WO2018188875A1 - Formwerkzeug zur herstellung oberflächenstrukturierter bauteile aus einem keramischen faserverbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung sowie bauteil aus einem keramischen faserverbundwerkstoff - Google Patents
Formwerkzeug zur herstellung oberflächenstrukturierter bauteile aus einem keramischen faserverbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung sowie bauteil aus einem keramischen faserverbundwerkstoff Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018188875A1 WO2018188875A1 PCT/EP2018/056351 EP2018056351W WO2018188875A1 WO 2018188875 A1 WO2018188875 A1 WO 2018188875A1 EP 2018056351 W EP2018056351 W EP 2018056351W WO 2018188875 A1 WO2018188875 A1 WO 2018188875A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- structured
- composite material
- structuring
- producing
- depressions
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
- B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/355—Texturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/3568—Modifying rugosity
- B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
- B28B3/021—Ram heads of special form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
- B28B7/0064—Moulds characterised by special surfaces for producing a desired surface of a moulded article, e.g. profiled or polished moulding surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
- B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
- B28B7/346—Manufacture of moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/001—Turbines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/20—Tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/52—Ceramics
Definitions
- the invention relates to a process for producing a molding tool with a structured surface, a mold ⁇ tool for the production of surface-structured components of a ceramic fiber composite, a process for the production of surface-structured components of a ceramic fiber composite material and to a component made of a ceramic fiber composite material comprising a surface with a structuring ,
- CMC Ceramic Matrix Composite
- CMC materials can be produced, for example, in a slip casting process, wherein ceramic fiber mats are connected by means of a slip.
- the desired component geometry is obtained by shaping the fiber mats connected to the slip by means of a molding technique to form a green body which already essentially has the desired component geometry. Subsequently, the green body to obtain the CMC component is dried and gesin ⁇ tert.
- CMC components like metal hot gas components, also require a protective coating to protect against excessive heat load.
- a protective coating is usually called a thermal barrier layer or thermal barrier coating (TBC). It may also consist of egg ⁇ nem ceramic material.
- the surface of the finished CMC components to be coated is therefore to achieve the necessary roughness with a laser, for. B. a picosecond laser, eroded structured. This allows the connection of the thermal
- Barrier layer can be improved, as could be shown by means of Abzugsver ⁇ search.
- FIG. 1 is a photomicrograph of a laser-structured surface of a CMC component, as it is obtainable according to the prior art, and Fig. 2 is a recording of this surface having an optical profile measuring device SD. Clearly recognizable is the uneven Structuring the surface, which leads to a different roughness in individual areas.
- the object of the invention is, therefore, one way suits ⁇ ben with which the disadvantages described can be avoided.
- a possibility should be found to modify the surface of CMC components easily and inexpensively and as evenly as possible in order to better connect a auf ⁇ on the surface of the CMC components to ⁇ coating, z. B. a thermal
- This object is achieved by a method for producing a mold having a structured surface with the features of claim 1, a forming ⁇ tool for producing surface-structured components made of a ceramic fiber composite material with the features of claim 9, a method for producing surface-structured components of a ceramic fiber composite material having the features of claim 12 and a component made of a ceramic fiber composite material having a surface having a structuring with the features of claim 13.
- the respective dependent claims give vor ⁇ geous embodiment variants of these inventive solutions again.
- the invention is based on the basic idea, the counterpart of the desired structuring on the surface of the CMC component by means of laser, for. B. by means of a Ultrakurzpulsla ⁇ sers, erosive into the mold to form the green ⁇ lings bring.
- the desired surface structure is obtained directly with each cast (impression).
- a variety of structures can be incorporated into the mold.
- a complete processing step in each component ie the subsequent laser structuring of the component surface, omitted. This results in a cost ⁇ saving.
- the cycle time is reduced.
- the invention is illustrated below with the aid of drawing ⁇ calculations which the prior art (Fig. 1 and 2), embodiments of the invention (Fig. 3-24) and explain in more detail embodiments show (Fig. 25 and 26).
- FIG. 1 a light micrograph of a direct
- Figure 2 receiving a direct-structured surface of a CMC component by means of an optical 3D profile measuring instrument according to the prior Tech ⁇ nik.
- Fig. 3 is a schematic representation of the overlap of the
- Fig. 4 is a schematic representation of the overlap of
- FIGS. 14-16 show examples of a surface structuring according to the invention of the molding tool in the form of separate individual structures in plan view;
- FIGS. 17-23 show examples of a surface structuring according to the invention of the molding tool in FIG.
- FIG. 24 shows an example of a surface structuring according to the invention of the molding tool in the form of statistically formed and distributed structures in plan view;
- FIG. 25 shows a surface with structuring of a first molding tool according to the invention
- FIG. 26 shows a surface with structuring of a second mold according to the invention.
- An inventive method for producing a mold with a structured surface which is used for the production of surface-structured components made of a ceramic fiber composite material, has the steps described below.
- a mold with a surface is outdoorsge ⁇ provides.
- the mold may be a mold for use in a slip casting process.
- the molding tool or at least the surface to be structured of the molding tool can be made of metal, for. B. Werk ⁇ steel or aluminum consist.
- the surface of the mold is irradiated in an irradiation area by means of a pulsed laser such that the surface is partially removed to form a struc tured ⁇ surface.
- structuring is at least partially introduced into the surface introduced by laser ablation, ie the structuring takes place in a laser ablation process.
- the irradiation area is understood to be the area of the surface of the molding tool which is irradiated by the laser beam at a certain point in time. It is possible to move the irradiation area, z. B. to allow a planar structuring. This can z. B. the pulse laser or the laser beam or the mold are moved, so that a relative movement between the irradiation area and the forming tool is formed.
- the surface of the mold thus has a specifically after Pulsla ⁇ serbe processing and controls a structured surface of the preparation, from the EXISTING ⁇ which differs surface roughness of the surface of the untreated mold.
- the struc ⁇ turing may be purchased from the EXISTING ⁇ which differs surface roughness of the surface of the untreated mold.
- the struc ⁇ turing may be purchased from the EXISTING ⁇ which differs surface roughness of the surface of the untreated mold.
- the struc ⁇ turing may be purchased from the EXISTING ⁇ which differs surface roughness of the surface of the untreated mold.
- the struc ⁇ turing may be accommodated ⁇ det at least 30% greater than the average Rau ⁇ of the surface of the untreated mold.
- pulse laser is a laser that is not continuously emits the light, but pulsed Betrie ⁇ ben, ie, the laser radiation is emitted in time-limited portions of the pulses.
- pulsed lasers enables a simple and very accurate struc ⁇ turing.
- the structuring of the surface of the mold kom ⁇ -complementary surface structure of a generating molded with the Formwerk- CMC component may thus serve to increase the surface roughness of the CMC component, which can facilitate subsequent connection of a thermal barrier layer, since the adhesion is improved.
- a much more uniform structuring of the surface than in the prior art can be achieved. This can be done with a clearly more homogeneous structuring of the mold can be explained, which can be achieved in particular, if the surface of the mold, which is structured, consists of Me ⁇ tall.
- the pulse duration of a pulse of the pulse laser can be in the range of 5 ps to 200 ns, preferably between 5 and 15 ps or between 50 and 200 ns.
- the pulse repetition rate of the pulse laser ie the frequency of the pulses, may be in the range between 10 and 800 kHz, preferably between 10 and 40 kHz or between 200 and 800 kHz.
- a pulse duration between 50 and 200 ns with a pulse repetition rate in the range between 10 and 40 kHz and a pulse duration between 5 and 15 ps with a pulse repetition rate in the range between 200 and 800 kHz can be combined.
- the Bestrahlungsbe- s may be moved to Be ⁇ train on the surface of the mold at a speed ranging between 0.5 and 5 m / s.
- the pulse laser ablation or the laser beam can be moved rich on the surface to be patterned of the molding ⁇ zeugs at a speed in said loading during the laser.
- the speed of the irradiation area can be selected such that the irradiation area of a pulse is at least 60%, preferably at least 75%, overlaps with the irradiation area of the previous pulse. Ie. the irradiation range of the current pulse and the irradiation range of the preceding pulse overlap to at least 60%. In other words 60% of the irradiation region of the preceding pulse ⁇ be irradiated by the laser radiation of the current pulse again.
