WO2017220058A1 - Verfahren zum herstellen mindestens eines hybriden bauteils mit generativen hergestellten teilbereichen - Google Patents

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Gerhard-Heinz Rösele
Andreas Hartung
Manfred Schill
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing at least one component and to a component, in particular for a turbomachine.
  • Methods and apparatus for making individual component areas or complete components are known in a wide variety.
  • additive or generative production methods are known in which the component, which may be, for example, a component of a turbomachine or an aircraft engine, is built up in layers.
  • metallic components can be produced, for example, by laser or electron beam melting or sintering methods.
  • at least one powdered component material is first applied in layers to a component platform in the region of a buildup and joining zone of the device.
  • the powder is locally hardened in layers by selectively supplying the powder in the region of the buildup and joining zone with energy by means of at least one high-energy beam, for example an electron or laser beam, whereby the component material melts and / or sinters.
  • the high-energy beam is controlled in dependence on a layer information of the component layer to be produced in each case.
  • the layer information is usually generated from a 3 D-CAD body of the component and divided into individual component layers.
  • the component platform is lowered layer by layer by a predefined layer thickness. Thereafter, the said steps are repeated until the final completion of the desired component area or the entire component.
  • components with a high geometric complexity can be produced in this way.
  • a disadvantage of the known generative manufacturing process is the fact that components can usually only be made from a single component material. Accordingly, components that consist of two or more subregions for additional functional integration, can not be made or only with great effort, since a change of the component material during manufacture is problematic.
  • the object of the present invention is to provide a method which enables a more flexible production of at least one component with two or more subregions.
  • Another object of the invention is to provide a corresponding component which consists of two or more subregions.
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing at least one component, in particular a component of a turbomachine.
  • at least the steps a) generative production of at least a first portion of the component from a solidified by a selective beam melting and / or jet sintering powder, b) providing at least a second portion of the component, c) arranging the second portion of the first portion and d) welding the first portion to the second portion by means of the beam melting and / or jet sintering device.
  • the second subarea is not constructed together with the first subarea, but is manufactured separately and welded to the first subarea using the already existing selective beam melting and / or jet sintering device.
  • a large area and / or geometrically simple constructed second portion can be made separately and with the first portion, for example, smaller and / or geometrically more complex, can be welded.
  • the second subregion can be, for example, a sheet metal element.
  • a component platform allows in a simple way a layer-by-layer lowering by a predefined layer thickness, whereby the layered structure of the first portion can be performed correspondingly precise.
  • the unbonded powder primarily supports the first portion of the component.
  • the first portion can sink in the powder bed. Therefore, it may be advantageous to use one or more support structures for support. In the thermal production of large components or components with unfavorable cross-sectional jumps made of powder material support structures can also prevent distortion. Furthermore, heat can be dissipated via a support structure, for example, into a construction platform or other heat sinks. Likewise, it is possible that the first portion enters into a firm connection with the building platform during its manufacture. For better removal, the first subarea can therefore be constructed on a support structure which, for example, conveys the connection to a construction platform.
  • the support structure can basically also be generatively built or manufactured separately.
  • the first subarea is separated from the component platform and / or the support structure by a separation process, in particular by wire erosion.
  • the separation of the portion from the component platform or the support structure is preferably carried out only after completion of the component.
  • wire EDM allows a particularly fast and precise separation, since the spark generated thereby always jumps at the point at which the distance between the component and the wire used for wire EDM is minimal.
  • Wire erosion also allows all conductive materials to be processed, regardless of their hardness. Even with large material thickness extremely small cutting widths are possible.
  • the machined contours are also particularly dimensionally accurate and dimensionally accurate. Further advantages result if the generatively produced first subregion has at least one cavity with unconsolidated powder.
  • the first portion is constructed so as to have one or more cavities filled with non-solidified powder.
  • the powder in the cavity ensures the numerohaltig- speed of the first portion, this is particularly advantageous in the production of components, which should have at least one damping element, for example of Impulsverstimmern.
  • the powder in the cavity can act as cushioning.
  • the at least one cavity can in principle be closed or open towards at least one side, for example with respect to the construction direction upwards.
  • the first subregion comprises a bottom element and a chamber region for forming the at least one cavity, the bottom element and the chamber region being produced generatively in time in step a). Before production of the chamber area, a base element is inserted into a depression of the floor element.
  • the base element serves to stabilize the component structure.
  • the base element is made separately. This makes it possible to produce the component via a hybrid construction, in which the base member may consist of a different material than the first portion, in principle, identical materials for the first portion and the base member may be provided. Again, it is possible to produce the base element generatively or with the aid of deviating, that is to say non-generative, production methods, with the result that corresponding time and cost savings can be realized.
  • the base element may be a sheet metal element.
  • a contour of the depression of the base element of the first subregion corresponds to a contour of the base element, so that it can be arranged flush with the base element, preferably swapping or preventing it being twisted.
  • the at least one cavity is at least partially emptied before arranging the second portion in step c).
  • a partial emptying a simple optimization in the direction of a desired acoustic behavior or adaptation to a desired resonant frequency can be made. It is also possible to completely empty the at least one cavity, for example by suction of the unconsolidated powder. It can continue to do so be provided that a part or all of the non-solidified powder is removed from the space of the selective beam melting and / or jet sintering device, so that the first portion is powder-free in the selective beam melting and / or jet sintering device. This facilitates in particular the execution of step d), that is, the welding of the first and second partial area.
  • At least one damping element is arranged in the at least partially emptied cavity.
  • This also makes possible a simple optimization in the direction of a desired acoustic behavior or adaptation to a desired resonant frequency, as required instead of unconsolidated powder one or more damping elements, which have a defined geometry and may optionally consist of a different material in at least a cavity can be arranged.
  • a spherical damping element can be arranged whose diameter is a multiple of the mean particle diameter of the powder.
  • the second portion is arranged in step c) on the first portion such that it closes the at least one cavity of the first portion.
  • the second portion is formed as a cover or support structure for the at least one cavity of the first portion. It can also be provided that two or more cavities of the first subregion are closed by means of the second subregion.
  • the first subregion is produced in step a) with a depression into which the second subregion is used in step c). This simplifies both the arrangement in step c) and the welding in step d).
  • a contour of the depression corresponds to a contour of the second partial region, so that it can be arranged flush with the first partial region, preferably swapping or preventing rotation.
  • the second portion is welded circumferentially to the first portion in step d). As a result, a particularly reliable cohesive connection is ensured. If the second portion is used as the lid of one or more cavities, this additionally ensures that the one or more in the cavity (s) damping element (s) can not fall out.
  • a third subregion of the component is constructed generatively on the first and / or the second subregion.
