallpulver durch Aus- blasen entfernt, sodass die Hohlräume zurückbleiben. Dann, wenn die zweiten Abschnitte 15 nicht als Hohlräume ausgebildet sind, sondern vielmehr ein von den ersten Abschnitten 14 abweichendes, metallisches Werkstoffgefüge aufweisen, wird zur Ausbildung der zweiten Abschnitte 15 die Laserleistung des zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers vorzugswei- se derart reduziert, dass in den zweiten Abschnitten 15 das Metallpulver nur teilweise aufgeschmolzen wird, um so die Abschnitte 14, 15 mit den unterschiedlichen Materialgefügen auszubilden.
Die Erfindung ermöglicht einen einfachen und effektiven Kopierschutz für Bauteile von Fluidenergiemaschinen, um so für den Erstausrüster sowie für den Kunden überprüfbar zu machen, ob es sich bei einem Ersatzteil um ein Ersatzteil des Erstausrüsters oder um eine kopiertes Ersatzteil eines Produktpiraten handelt. Hierdurch kann die Beschädigungsgefahr für die Fluidenergiemaschine, die bei Verwendung gefälschter Ersatzteile eines Produktpiraten gegeben ist, vermieden werden.
Dann, wenn es sich bei dem Fluidenergiemaschinenbauteil um eine Schaufel einer Turbine oder eines Verdichters handelt, ist die von außen auslesbare Codierung vorzugsweise in einen Schaufelfluss der Schaufel eingebracht.
Bezugszeichenliste
10 Fluidenergiemaschinenbauteil
1 1 Bauteiloberfläche
12 Bereich
2a Grenze
12b Grenze
13 Bereich
14 Abschnitt
15 Abschnitt

Claims

Patentansprüche
Fluidenergiemaschinenbauteil (10), insbesondere Strömungsmaschinenbauteil oder Kolbenmaschinenbauteil, aus einem metallischen Werkstoff, mit einer Bauteiloberfläche (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe in einem ersten Bereich (12) unterhalb der Bauteiloberfläche (1 1 ), der einen definierten Abstand von der Bauteiloberfläche (1 1 ) aufweist und von einem sich zwischen dem ersten Bereich (12) und der Bauteiloberfläche (1 1 ) erstreckenden zweiten Bereich (13) abgedeckt ist, Abschnitte (14, 15) mit unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit aufweist, die eine von außen auslesbare Codierung ausbilden.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe in dem ersten Bereich (12) erste Abschnitte (14) mit einer ersten Bauteilbeschaffenheit und zweite Abschnitte (15) mit einer zweiten Bauteilbeschaffenheit aufweist, wobei die ersten Abschnitte (14) und die zweiten Abschnitte (15) in dem ersten Bereich (12) nebeneinander angeordnet sind.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe in dem zweiten Bereich (13), der sich zwischen der Bauteiloberfläche (1 1 ) und den Anschnitten (14, 15) mit der unterschiedliche Bauteilbeschaffenheit erstreckt, die erste Bauteilbeschaffenheit aufweist.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Abschnitte (15) mit der zweiten Bauteilbeschaffenheit eine von außen unsichtbare jedoch von außen mit Hilfsmitteln auslesbare Codierung, insbesondere in Form eines Schriftzugs und/oder Logos, definieren.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung mittels Magnetpulver oder mittels Ultraschall oder mittels Thermographie oder mittels Wirbelstrom oder mittels Röntgen auslesbar ist.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abschnitte (14) ein erstes metallisches Werkstoffgefüge und die zweiten Abschnitte (15) ein zweites metallisches Werkstoffgefüge aufweisen.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abschnitte (14) ein metallisches Werkstoffgefüge aufweisen und die zweiten Abschnitte (15) als Hohlräume ausgebildet sind.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bauteiloberfläche (1 1 ) zugewandte Grenze (12a) des ersten Bereichs (12), in dem die Abschnitte (14, 15) unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, zwischen 50 μηι und 1000 μηι von der Bauteiloberfläche (12) beabstandet ist.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bauteiloberfläche (1 1 ) zugewandte Grenze (12a) des ersten Bereichs (12), in dem die Abschnitte (14, 15) unterschiedlicher Bauteilbeschaffenheit ausgebildet sind, einen Abstand von der Bauteiloberfläche (1 1 ) aufweist, der minimal dem 2-fachen, insbesondere minimal dem 4-fachen, der Oberflächenrauigkeit der Bauteiloberfläche (1 1 ) beträgt.
10. Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Abschnitte (15) eine definierte Breite aufweisen, wobei eine der Bauteiloberfläche (1 1 ) zugewandte Grenze (12a) des ersten Bereichs (12), in dem die Abschnitte (14, 15) unterschiedlicher Bauteil- beschaffenheit ausgebildet sind, einen Abstand von der Bauteiloberfläche (1 1 ) aufweist, der maximal dem 1 ,0-fachen, bevorzugt maximal dem 0,4-fachen, besonders bevorzugt maximal dem 0,2-fachen, der Breite der zweiten Abschnitte (15) beträgt.
Fluidenergiemaschinenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe durch ein Verfahren nach einem der Ansprü che 12 bis 15 hergestellt ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Fluidenergiemaschinenbauteils (10) nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit zumindest folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Metallpulvers;
sukzessives Aufbauen des Fluidenergiemaschinenbauteils (10) über selektives Laserschmelzen, wobei in dem ersten Bereich (12) die Abschnitte (14, 15) unterschiedliche Bauteilbeschaffenheit dadurch ausgebildet werden, dass mindestens ein Betriebsparameter eines zum selektiven Laserschmelzen eingesetzten Lasers variiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der ersten Abschnitte (14) mit Hilfe des Lasers eine erste Energiemenge, vorzugsweise eine erste Laserleistung, aufgebracht wird, und dass zur Ausbildung der zweiten Abschnitte (15) mit Hilfe des Lasers eine zweite, geringere Energiemenge, vorzugsweise eine zweite, geringere Laserleistung, aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energiemenge, vorzugsweise die zweite Laserleistung, maximal 50%, vorzugsweise maximal 30%, besonders bevorzugt maximal 20%, der ersten Energiemenge, vorzugsweise der ersten Laserleistung, beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Energiemenge, vorzugsweise die erste Laserleistung, das Metallpulvers nicht oder teilweise aufschmilzt.
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