- FIG. Shown is a circular irradiation area with the diameter d, which moves at a certain speed.
- the irradiation area opposite the irradiation region of the previous pulse shifts.
- a shift from left to right takes place.
- the speed is chosen so that the irradiation range of the current pulse and the irradiation range of the preceding pulse overlap, namely by at least 60%, preferably at least 75%.
- Fig. 3 the velocity of the Bestrahlungsbe ⁇ kingdom and thus chosen, the overlap so be that the encryption is a shift of the irradiation region between two aufeinan ⁇ of the following pulses between 5 and 30% of the diameter d in a direction.
- Wider structuring may for example be achieved ⁇ the by several rows (tracks) of overlapping irradiation regions are generated.
- FIG. 4 the generation of a two-row structure is shown, that is, first, patterning is generated, it is shifted in ⁇ which the irradiation region to form a first row along a first direction (upper arrow pointing from left to right). Then the tion of the movement of the irradiation area first by 90 and then rotated by a further 90 ° in the same direction as in the first rotation.
- the movement of the irradiation area is carried out along a second direction, opposite to the first direction (lower arrow from right to left), the dung Ausbil ⁇ a second row.
- the speed of the irradiation area is selected so that the irradiation area of a pulse overlaps at least 60%, preferably at least 75%, with the irradiation area of the preceding pulse.
- the irradiation area may have a diameter of between 50 and 250 ⁇ m.
- a structured surface of the molding tool can be formed, which
- a cylinder-like depression is to be understood as a depression which is formed substantially cylindrical, wherein a cylinder is to be understood as a general cylinder, which is defined as follows: A plane curve Co in a plane So along a straight line, which is not is included in So to 29o ⁇ ben a fixed route a. Each two corresponding points of the curves Co and the shifted curve C ⁇ are connected by a route. If the curve is a circle, the result is a slanted circular cylinder. In addition, if the distance a is perpendicular to the plane So, a straight circular cylinder results.
- the depressions can be designed in particular as a straight or slanted circular cylinder.
- recesses may be or may be provided which have substantially the shape of a cone or truncated cone.
- a cone When a cone is, this is a body which is defined by a surface ⁇ in a base plane and a point except ⁇ half the base plane, which forms the apex of the cone. If the area in the base plane is a circle, the result is a circular cone. If the straight line through the center of the circle and the tip perpendicular to the base plane, it is a straight As a special case of the cone is to be considered a pyramid, so that also pyramidal depressions are included.
- a truncated cone is created by separating a smaller cone from a circular cone parallel to the base surface. The remaining body is the truncated cone, z. B. a truncated pyramid.
- the recesses may for example be directly adjacent to each other or spaced from each other.
- FIGS. 5-7 show examples of a cup-like surface structuring according to the invention of the molding tool in plan view, wherein in all three examples, when viewed from above, a circular depression results, ie. H. in the surface plane there is a circular miscarriage area that can be designed differently in the direction of the interior of the molding tool so that, for example, conical or cylindrical or frustoconical depressions result.
- Fig. 5 shows a variant in which the individual cup-like depressions are regularly spaced, ie equidistant from each other. Alternatively you can the cup-like depressions touch, as shown in Fig. 6, or partially overlap (Fig. 7).
- FIGS. 8-13 show examples of a rin ⁇ nenIndia surface structuring of the mold according to the invention in plan view. Seen from above, there are different ones
- “Hatching” that is, there are a plurality of groove-like Vertiefun ⁇ gen seen that are intersecting and / or parallel to each other and / or arranged in a ring.
- a grid-like surgically designed a grid-like massagen Medicale- tion as shown in Fig. 8 or 9, are formed by a plurality of groove-like depressions parallel to each other in egg ⁇ ner first direction and further groove-like depressions parallel to each other in a second direction, wherein the first and second directions are different and the depressions are arranged so that the trough-like
- Recesses of the first direction and the groove-like depressions of the second direction intersect at an angle.
- This angle can z. B. 90 ° (Fig. 8) or be different from 90 (Fig. 9).
- wave-like, mutually parallel groove-like depressions FIG. 11
- zigzag-shaped, mutually parallel groove-like depressions FIG. 12
- FIG. 13 shows the possibility of annular groove-like depressions, with groups of several rings with different diameters, which are arranged equidistant from each other, are formed.
- the arrangement of the different groups can take place as shown in FIG. 13, ie the rings can touch and / or intersect.
- FIGS. 14-16 Further embodiments of the invention structuring ⁇ conclusions are illustrated in FIGS. 14-16 shown.
- the individual structures can z. B. empty squares or rectangles form (Fig. 14).
- annular individual structures can also be formed (FIG. 15).
- a combination of different individual structures is possible, for.
- FIG. 16 the combination of cross and point structures. Viewed in cross section (perpendicular to the structured upper surface ⁇ ), the structures such can. B.
- Figs. 17-23 have the shapes shown in Figs. 17-23. These can be z. B. with the structures shown in plan view of FIGS. 5-16 are combined.
- Fig. 17 shows a cross section as it z. B. in wesent ⁇ union circular cone-shaped depressions or mutually parallel groove-like depressions may result with approximately triangular cross-section.
- Fig. 18 shows a cross section of z. B. substantially straight circular frustoconical depressions or mutually parallel groove-like depressions, wherein the grooves have a bottom which is substantially parallel to the surface.
- Fig. 19 shows z. B. spaced apart recesses arranged in cross-section, which also z. B. may be formed straight and circular frustum-shaped or mutually parallel spaced groove-like recesses, wherein the distance between the individual groove-like depressions to each other is greater than the width of a groove-like depression.
- Figs. 20 and 21 show the cross section of depressions z. B. in the form of an oblique circular truncated cone or of parallel groove-like depressions with one-sided oblique boundary.
- Figs. 22 and 23 illustrate the cross-section of spaced ones (Fig. 22) or adjacent (FIG. 23) straight frustoconical depressions or parallel groove-like recesses having a virtually isosceles triangle as cross-sectional area.
- a statistical structuring trainees ⁇ such. B. shown in Fig. 24, arranged at the individual structural elements statically distributed on the surface ⁇ who can.
- a structured surface with a plurality of intersecting and / or mutually parallel and / or annularly arranged groove-like depressions may be formed or be such.
- An inventive mold for producing deviseflä ⁇ chen Scheme components made of a ceramic fiber composite material has a surface with a complementary to the surface structure of the component to be formed structuring.
- the surface of the molding tool has such a structuring which supplements the structuring desired on the component.
- the molding tool according to the invention can be produced, for example, by means of the previously explained method according to the invention for producing a molding tool having a structured surface for producing surface-structured components from a ceramic fiber composite material.
- the above explanations serve to explain the method according to the invention also for the description of the molding tool according to the invention.
- the structuring of the mold may have cylindrical, conical, frusto-conically shaped ⁇ , semi-spherical or groove-like Vertiefun ⁇ gen.
- the structuring of the surface of the mold may have a plurality of intersecting and / or mutually parallel and / or annularly arranged groove-like depressions, for. B. as also explained above in more detail.
- An inventive method for producing surface-structured components made of a ceramic fiber composite material has the steps described below.
- a starting material Kera ⁇ mix fibers and a slurry, wherein the ke ⁇ ramischen fibers include carbon fibers.
- the slip may contain precursors of the later ceramic matrix of the ceramic fiber composite.
- Example ⁇ example can be produced from the precursors of the later matrix material by Hochtemperaturbe ⁇ treatment ( "sintering"). These precursors allow a lower sintering temperature than a conventional ceramics in which the Sintertemperatu- ren at about 1600 ° C, and thus prevent a thermal damage to the fibers.
- the precursors are, for example, liquids which are mixed with more or less high proportions of oxide ceramic powders to slip and introduced into the fibers. At temperatures, for example, between 1000 and 1200 ° C then the oxide ceramic matrix can arise.
- An example of precursors are mixtures of AL20 3 ⁇ powder with tetra-ethyl-ortho-silicate and aluminum butylate which generate as the matrix in the correct Mi ⁇ research mullite.