  • at least one further (third) subregion of the component is constructed generatively, after the first and second subregions have been welded together.
  • the further (third) subregion comprises a cover element and a chamber region for forming the at least one cavity, wherein the cover element and the chamber region are produced generatively in temporal succession and before the production of the cover element a cover element into a depression of the chamber region for at least partial closure of the cavity is inserted.
  • the cover element also serves to reinforce the component structure.
  • the cover element is produced separately. This makes it possible, in turn, to produce the component via a hybrid construction, in which the cover element and / or base element can be made of a different material than the first and / or further (third) subarea, in principle also identical materials for the first subarea and the cover member and the base member may be provided.
  • the cover element may be a sheet metal element.
  • a contour of the depression of the chamber region of the third subregion corresponds to a contour of the covering element, see above that this can be arranged flush with the chamber area and preferably swapping or preventing rotation.
  • the at least one cavity in the chamber region of the third subregion is at least partially emptied before the covering element is arranged.
  • at least one damping element can be arranged in the cavity before arranging the cover element.
  • This facilitates in particular the welding of the cover element to the chamber region of the further (third) subregion.
  • damping elements which have a defined geometry and may optionally consist of a different material, again in at least one Cavity of the other (third) portion can be arranged.
  • a spherical damping element can be arranged whose diameter is a multiple of the mean particle diameter of the powder.
  • the cover is welded circumferentially with the chamber area.
  • a particularly reliable cohesive connection is ensured. If the cover is used as a cover of one or more cavities, this additionally ensures that the one or more in the cavity (s) damping element (s) can not fall out.
  • the second subregion, the base element and / or the covering element are produced by at least one production method from the group of generative production methods, prototypes, forming, separating and / or joining. This allows a high constructive freedom in the production of the second portion, the base member and the cover. It can also be provided that the second portion, the base member and / or the cover are made by a combination of two or more of said manufacturing processes.
  • At least two components in particular at least 400 components are produced in a construction job.
  • particularly high quantities of the component in the hybrid construction according to the invention can be produced, which can be realized corresponding time and cost savings.
  • a selective laser melting device and / or a selective laser sintering device and / or a selective electron beam melting device and / or a selective electron beam sintering device as the selective beam melting and / or beam sintering device.
  • partial regions can be produced whose mechanical properties correspond at least essentially to those of the component material.
  • a laser beam for example, a C0 2 laser, Nd: YAG laser, Yb fiber laser, diode laser or the like may be provided. It can also be provided that two or more high-energy or laser beams are used. Alternatively or additionally, one or more electron beams of high-energy beam can be used to produce components or subregions of virtually any geometry directly from design data.
  • a second aspect of the invention relates to a component, in particular for a turbomachine, which comprises at least one generatively produced first partial region and at least one second partial region, which is welded to the first partial region.
  • the component is produced in hybrid construction from at least one generatively produced first partial region and a second partial region, which is welded to the first partial region.
  • the component according to the invention can be made more flexible and faster than a corresponding component, which is exclusively generative or exclusively non-generatively manufactured.
  • the component is preferably obtainable and / or obtained by a method according to the first aspect of the invention.
  • the resulting advantages are described in the descriptions of the first aspect of the invention, advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the component is designed as Impulsverstimmer for a gas turbine.
  • the component may comprise at least one cavity in the first portion, in which at least one damping element is arranged. An opening of the cavity may be closed by means of the second portion.
  • the component can thus be used for the prevention or damping of resonances in a gas turbine, for example an aircraft engine, whereby both a noise development and a dynamic long-term behavior of appropriately equipped assemblies can be advantageously improved.
  • FIG. 1 shows a schematic lateral sectional view of a first subregion of a component generatively constructed on a support structure according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic lateral sectional view of the first subregion according to FIG. 1, on which a second subregion is arranged;
  • FIG. 3 is a schematic side sectional view of the first portion of Figure 1, which is welded circumferentially with the second portion.
  • FIG. 4 shows a schematic lateral sectional view of the first and second partial area according to FIG. 3, on which a third partial area is constructed generatively, and FIG
  • Fig. 5 is a schematic sectional side view of a constructed of a plurality of subregions component according to a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic lateral sectional view of a first subregion 12 of a component 14 generatively mounted on a support structure 10 by means of a selective laser melting device (not shown) (see FIG.
  • the support structure 10 is in turn constructed in a manner known per se generatively on a component platform 16 of the selective laser melting device.
  • a laser melting or sintering device instead of a laser melting or sintering device, it is also possible to use an electron beam melting and / or sintering device.
  • the first partial area 12 comprises two cavities 18 which are open towards the top or in the direction of construction.
  • the powdered component material is completely sucked from the component platform 16 and thus also from the cavities 18.
  • the first portion 12 is powder-free in the selective laser melting device.
  • the said height h of about 2.80 mm is merely exemplary and that larger or smaller height parameters h can also be provided.
  • the empty cavities 18 are each equipped with a spherical damping element 20.
  • a second portion 22 is inserted into a recess 24 of the first portion 12 and closes the cavities 18.
  • the second portion 22 may thus also be referred to as a support structure or cover. This is shown in Fig.
  • the recess 24 has a depth d of about 0.2 mm corresponding to the thickness of the second portion 22.
  • the second portion 22 may in principle also be produced generatively. However, since the second portion 22 has a comparatively simple geometry, other production methods, such as prototyping, forming, separating and the like, individually and in any desired combination, are preferred.
  • the second portion 22 may consist of the same component material as the first portion 12. Alternatively, a different component material can be used.
  • the second partial region 22 is welded circumferentially to the first partial region 12. Welding takes place with the aid of the same selective laser melting device which was used to construct the first subarea 12 and which, depending on the type, can generate one or more laser beams 26.
  • FIG. 3 shows a schematic lateral sectional view of the first partial region 12, which is welded circumferentially to the second partial region 22 by means of a laser beam 26. The first and the second portion 12, 22 thus form a container for the damping elements 20th
  • a third partial region 28 with a height t of between approximately 0.4 mm and approximately 0.5 mm is constructed to be generative make final component 14.
  • FIG. 4 shows a schematic lateral sectional view of the first and second partial regions 12, 22, on which the third partial region 28 is constructed generatively.
  • the powder may be the same component material used to make the first portion 12. Alternatively, a different component material can be used.
  • the first and the third portion 12, 28 thus completely surround the second portion 22, so that the cavities 18 are closed particularly reliable.
  • the component 14 designed here as an impulse tuner for an aircraft engine is produced by wire eroding the support structure 10 from the component platform 16 separated.
  • the separation step takes place at a distance e of about 0.3 mm to the underside of the first portion 12th
  • FIG. 5 shows a schematic lateral sectional view of a component 14 constructed from a plurality of partial regions 12, 22, 28 in accordance with a second embodiment.
  • FIG. 5 features identical to those previously described in Figs. 1 to 4 are designated by identical reference numerals.
  • the illustrated component 14 is in turn a pulse tuner for a gas turbine.
  • the first subregion 12 here comprises a bottom element 12a and a chamber region 12b for forming the cavities 18.
  • the bottom element 12a and the chamber region 12b in step a) are produced successively generatively or additively.
  • a base element 30 is inserted into a depression 32 of the bottom element 12a.
  • the peripheral shape of the recess 32 corresponds to the outer contour of the bottom element 12a.
  • the base member 30 is formed as a sheet metal element and is attached to the bottom member 12a by means of stapling. Other mounting options are conceivable.
  • the chamber region 12b is at least partially built up on the base element 30.
  • each damping elements 20 are arranged.
  • the second portion 22 is inserted into the recess 24 of the first part member 12 and the chamber portion 12b and thereby closes the cavities 18.
  • the recess 24 in turn has a corresponding to the thickness of the second portion 22 depth of about 0th , 2 mm.
  • the second portion 22 may also be made generative in principle. However, since the second portion 22 has a comparatively simple geometry, other manufacturing methods such as prototyping, forming, cutting and the like, individually and in any combination, are preferred.
  • the second partial region 22 can consist of the same component material as the first partial region 12 or the bottom element 12a and the chamber region 12b. Alternatively, a different component material can be used. In the illustrated embodiment, the second portion 22 is formed as a sheet metal element. Furthermore, it can be seen that, by means of the selective beam melting and / or beam sintering device (not shown) according to step d), a third subregion 28 of the component 14 is constructed at least partially generatively on the first and the second subregions 12, 22. In particular, the third subregion 28 is constructed on the chamber region 12b and the second subregion 22. It can be seen that the third subregion 28 comprises a cover element 28a and a chamber region 28b for forming a plurality of cavities 18a.
  • the cover element 28a and the chamber region 28b are produced laterally successively generatively or additively.
  • a cover element 36 is inserted into a recess 34 of the chamber region 28b for closing the cavities 18a.
  • the cover element 36 can in turn be produced in an identical manner as the base element 30 and / or the second part element 22 separately generatively or non-generatively.
  • the cover 34 is formed as a sheet metal element.
  • the recess 34 in turn has a depth corresponding to the thickness of the cover 36 depth of about 0.2 mm.
  • damping elements 20a are arranged in the cavities 18a before arranging the cover element 36.
  • the design of the damping elements 20, 20a corresponds in this embodiment, the embodiments described in connection with the first exemplary embodiment.
  • the hybrid method according to the invention is also suitable for the parallel production of many components 14. For example, at a distance of about 1 mm to the respective neighboring part, about 400 to 550 or more components 14 per construction job can occur the component platform 16 are produced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mindestens eines Bauteils (14), insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte: a) generatives Herstellen zumindest eines ersten Teilbereichs (12) des Bauteils (14) aus einem mittels einer selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung verfestigten Pulver, b) Bereitstellen zumindest eines zweiten Teilbereichs (22) des Bauteils (14), c) Anordnen des zweiten Teilbereichs (22) am ersten Teilbereich (12), und d) Verschweißen des ersten Teilbereichs (12) mit dem zweiten Teilbereich (22) mittels der Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Bauteil (14).

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN MINDESTENS EINES HYBRIDEN BAUTEILS MIT GENERATIVEN HERGESTELLTEN TEILBEREICHEN
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mindestens eines Bauteils sowie ein Bauteil, insbesondere für eine Strömungsmaschine.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von einzelnen Bauteilbereichen oder vollständigen Bauteilen sind in einer großen Vielzahl bekannt. Insbesondere sind additive bzw. generative Fer- tigungsverfahren (sog. Rapid Manufacturing- bzw. Rapid Prototyping- Verfahren) bekannt, bei denen das Bauteil, bei dem es sich beispielsweise um ein Bauteil einer Strömungsmaschine bzw. eines Flugtriebwerks handeln kann, schichtweise aufgebaut wird. Vorwiegend metallische Bauteile können beispielsweise durch Laser- bzw. Elektronenstrahlschmelz- oder -sinterverfahren hergestellt werden. Dabei wird zunächst schichtweise mindestens ein pulverförmiger Bauteil- Werkstoff auf eine Bauteilplattform im Bereich einer Aufbau- und Fügezone der Vorrichtung aufgetragen. Anschließend wird das Pulver schichtweise lokal verfestigt, indem das Pulver im Bereich der Aufbau- und Fügezone selektiv Energie mittels wenigstens eines Hochenergiestrahls, zum Beispiel eines Elektronen- oder Laserstrahls zugeführt wird, wodurch der Bauteilwerkstoff schmilzt und/oder versintert. Der Hochenergiestrahl wird dabei in Abhängigkeit einer Schichtin- formation der jeweils herzustellenden Bauteilschicht gesteuert. Die Schichtinformationen werden üblicherweise aus einem 3 D-CAD-Körper des Bauteils erzeugt und in einzelne Bauteilschichten unterteilt. Nach dem Verfestigen wird die Bauteilplattform schichtweise um eine vordefinierte Schichtdicke abgesenkt. Danach werden die genannten Schritte bis zur endgültigen Fertigstellung des gewünschten Bauteilbereichs oder des gesamten Bauteils wiederholt. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Bauteile mit einer hohen geometrischen Komplexität herstellen.