- the starting material consists of a lamination ⁇ th arrangement of fibers or fiber mats, which extend in a certain orientation or alternating orientation to one another and are arranged in layers may be formed, or wherein the fibers or fiber mats in Mat- or embedded in a precursor of the later matrix material.
- a surface-structured green body is formed in a further step, one of the molding tools described above being used.
- the surface-structured green body is further processed to the finished surface-structured component of the ceramic fiber composite material, for. B. by the green body is sintered.
- a thermal barrier layer can be applied, which has ⁇ on the basis of the surface structuring improved adhesion to the surface of the component.
- An inventive component of a ceramic fiber composite has a surface with structuring, the structuring being cylindrical, conical, frustoconical, hemispherical or wall-like Erhöhun ⁇ gene has.
- the component according to the invention can be produced from a ceramic fiber composite material, for example, by means of the previously explained method according to the invention for producing surface-structured components.
- the above explanations serve to explain this method also for the description of the component according to the invention.
- the elevations may be complementary to the wells of the patterned surface of the mold, i. H. at those points where the mold has a recess, the molded with this mold component has a corresponding increase.
- the rampart ridges may be the counterpart to groove-like depressions on the textured surface of the mold.
- the structuring may have a plurality of schnei ⁇ -dende and / or parallel to each other and / or annularly arranged wall-like elevations, z. B. as also previously explained with respect to the wells of the structured surface of the mold.
- the component may be, for example, a Gasturbi ⁇ nenbauteil for the hot gas region, for example.
- a Turbinenschau ⁇ fel or a ring segment act.
- FIGS. 25 and 26 show images of the surface of two embodiments according to the invention molding for the production of surface-structured components of a ke- ramischen fiber composite material, added with an opti ⁇ rule 3D profile measuring instrument (NanoFocus ysurf-expert).
- the opti ⁇ rule 3D profiler based on the measuring principle of a confocal microscope, the illumination via diodes. In the lighting level, a very fine aperture focuses on the workpiece. The backscattered light is redirected to a detector. In the focal plane of the De ⁇ detector is also a very fine aperture. This ensures that only maximum light hits the detector when the illuminating beam has the focus on the workpiece surface.
- the surfaces in FIG. 25 and FIG. 26 each have a structuring formed complementary to the surface structure of the component to be produced.
- Fig. 25 the structuring of the surface rinnenar- term depressions on the ver ⁇ run partially parallel to each other and mutually intersecting partially at a right angle so that the result is a grid-shaped structure, as such.
- B. is shown schematically in Fig. 8.
- the cross section of the groove-like depressions is approximately rectangular.
- the depth of the groove-like depressions in the example is 230 ym and its width is 200 ym.
- the Ab ⁇ stand between two groove-like depressions is 300 ym.
- the patterning of the surface of the second embodiment has well-like depressions in the form of hemispheres adjacent to each other, as shown schematically in Fig. 6.
- the diameter of the recesses is 280 ym, their depth 220 ym, as can be seen on the profile ⁇ image in the lower part of Fig. 26, which represents the profile along the dashed line.
- the distance between two not directly adjacent depressions is 150 ym (see distance w in FIG. 26).
- the first embodiment shown in FIG. 25 was produced as a pulse laser means ei ⁇ nes picosecond laser, the pulse duration was 15 ps ⁇ .
- the pulse repetition rate was about 400 kHz.
- the speed with which the irradiation area was moved with respect to the surface of the mold was in this example between 0.5 and 3 m / s.
- the speed was chosen so that the irradiation range of a pulse overlapped by 70 to 95% with the irradiation range of the preceding pulse, so that the desired groove-like depressions were formed.
- the pulse duration was approximately 100 ns at a pulse repetition rate of approximately 20 kHz.
- the speed with which the irradiation area was moved with respect to the surface of the mold was also between 0.5 and 3 m / s.
- an overlap of irradiation regions has been avoided to testify ⁇ discrete individual structures on the surface of the mold to it.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Formwerkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bau- teile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff und Verfah- ren zu dessen Herstellung sowie Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche, ein Form- werkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff, ein Verfahren zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff sowie ein Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff aufweisend eine Oberfläche mit einer Strukturierung. Um die Oberfläche von Bauteilen aus einem keramischen Faser- verbundwerkstoff einfach und kostengünstig sowie möglichst gleichmäßig modifizieren zu können, wird ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche vorgeschlagen, das das Bereitstellen eines Form- werkzeugs mit einer Oberfläche und das Bestrahlen der Ober- fläche in einem Bestrahlungsbereich mittels eines Pulslasers aufweist, wobei das Bestrahlen derart erfolgt, dass die Ober- fläche teilweise unter Ausbildung der strukturierten Oberflä- che abgetragen wird. Ein entsprechendes Formwerkzeug zur Herstellung oberflächen- strukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbund- werkstoff weist eine Oberfläche mit einer komplementär zur zu erzeugenden Oberflächenstruktur des Bauteils ausgebildeten Strukturierung auf.
Description
Formwerkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff und Verfah¬ ren zu dessen Herstellung sowie Bauteil aus einem keramischen
Faserverbundwerkstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche, ein Form¬ werkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff, ein Verfahren zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff sowie ein Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff aufweisend eine Oberfläche mit einer Strukturierung.
Der Einsatz von keramischen Faserverbundwerkstoffen, sog. CMC (Ceramic Matrix Composite) -Werkstoffen wird wegen immer höheren Temperaturanforderungen zukünftiger Gasturbinen im Heißgasbereich, z. B. im Bereich der Schaufeln oder Ringsegmente, notwendig. CMC-Werkstoffe umfassen Fasern, wie z. B. Fasern aus Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Aluminiumoxid oder Mullit, die in einer keramischen Matrix, z. B. enthaltend Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder Siliziumkarbid, eingebettet sind.
Hergestellt werden können diese CMC-Werkstoffe beispielsweise in einem Schlickergussverfahren, wobei keramische Fasermatten mittels eines Schlickers verbunden werden. Die gewünschte Bauteilgeometrie wird erhalten, indem die mit dem Schlicker verbundenen Fasermatten mittels einer Abformtechnik zu einem Grünkörper ausgeformt werden, der bereits im Wesentlichen die gewünschte Bauteilgeometrie aufweist. Anschließend wird der Grünkörper zum Erhalt des CMC-Bauteils getrocknet und gesin¬ tert .
Auch diese CMC-Bauteile benötigen ähnlich wie metallische Heißgasbauteile eine Schutzbeschichtung zum Schutz vor zu hoher Wärmebelastung. Eine solche Schutzbeschichtung wird üblicherweise als thermische Barriereschicht oder auch Thermal
barrier coating (TBC) bezeichnet. Sie kann ebenfalls aus ei¬ nem keramischen Material bestehen.
Um eine möglichst gute Anhaftung dieser thermischen
Barriereschicht zu erreichen, muss eine bestimmte Oberflä¬ chenbeschaffenheit, insbesondere Oberflächenrauheit, vorhan¬ den sein. Diese notwendige Rauheit lässt sich im Schlicker- gussprozess selbst nicht erreichen. Es ist aufgrund der gro¬ ßen Härte und/oder hohen Sprödigkeit der keramischen Matrix auch nicht möglich, die Oberfläche des CMC-Bauteils mecha¬ nisch zu bearbeiten, um eine höhere Rauheit zu erzeugen.
Bisher wird die Oberfläche der zu beschichtenden fertigen CMC-Bauteile daher zum Erreichen der notwendigen Rauheit mit einem Laser, z. B. einem Pikosekundenlaser, abtragend strukturiert. Dadurch kann die Anbindung der thermischen
Barriereschicht verbessert werden, wie anhand von Abzugsver¬ suchen gezeigt werden konnte.
Dieser Strukturierungsprozess des fertigen CMC-Bauteils ist jedoch sehr aufwändig, da jedes Bauteil einzeln in einem zu¬ sätzlichen Prozessschritt bearbeitet werden muss. Außerdem zeigt sich, dass beim direkten Strukturieren der Oberfläche des CMC-Bauteils mit einem Laser auch die oberflächennahen eingebetteten Fasermatten teilweise durchtrennt werden, was zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der CMC-Bauteile führen kann.