Als nachteilig an den bekannten generativen Herstellungsverfahren ist der Umstand anzusehen, dass Bauteile in der Regel nur aus einem einzigen Bauteilwerkstoff hergestellt werden können. Dementsprechend können Bauteile, die für eine zusätzliche Funktionsintegration aus zwei oder mehr Teilbereichen bestehen, nicht oder nur mit hohem Aufwand hergestellt werden, da ein Wechsel des Bauteilwerkstoffs während der Herstellung problematisch ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches eine flexiblere Herstellung mindestens eines Bauteils mit zwei oder mehr Teilbereichen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein entsprechendes Bauteil anzugeben, das aus zwei oder mehr Teilbereichen besteht.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Bauteil gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens als vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauteils und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen mindestens eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine. Erfindungsgemäß werden dabei zumindest die Schritte a) generatives Herstellen zumindest eines ersten Teilbereichs des Bauteils aus einem mittels einer selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung verfestigten Pulver, b) Bereitstellen zumindest eines zweiten Teilbereichs des Bauteils, c) Anordnen des zweiten Teilbereichs am ersten Teilbereich und d) Verschweißen des ersten Teilbereichs mit dem zweiten Teilbereich mittels der Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung durchgeführt. Mit anderen Worten ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, dass lediglich ein erster Teilbereich oder Abschnitt des Bauteils generativ hergestellt wird. Danach wird wenigstens ein zweiter Teilbereich des Bauteils bereitgestellt, am ersten Teilbereich angeordnet und mit Hilfe der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung mit dem ersten Teilbereich verschweißt. Der zweite Teilbereich wird demnach nicht zusammen mit dem ersten Teilbereich aufgebaut, sondern gesondert hergestellt und mit Hilfe der ohnehin vorhandenen selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung mit dem ersten Teilbereich verschweißt. Hierdurch ist es möglich, das Bauteil über eine Hybridbauweise herzustellen, bei welcher der zweite Teilbereich aus einem anderen Werkstoff als den ersten Teilbereich bestehen kann, wobei grundsätzlich auch identische Werkstoffe für den ersten und zweiten Teilbereich vorgesehen sein können. Weiterhin ist es möglich, den zweiten Teilbereich mit Hilfe abweichender, das heißt nicht-generativer Ferti- gungsverfahren herzustellen, wodurch eine entsprechende Zeit- und Kostenersparnis realisiert werden kann. Beispielsweise kann ein großflächiger und/oder geometrisch einfach aufgebauter zweiter Teilbereich separat hergestellt und mit dem ersten Teilbereich, der beispielsweise kleiner und/oder geometrisch komplexer sein kann, verschweißt werden. Dies ermöglicht eine flexiblere und schnellere Herstellung mindestens eines Bauteils mit zwei oder mehr Teilbereichen. Bei dem zweiten Teilbereich kann es sich beispielsweise um ein Blechelement handeln. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Teilbereich in Schritt a) generativ auf einer Bauteilplattform und/oder auf einer Stützstruktur aufgebaut wird. Eine Bauteilplattform erlaubt auf einfache Weise ein schichtweises Absenken um eine vordefinierte Schichtdicke, wodurch der schichtweise Aufbau des ersten Teilbereichs entsprechend präzise durchgeführt werden kann. Bei pulverbasierten Herstellungsverfahren stützt in erster Linie das ungebundene Pulver den ersten Teilbereich des Bauteils. Nimmt die Bauteildichte während der Herstellung stark zu, kann der erste Teilbereich aber im Pulverbett absinken. Deshalb kann es vorteilhaft sein, eine oder mehrere Stützstrukturen zur Abstützung einzusetzen. Bei der thermischen Herstellung großer Bauteile oder bei Bauteilen mit ungünstigen Querschnittsprüngen aus Pulvermaterial können Stützstrukturen zudem einem Verzug vorbeugen. Weiterhin kann über ei- ne Stützstruktur Wärme beispielsweise in eine Bauplattform oder andere Wärmesenken abgeführt werden. Ebenso ist es möglich, dass der erste Teilbereich während seiner Herstellung eine feste Verbindung mit der Bauplattform eingeht. Zur besseren Entfernung kann der erste Teilbereich daher auf einer Stützstruktur aufgebaut werden, die beispielsweise die Anbindung zu einer Bauplattform vermittelt. Die Stützstruktur kann grundsätzlich ebenfalls generativ gebaut oder ge- sondert hergestellt sein.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der erste Teilbereich durch ein Trennverfahren, insbesondere durch Drahterodieren, von der Bauteilplattform und/oder der Stützstruktur getrennt wird. Das Trennen des Teilbereichs von der Bauteilplattform bzw. der Stützstruktur wird vorzugsweise erst nach Fertigstellung des Bauteils durchgeführt. Insbesondere Drahterodieren ermöglicht eine besonders schnelle und präzise Trennung, da der dabei erzeugte Funke stets an der Stelle überspringt, an der der Abstand zwischen dem Bauteil und dem zum Drahterodieren verwendeten Draht minimal ist. Mittels Drahterosion lassen sich zudem alle leitenden Materialien unabhängig von ihrer Härte bearbeiten. Auch bei großer Materialdicke sind dabei extrem geringe Schnittbrei- ten möglich. Die bearbeiteten Konturen sind zudem besonders maßhaltig und formgenau. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der generativ hergestellte erste Teilbereich wenigstens einen Hohlraum mit unverfestigtem Pulver aufweist. Mit anderen Worten wird der erste Teilbereich derart aufgebaut, dass er einen oder mehrere Hohlräume aufweise, die mit nicht-verfestigtem Pulver befüllt sind. Abgesehen davon, dass das im Hohlraum befindliche Pulver die Maßhaltig- keit des ersten Teilbereichs sicherstellt, ist dies insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen von Vorteil, die wenigstens ein Dämpfungselement aufweisen sollen, beispielsweise von Impulsverstimmern. Das im Hohlraum befindliche Pulver kann dabei als Dämpfung fungieren. Der wenigstens eine Hohlraum kann zudem grundsätzlich geschlossen oder nach wenigstens einer Seite hin offen sein, beispielsweise bezüglich der Aufbaurichtung nach oben. Zudem ist es möglich, dass der erste Teilbereich ein Bodenelement und einen Kammerbereich zur Ausbildung des wenigstens einen Hohlraums umfasst, wobei das Bodenelement und der Kammerbereich in Schritt a) zeitlich aufeinanderfolgend generativ hergestellt werden. Vor der Herstellung des Kammerbereichs wird dabei ein Basiselement in eine Vertiefung des Bodenelements eingelegt. Das Basiselement dient zur Stabilisierung der Bauteilstruktur. Wie auch das zweite Teilelement wird das Basiselement gesondert hergestellt. Hierdurch ist es möglich, das Bauteil über eine Hybridbauweise herzustellen, bei welcher das Basiselement aus einem anderen Werkstoff als der erste Teilbereich bestehen kann, wobei grundsätzlich auch identische Werkstoffe für den ersten Teilbereich und das Basiselement vorgesehen sein können. Wiederum ist es möglich, das Basiselement generativ oder mit Hilfe abweichender, das heißt nicht-generativer Fertigungsverfahren herzu- stellen, wodurch eine entsprechende Zeit- und Kostenersparnis realisiert werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Basiselement um ein Blechelement handeln. Vorzugsweise entspricht eine Kontur der Vertiefung des Bodenelements des ersten Teilbereichs einer Kontur des Basiselements, so dass dieses bündig und vorzugsweise vertausch- bzw. verdrehsicher am Bodenelement angeordnet werden kann. Zudem besteht die Möglichkeit, das Basiselement zumin- dest teilweise umlaufend mit dem Bodenelement zu verschweißen oder zu heften.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine Hohlraum vor dem Anordnen des zweiten Teilbereichs in Schritt c) zumindest teilweise entleert wird. Durch eine teilweise Entleerung kann eine einfache Optimierung in Richtung eines gewünschten akustischen Verhaltens bzw. eine Anpassung an eine gewünschte Resonanzfrequenz vorgenommen werden. Ebenso ist es möglich, den wenigstens einen Hohlraum vollständig zu entleeren, beispielsweise durch Absaugen des unverfestigten Pulvers. Dabei kann es weiterhin vorgesehen sein, dass ein Teil oder das gesamte unverfestige Pulver aus dem Bauraum der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung entfernt wird, so dass der erste Teilbereich pulverfrei in der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung vorliegt. Dies erleichtert insbesondere die Durchfuhrung von Schritt d), das heißt dem Verschweißen von erstem und zweitem Teilbereich.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn vor Schritt c) wenigstens ein Dämpfungselement in dem zumindest teilweise entleerten Hohlraum angeordnet wird. Auch dies ermöglicht eine einfache Optimierung in Richtung eines gewünschten akustischen Verhaltens bzw. eine Anpassung an ei- ne gewünschte Resonanzfrequenz, da anstelle von unverfestigtem Pulver bedarfsweise ein oder mehrere Dämpfungselemente, die eine definierte Geometrie aufweisen und gegebenenfalls aus einem abweichenden Werkstoff bestehen können, im wenigstens einen Hohlraum angeordnet werden können. Beispielsweise kann in jedem Hohlraum ein kugelförmiges Dämpfungselement angeordnet sein, dessen Durchmesser ein Vielfaches des mittleren Partikeldurchmessers des Pul- vers beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Teilbereich in Schritt c) derart am ersten Teilbereich angeordnet wird, dass er den wenigstens einen Hohlraum des ersten Teilbereichs verschließt. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Teilbereich als eine Deckel oder Stützstruktur für den wenigstens einen Hohlraum des ersten Teilbereichs ausgebildet ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass mittels des zweiten Teilbereichs zwei oder mehr Hohlräume des ersten Teilbereichs verschlossen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Teilbereich in Schritt a) mit einer Vertiefung hergestellt, in welche der zweite Teilbereich in Schritt c) eingesetzt wird. Hierdurch wird sowohl die Anordnung in Schritt c) als auch das Verschweißen in Schritt d) vereinfacht. Vorzugsweise entspricht eine Kontur der Vertiefung einer Kontur des zweiten Teilbereichs, so dass dieser bündig und vorzugsweise vertausch- bzw. verdrehsicher am ersten Teilbe- reich angeordnet werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der zweite Teilbereich in Schritt d) umlaufend mit dem ersten Teilbereich verschweißt wird. Hierdurch wird eine besonders betriebssichere stoffschlüssige Verbindung sichergestellt. Wenn der zweite Teilbereich als Deckel eines oder mehrerer Hohlräume verwendet wird, wird hierdurch zusätzlich sichergestellt, dass das oder die im Hohlraum befindliche(n) Dämpfungselement(e) nicht herausfallen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung nach Schritt d) ein dritter Teilbereich des Bauteils generativ auf dem ersten und/oder dem zweiten Teilbereich aufgebaut wird. Mit an- deren Worten wird wenigstens ein weiterer (dritter) Teilbereich des Bauteils generativ aufgebaut, nachdem der erste und zweite Teilbereich miteinander verschweißt wurden. Hierdurch können besonders komplexe Bauteile in der erfindungsgemäßen Hybridbauweise hergestellt werden. Ebenso kann auf diese Weise ein einfacher Toleranzausgleich durchgeführt werden, indem ein gewisses Untermaß nach dem Verschweißen von erstem und zweitem Teilbereich durch das be- darfsweise Aufbauen des dritten Teilbereichs, bis die gewünschte Endhöhe des Bauteils erreicht ist, ausgeglichen wird. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der weitere (dritte) Teilbereich ein Deckelelement und einen Kammerbereich zur Ausbildung des wenigstens einen Hohlraums umfasst, wobei das Deckelelement und der Kammerbereich zeitlich aufeinanderfolgend generativ hergestellt werden und vor der Herstellung des Deckelelements ein Abdeckelement in eine Vertiefung des Kammerbereichs zum zumindest teilweisen Verschluss des Hohlraums eingelegt wird. Das Abdeckelement dient unter anderem auch zur Verstärkung der Bauteilstruktur insgesamt. Wie auch das zweite Teilelement oder das Basiselement wird das Deckelelement gesondert hergestellt. Hierdurch ist es wiederum möglich, das Bauteil über eine Hybridbauweise herzustellen, bei welcher das Abdeckelement und/oder Basiselement aus einem anderen Werk- stoff als der erste und/oder weitere (dritte) Teilbereich bestehen kann, wobei grundsätzlich auch identische Werkstoffe für den ersten Teilbereich und das Abdeckelement und das Basiselement vorgesehen sein können. Wiederum ist es möglich, das Abdeckelement generativ oder mit Hilfe abweichender, das heißt nicht-generativer Fertigungsverfahren herzustellen, wodurch eine entsprechende Zeit- und Kostenersparnis realisiert werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Abdeckelement um ein Blechelement handeln. Vorzugsweise entspricht eine Kontur der Vertiefung des Kammerbereichs des dritten Teilbereichs einer Kontur des Abdeckelements, so dass dieses bündig und vorzugsweise vertausch- bzw. verdrehsicher am Kammerbereich angeordnet werden kann.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung wird der wenigstens eine Hohlraum in dem Kammerbereich des dritten Teilbereichs vor dem Anordnen des Abdeckelements zumindest teilweise entleert. Zudem kann vor dem Anordnen des Abdeckelements wenigstens ein Dämpfungselement in dem Hohlraum angeordnet werden. Durch eine teilweise Entleerung kann eine einfache Optimierung in Richtung eines gewünschten akustischen Verhaltens bzw. eine Anpassung an eine gewünschte Resonanzfrequenz vorgenommen werden. Ebenso ist es wiederum möglich, den wenigstens einen Hohlraum vollständig zu entleeren, beispielsweise durch Absaugen des unverfestigten Pulvers. Dabei kann es weiterhin vorgesehen sein, dass ein Teil oder das gesamte unverfestige Pulver aus dem Bauraum der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung entfernt wird, so dass der weitere (dritte) Teilbereich pulverfrei in der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung vorliegt. Dies erleichtert insbesondere das Ver- schweißen des Abdeckelements mit dem Kammerbereich des weiteren (dritten) Teilbereichs. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn vor dem Einlegen des Abdeckelementes wenigstens ein Dämpfungselement in dem zumindest teilweise entleerten Hohlraum des Kammerbereichs angeordnet wird. Auch dies ermöglicht eine einfache Optimierung in Richtung eines gewünschten akustischen Verhaltens bzw. eine Anpassung an eine gewünschte Resonanzfrequenz, da anstelle von unverfestigtem Pulver bedarfsweise ein oder mehrere Dämpfungselemente, die eine definierte Geometrie aufweisen und gegebenenfalls aus einem abweichenden Werkstoff bestehen können, wiederum im wenigstens einen Hohlraum des weiteren (dritten) Teilbereichs angeordnet werden können. Beispielsweise kann in jedem Hohlraum ein kugelförmiges Dämpfungselement angeordnet sein, dessen Durchmesser ein Vielfaches des mittleren Partikeldurchmessers des Pul- vers beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Abdeckelement umlaufend mit dem Kammerbereich verschweißt. Hierdurch wird eine besonders betriebssichere stoffschlüssige Verbindung sichergestellt. Wenn das Abdeckelement als Deckel eines oder mehrerer Hohlräume verwendet wird, wird hierdurch zusätzlich sichergestellt, dass das oder die im Hohlraum befindliche(n) Dämpfungselement(e) nicht herausfallen können. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der zweite Teilbereich, das Basiselement und/oder das Abdeckelement durch wenigstens ein Fertigungsverfahren aus der Gruppe generative Fertigungsverfahren, Urformen, Umformen, Trennen und/oder Fügen hergestellt. Dies erlaubt eine hohe konstruktive Freiheit bei der Herstellung des zweiten Teilbereichs, des Basiselements und des Abdeckelements. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Teilbereich, das Basiselement und/oder das Abdeckelement durch eine Kombination von zwei oder mehr der genannten Fertigungsverfahren hergestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der se- lektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung mindestens zwei Bauteile, insbesondere mindestens 400 Bauteile in einem Baujob hergestellt werden. Mit anderen Worten werden pro Verfahrensdurchgang mindestens zwei und vorzugsweise 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600 oder mehr erste Teilbereiche parallel bzw. nebeneinander hergestellt, jeweils mit zugeordneten zweiten Teilbereichen versehen und ver- schweißt. Auf diese Weise können besonders hohe Stückzahlen des Bauteils in der erfindungsgemäßen Hybridbauweise hergestellt werden, wodurch sich entsprechende Zeit- und Kosteneinsparungen realisieren lassen.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem als selektive Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrich- tung eine selektive Laserschmelzvorrichtung und/oder eine selektive Lasersintervorrichtung und/oder eine selektive Elektronenstrahlschmelzvorrichtung und/oder eine selektive Elektronen- strahlsintervorrichtung verwendet werden. Hierdurch können Teilbereiche hergestellt werden, deren mechanischen Eigenschaften zumindest im Wesentlichen denen des Bauteilwerkstoffs entsprechen. Zur Erzeugung eines Laserstrahls kann beispielsweise ein C02-Laser, Nd:YAG-Laser, Yb-Faserlaser, Diodenlaser oder dergleichen vorgesehen sein. Ebenso kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Hochenergie- bzw. Laserstrahlen verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können durch einen oder mehrere Elektronenstrahlen Hochenergiestrahl Bauteile bzw. Teilbereiche mit nahezu beliebiger Geometrie direkt aus Konstruktionsdaten hergestellt werden. In Abhängigkeit des Bauteilwerkstoffs und der Belichtungsparameter kann es beim Belichten zu einem Aufschmelzen und/oder zu einem Versintern des Pulvers kommen, so dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff„Verschweißen" auch„Versintern" und umgekehrt verstanden werden kann. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere für eine Strömungsmaschine, welches wenigstens einen generativ hergestellten ersten Teilbereich und wenigstens einen zweiten Teilbereich, welcher mit dem ersten Teilbereich verschweißt ist, umfasst. Mit anderen Wor- ten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bauteil in Hybridbauweise aus wenigstens einem generativ hergestellten ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich, der mit dem ersten Teilbereich verschweißt ist, hergestellt ist. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Bauteil gegenüber einem entsprechenden, ausschließlich generativ oder ausschließlich nicht-generativ hergestellten Bauteil flexibler und schneller hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Bauteil dabei durch ein Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt erhältlich und/oder erhalten. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Bauteil als Impulsverstimmer für eine Gasturbine ausgebildet. Hierzu kann das Bauteil wenigstens einen Hohlraum im ersten Teilbereich umfassen, in welchem wenigstens ein Dämpfungselement angeordnet ist. Eine Öffnung des Hohlraums kann mittels des zweiten Teilbereichs verschlossen sein. Das Bauteil kann damit zur Verhinderung oder Dämpfung von Resonanzen in einer Gasturbine, beispielsweise einem Flug- triebwerk, verwendet werden, wodurch sowohl eine Geräuschentwicklung als auch ein dynamisches Langzeitverhalten entsprechend ausgestatteter Baugruppen vorteilhaft verbessert werden können.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figu- renbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausfuhrungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die so- mit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische seitliche Schnittansicht eines generativ auf einer Stützstruktur aufge- bauten ersten Teilbereichs eines Bauteils gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische seitliche Schnittansicht des ersten Teilbereichs gemäß Figur 1, an welchem ein zweiter Teilbereich angeordnet ist; Fig. 3 eine schematische seitliche Schnittansicht des ersten Teilbereichs gemäß Figur 1, welcher umlaufend mit dem zweiten Teilbereich verschweißt wird;
Fig. 4 eine schematische seitliche Schnittansicht des ersten und zweiten Teilbereichs gemäß Figur 3, auf welchen ein dritter Teilbereich generativ aufgebaut wird, und
Fig. 5 eine schematische seitliche Schnittansicht eines aus mehreren Teilbereichen aufgebauten Bauteils gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht eines mittels einer selektiven Laser- Schmelzvorrichtung (nicht gezeigt) generativ auf einer Stützstruktur 10 aufgebauten ersten Teilbereichs 12 eines Bauteils 14 (s. Fig. 4). Die Stützstruktur 10 ist ihrerseits in an sich bekannter Weise generativ auf einer Bauteilplattform 16 der selektiven Laserschmelzvorrichtung aufgebaut. Anstelle einer Laserschmelz- oder -sintervorrichtung kann grundsätzlich auch eine Elektronen- Strahlschmelz- und/oder -sintervorrichtung verwendet werden. Man erkennt, dass der erste Teil- bereich 12 zwei nach oben bzw. in Aufbaurichtung hin offene Hohlräume 18 umfasst. Nach dem generativen Aufbau des ersten Teilbereichs, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Höhe h von etwa 2,80 mm besitzt, wird der pulverförmige Bauteilwerkstoff vollständig von der Bauteilplattform 16 und damit auch aus den Hohlräumen 18 abgesaugt. Somit liegt der erste Teilbereich 12 pulverfrei in der selektiven Laserschmelzvorrichtung vor. Es versteht sich, dass die genannte Höhe h von etwa 2,80 mm lediglich beispielhaft ist und dass auch größere oder kleinere Höhenparameter h vorgesehen sein können. In einem folgenden Schritt werden die leeren Hohlräume 18 mit jeweils einem kugelförmigen Dämpfungselement 20 bestückt. Anschließend wird ein zweiter Teilbereich 22 in eine Vertiefung 24 des ersten Teilbereichs 12 eingesetzt und verschließt die Hohlräume 18. Der zweite Teilbereich 22 kann damit auch als Stützstruktur oder Deckel bezeichnet werden. Dies ist in Fig. 2 in schematischer seitlicher Schnittansicht dargestellt. Die Vertiefung 24 besitzt eine mit der Dicke des zweiten Teilbereichs 22 korrespondierende Tiefe d von etwa 0,2 mm. Der zweite Teilbereich 22 kann grundsätzlich ebenfalls generativ hergestellt sein. Da der zweite Teilbereich 22 aber eine vergleichsweise simple Geometrie besitzt, sind andere Fertigungsverfahren wie beispielsweise Urformen, Umformen, Trennen und dergleichen, einzeln und in beliebiger Kombination, bevor- zugt. Der zweite Teilbereich 22 kann aus demselben Bauteil Werkstoff wie der erste Teilbereich 12 bestehen. Alternativ kann ein abweichender Bauteilwerkstoff verwendet werden.