Zudem hat sich herausgestellt, dass bei der nachträglichen Strukturierung der Oberfläche des CMC-Bauteils, u. a. auf¬ grund der hohen Sprödigkeit des Materials, lediglich sehr in¬ homogene Strukturierungen erreicht werden, da z. B. unregelmäßige Materialausbrüche stattfinden und/oder die Oberfläche des CMC-Bauteils nicht ausreichend eben ist. Zur Verdeutli¬ chung zeigen Fig. 1 eine lichtmikroskopische Aufnahme einer laserstrukturierten Oberfläche eines CMC-Bauteils, wie sie nach dem Stand der Technik erzielbar ist, und Fig. 2 eine Aufnahme dieser Oberfläche mit einem optischen SD- Profilmessgerät. Deutlich erkennbar ist die ungleichmäßige
Strukturierung der Oberfläche, die zu einer unterschiedlichen Rauheit in einzelnen Bereichen führt.
Aufgrund der unterschiedlichen Rauheit in verschiedenen Oberflächenbereichen des Bauteils ist wiederum eine unterschied¬ liche Haftung der aufzubringenden thermischen Barriereschicht zu beobachten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit anzuge¬ ben, mit der die beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll eine Möglichkeit gefunden werden, die Oberfläche von CMC-Bauteilen einfach und kostengünstig sowie möglichst gleichmäßig zu modifizieren, um eine bessere Anbindung einer auf der Oberfläche der CMC-Bauteile aufzu¬ bringenden Beschichtung, z. B. einer thermischen
Barriereschicht, zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Formwerk¬ zeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein Verfahren zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff aufweisend eine Oberfläche mit einer Strukturierung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Die davon jeweils abhängigen Ansprüche geben vor¬ teilhafte Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Lösungen wieder.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, das Gegenstück der gewünschten Strukturierung auf der Oberfläche des CMC- Bauteils mittels Laser, z. B. mittels eines Ultrakurzpulsla¬ sers, abtragend in das Formwerkzeug zur Ausformung des Grün¬ lings einzubringen. Damit wird bei jedem Abguss (Abdruck) direkt die gewünschte Oberflächenstruktur erhalten. Zur Verbesserung der Haftung können vielfältige Strukturen in das Formwerkzeug eingebacht werden.
Vorteilhaft kann somit ein kompletter Bearbeitungsschritt bei jedem Bauteil, d. h. das nachträgliche Laserstrukturieren der Bauteiloberfläche, entfallen. Daraus resultiert eine Kosten¬ einsparung. Weiterhin reduziert sich die Durchlaufzeit. Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme von Zeich¬ nungen erläutert, die den Stand der Technik (Fig. 1 und 2), Ausführungsvarianten der Erfindung (Fig. 3-24) näher erläutern und Ausführungsbeispiele zeigen (Fig. 25 und 26) .
Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 lichtmikroskopische Aufnahme einer direkt
strukturierten Oberfläche eines CMC-Bauteils nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 Aufnahme einer direkt strukturierten Oberfläche eines CMC-Bauteils mittels eines optischen 3D-Profilmessgeräts nach dem Stand der Tech¬ nik;
Fig. 3 schematische Darstellung der Überlappung des
Bestrahlungsbereichs eines Pulses mit dem Be- strahlungsbereich des vorhergehenden Pulses; Fig. 4 schematische Darstellung der Überlappung des
Bestrahlungsbereichs eines Pulses mit dem Be- strahlungsbereich des vorhergehenden Pulses in mehreren Reihen;
Fig. 5-7 Beispiele für eine erfindungsgemäße
näpfchenartige Oberflächenstrukturierung des
Formwerkzeugs in Draufsicht;
Fig. 8-13 Beispiele für eine erfindungsgemäße rinnenar¬ tige Oberflächenstrukturierung des Formwerkzeugs in Draufsicht; Fig. 14-16 Beispiele für eine erfindungsgemäße Oberflä- chenstrukturierung des Formwerkzeugs in Form von separaten Einzelstrukturen in Draufsicht;
Fig. 17-23 Beispiele für eine erfindungsgemäße Oberflä- chenstrukturierung des Formwerkzeugs in
Schnittdarstellung senkrecht zur strukturierten Oberfläche;
Fig. 24 Beispiel für eine erfindungsgemäße Oberflä- chenstrukturierung des Formwerkzeugs in Form von statistisch ausgebildet und verteilten Strukturen in Draufsicht;
Fig. 25 Aufnahme einer Oberfläche mit Strukturierung eines ersten erfindungsgemäßen Formwerkzeugs;
Fig. 26 Aufnahme einer Oberfläche mit Strukturierung eines zweiten erfindungsgemäßen Formwerkzeugs.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche, welches zur Herstellung von oberflächenstrukturierten Bauteilen aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff genutzt wird, weist die im Folgenden beschriebenen Schritte auf.
Zunächst wird ein Formwerkzeug mit einer Oberfläche bereitge¬ stellt. Bei dem Formwerkzeug kann es sich beispielsweise um eine Form zur Anwendung in einem Schlickergussverfahren handeln .
Beispielsweise kann es sich um ein Formwerkzeug mit Press¬ stempeln handeln, wobei die Strukturierung zumindest teilweise in die Oberfläche der Pressstempel eingebracht wird. Das Formwerkzeug oder zumindest die zu strukturierende Oberfläche des Formwerkzeugs kann beispielsweise aus Metall, z. B. Werk¬ zeugstahl oder Aluminium, bestehen.
Anschließend wird die Oberfläche des Formwerkzeugs in einem Bestrahlungsbereich mittels eines Pulslaser derart bestrahlt, dass die Oberfläche teilweise unter Ausbildung einer struktu¬ rierten Oberfläche abgetragen wird. Mit anderen Worten wird in die Oberfläche zumindest teilweise eine Strukturierung
mittels Laserabtrags eingebracht, d. h. die Strukturierung erfolgt in einem Laserablationsprozess .
Unter dem Bestrahlungsbereich wird derjenige Bereich der Oberfläche des Formwerkzeugs verstanden, der zu einem be- stimmten Zeitpunkt vom Laserstrahl bestrahlt wird. Es besteht die Möglichkeit den Bestrahlungsbereich zu bewegen, z. B. um eine flächige Strukturierung zu ermöglichen. Dazu kann z. B. der Pulslaser oder der Laserstrahl oder auch das Formwerkzeug bewegt werden, so dass eine Relativbewegung zwischen Bestrah- lungsbereich und Formwerkzeug entsteht.
Die Oberfläche des Formwerkzeugs weist also nach der Pulsla¬ serbearbeitung eine gezielt und kontrolliert strukturierte Oberfläche auf, die sich von der herstellungsbedingt vorhan¬ denen Oberflächenrauheit der Oberfläche des unbehandelten Formwerkzeugs unterscheidet. Beispielsweise kann die Struktu¬ rierung mindestens 30 % größer als die durchschnittliche Rau¬ heit der Oberfläche des unbehandelten Formwerkzeugs ausgebil¬ det sein.
Bei einem Pulslaser handelt es sich um einen Laser, der das Licht nicht kontinuierlich emittiert, sondern gepulst betrie¬ ben wird, d. h. die Laserstrahlung wird in zeitlich begrenzten Portionen, den Pulsen, emittiert. Die Verwendung von Pulslasern ermöglicht eine einfache und sehr genaue Struktu¬ rierung. Insbesondere können auch Strukturen mit sehr gerin- gen Abmessungen und scharfen Begrenzungen, z. B. scharfen
Kanten, erzeugt werden, wobei die Bildung von Schmelzanteilen vermieden werden kann.