In einem weiteren Schritt wird der zweite Teilbereich 22 umlaufend mit dem ersten Teilbereich 12 verschweißt. Das Verschweißen erfolgt mit Hilfe derselben selektiven Laserschmelzvorrich- tung, die zum Aufbau des ersten Teilbereichs 12 verwendet wurde und die je nach Typ einen o- der mehrere Laserstrahlen 26 erzeugen kann. Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung eine schematische seitliche Schnittansicht des ersten Teilbereichs 12, welcher mittels eines Laserstrahls 26 umlaufend mit dem zweiten Teilbereich 22 verschweißt wird. Der erste und der zweite Teilbereich 12, 22 bilden damit einen Behälter für die Dämpfungselemente 20.
In einem weiteren, grundsätzlich optionalen Schritt wird mittels der selektiven Laserschmelzvor- richtung auf dem ersten und zweiten Teilbereich 12, 22 mit Pulver ein dritter Teilbereich 28 mit einer Höhe t zwischen etwa 0,4 mm und etwa 0,5 mm generativ aufgebaut, um das endgültige Bauteil 14 herzustellen. Fig. 4 zeigt zur Verdeutlichung eine schematische seitliche Schnittan- sieht des ersten und zweiten Teilbereichs 12, 22, auf welchen der dritte Teilbereich 28 generativ aufgebaut wird. Das Pulver kann derselbe Bauteilwerkstoff sein, der zur Herstellung des ersten Teilbereichs 12 verwendet wurde. Alternativ kann ein abweichender Bauteil Werkstoff verwendet werden. Der erste und der dritte Teilbereich 12, 28 umschließen damit den zweiten Teilbereich 22 vollständig, so dass die Hohlräume 18 besonders betriebssicher verschlossen sind.
In einem abschließenden Schritt wird das vorliegend als Impulsverstimmer für ein Flugtriebwerk ausgebildete Bauteil 14 durch Drahterodieren der Stützstruktur 10 von der Bauteilplattform 16 getrennt. Der Trennschritt erfolgt dabei in einem Abstand e von etwa 0,3 mm zur Unterseite des ersten Teilbereichs 12.
Fig. 5 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht eines aus mehreren Teilbereichen 12, 22, 28 aufgebauten Bauteils 14 gemäß einer zweiten Ausführungsform. In Fig. 5 sind Merkmale, die in den vorher beschriebenen Figuren 1 bis 4 identisch verwirklicht sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
Das dargestellte Bauteil 14 ist wiederum ein Impulsverstimmer für eine Gasturbine. Man er- kennt, dass im Gegensatz zu dem im Vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel hier der erste Teilbereich 12 ein Bodenelement 12a und einen Kammerbereich 12b zur Ausbildung der Hohlräume 18 umfasst. Dabei wird das Bodenelement 12a und der Kammerbereich 12b im Schritt a) zeitlich aufeinander folgend generativ beziehungsweise additiv hergestellt. Vor der Herstellung des Kammerbereichs 12b wird dabei ein Basiselement 30 in eine Vertiefung 32 des Bodenelements 12a eingelegt. Die Umfangsform der Vertiefung 32 entspricht dabei der Außenkontur des Bodenelements 12a. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Basiselement 30 als Blechelement ausgebildet und wird an dem Bodenelement 12a mittels Heften befestigt. Auch andere Befestigungsmöglichkeiten sind denkbar. Des Weiteren erkennt man, dass der Kammerbereich 12b zumindest teilweise auf dem Basiselement 30 aufgebaut wird. In die durch den Kammerbereich 12 ausgebildeten Hohlräume 18 werden jeweils Dämpfungselemente 20 angeordnet. Nach der Anordnung der Dämpfungselemente 20 wird wiederum der zweite Teilbereich 22 in die Vertiefung 24 des ersten Teilelements 12 beziehungsweise des Kammerbereichs 12b eingelegt und verschließt dadurch die Hohlräume 18. Die Vertiefung 24 besitzt wiederum eine mit der Dicke des zweiten Teilbereichs 22 korrespondierende Tiefe von etwa 0,2 mm. Der zweite Teilbereich 22 kann ebenfalls grundsätzlich generativ hergestellt sein. Da der zweite Teilbereich 22 aber eine vergleichsweise einfache Geometrie besitzt, sind andere Fertigungsverfahren wie beispielsweise Urformen, Umformen, Trennen und dergleichen, einzeln und in beliebiger Kombination, bevorzugt. Der zweite Teilbereich 22 kann aus demselben Bauteilwerkstoff wie der erste Teilbereich 12 beziehungsweise das Bodenelement 12a und der Kammerbereich 12b bestehen. Alternativ kann ein abweichender Bauteilwerkstoff verwendet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Teilbereich 22 als Blechelement ausgebildet. Des Weiteren erkennt man, dass mittels der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervor- richtung (nicht dargestellt) gemäß Schritt d) ein dritter Teilbereich 28 des Bauteils 14 zumindest teilweise generativ auf dem ersten und dem zweiten Teilbereich 12, 22 aufgebaut wird. Insbesondere wird der dritte Teilbereich 28 auf dem Kammerbereich 12b und dem zweiten Teilbereich 22 aufgebaut. Man erkennt, dass der dritte Teilbereich 28 ein Deckelelement 28a und einen Kammerbereich 28b zur Ausbildung mehrerer Hohlräume 18a umfasst. Dabei werden das Deckelelement 28a und der Kammerbereich 28b seitlich aufeinanderfolgend generativ beziehungsweise additiv hergestellt. Vor der Herstellung des Deckelelements 28a wird ein Abdeckelement 36 in eine Vertiefung 34 des Kammerbereichs 28b zum Verschluss der Hohlräume 18a eingelegt. Das Abdeckelement 36 kann wiederum in identischer Weise wie das Basiselement 30 und/oder das zweite Teilelement 22 separat generativ oder nicht-generativ hergestellt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abdeckelement 34 als Blechelement ausgebildet. Die Vertiefung 34 weist wiederum eine mit der Dicke des Abdeckelements 36 korrespondierende Tiefe von etwa 0,2 mm auf. Nach Einlegen des Abdeckelements 36 in die Vertiefung 34 werden beide Elemente mittels der Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung miteinander verschweißt.
Des Weiteren wird deutlich, dass in den Hohlräumen 18a vor dem Anordnen des Abdeckelements 36 entsprechende Dämpfungselemente 20a angeordnet werden. Die Ausgestaltung der Dämpfungselemente 20, 20a entspricht bei diesem Ausfuhrungsbeispiel den im Zusammenhang mit dem ersten Ausfuhrungsbeispiel beschriebenen Ausgestaltungen.
Obwohl vorstehend lediglich die Herstellung eines einzelnen Bauteils 14 beschrieben wurde, eignet sich das erfindungsgemäße Hybridverfahren auch zur parallelen Herstellung vieler Bauteile 14. Beispielsweise können bei einem Abstand von etwa 1 mm zum jeweiligen Nachbarteil et- wa 400 bis 550 oder mehr Bauteile 14 pro Baujob auf der Bauteilplattform 16 hergestellt werden. Bezugszeichenliste :
10 Stützstruktur
12 erster Teilbereich
12a Bodenelement
12b Kammerbereich
14 Bauteil
16 Bauteilplattform
18 Hohlraum
18a Hohlraum
20 Dämpfungselement
20a Dämpfungselement
22 zweiter Teilbereich
24 Vertiefung
26 Laserstrahl
28 dritter Teilbereich
28a Deckelelement
28b Kammerbereich
30 Basiselement
32 Vertiefung
34 Vertiefung
36 Abdeckelement h Höhe
d Dicke
t Höhe
e Abstand

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen mindestens eines Bauteils (14), insbesondere eines Bauteils einer Strömungsmaschine, umfassend die Schritte:
a) generatives Herstellen zumindest eines ersten Teilbereichs (12) des Bauteils (14) aus einem mittels einer selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung verfestigten Pulver;
b) Bereitstellen zumindest eines zweiten Teilbereichs (22) des Bauteils (14);
c) Anordnen des zweiten Teilbereichs (22) am ersten Teilbereich (12); und d) Verschweißen des ersten Teilbereichs (12) mit dem zweiten Teilbereich (22) mittels der Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (12) in Schritt a) generativ auf einer Bauteilplattform (16) und/oder auf einer Stützstruktur (10) aufgebaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (12) durch ein Trennverfahren, insbesondere durch Drahterodieren, von der Bauteilplattform (16) und/oder der Stützstruktur (10) getrennt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der generativ hergestellte erste Teilbereich (12) wenigstens einen Hohlraum (18) mit unverfestigtem Pulver aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (12) ein Bodenelement (12a) und einen Kammerbereich (12b) zur Ausbildung des wenigstens einen Hohlraums (18) umfasst, wobei das Bodenele- ment (12a) und der Kammerbereich (12b) in Schritt a) zeitlich aufeinanderfolgend generativ hergestellt werden und vor der Herstellung des Kammerbereichs (12b) ein Basiselement (30) in eine Vertiefung (32) des Bodenelements (12a) eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Hohlraum (18) vor dem Anordnen des zweiten Teilbereichs (22) in Schritt c) zumindest teilweise entleert wird und/oder vor Schritt c) wenigstens ein Dämpfungselement (20) in dem zumindest teilweise entleerten Hohlraum (18) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Teilbereich (22) in Schritt c) derart am ersten Teilbereich (12) angeordnet wird, dass er den wenigstens einen Hohlraum (18) des ersten Teilbereichs (12) verschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilbereich (12) in Schritt a) mit einer Vertiefung (24) hergestellt wird, in welche der zweite Teilbereich (22) in Schritt c) eingesetzt wird und/oder der zweite Teilbereich (22) in Schritt d) umlaufend mit dem ersten Teilbereich (12) verschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der selektiven Strahlschmelz- und/oder Strahlsintervorrichtung nach Schritt d) ein dritter Teilbereich (28) des Bauteils (14) zumindest teilweise generativ auf dem ersten und/oder dem zweiten Teilbereich (12, 22) aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Teilbereich (28) ein Deckelelement (28a) und einen Kammerbereich (28b) zur Ausbildung des wenigstens einen Hohlraums (18a) umfasst, wobei das Deckelelement (28a) und der Kammerbereich (28b) zeitlich aufeinanderfolgend generativ hergestellt werden und vor der Herstellung des Deckelelements (28a) ein Abdeckelement (36) in eine Vertiefung (34) des Kammerbereichs (28b) zum zumindest teilweisen Verschluss des Hohlraums (18a) eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Hohlraum (18a) vor dem Anordnen des Abdeckelements (36) zumindest teilweise entleert wird und/oder das vor dem Anordnen des Abdeckelements (36) wenigstens ein Dämpfungselement (20a) in dem Hohlraum (18b) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (36) umlaufend mit dem Kammerbereich (28b) verschweißt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Teilbereich (22), das Basiselement (30) und/oder das Abdeckelement (36) durch wenigstens ein Fertigungsverfahren aus der Gruppe generative Fertigungsverfahren, Urformen, Umformen, Trennen und/oder Fügen hergestellt wird.
Bauteil (14), insbesondere für eine Strömungsmaschine, umfassend wenigstens einen generativ hergestellten ersten Teilbereich (12) und wenigstens einen zweiten Teilbereich (22), welcher mit dem ersten Teilbereich (12) verschweißt ist.
15. Bauteil (14) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieses als Impulsverstimmer für eine Gasturbine ausgebildet ist.
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