Die zur Strukturierung der Oberfläche des Formwerkzeugs kom¬ plementäre Oberflächenstrukturierung eines mit dem Formwerk- zeug geformten CMC-Bauteils kann somit zur Erhöhung der Oberflächenrauheit des CMC-Bauteils dienen, was eine nachfolgende Anbindung einer thermischen Barriereschicht erleichtern kann, da die Haftung verbessert wird. Zudem kann eine deutlich gleichmäßigere Strukturierung der Oberfläche als nach dem Stand der Technik erreicht werden. Dies kann u. a. mit einer
deutlich homogeneren Strukturierung des Formwerkzeugs erklärt werden, die sich insbesondere erzielen lässt, sofern die Oberfläche des Formwerkzeugs, die strukturiert wird, aus Me¬ tall besteht. Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass die Pulsdauer eines Pulses des Pulslasers im Bereich von 5 ps bis 200 ns, bevorzugt zwischen 5 und 15 ps oder zwischen 50 und 200 ns, liegen kann. Beispielsweise können ein Kurzpuls¬ laser mit einer Pulsdauer zwischen 5 und 15 ps oder ein Ult- rakurzpulslaser mit einer Pulsdauer zwischen 50 und 200 ns, z. B. ein Pikosekundenlaser, verwendet werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Pulswiederholrate des Pulslasers, d. h. die Frequenz der Pulse, im Bereich zwischen 10 und 800 kHz, bevorzugt zwischen 10 und 40 kHz oder zwischen 200 und 800 kHz liegen. Beispielsweise können eine Pulsdauer zwischen 50 und 200 ns mit einer Pulswiederholrate im Bereich zwischen 10 und 40 kHz und eine Pulsdauer zwischen 5 und 15 ps mit einer Pulswiederholrate im Bereich zwischen 200 und 800 kHz kombiniert werden. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Bestrahlungsbe- reich mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,5 und 5 m/s in Be¬ zug auf die Oberfläche des Formwerkzeugs bewegt werden. Dazu kann der Pulslaser oder dessen Laserstrahl während des Laser- ablationsprozesses mit einer Geschwindigkeit im genannten Be- reich über die zu strukturierende Oberfläche des Formwerk¬ zeugs bewegt werden.
Zum Erreichen der genannten Geschwindigkeit in Bezug auf die Oberfläche des Formwerkzeugs ist es möglich, entweder den Pulslaser selbst oder dessen Laserstrahl oder aber auch das Formwerkzeug oder sowohl den Pulslaser bzw. den Laserstrahl als auch das Formwerkzeug zu bewegen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Geschwindigkeit des Bestrahlungsbereichs derart gewählt wird, dass der Bestrahlungsbereich eines Puls um mindestens 60 %, bevor-
zugt mindestens 75 %, mit dem Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überlappt. D. h. der Bestrahlungsbereich des aktuellen Pulses und der Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überschneiden sich zu mindestens 60 %. Mit anderen Worten werden 60 % des Bestrahlungsbereichs des vorhergehen¬ den Pulses von der Laserstrahlung des aktuellen Pulses nochmals bestrahlt.
Zur Erläuterung wird auf Fig. 3 verwiesen. Dargestellt ist ein kreisrunder Bestrahlungsbereich mit dem Durchmesser d, der sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt. Bei je¬ dem Puls verschiebt sich der Bestrahlungsbereich gegenüber dem Bestrahlungsbereich des vorherigen Pulses. In der Darstellung der Fig. 3 findet eine Verschiebung von links nach rechts statt. Die Geschwindigkeit wird so gewählt, dass sich der Bestrahlungsbereich des aktuellen Pulses und der Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überlappen, und zwar um mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 75 %.
Gemäß Fig. 3 werden die Geschwindigkeit des Bestrahlungsbe¬ reichs und damit die Überlappung so gewählt, dass die Ver- Schiebung a des Bestrahlungsbereichs zwischen zwei aufeinan¬ derfolgenden Pulsen zwischen 5 und 30 % des Durchmessers d in einer Richtung beträgt.
Durch die Überlappung der Bestrahlungsbereiche je Puls können beispielsweise Strukturierungen mit einer Breite von 50 bis 250 ym erzielt werden.
Breitere Strukturierungen können beispielsweise erreicht wer¬ den, indem mehrere Reihen (Spuren) sich überlappender Bestrahlungsbereiche erzeugt werden. Hierzu wird beispielhaft auf Fig. 4 verwiesen. In Fig. 4 ist die Erzeugung einer zweireihigen Strukturierung gezeigt, d. h. zunächst wird eine Strukturierung erzeugt, in¬ dem der Bestrahlungsbereich zur Ausbildung einer ersten Reihe entlang einer ersten Richtung verschoben wird (oberer Pfeil von links nach rechts weisend) . Anschließend wird die Rieh-
tung der Bewegung des Bestrahlungsbereichs zunächst um 90 und anschließend um weitere 90 ° in dieselbe Richtung wie bei der ersten Drehung gedreht.
Nun erfolgt die Bewegung des Bestrahlungsbereichs entlang ei- ner zweiten Richtung, die entgegengesetzt zur ersten Richtung verläuft (unterer Pfeil von rechts nach links) , zur Ausbil¬ dung einer zweiten Reihe. Auch dabei wird die Geschwindigkeit des Bestrahlungsbereichs so gewählt, dass der Bestrahlungsbe- reich eines Pulses um mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 75 %, mit dem Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überlappt .
Dazu kann z. B., wie in Fig. 4 gezeigt, der Abstand b des Mittelpunkts eines kreisrunden Beschichtungsbereichs der ers¬ ten Reihe zu dem Mittelpunkt eines kreisrunden Beschichtungs- bereichs der zweiten Reihe senkrecht zur ersten und zweiten
Richtung weniger als 90 % des Durchmessers der Beschichtungs- bereiche betragen, so dass es zu einer Überlappung der Be- schichtungsbereiche der ersten und zweiten Reihe kommen kann.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der Bestrahlungsbe- reich einen Durchmesser zwischen 50 und 250 ym aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann eine strukturierte Oberfläche des Formwerkzeugs ausgebildet werden, die
näpfchenartige oder rinnenartige Vertiefungen aufweist. Bei¬ spielsweise können zylinderförmige, kegelförmige, kegel- stumpfförmige, halbkugelförmige oder rinnenartige Vertiefun¬ gen ausgebildet werden.
Unter einer zylinderartigen Vertiefung ist dabei eine Vertiefung zu verstehen, die im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei unter einem Zylinder ein allgemeiner Zylinder zu verstehen ist, der wie folgt definiert ist: Eine ebene Kurve Co in einer Ebene So wird entlang einer Gerade, die nicht in So enthalten ist, um eine feste Strecke a verscho¬ ben. Je zwei sich entsprechenden Punkte der Kurven Co und der verschobenen Kurve C\ werden durch eine Strecke verbunden.
Handelt es sich bei der Kurve um einen Kreis, so entsteht ein schiefer Kreiszylinder. Gilt zudem, dass die Strecke a senkrecht zur Ebene So ist, resultiert ein gerader Kreiszylinder. Die Vertiefungen können insbesondere als gerader oder schie- fer Kreiszylinder ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich können Vertiefungen vorgesehen sein oder werden, die im Wesentlichen die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes aufweisen.
Bei einem Kegel handelt es sich dabei um einen Körper, der durch eine Fläche in einer Basisebene und einen Punkt außer¬ halb der Basisebene, der die Spitze des Kegels bildet, fest¬ gelegt ist. Handelt es sich bei der Fläche in der Basisebene um einen Kreis, ergibt sich ein Kreiskegel. Falls die Gerade durch den Mittelpunkt des Kreises und die Spitze senkrecht zur Basisebene verläuft, handelt es sich um einen geraden Als Spezialfall des Kegels ist eine Pyramide zu erachten, so dass ebenfalls pyramidale Vertiefungen mit umfasst sind.
Ein Kegelstumpf entsteht dadurch, dass von einem Kreiskegel parallel zur Basisfläche ein kleinerer Kegel abgetrennt wird. Der verbleibende Körper ist der Kegelstumpf, z. B. ein Pyramidenstumpf .
Die Vertiefungen können beispielsweise direkt aneinander angrenzen oder beabstandet zueinander angeordnet sein.
Die Fig. 5-7 zeigen Beispiele für eine erfindungsgemäße näpfchenartige Oberflächenstrukturierung des Formwerkzeugs in Draufsicht, wobei sich in allen drei Beispielen von oben betrachtet eine kreisrunde Vertiefung ergibt, d. h. in der Oberflächenebene liegt ein kreisförmiger Fehlbereich der sich in Richtung des Inneren des Formwerkzeugs unterschiedlich ge- stalten kann, so dass sich beispielsweise kegelförmige oder zylinderförmige oder kegelstumpfförmige Vertiefungen ergeben.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die einzelnen näpfchenartigen Vertiefungen regelmäßig beabstandet, d. h. äquidistant, zueinander angeordnet sind. Alternativ können
sich die näpfchenartigen Vertiefungen berühren, wie in Fig. 6 gezeigt, oder auch teilweise überlappen (Fig. 7) .
Die Fig. 8-13 zeigen Beispiele für eine erfindungsgemäße rin¬ nenartige Oberflächenstrukturierung des Formwerkzeugs in Draufsicht. Von oben betrachtet ergeben sich verschiedene
„Schraffüren" , d. h. es sind mehrere rinnenartige Vertiefun¬ gen ersichtlich, die sich schneidenden und/oder parallel zueinander verlaufenden und/oder ringförmig angeordnet sind.
Beispielsweise kann eine gitterartige Oberflächenstrukturie- rung, wie in Fig. 8 oder 9 gezeigt, ausgebildet werden, indem mehrere rinnenartige Vertiefungen parallel zueinander in ei¬ ner ersten Richtung und weitere rinnenartige Vertiefungen parallel zueinander in einer zweiten Richtung verlaufen, wobei die erste und zweite Richtung verschieden sind und die Ver- tiefungen so angeordnet sind, dass sich die rinnenartigen
Vertiefungen der ersten Richtung und die rinnenartigen Vertiefungen der zweiten Richtung unter einem Winkel schneiden. Dieser Winkel kann z. B. 90 ° betragen (Fig. 8) oder von 90 verschieden sein (Fig. 9) . Es besteht auch die Möglichkeit, wie in Fig. 10 gezeigt, in einem ersten Bereich der Oberfläche eine erste Gruppe zuei¬ nander paralleler rinnenartige Vertiefungen und in einem weiteren Bereich der Oberfläche eine zweite Gruppe zueinander paralleler rinnenartige Vertiefungen anzuordnen. Weiterhin können wellenartige, zueinander parallel verlaufende rinnenartige Vertiefungen (Fig. 11) oder zickzackartige, zueinander parallel verlaufende rinnenartige Vertiefungen (Fig. 12) ausgebildet werden.
Fig. 13 zeigt die Möglichkeit von ringförmig angeordneten rinnenartigen Vertiefungen, wobei Gruppen mit mehreren Ringen mit unterschiedlichem Durchmesser, die äquidistant zueinander angeordnet sind, ausgebildet werden. Die Anordnung der ver¬ schiedenen Gruppen kann wie in Fig. 13 dargestellt erfolgen, d. h. die Ringe können sich berühren und/oder schneiden.
Weitere Ausführungsvarianten für erfindungsgemäße Strukturie¬ rungen sind in den Fig. 14-16 gezeigt. Hierbei handelt es sich um separat zueinander angeordnete Einzelstrukturen. Die Einzelstrukturen können z. B. leere Quadrate oder Rechtecke bilden (Fig. 14) . Es können beispielsweise auch ringförmige Einzelstrukturen ausgebildet werden (Fig. 15) . Auch eine Kombination verschiedener Einzelstrukturen ist möglich, z. B. wie in Fig. 16 gezeigt die Kombination von kreuz- und punktförmigen Strukturen. Im Querschnitt betrachtet (senkrecht zur strukturierten Ober¬ fläche) , können die Strukturierungen z. B. die in den Fig. 17-23 gezeigten Formen aufweisen. Diese können z. B. mit den in Draufsicht gezeigten Strukturen der Fig. 5-16 kombiniert werden . Fig. 17 zeigt einen Querschnitt, wie er z. B. bei im Wesent¬ lichen kreiskegelförmigen Vertiefungen oder parallel zueinander angeordneten rinnenartigen Vertiefungen mit annähernd dreieckigem Querschnitt resultieren kann.
Fig. 18 zeigt einen Querschnitt von z. B. im Wesentlichen ge- raden kreiskegelstumpfförmigen Vertiefungen oder parallel zueinander angeordneten rinnenartigen Vertiefungen, wobei die Rinnen einen Boden aufweisen, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche verläuft.
Fig. 19 zeigt z. B. beabstandet zueinander angeordnete Ver- tiefungen im Querschnitt, die ebenfalls z. B. gerade und kreiskegelstumpfförmig ausgebildet sein können oder parallel zueinander beabstandet angeordnete rinnenartige Vertiefungen, wobei der Abstand der einzelnen rinnenartigen Vertiefungen zueinander größer als die Breite einer rinnenartigen Vertie- fung ist.
Fig. 20 und 21 zeigen den Querschnitt von Vertiefungen z. B. in Form eines schiefen Kreiskegelstumpfes oder von parallelen rinnenartigen Vertiefungen mit einseitig schräger Begrenzung. Fig. 22 und 23 stellen den Querschnitt von beabstandeten
(Fig. 22) oder aneinander angrenzenden (Fig. 23) geraden kegelstumpfförmigen Vertiefungen oder parallelen rinnenartigen Vertiefungen mit einem nahezu gleichschenkligen Dreieck als Querschnittsfläche dar. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, auf der Oberfläche des Formwerkzeugs eine statistische Strukturierung auszubil¬ den, wie z. B. in Fig. 24 gezeigt, bei der einzelne Strukturelemente statisch verteilt auf der Oberfläche angeordnet wer¬ den können. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann eine strukturierte Oberfläche mit mehreren sich schneidenden und/oder parallel zueinander verlaufenden und/oder ringförmig angeordneten rinnenartige Vertiefungen ausgebildet sein oder werden, wie z. B. in den Fig. 8-13 dargestellt. Ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug zur Herstellung oberflä¬ chenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff weist eine Oberfläche mit einer komplementär zur zu erzeugenden Oberflächenstruktur des Bauteils ausgebildete Strukturierung auf. Mit anderen Worten weist die Ober- fläche des Formwerkzeugs eine solche Strukturierung auf, die die auf dem Bauteil gewünschte Strukturierung ergänzt.
Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann beispielsweise mittels des zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Ober- fläche zur Herstellung von oberflächenstrukturierten Bauteilen aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt werden. Insofern dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs. Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Strukturierung des Formwerkzeugs zylinderförmige, kegelförmige, kegel¬ stumpfförmige, halbkugelförmige oder rinnenartige Vertiefun¬ gen aufweisen. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen das Herstellungsverfahren betreffend und die Fig. 5-24 in
Hinblick auf mögliche Ausführungsvarianten der Strukturierung verwiesen .
Beispielsweise kann die Strukturierung der Oberfläche des Formwerkzeugs mehrere sich schneidende und/oder parallel zu- einander verlaufende und/oder ringförmig angeordnete rinnenartige Vertiefungen aufweisen, z. B. wie ebenfalls oben stehend näher erläutert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbund- werkstoff weist die im Folgenden beschriebenen Schritte auf.
Zunächst wird ein Ausgangsmaterial bereitgestellt, das kera¬ mische Fasern und einen Schlicker aufweist, wobei zu den ke¬ ramischen Fasern auch Kohlenstofffasern zählen.
Der Schlicker kann Vorstufen der späteren keramischen Matrix des keramischen Faserverbundwerkstoffs enthalten. Beispiels¬ weise kann das spätere Matrixmaterial durch Hochtemperaturbe¬ handlung („Sintern") aus den Vorstufen erzeugt werden. Diese Vorstufen ermöglichen eine niedrigere Sintertemperatur als bei einer herkömmlichen Keramik, bei der die Sintertemperatu- ren bei etwa 1600°C liegen, und verhindern so eine thermische Schädigung der Fasern.
Die Vorstufen sind beispielsweise Flüssigkeiten, die mit mehr oder weniger hohen Anteilen von oxidischen Keramikpulvern zum Schlicker angerührt und in die Fasern eingebracht werden. Bei Temperaturen beispielsweise zwischen 1000 und 1200 °C kann dann die oxidkeramische Matrix entstehen. Ein Beispiel für Vorstufen sind Mischungen aus Al203~Pulver mit Tetra-Ethyl- Ortho-Silikat und Aluminium-Butylat , die in richtiger Mi¬ schung Mullit als Matrix erzeugen. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial aus einer laminier¬ ten Anordnung von Fasern oder Fasermatten, die in einer bestimmten Orientierung oder abwechselnder Orientierung zueinander verlaufen und in Schichten angeordnet sind, gebildet sein oder werden, wobei die Fasern oder Fasermatten im Mat-
rixmaterial oder in einer Vorstufe des späteren Matrixmaterials eingebettet sind.
Aus dem Ausgangsmaterial wird in einem weiteren Schritt ein oberflächenstrukturierter Grünkörper geformt, wobei eines der zuvor beschriebenen Formwerkzeuge eingesetzt wird.
Anschließend wird der oberflächenstrukturierte Grünkörper zum fertigen oberflächenstrukturierten Bauteil aus dem keramischen Faserverbundwerkstoff weiterverarbeitet, z. B. indem der Grünkörper gesintert wird. Auf das fertige Bauteil kann eine thermische Barriereschicht aufgebracht werden, die auf¬ grund der Oberflächenstrukturierung eine verbesserte Haftung auf der Oberfläche des Bauteils aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff weist eine Oberfläche mit einer Strukturierung auf, wobei die Strukturierung zylinderförmige, kegelförmige, kegelstumpfförmige, halbkugelförmige oder wallartige Erhöhun¬ gen aufweist.
Das erfindungsgemäße Bauteil kann beispielsweise mittels des zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt werden. Insofern dienen die obigen Ausführungen zur Erläuterung dieses Verfahrens auch zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Bauteils.
Die Erhöhungen können beispielsweise komplementär zu den Vertiefungen der strukturierten Oberfläche des Formwerkzeugs ausgebildet sein, d. h. an denjenigen Stellen, an denen das Formwerkzeug eine Vertiefung aufweist, weist das mit diesem Formwerkzeug geformte Bauteil eine entsprechende Erhöhung auf. Z. B. können die wallartigen Erhöhungen das Gegenstück zu rinnenartigen Vertiefungen auf der strukturierten Oberfläche des Formwerkzeugs bilden.
Zur näheren Erläuterung der Begriffe zylinderförmig, kegelförmig und kegelstumpfförmig wird auf die obigen Definitionen und die Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 5-24 verwiesen.
Beispielsweise kann die Strukturierung mehrere sich schnei¬ dende und/oder parallel zueinander verlaufende und/oder ringförmig angeordnete wallartige Erhöhungen aufweisen, z. B. wie ebenfalls zuvor in Bezug auf die Vertiefungen der struktu- rierten Oberfläche des Formwerkzeugs erläutert.
Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Gasturbi¬ nenbauteil für den Heißgasbereich, z. B. eine Turbinenschau¬ fel oder ein Ringsegment, handeln.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len näher erläutert werden, die zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen betreffen, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausfüh¬ rungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vor- liegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzu- fassen und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Die Fig. 25 und 26 zeigen Aufnahmen der Oberfläche von zwei Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Formwerkzeuge zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem ke- ramischen Faserverbundwerkstoff, aufgenommen mit einem opti¬ schen 3D-Profilmessgerät (Nanofocus ysurf-expert ) . Das opti¬ schen 3D-Profilmessgerät beruht auf dem Messprinzip eines konfokalen Mikroskops, wobei die Beleuchtung über Dioden erfolgt. In der Beleuchtungsebene wird über eine sehr feine Blende auf das Werkstück fokussiert. Das rückgestreute Licht wird auf einen Detektor umgeleitet. In der Brennebene des De¬ tektors befindet sich ebenfalls eine sehr feine Blende. Da¬ durch ist gewährleistet, dass nur dann maximales Licht auf den Detektor trifft, wenn der Beleuchtungsstrahl den Fokus auf der Werkstückoberfläche hat.
Die Oberflächen in Fig. 25 und Fig. 26 weisen jeweils eine komplementär zur zu erzeugenden Oberflächenstruktur des Bauteils ausgebildete Strukturierung auf.
In Fig. 25 weist die Strukturierung der Oberfläche rinnenar- tige Vertiefungen auf, die teilweise parallel zueinander ver¬ laufen und sich teilweise in einem rechten Winkel zueinander schneiden, so dass eine gitterförmige Struktur resultiert, wie sie z. B. in Fig. 8 schematisch dargestellt ist. Wie dem Profilbild im unteren Teil der Fig. 25 zu entnehmen, welches das Profil entlang der gestrichelten Linie darstellt, ist der Querschnitt der rinnenartigen Vertiefungen annähernd rechteckig ausgebildet. Die Tiefe der rinnenartigen Vertiefungen beträgt im Beispiel 230 ym und ihre Breite 200 ym. Der Ab¬ stand zwischen zwei rinnenartigen Vertiefungen beträgt 300 ym.
Gemäß Fig. 26 weist die Strukturierung der Oberfläche des zweiten Ausführungsbeispiels näpfchenartige Vertiefungen in Form von Halbkugeln auf, die aneinander angrenzen, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt. Der Durchmesser der Vertie- fungen beträgt 280 ym, ihre Tiefe 220 ym, wie auf dem Profil¬ bild im unteren Teil der Fig. 26 ersichtlich ist, welches das Profil entlang der gestrichelten Linie darstellt. Der Abstand zwischen zwei nicht direkt benachbarten Vertiefungen beträgt 150 ym (siehe Strecke w in Fig. 26) . Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 25 wurde mittels ei¬ nes Pikosekundenlasers als Pulslaser erzeugt, wobei die Puls¬ dauer 15 ps betrug. Die Pulswiederholrate betrug ca. 400 kHz.
Die Geschwindigkeit, mit der der Bestrahlungsbereich in Bezug auf die Oberfläche des Formwerkzeugs bewegt wurde, betrug in diesem Beispiel zwischen 0,5 und 3 m/s. Die Geschwindigkeit wurde so gewählt dass der Bestrahlungsbereich eines Pulses um 70 bis 95 % mit dem Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überlappte, so dass die gewünschten rinnenartigen Ver- tiefungen entstanden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 26 betrug die Pulsdauer ca. 100 ns bei einer Pulswiederholrate von ca. 20 kHz. Die Geschwindigkeit, mit der der Bestrahlungsbereich in Bezug auf die Oberfläche des Formwerkzeugs bewegt wurde, be- trug ebenfalls zwischen 0,5 und 3 m/s. Hierbei wurde eine Überlappung der Bestrahlungsbereiche vermieden, um diskrete Einzelstrukturen auf der Oberfläche des Formwerkzeugs zu er¬ zeugen .
Bei beiden Ausführungsbeispielen wird eine deutlich gleichmä- ßigere Strukturierung erreicht als bei einer direkten Strukturierung gemäß dem Stand der Technik, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Claims
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs mit einer strukturierten Oberfläche zur Herstellung von oberflächen- strukturierten Bauteilen aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff aufweisend:
- Bereitstellen eines Formwerkzeugs mit einer Oberfläche,
- Bestrahlen der Oberfläche in einem Bestrahlungsbereich mittels eines Pulslasers,
wobei das Bestrahlen derart erfolgt, dass die Oberfläche teilweise unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche abgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Pulsdauer im Bereich von 5 ps bis 200 ns,
bevorzugt zwischen 5 und 15 ps oder zwischen 50 und 200 ns, liegt .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei die Pulswiederholrate im Bereich zwischen 10 und 800 kHz,
bevorzugt zwischen 10 und 40 kHz oder zwischen 200 und 800 kHz liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei der Bestrahlungsbereich mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,5 und 5 m/s in Bezug auf die Oberfläche des
Formwerkzeugs bewegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Geschwindigkeit des Bestrahlungsbereichs derart gewählt wird, dass der Bestrahlungsbereich eines Pulses um mindestens 60 %,
bevorzugt mindestens 75 %, mit dem Bestrahlungsbereich des vorhergehenden Pulses überlappt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Bestrahlungsbereich einen Durchmesser d zwischen 50 und 250 ym aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei eine strukturierte Oberfläche ausgebildet wird, die zylinderförmige, kegelförmige, kegelstumpfförmige, halbku¬ gelförmige oder rinnenartige Vertiefungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7,
wobei eine strukturierte Oberfläche mit mehreren sich schneidenden und/oder paralle1 zueinander verlaufenden und/oder ringförmig angeordneten rinnenartige Vertiefungen ausgebildet wird.
Formwerkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff, aufweisend eine Oberfläche mit einer komplementär zur zu erzeugenden Oberflächenstruktur des Bauteils ausgebildeten Strukturierung .
10. Formwerkzeug nach Anspruch 9,
wobei die Strukturierung zylinderförmige, kegelförmige, gelstumpfförmige, halbkugelförmige oder rinnenartige Ve tiefungen aufweist.
11. Formwerkzeug nach Anspruch 10,
wobei die Strukturierung mehrere sich schneidende und/oder parallel zueinander verlaufende und/oder ringförmig angeordnete rinnenartige Vertiefungen aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff aufwei¬ send :
- Bereitstellen eines Ausgangsmaterials aufweisend kerami¬ sche Fasern und einen Schlicker,
- Formen eines oberflächenstrukturierten Grünkörpers aus dem Ausgangsmaterial mittels eines Formwerkzeugs nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
- Weiterverarbeitung des oberflächenstrukturierten Grünkörpers zum fertigen oberflächenstrukturierten Bauteil aus dem keramischen Faserverbundwerkstoff .
3. Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff auf weisend eine Oberfläche mit einer Strukturierung,
wobei die Strukturierung zylinderförmige, kegelförmige, ke gelstumpfförmige, halbkugelförmige oder wallartige Erhöhun gen aufweist.
14. Bauteil nach Anspruch 13,
wobei die Strukturierung mehrere sich schneidende und/oder parallel zueinander verlaufende und/oder ringförmig angeordnete wallartige Erhöhungen aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017206082.4 | 2017-04-10 | ||
DE102017206082.4A DE102017206082A1 (de) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Formwerkzeug zur Herstellung oberflächenstrukturierter Bauteile aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Bauteil aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018188875A1 true WO2018188875A1 (de) | 2018-10-18 |
Family
ID=61827694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2018/056351 WO2018188875A1 (de) | 2017-04-10 | 2018-03-14 | Formwerkzeug zur herstellung oberflächenstrukturierter bauteile aus einem keramischen faserverbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung sowie bauteil aus einem keramischen faserverbundwerkstoff |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017206082A1 (de) |
WO (1) | WO2018188875A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109249518A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-22 | 安徽华举建材科技有限公司 | 一种聚苯颗粒保温板的制备方法 |
CN111975202A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-24 | 江苏大学 | 一种异种金属材料的激光焊接方法 |
CN113226626A (zh) * | 2019-02-08 | 2021-08-06 | 宝马股份公司 | 用于产生功能结构的方法以及构件 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100047512A1 (en) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | Morrison Jay A | Methodology and tooling arrangements for strengthening a surface bond in a hybrid ceramic matrix composite structure |
EP2689883A1 (de) * | 2012-07-24 | 2014-01-29 | Boegli-Gravures S.A. | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturierten Oberfläche auf eine Prägewalze aus Stahl |
DE102014110285A1 (de) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Thyssenkrupp Ag | Einrichtung und Verfahren zum Strukturieren einer Walze durch Laserabtrag |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008032618A1 (de) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | Wetzel Gmbh | Verfahren zum Strukturieren der Oberfläche einer Blechbahn und Prägewalze zur Durchführung des Verfahrens |
SI2289708T1 (sl) * | 2009-08-26 | 2012-04-30 | Indaffil Holding Ag | Postopek za izdelavo povrĺˇinske strukture kovinske potisne ploĺˇäśe, brezkonäśnega traku ali reliefnega valja |
DE102010028183B4 (de) * | 2010-04-26 | 2017-09-14 | Hochschule Esslingen | Umformwerkzeug und Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche eines Umformwerkzeugs |
DE102014210798A1 (de) * | 2014-06-05 | 2015-12-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Formwerkzeug, Verfahren zur seiner Herstellung und Verwendung sowie Kunststofffolie und Kunststoffbauteil |
-
2017
- 2017-04-10 DE DE102017206082.4A patent/DE102017206082A1/de not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-03-14 WO PCT/EP2018/056351 patent/WO2018188875A1/de active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100047512A1 (en) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | Morrison Jay A | Methodology and tooling arrangements for strengthening a surface bond in a hybrid ceramic matrix composite structure |
EP2689883A1 (de) * | 2012-07-24 | 2014-01-29 | Boegli-Gravures S.A. | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturierten Oberfläche auf eine Prägewalze aus Stahl |
DE102014110285A1 (de) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Thyssenkrupp Ag | Einrichtung und Verfahren zum Strukturieren einer Walze durch Laserabtrag |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109249518A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-22 | 安徽华举建材科技有限公司 | 一种聚苯颗粒保温板的制备方法 |
CN109249518B (zh) * | 2018-10-09 | 2020-10-27 | 安徽华举建材科技有限公司 | 一种聚苯颗粒保温板的制备方法 |
CN113226626A (zh) * | 2019-02-08 | 2021-08-06 | 宝马股份公司 | 用于产生功能结构的方法以及构件 |
CN111975202A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-24 | 江苏大学 | 一种异种金属材料的激光焊接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017206082A1 (de) | 2018-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10157647B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken in einer Laser-Materialbearbeitungsanlage oder einer Stereolitographieanlage | |
EP2289462B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen, generativen Fertigung | |
EP0565742B1 (de) | Verfahren zur Feinbearbeitung von Werkstück-Oberflächen | |
WO2018188875A1 (de) | Formwerkzeug zur herstellung oberflächenstrukturierter bauteile aus einem keramischen faserverbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung sowie bauteil aus einem keramischen faserverbundwerkstoff | |
DE102012010635A1 (de) | Verfahren zur 3D-Strukturierung und Formgebung von Oberflächen aus harten, spröden und optischen Materialien | |
DE102013212644A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels | |
DE60201079T2 (de) | Wärmedämmschicht mit unter der oberfläche vorliegenden einschlüssen für verbesserte temperaturwechselbeständigkeit | |
DE102010011508A1 (de) | Laserbearbeitungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Werkzeugs | |
EP3538293B1 (de) | Verfahren zur schichtweisen additiven fertigung von bauteilen und zugehöriges computerprogrammprodukt | |
EP3648925B1 (de) | Verfahren zur strukturierung einer substratoberfläche | |
DE102011006659A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, Bauteil und Turbomaschine mit Bauteil | |
DE102016115676A1 (de) | Additive Fertigung | |
DE102016117458A1 (de) | Verfahren zum bilden einer wärmedämmbeschichtung mit einer porositätsarchitektur unter verwendung von 3d-druck | |
DE102010053326A1 (de) | Gleitlager und Verfahren zu dessen Herstellung | |
WO2011088817A1 (de) | Strukturierte oberflächenbeschichtung mittels kinetischem kaltgasspritzen | |
EP3653320A1 (de) | Verfahren zum sintern eines sinterzeugs | |
DE102012217766A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Dampfdruck-Abtragschneiden eines metallischen Werkstücks | |
EP2414132B1 (de) | Bauteil mit einer überlappendenden laserspur; verfahren zur herstellung eines solchen bauteils | |
WO2014173999A1 (de) | Verfahren zur vereinzelung von chips aus einem wafer | |
EP2933469B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer hochemissiven oberflächenstruktur einer strahlungsgekühlten brennkammer | |
DE2129053A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Oberflächen-Dessinierungen | |
EP3611343B1 (de) | Bauelement mit einer haftstruktur für eine turbomaschine, verfahren zur herstellung eines bauelementes mit einer haftstruktur für eine turbomaschine und turbomaschine mit einem bauelement mit einer haftstruktur | |
WO2016120069A1 (de) | Additives herstellungsverfahren unter verwendung dickerer pulverschichten und bauteil | |
WO2020030619A1 (de) | Materialsystem sowie verfahren zur herstellung eines bauteils in einem additiven fertigungsverfahren | |
DE102013211905A1 (de) | Bauteileverbund, Verfahren zum Herstellen eines Bauteileverbunds und dessen Verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18714165 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18714165 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |