WO2023280716A1 - Building platform for the additive repair of components - Google Patents

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WO2023280716A1
WO2023280716A1 PCT/EP2022/068291 EP2022068291W WO2023280716A1 WO 2023280716 A1 WO2023280716 A1 WO 2023280716A1 EP 2022068291 W EP2022068291 W EP 2022068291W WO 2023280716 A1 WO2023280716 A1 WO 2023280716A1
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construction platform
component
components
plane
stop
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PCT/EP2022/068291
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Simon Steven
Clemens MIASKOWSKI
Collin THEISS
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Lufthansa Technik Ag
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    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the invention relates to a construction platform for the additive repair of components and their use.
  • the technology of the additive manufacturing process with selective laser melting is also used for the additive repair of components.
  • additional material is applied to existing components using the method described, for example to compensate for missing or worn areas on a component.
  • the exact positioning or at least exact determination of the position of the component to be repaired on the construction platform of the production system is essential. This is the only way to ensure that the material powder lying directly on the component to be repaired is actually remelted by a laser beam and thus firmly connected to the component to be repaired.
  • the alternative which is also fundamentally known from the prior art, of preparing each component individually and individually and reassembling it in an additive manufacturing system, is not sufficiently efficient, especially for smaller components, and is therefore regularly not economically viable.
  • the invention is based on the object of creating a device and a method for its use with which the disadvantages known from the prior art no longer occur or only occur to a reduced extent.
  • the invention relates to a construction platform for additive repair of components with a plurality of repair positions arranged in the plane of the construction platform, each of which has component receptacles for fastening a component to be repaired to it in a precise position and position, with at least one component receptacle in the direction perpendicular to the plane of the
  • the construction platform can be individually moved and optionally fixed.
  • the invention relates to the use of a construction platform according to the invention according to one of the preceding claims, with the displaceable component holders being fixed in a position along their displaceability such that those surfaces of the components attached thereto which are intended for the additive application of material lie in a common plane .
  • the invention has recognized that with a common arrangement of components to be repaired on a construction platform, for which a plurality of repair positions are provided with corresponding component holders for fastening the individual components in the correct position and location, an advantageous additive repair of the components can be achieved. if at least part of the component recordings, preferably all Component holders, move in a direction perpendicular to the level of the construction platform and can be optionally fixed in any position along this mobility. This makes it possible to align the surfaces of the individual components on which the material application required for the repair is to take place by moving the component holders in a common plane, without having to remove identical material from the individual components, as is the case here is the case in the prior art.
  • the construction platform according to the invention is sufficiently flexible to also be used in other process steps of the additive repair apart from the actual application of material, such as evaluating the damage to the individual components and/or removing material from the individual components, up to the damaged areas to be repaired are removed. If machines and devices known from the prior art are used for this, the component recordings of the construction platform according to the invention can be moved to a common height in relation to the construction platform or in a common plane parallel to the construction platform and fixed there, which results in a known construction platform comparable bare arrangement of the component recordings or of components attached thereto results.
  • the machines and devices used must therefore for the use of the Vorrich device according to the invention in principle not or only slightly changed or is adjusted, with the adjustment - if at all he required - operating parameters of the machines and devices regularly limited to the readjustment of individual loading
  • the displaceability of at least one component holder is in the direction away from the construction platform or the plane defined by the arrangement of the component holders and their direction of displacement, which is, for example, at the height of the underside of the construction platform or at the height of the component holders in the fully retracted state can lead, limited by a stop.
  • the proposals or the component shots are located if they are adjacent to these shots, preferably in a common plane parallel to the building platform level.
  • the displaceability of the component holder is limited in a defined manner or the fully extended state of a component holder is defined by the respective stop, with suitable design of the stops being able to ensure that all component holders resting against their corresponding stops lie in one plane, what can be advantageous or necessary for individual processing steps during the repair of components.
  • an actuating element is provided on at least one component holder, which selectively or permanently urges the component holder in the direction of the stop.
  • an appropriately equipped component recording should be moved by the actuating element to the previously described stop and kept there.
  • the actuating element can apply the corresponding force to the component receptacle permanently or only selectively as required.
  • the actuating element can be, for example, a spring element, a hydraulic or pneumatic cylinder or an electric drive. While a spring element actuation element as a component recording basically permanently pushes in the direction of its stop, the other alternatives mentioned can be deactivated if necessary. In particular, if the actuating element is designed as an electric drive, it is also possible, with appropriate control, to move the component holder exactly to a desired position using the electric drive alone.
  • the optional fixing of the at least one component holder can preferably be achieved by a fixing device which interacts with the at least one component holder in a non-positive manner.
  • the force-locking fixation can regularly be designed in such a way that the shifting position of a component holder does not unintentionally change when it is selectively fixed.
  • a fixation device as a clamping system, in which the fixation device by pressing we least one clamping jaw on a surface of the Befest Trentsvor device parallel to the direction of their displacement.
  • An individual fixing device can be provided for each displaceable component holder.
  • a fixing device it is also possible for a fixing device to be designed for the simultaneous fixing of groups of displaceable component receptacles or all component receptacles.
  • the construction platform can have at least three stop columns with contact surfaces on their free ends on the construction platform on the side of the component receptacles, with the contact surfaces defining a stop plane parallel to the plane of the construction platform.
  • the movable component holders can be easily aligned in such a way that those surfaces of the components attached to them on which the material al order is to take place, is aligned in a common plane.
  • the construction platform with the contact surfaces of the contact columns can be brought into contact with a planar contact surface, which then lies in the contact plane, e.g.
  • planar contact plate which can be part of the construction platform according to the invention, on the contact surfaces or the construction platform is brought with the bearing surfaces in contact with egg ner suitable flat surface.
  • the individual construction part shots to which components are attached can then be moved so that the respective surfaces of the components provided for the material order rest against the stop surface before the component shots are fixed. If all component holders are aligned and fixed accordingly, the contact between the construction platform and the stop surface can be eliminated again, whereby the surfaces of the components provided for the application of material remain aligned in the stop plane defined by the stop columns.
  • the construction platform can also have a support plate for optional attachment to the stop pillars, which is designed to provide additional support for construction parts attached in the component receptacles.
  • a support plate which can only be attached as an option, the components attached to the building platform can be used for individual processing steps, such as e.g. B. the removal of material by milling, are additionally secured in order to avoid or at least reduce unnecessary stress and / or unwanted deformation of the components that could negatively affect the processing result.
  • the support plate can, for example, have lead-through openings through which the individual components can be passed. It is also possible to additionally secure the components, for example by means of clamping devices in the individual lead-through openings.
  • the construction platform preferably has clamping modules or clamping bolts of a zero-point clamping system on the side facing away from the component receptacles.
  • the construction platform can be repeatedly attached in a defined position to a mount with suitable counterparts via the components in question of a zero-point clamping system. It is thus possible to fix the construction platform variably in different machines for the individual processing steps without the need for time-consuming alignment of the construction platform and/or calibration of the machine.
  • the construction platform according to the invention is particularly suitable for the simultaneous additive repair of smaller components.
  • the construction platform or its component receptacles can be designed for attaching engine blades of a gas turbine or an aircraft engine to it.
  • the engine blades can be fastened to the component mounts with their respective feet and, if the turbine tips have been worn down differently to eliminate damaged areas, the component mounts can be moved, as described, so they can be aligned so that the material intended for protruding is positioned Surfaces of the individual engine blades are in a common plane.
  • a flat stop plate can be arranged along this plane at times.
  • the surfaces of the components in question can then be brought into contact with the stop plate by moving the construction part of the shots. If the component mounts are then fixed, the for The surfaces of the components intended for the application of material remain in the desired level even after the stop plate has been removed.
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a construction platform according to the invention
  • FIG. 2 a sectional view through the construction platform according to FIG. 1;
  • FIG. 3 a bottom view of the construction platform according to FIG. 1;
  • FIG. 4 the construction platform according to FIG. 1 with a support plate attached thereto;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the connection of a construction platform according to FIG. 1 with a machine-side receptacle
  • FIG. 6 a detailed illustration of the component holder of the construction platform according to FIG. 1;
  • Figure 7a-g a schematic representation of the inventive Shen use of the construction platform according to Figure 1.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a construction platform 1 according to the invention.
  • the construction platform 1 comprises a large number of repair positions arranged in a grid pattern, each with a component receptacle 2.
  • Components 50 to be repaired in this case engine blades of a gas turbine engine—are positioned on the component receptacles 2. and fixed in place.
  • the fastening takes place in such a way that no relative movement occurs between a construction part receptacle 2 and a component 50 to be repaired fastened thereto.
  • All of the component holders 2 can be displaced individually in a direction 90 perpendicular to the plane 91 of the construction platform 1 .
  • the level 91 results from the direction of displacement 90 of the individual component receptacles 2 and the component receptacles 2 in the fully retracted position, ie. H. least on the construction sub-platform 1 protruding state.
  • the displaceability is limited by a stop 5 in the direction away from the plane 91 of the construction platform 1 .
  • a spring element 6 is provided as an actuating element 7 for each component receptacle 2 , which permanently urges the piston 3 assigned to a component receptacle 2 in the direction of the stop 5 .
  • clamping systems 8 are provided, with which in the illustrated embodiment two component receptacles 2 can always be secured non-positively in their respective position along the displacement direction 90 .
  • the clamping systems 8 can be operated through openings 9 in the bottom of the construction platform 1, it can be reached with screws 10. By tightening the screws 10, the component holders 2 are in their current position fixed without changing the position due to the fixation.
  • the component platform 1 has four stop columns 11 on the side of the component receptacles 2 . At their free ends remote from the construction platform 1 , the contact columns 11 each have bearing surfaces 12 which lie in a common contact plane parallel to the plane 91 of the construction platform 1 .
  • a flat stop plate 17 (not shown here, but cf. FIGS. 7c and 7d) can be brought into contact with the contact surfaces 12, which then extends in the stop plane.
  • the stop columns 11 are also designed so that a support plate 13, as shown in FIG. 4, can be fastened thereto.
  • the support plate 13 has one of the number of component mounts 2 corresponding to number of passage openings 14 through which - the tips of the engine blades 50 can be passed - in the exemplary embodiment before lying.
  • the lead-through openings 14 each have clamping devices 15 with which the engine blades 50 can also be secured in their position.
  • clamping modules 15 of a zero-point clamping system are provided (cf. FIG. 3). These clamping modules 15 can, as indicated in FIG Repairing components 50 can be arranged, who brought the and align the construction platform 1 exactly to a predetermined zero position by the clamping plate 60.
  • the component receptacles 2 of the construction platform 1 are shown in greater detail in FIG.
  • the component mounts 2 are designed in such a way that the engine blades 50 are inserted with their blade root in the direction indicated by the arrow 92 into the component mounts 2 and are then clamped in a fixed position and position by appropriately tightening the screws 16 .
  • the component mounts correspond to those of the prior art.
  • FIGS. 7a-g A use according to the invention of the construction platform 1 described above for the additive repair of engine blades 50 is described below with reference to FIGS. 7a-g.
  • FIGS. 7a-g the representation of the construction platform 1 is greatly simplified from green for the sake of clarity.
  • the machines etc. used in the individual process steps were also not shown, since these are basically machines known from the prior art.
  • engine blades 50 are first measured ver and examined for damage in the blade tips out.
  • the component holders 2 are moved into the position specified by the stops 5, for example with the aid of the respective actuating elements 7 or spring elements 6 (cf. FIG. 2). In this position they are fixed and secured by the clamping systems 8 (see FIG. 7a).
  • the construction platform 1 is then arranged together with the engine blades 50 fastened to it on a clamping plate 60 in a device suitable for measuring and defect detection, as is known from the prior art, and centered in a zero position via the clamping modules 15 .
  • the engine blades 50 particularly in the area of the blade tips, are then measured and examined for damage, with the surfaces of the individual engine blades 50 being recorded three-dimensionally, e.g. by laser, and transferred to a digital data model, which is then used to determine Deviations that could represent damage are compared with a target model.
  • the blade surfaces can also be recorded optically, with suitable automated image analyzes being able to detect possible defects in the engine blades 50 .
  • the support plate 13 is then fastened to the stop columns 11 according to Figure 4, so that the engine blades 50 are passed through the respective feed-through openings 14 and secured there with the clamping devices 15 secured (see FIG. 7b).
  • the construction platform 1 together with the engine blades 50 and the support plate 13 can then be arranged and centered on the clamping plate 60 in the working area of a machine for machining, e.g. a CNC milling machine, which then cuts the individual engine blades 50 to the individually determined dimension shortens and creates an end face parallel to the level 91 of the construction platform 1 on the engine blades 50 (cf. FIG. 7c).
  • a flat stop plate 17 is then lowered in the direction indicated by the arrow 92 perpendicular to the plane 91 of the construction platform 1, so that the flat stop plate 17 gradually comes into contact with the respective previously created end faces of the engine blades 50.
  • the flat stop plate 17 then pushes the component receptacles 2 against the urging of the spring elements 6 until the flat stop plate 17 rests on the bearing surfaces 12 of the stop columns 11 (cf. FIG. 7d).
  • the material that has not been remelted during the 3D printing can be easily removed by utilizing the force of gravity (FIG. 7g). Alternatively or in addition, remaining non-remelted material can also be sucked off.
  • the engine blades 50 can then be detached from the component mounts 2 . It is of course also possible to carry out further (post) processing steps on the engine blades 50 while the engine blades 50 are still attached to the component mounts 2 .
  • the component holders 2 can, of course, also be moved again into suitable positions for corresponding processing steps, if necessary.

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Abstract

The invention relates to a building platform (1) for the additive repair of components (50) and to the use thereof. The building platform (1) comprises a plurality of repair positions that are arranged in the plane (91) of the building platform (1) and each have component receptacles (2) for fastening a component (50) to be repaired thereto in a precise position and orientation. At least one component receptacle (2) is individually displaceable in a direction (90) perpendicular to the plane (91) of the building platform (1) and optionally fixable. When this building platform (1) is used, the displaceable component receptacles (2) are fixed in a position along their displaceability such that those faces of the components (50) fastened thereto that are intended for material deposition lie in a common plane (94).

Description

Bauplattform für additive Reparatur von Bauteilen Construction platform for additive repair of components
Die Erfindung betrifft eine Bauplattform für die additive Re paratur von Bauteilen sowie deren Verwendung. The invention relates to a construction platform for the additive repair of components and their use.
Im Stand der Technik sind Verfahren und Systeme für die addi- tive Fertigung bekannt, bei denen sukzessive aufgebrachte Me tallpulverschichten durch einen gesteuerten Laserstrahl gemäß einem vorgegebenen CAD-Modell selektiv zu einem nach Erstar rung festen Material umgeschmolzen wird („Selektives Laser schmelzen"; SLM). Nach entsprechender Bearbeitung sämtlicher Schichten kann das nicht-umgeschmolzene Pulver entfernt werden und es verbleibt ein Metallbauteil, welches nach Bedarf noch nachbearbeitet werden muss oder direkt verwendet werden kann. Methods and systems for additive manufacturing are known in the prior art, in which successively applied layers of metal powder are selectively remelted by a controlled laser beam according to a specified CAD model to form a solid material after solidification ("selective laser melting"; SLM After all layers have been processed accordingly, the non-remelted powder can be removed and a metal component remains, which must be reworked as required or can be used directly.
Die Technologie des additiven Fertigungsverfahrens mit selek tivem Laserschmelzen wird auch zur Additiv-Reparatur von Bau- teilen eingesetzt. Dazu wird mithilfe des beschriebenen Ver fahrens zusätzliches Material auf bereits bestehende Bauteile aufgetragen, um bspw. Fehl- oder Abnutzungsstellen an einem Bauteil auszugleichen. The technology of the additive manufacturing process with selective laser melting is also used for the additive repair of components. For this purpose, additional material is applied to existing components using the method described, for example to compensate for missing or worn areas on a component.
Um entsprechende Reparaturen durchführen zu können, ist die exakte Positionierung oder zumindest exakte Bestimmung der Po sition des zu reparierenden Bauteils auf der Bauplattform des Fertigungssystems zwingend. Nur so kann sichergestellt werden, dass auch tatsächlich das direkt an das zu reparierende Bau teil anliegendes Materialpulver durch einen Laserstrahl umge- schmolzen und so mit dem zu reparierenden Bauteil fest verbun den wird. In order to be able to carry out appropriate repairs, the exact positioning or at least exact determination of the position of the component to be repaired on the construction platform of the production system is essential. This is the only way to ensure that the material powder lying directly on the component to be repaired is actually remelted by a laser beam and thus firmly connected to the component to be repaired.
Weiterhin ist zwingend, dass bei der zeitgleichen Reparatur mehrere Bauteile in einem Fertigungssystem diejenigen Flächen, auf denen Material aufgetragen werden soll, in einer gemeinsa men Bauebene. Nur so lässt sich das selektiv zu schmelzende Materialpulver mit der erforderlichen Präzision schichtweise auftragen und umschmelzen, um bei jedem zu reparierenden Bau teil eine feste Verbindung zwischen dem Bauteil und dem neu hinzukommenden Material zu gewährleisten. Furthermore, it is imperative that when repairing several components in one production system at the same time, those surfaces on which material is to be applied, in a common building level. This is the only way to apply and remelt the material powder, which is to be selectively melted, in layers with the necessary precision in order to ensure a firm connection between the component and the new material to be repaired for each component to be repaired.
Um eine gemeinsame Ebene für den Materialauftrag zu erreichen werden im Stand der Technik gleichförmige Bauteile, wie bspw. Triebwerksschaufeln von Gasturbinen bzw. Flugzeugtriebwerken, die zeitgleich in einem additiven Fertigungssystem durch Mate rialauftrag repariert werden sollen, identisch vorbereitet. Dazu wird bspw. bei sämtlichen zu reparierenden Bauteilen un abhängig von deren tatsächlicher Beschädigung derart viel Ma terial abtragen, dass die zu reparierenden Beschädigungen auf allen zeitgleich zu reparierenden Bauteilen entfernt werden, bevor anschließen bei sämtlichen Bauteilen ein die ursprüngli che oder eine andere vorgegebene Form wiederherstellender Ma terialauftrag erfolgt. Diese Gleichbehandlung aller Bauteile hat zur Folge, dass regelmäßig bei einem Teil der Bauteile mehr Material entfernt wird, als für die Beschädigungen dieser Bauteile eigentlich erforderlich wäre. Bei diesen Bauteilen muss anschließend dann auch mehr Material durch das additive Fertigungssystem aufgetragen werden als bei einem auf die tat sächlichen Beschädigungen der einzelnen Bauteile individuell abgestimmten Materialabtrag. In order to achieve a common level for the material application, in the prior art, identical components, such as engine blades of gas turbines or aircraft engines, which are to be repaired at the same time in an additive manufacturing system by material application, are prepared identically. For this purpose, for example, so much material is removed from all components to be repaired, regardless of their actual damage, that the damage to be repaired is removed from all components to be repaired at the same time, before all components are then restored to their original or another predetermined form Material order completed. This equal treatment of all components means that more material is regularly removed from some of the components than would actually be necessary to damage these components. With these components, more material then has to be applied by the additive manufacturing system than with material removal that is individually tailored to the actual damage to the individual components.
Die aus dem Stand der Technik ebenfalls grundsätzlich bekannte Alternative, jedes Bauteil einzeln und individuell vorzuberei ten und in einem additiven Fertigungssystem wiederaufzubauen, ist insbesondere für kleinere Bauteile nicht ausreichend effi zient und daher regelmäßig auch nicht wirtschaftlich darstell bar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Verwendung zu schaffen, mit denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in vermindertem Umfang auftreten. The alternative, which is also fundamentally known from the prior art, of preparing each component individually and individually and reassembling it in an additive manufacturing system, is not sufficiently efficient, especially for smaller components, and is therefore regularly not economically viable. The invention is based on the object of creating a device and a method for its use with which the disadvantages known from the prior art no longer occur or only occur to a reduced extent.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bauplattform gemäß dem Hauptanspruch sowie ein Verfahren zu deren Verwendung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a construction platform according to the main claim and a method for its use according to the independent claim 12. Advantageous developments are the subject matter of the dependent claims.
Demnach betrifft die Erfindung eine Bauplattform für additive Reparatur von Bauteilen mit einer Mehrzahl von in der Ebene der Bauplattform angeordneten Reparaturpositionen, die jeweils Bauteilaufnahmen zur positions- und lagegenauen Befestigung eines zu reparierenden Bauteils daran aufweisen, wobei wenigs tens eine Bauteilaufnahme in Richtung senkrecht zur Ebene der Bauplattform individuell verschiebbar und wahlweise fixierbar ist. Accordingly, the invention relates to a construction platform for additive repair of components with a plurality of repair positions arranged in the plane of the construction platform, each of which has component receptacles for fastening a component to be repaired to it in a precise position and position, with at least one component receptacle in the direction perpendicular to the plane of the The construction platform can be individually moved and optionally fixed.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfin dungsgemäßen Bauplattform gemäß einem der vorstehenden Ansprü che, wobei die verschiebbaren Bauteilaufnahmen in einer Posi tion entlang ihrer Verschiebbarkeit fixiert werden, dass die jenigen zur additiven Auftragung von Materials vorgesehenen Flächen der daran befestigten Bauteile in einer gemeinsamen Ebene liegen. Furthermore, the invention relates to the use of a construction platform according to the invention according to one of the preceding claims, with the displaceable component holders being fixed in a position along their displaceability such that those surfaces of the components attached thereto which are intended for the additive application of material lie in a common plane .
Die Erfindung hat erkannt, dass bei einer gemeinsamen Anord nung von zu reparierenden Bauteilen auf einer Bauplattform, wofür eine Mehrzahl von Reparaturpositionen mit entsprechenden Bauteilaufnahmen zur positions- und lagegenauen Befestigung der einzelnen Bauteile vorgesehen sind, eine vorteilhafte ad ditive Reparatur der Bauteile erreicht werden kann, wenn sich zumindest ein Teil der Bauteilaufnahmen, vorzugsweise alle Bauteilaufnahmen, in eine Richtung senkrecht zur Ebene der Bauplattform verschieben und in beliebigen Positionen entlang dieser Verschiebbarkeit wahlweise fixieren lassen. So ist es nämlich möglich, die Flächen der einzelnen Bauteile, auf denen der für die Reparatur erforderliche Materialauftrag erfolgen soll, durch Verschieben der Bauteilaufnahmen in einer gemein samen Ebene auszurichten, ohne dass dafür bei den einzelnen Bauteilen jeweils ein identischer Materialabtrag erfolgen müsste, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. The invention has recognized that with a common arrangement of components to be repaired on a construction platform, for which a plurality of repair positions are provided with corresponding component holders for fastening the individual components in the correct position and location, an advantageous additive repair of the components can be achieved. if at least part of the component recordings, preferably all Component holders, move in a direction perpendicular to the level of the construction platform and can be optionally fixed in any position along this mobility. This makes it possible to align the surfaces of the individual components on which the material application required for the repair is to take place by moving the component holders in a common plane, without having to remove identical material from the individual components, as is the case here is the case in the prior art.
Dabei ist die erfindungsgemäße Bauplattform ausreichend flexi bel, um auch bei anderen Verfahrensschritten der additiven Re paratur abgesehen von dem eigentlichen Materialauftrag verwen det zu werden, wie bspw. der Befundung der Beschädigungen der einzelnen Bauteile und/oder dem Materialabtrag von den einzel nen Bauteilen, bis die zu reparierenden beschädigten Bereiche entfernt sind. Kommen dafür aus dem Stand der Technik bekannte Maschinen und Vorrichtungen zum Einsatz, können die Bauteil aufnahmen der erfindungsgemäßen Bauplattform auf eine gemein same Höhe gegenüber der Bauplattform bzw. in eine gemeinsame Ebene parallel zur Bauplattform verschoben und dort fixiert werden, womit sich eine zu bekannten Bauplattformen vergleich bare Anordnung der Bauteilaufnahmen bzw. von daran befestigten Bauteilen ergibt. Die verwendeten Maschinen und Vorrichtungen müssen daher für die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrich tung grundsätzlich nicht oder nur kaum verändert bzw. ange passt werden, wobei sich die Anpassung - sofern überhaupt er forderlich - regelmäßig auf die Nachjustierung einzelner Be triebsparameter der Maschinen und Vorrichtungen beschränkt, die sich bspw. durch eine möglicherweise größere Höhe der er findungsgemäßen Bauplattform gegenüber solchen aus dem Stand der Technik ergeben können. Die Verschiebbarkeit wenigstens einer Bauteilaufnahme ist in der Richtung weg von der Bauplattform bzw. der durch die An ordnung der Bauteilaufnahmen und deren Verschieberichtung de finierten Ebene, die bspw. auf der Höhe der Unterseite der Bauplattform oder auf der Höhe der Bauteilaufnahmen im voll ständig eingefahrenen Zustand führen kann, durch einen An schlag begrenzt. Weisen mehrere oder alle verschiebbaren Bau teilaufnahmen einen entsprechenden Anschlag auf, sind die An schläge bzw. die Bauteilaufnahmen, wenn anliegend an diese An schläge, vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Ebene der Bauplattform angeordnet. Die Verschiebbarkeit der Bauteilaufnahme wird so definiert begrenzt bzw. der vollstän dig ausgefahrene Zustand einer Bauteilaufnahme wird durch den jeweiligen Anschlag definiert, wobei durch geeignete Ausge staltung der Anschläge erreicht werden kann, dass alle an ih ren entsprechenden Anschlägen anliegenden Bauteilaufnahmen in einer Ebene liegen, was für einzelne Bearbeitungsschritte wäh rend der Reparatur von Bauteilen vorteilhaft oder erforderlich sein kann. The construction platform according to the invention is sufficiently flexible to also be used in other process steps of the additive repair apart from the actual application of material, such as evaluating the damage to the individual components and/or removing material from the individual components, up to the damaged areas to be repaired are removed. If machines and devices known from the prior art are used for this, the component recordings of the construction platform according to the invention can be moved to a common height in relation to the construction platform or in a common plane parallel to the construction platform and fixed there, which results in a known construction platform comparable bare arrangement of the component recordings or of components attached thereto results. The machines and devices used must therefore for the use of the Vorrich device according to the invention in principle not or only slightly changed or is adjusted, with the adjustment - if at all he required - operating parameters of the machines and devices regularly limited to the readjustment of individual loading For example, due to a possibly greater height of the construction platform according to the invention compared to those from the prior art. The displaceability of at least one component holder is in the direction away from the construction platform or the plane defined by the arrangement of the component holders and their direction of displacement, which is, for example, at the height of the underside of the construction platform or at the height of the component holders in the fully retracted state can lead, limited by a stop. If several or all of the displaceable construction part shots have a corresponding stop, the proposals or the component shots are located if they are adjacent to these shots, preferably in a common plane parallel to the building platform level. The displaceability of the component holder is limited in a defined manner or the fully extended state of a component holder is defined by the respective stop, with suitable design of the stops being able to ensure that all component holders resting against their corresponding stops lie in one plane, what can be advantageous or necessary for individual processing steps during the repair of components.
Es ist bevorzugt, wenn an wenigstens einer Bauteilaufnahme ein Betätigungselement vorgesehen ist, welches die Bauteilaufnahme wahlweise oder dauerhaft in Richtung des Anschlages drängt. In anderen Worten soll eine entsprechend ausgestattete Bauteil aufnahme, sofern sie nicht fixiert ist, durch das Betätigungs element zum zuvor beschriebenen Anschlag bewegt und dort ge halten werden. Das Betätigungselement kann dabei dauerhaft o- der nur wahlweise bei Bedarf die entsprechende Kraft auf die Bauteilaufnahme aufbringen. It is preferred if an actuating element is provided on at least one component holder, which selectively or permanently urges the component holder in the direction of the stop. In other words, if it is not fixed, an appropriately equipped component recording should be moved by the actuating element to the previously described stop and kept there. The actuating element can apply the corresponding force to the component receptacle permanently or only selectively as required.
Bei dem Betätigungselement kann es sich bspw. um ein Federele ment, ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder einen elektrischen Antrieb handeln. Während ein Federelement als Be tätigungselement eine Bauteilaufnahme grundsätzlich dauerhaft in Richtung ihres Anschlages drängt, können die anderen ge nannten Alternativen bei Bedarf deaktiviert werden. Insbeson dere wenn das Betätigungselement als elektrischer Antrieb aus gebildet, ist es mit entsprechender Steuerung auch möglich, die Bauteilaufnahme allein mit dem elektrischen Antrieb exakt in eine gewünschte Position zu verschieben. The actuating element can be, for example, a spring element, a hydraulic or pneumatic cylinder or an electric drive. While a spring element actuation element as a component recording basically permanently pushes in the direction of its stop, the other alternatives mentioned can be deactivated if necessary. In particular, if the actuating element is designed as an electric drive, it is also possible, with appropriate control, to move the component holder exactly to a desired position using the electric drive alone.
Die wahlweise Fixierung der wenigstens einen Bauteilaufnahme kann vorzugsweise durch eine kraftschlüssig mit der wenigstens einen Bauteilaufnahme zusammenwirkende Fixierungsvorrichtung erreicht werden. Die kraftschlüssige Fixierung lässt sich da bei regelmäßig so ausgestalten, dass sich die Verschiebeposi tion einer Bauteilaufnahme beim wahlweisen Fixieren nicht un beabsichtigt verändert. Eine Möglichkeit hierfür ist die be vorzugte Ausgestaltung einer Fixierungsvorrichtung als Spann system, bei dem die Fixierungsvorrichtung durch Anpressen we nigstens einer Spannbacke an eine Fläche der Fixierungsvor richtung parallel zur Richtung deren Verschiebbarkeit. The optional fixing of the at least one component holder can preferably be achieved by a fixing device which interacts with the at least one component holder in a non-positive manner. The force-locking fixation can regularly be designed in such a way that the shifting position of a component holder does not unintentionally change when it is selectively fixed. One possibility for this is the be preferred embodiment of a fixation device as a clamping system, in which the fixation device by pressing we least one clamping jaw on a surface of the Befestigungsvor device parallel to the direction of their displacement.
Es kann für jede verschiebbare Bauteilaufnahme eine individu elle Fixierungsvorrichtung vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, dass eine Fixierungsvorrichtung zur gleichzeitigen Fixierung von Gruppen von verschiebbaren Bauteilaufnahmen oder sämtlicher Bauteilaufnahmen ausgebildet ist. An individual fixing device can be provided for each displaceable component holder. However, it is also possible for a fixing device to be designed for the simultaneous fixing of groups of displaceable component receptacles or all component receptacles.
Die Bauplattform kann an der Bauplattform auf der Seite der Bauteilaufnahmen wenigstens drei Anschlagsäulen mit Auflage flächen an ihren freien Enden aufweisen, wobei die Auflageflä chen eine Anschlagebene parallel zur Ebene der Bauplattform definieren. Mithilfe der Anschlagsäulen bzw. der dadurch defi nierten Anschlagebene lassen sich auf einfache Weise die ver schiebbaren Bauteilaufnahmen so ausrichten, dass diejenige Flächen der daran befestigten Bauteile, auf denen der Materi- alauftrag erfolgen soll, in einer gemeinsamen Ebene ausgerich tet ist. Dazu kann die Bauplattform mit den Auflageflächen der Anschlagsäulen in Kontakt mit einer ebenen Anschlagfläche ge bracht werden, die dann in der Anschlagebene liegt, bspw. in dem eine ebene Anschlagplatte, die Teil der erfindungsgemäßen Bauplattform sein kann, auf die Auflageflächen aufgelegt wird oder die Bauplattform mit den Auflageflächen in Anlage mit ei ner geeigneten ebenen Fläche gebracht wird. Die einzelnen Bau teilaufnahmen, an denen Bauteile befestigt sind, können dann so verschoben werden, dass die jeweiligen für den Materialauf trag vorgesehenen Flächen der Bauteile an der Anschlagfläche anliegen, bevor die Bauteilaufnahmen fixiert werden. Sind alle Bauteilaufnahmen entsprechend ausgerichtet und fixiert, kann der Kontakt zwischen Bauplattform und Anschlagfläche wieder aufgehoben werden, wobei die für den Materialauftrag vorgese henen Flächen der Bauteile in der durch die Anschlagsäulen de finierten Anschlagebene ausgerichtet bleiben. The construction platform can have at least three stop columns with contact surfaces on their free ends on the construction platform on the side of the component receptacles, with the contact surfaces defining a stop plane parallel to the plane of the construction platform. With the help of the stop pillars or the stop level defined by them, the movable component holders can be easily aligned in such a way that those surfaces of the components attached to them on which the material al order is to take place, is aligned in a common plane. For this purpose, the construction platform with the contact surfaces of the contact columns can be brought into contact with a planar contact surface, which then lies in the contact plane, e.g. by placing a planar contact plate, which can be part of the construction platform according to the invention, on the contact surfaces or the construction platform is brought with the bearing surfaces in contact with egg ner suitable flat surface. The individual construction part shots to which components are attached can then be moved so that the respective surfaces of the components provided for the material order rest against the stop surface before the component shots are fixed. If all component holders are aligned and fixed accordingly, the contact between the construction platform and the stop surface can be eliminated again, whereby the surfaces of the components provided for the application of material remain aligned in the stop plane defined by the stop columns.
Die Bauplattform kann auch eine Abstützplatte zur wahlweisen Befestigung an den Anschlagsäulen aufweisen, die zur zusätzli chen Abstützung von in den Bauteilaufnahmen befestigten Bau teilen ausgebildet ist. Durch eine entsprechende, nur wahl weise anzubringende Abstützplatte können die auf der Bauplatt form befestigten Bauteile für einzelne Bearbeitungsschritte, wie z. B. das spanende Entfernen von Material durch Fräsen, zusätzlich gesichert werden, um unnötige Belastungen und/oder unerwünschte Deformationen der Bauteile, die das Bearbeitungs ergebnis negativ beeinflussen könnten, zu vermeiden oder zu mindest zu verringern. Die Abstützplatte kann bspw. Durchfüh rungsöffnungen aufweisen, durch welche die einzelnen Bauteile hindurchgeführt werden können. Auch ist möglich, die Bauteile, bspw. durch Spannvorrichtungen in den einzelnen Durchführungs öffnungen zusätzlich zu sichern. Die Bauplattform weist auf der von den Bauteilaufnahmen abge wandten Seite vorzugsweise Spannmodule oder Spannbolzen eines Nullpunktspansystems auf. Über die fraglichen Komponenten ei nes Nullpunktspansystems kann die Bauplattform wiederholt in einer definierten Position an einer Aufnahme mit geeigneten Gegenstücken befestigt werden. So ist es möglich, die Bau plattform variabel in verschiedenen Maschinen für die einzel nen Bearbeitungsschritte zu fixieren, ohne dass eine auf wendige Ausrichtung der Bauplattform und/oder Kalibrierung der Maschine erforderlich wäre. The construction platform can also have a support plate for optional attachment to the stop pillars, which is designed to provide additional support for construction parts attached in the component receptacles. With a corresponding support plate, which can only be attached as an option, the components attached to the building platform can be used for individual processing steps, such as e.g. B. the removal of material by milling, are additionally secured in order to avoid or at least reduce unnecessary stress and / or unwanted deformation of the components that could negatively affect the processing result. The support plate can, for example, have lead-through openings through which the individual components can be passed. It is also possible to additionally secure the components, for example by means of clamping devices in the individual lead-through openings. The construction platform preferably has clamping modules or clamping bolts of a zero-point clamping system on the side facing away from the component receptacles. The construction platform can be repeatedly attached in a defined position to a mount with suitable counterparts via the components in question of a zero-point clamping system. It is thus possible to fix the construction platform variably in different machines for the individual processing steps without the need for time-consuming alignment of the construction platform and/or calibration of the machine.
Die erfindungsgemäße Bauplattform eignet sich insbesondere für die gleichzeitige additive Reparatur von kleineren Bauteilen. Insbesondere können die Bauplattform bzw. deren Bauteilaufnah men zur Befestigung von Triebwerksschaufeln einer Gasturbine bzw. eines Flugzeugtriebwerks daran ausgebildet sein. Die Triebwerksschaufeln können dabei mit ihren jeweiligen Füßen an den Bauteilaufnahmen befestigt sein und, sofern die Turbinen spitzen zur Beseitigung von Schadstellen unterschiedlich abge tragen wurden, mithilfe der Verschiebbarkeit der Bauteilauf nahmen, wie beschrieben, so ausgerichtet werden, dass sich die zum Aufragen von Material vorgesehenen Flächen der einzelnen Triebwerksschaufeln in einer gemeinsamen Ebene befinden. The construction platform according to the invention is particularly suitable for the simultaneous additive repair of smaller components. In particular, the construction platform or its component receptacles can be designed for attaching engine blades of a gas turbine or an aircraft engine to it. The engine blades can be fastened to the component mounts with their respective feet and, if the turbine tips have been worn down differently to eliminate damaged areas, the component mounts can be moved, as described, so they can be aligned so that the material intended for protruding is positioned Surfaces of the individual engine blades are in a common plane.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verwendung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. To explain the use according to the invention, reference is made to the above statements.
Zur einfachen Ausrichtung der zum Materialauftrag vorgesehenen Flächen der an den Bauteilaufnahmen befestigten Bauteile in einer gemeinsamen Ebene kann zeitweise eine ebene Anschlag platte entlang dieser Ebene angeordnet werden. Die fraglichen Flächen der Bauteile können dann durch Verschieben der Bau teilaufnahmen mit der Anschlagplatte in Anlage gebracht wer den. Werden die Bauteilaufnahmen dann fixiert, liegen die für den Materialauftrag vorgesehenen Flächen der Bauteile auch nach Entfernen der Anschlagplatte in der gewünschten Ebene. In order to easily align the surfaces of the components attached to the component receptacles, which are provided for material application, in a common plane, a flat stop plate can be arranged along this plane at times. The surfaces of the components in question can then be brought into contact with the stop plate by moving the construction part of the shots. If the component mounts are then fixed, the for The surfaces of the components intended for the application of material remain in the desired level even after the stop plate has been removed.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungs form unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bei spielhaft beschrieben. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figur 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bauplattform; FIG. 1: an exemplary embodiment of a construction platform according to the invention;
Figur 2: eine Schnittansicht durch die Bauplattform gemäß Figur 1; FIG. 2: a sectional view through the construction platform according to FIG. 1;
Figur 3: eine Unteransicht der Bauplattform gemäß Figur 1; FIG. 3: a bottom view of the construction platform according to FIG. 1;
Figur 4: die Bauplattform gemäß Figur 1 mit einer daran befestigten Abstützplatte; FIG. 4: the construction platform according to FIG. 1 with a support plate attached thereto;
Figur 5: eine schematische Darstellung der Verbindung ei ner Bauplattform gemäß Figur 1 mit einer maschi nenseitigen Aufnahme; FIG. 5 shows a schematic representation of the connection of a construction platform according to FIG. 1 with a machine-side receptacle;
Figur 6: eine Detaildarstellung der Bauteilaufnahme der Bauplattform gemäß Figur 1; und FIG. 6: a detailed illustration of the component holder of the construction platform according to FIG. 1; and
Figur 7a-g: eine schematische Darstellung der erfindungsgemä ßen Verwendung der Bauplattform gemäß Figur 1. Figure 7a-g: a schematic representation of the inventive Shen use of the construction platform according to Figure 1.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bauplattform 1 dargestellt. Die Bauplattform 1 umfasst eine Vielzahl von rasterförmig angeordneten Reparaturpositionen mit jeweils einer Bauteilaufnahme 2. An den Bauteilaufnahmen 2 sind jeweils zu reparierende Bauteile 50 - in diesem Fall Triebwerksschaufeln eines Gasturbinentriebwerks - positions- und lagegenau befestigt. In anderen Worten erfolgt die Befes tigung derart, dass keine Relativbewegung zwischen einer Bau teilaufnahme 2 und einem daran befestigten zu reparierenden Bauteil 50 auftritt. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a construction platform 1 according to the invention. The construction platform 1 comprises a large number of repair positions arranged in a grid pattern, each with a component receptacle 2. Components 50 to be repaired—in this case engine blades of a gas turbine engine—are positioned on the component receptacles 2. and fixed in place. In other words, the fastening takes place in such a way that no relative movement occurs between a construction part receptacle 2 and a component 50 to be repaired fastened thereto.
Sämtliche Bauteilaufnahmen 2 sind individuell in eine Richtung 90 senkrecht zur Ebene 91 der Bauplattform 1 verschiebbar. Die Ebene 91 ergibt sich dabei aus der Verschieberichtung 90 der einzelnen Bauteilaufnahmen 2 und den Bauteilaufnahmen 2 im vollständig eingefahrenen, d. h. am wenigsten über die Bau teilplattform 1 hervorstehenden Zustand. All of the component holders 2 can be displaced individually in a direction 90 perpendicular to the plane 91 of the construction platform 1 . The level 91 results from the direction of displacement 90 of the individual component receptacles 2 and the component receptacles 2 in the fully retracted position, ie. H. least on the construction sub-platform 1 protruding state.
Wie in der Schnittansicht gemäß Figur 2 gezeigt, wird die in dividuelle Verschiebbarkeit der einzelnen Bauteilaufnahmen 2 durch eine gleitende Längsführung eines an der Bauteilaufnahme 2 befestigten Kolben 3 in einer dafür vorgesehen Bohrung 4 in der Bauplattform 1 erreicht. Die Verschiebbarkeit ist dabei in Richtung weg von der Ebene 91 der Bauplattform 1 durch einen Anschlag 5 begrenzt. As shown in the sectional view according to FIG. The displaceability is limited by a stop 5 in the direction away from the plane 91 of the construction platform 1 .
Weiterhin ist für jede Bauteilaufnahme 2 ein Federelement 6 als Betätigungselement 7 vorgesehen, welches den jeweils einer Bauteilaufnahme 2 zugeordneten Kolben 3 dauerhaft in Richtung des Anschlages 5 drängt. Furthermore, a spring element 6 is provided as an actuating element 7 for each component receptacle 2 , which permanently urges the piston 3 assigned to a component receptacle 2 in the direction of the stop 5 .
Um die Bauteilaufnahmen 2 dennoch in einer beliebigen Position entlang ihrer jeweiligen Verschiebbarkeit zu fixieren, sind Spannsysteme 8 vorgesehen, mit denen im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel immer jeweils zwei Bauteilaufnahmen 2 in ihrer jeweiligen Position entlang der Verschieberichtung 90 kraft schlüssig gesichert werden können. Die Spannsysteme 8 lassen sich über durch Öffnungen 9 im Boden der Bauplattform 1 er reichbare Schrauben 10 betätigen. Durch Anziehen der Schrauben 10 werden die Bauteilaufnahmen 2 in ihrer momentanen Position fixiert, ohne dass es aufgrund der Fixierung zu Veränderungen der Position käme. In order to nevertheless fix the component receptacles 2 in any position along their respective displaceability, clamping systems 8 are provided, with which in the illustrated embodiment two component receptacles 2 can always be secured non-positively in their respective position along the displacement direction 90 . The clamping systems 8 can be operated through openings 9 in the bottom of the construction platform 1, it can be reached with screws 10. By tightening the screws 10, the component holders 2 are in their current position fixed without changing the position due to the fixation.
Auf der Seite der Bauteilaufnahmen 2 weist die Bauteilplatt form 1 vier Anschlagsäulen 11 auf. Die Anschlagsäulen 11 wei- sen an ihren von der Bauplattform 1 entfernten, freien Enden jeweils Auflageflächen 12 auf, die in einer gemeinsamen An schlagebene parallel zur Ebene 91 der Bauplattform 1 liegen. Mit den Auflageflächen 12 kann eine ebene Anschlagplatte 17 (hier nicht dargestellt, vgl. aber Figuren 7c und 7d) in An- läge gebracht werden, welche sich dann in der Anschlagebene erstreckt . The component platform 1 has four stop columns 11 on the side of the component receptacles 2 . At their free ends remote from the construction platform 1 , the contact columns 11 each have bearing surfaces 12 which lie in a common contact plane parallel to the plane 91 of the construction platform 1 . A flat stop plate 17 (not shown here, but cf. FIGS. 7c and 7d) can be brought into contact with the contact surfaces 12, which then extends in the stop plane.
Die Anschlagsäulen 11 sind weiterhin dazu ausgebildet, dass daran wahlweise eine Abstützplatte 13, wie sie in Figur 4 dar gestellt ist, befestigt werden kann. Die Abstützplatte 13 weist eine der Anzahl der Bauteilaufnahmen 2 entsprechende An zahl an Durchführungsöffnungen 14 auf, durch welche - im vor liegenden Ausführungsbeispiel - die Spitzen der Triebwerks schaufeln 50 hindurchgeführt werden können. Die Durchführungs öffnungen 14 weisen jeweils Spannvorrichtungen 15 auf, mit de- nen die Triebwerksschaufeln 50 zusätzlich in ihrer Lage gesi chert werden können. The stop columns 11 are also designed so that a support plate 13, as shown in FIG. 4, can be fastened thereto. The support plate 13 has one of the number of component mounts 2 corresponding to number of passage openings 14 through which - the tips of the engine blades 50 can be passed - in the exemplary embodiment before lying. The lead-through openings 14 each have clamping devices 15 with which the engine blades 50 can also be secured in their position.
Auf der von den Bauteilaufnahmen 2 abgewandten Seite der Bau plattform 1 sind druckluftbetriebene Spannmodule 15 eines Nullpunktspansystems , wie es aus dem Stand der Technik grund- sätzlich bekannt ist, vorgesehen (vgl. Figur 3). Diese Spann module 15 können, wie in Figur 5 angedeutet, in Eingriff mit geeigneten Spannbolzen 61 bspw. einer Spannplatte 60, wie sie im Arbeitsraum einer Maschine zur Vermessung oder Bearbeitung der in den Bauteilaufnahmen 2 der Bauplattform 1 befestigen zu reparierenden Bauteile 50 angeordnet sein kann, gebracht wer den und richten die Bauplattform 1 genau auf eine durch die Spannplatte 60 vorgegebene Nullposition aus. On the side of the construction platform 1 facing away from the component holders 2, compressed-air operated clamping modules 15 of a zero-point clamping system, as is fundamentally known from the prior art, are provided (cf. FIG. 3). These clamping modules 15 can, as indicated in FIG Repairing components 50 can be arranged, who brought the and align the construction platform 1 exactly to a predetermined zero position by the clamping plate 60.
In Figur 6 sind die Bauteilaufnahmen 2 der Bauplattform 1 in größerem Detail dargestellt. Die Bauteilaufnahmen 2 sind dabei so ausgebildet, dass die Triebwerksschaufeln 50 mit ihrem Schaufelfuß in die durch den Pfeil 92 angedeutete Richtung in die Bauteilaufnahmen 2 eingeschoben und anschließend durch entsprechendes Anziehen der Schrauben 16 läge- und positions fest eingespannt werden. Insoweit entsprechen die Bauteilauf nahmen 2 solchen aus dem Stand der Technik. The component receptacles 2 of the construction platform 1 are shown in greater detail in FIG. The component mounts 2 are designed in such a way that the engine blades 50 are inserted with their blade root in the direction indicated by the arrow 92 into the component mounts 2 and are then clamped in a fixed position and position by appropriately tightening the screws 16 . In that regard, the component mounts correspond to those of the prior art.
Nachfolgend wird anhand der Figuren 7a-g eine erfindungsgemäße Verwendung der vorstehend beschriebenen Bauplattform 1 zur ad ditiven Reparatur von Triebwerksschaufeln 50 beschrieben. In Figuren 7a-g ist die Darstellung der Bauplattform 1 aus Grün den der Übersichtlichkeit stark vereinfacht. Auch wurde auf die Darstellung der bei den einzelnen Verfahrensschritten ver wendeten Maschinen etc. verzichtet, da es sich um grundsätz lich aus dem Stand der Technik bekannte Maschinen handelt. A use according to the invention of the construction platform 1 described above for the additive repair of engine blades 50 is described below with reference to FIGS. 7a-g. In FIGS. 7a-g, the representation of the construction platform 1 is greatly simplified from green for the sake of clarity. The machines etc. used in the individual process steps were also not shown, since these are basically machines known from the prior art.
Die fraglichen Maschinen werden nachfolgend als getrennt von einander ausgeführte Maschinen beschrieben. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, dass mehrere, für die Repara tur der Triebwerksschaufeln 50 erforderlichen Funktionen ge meinsam in einer Maschine integriert sind. The machines in question will be described below as machines designed separately from each other. However, it is of course also possible for several functions required for the repair of the engine blades 50 to be integrated together in one machine.
Bei der additiven Reparatur von Triebwerksschaufeln 50 unter Verwendung der Bauplattform 1 gemäß Figur 1 verbleiben die zu reparierenden Triebwerksschaufeln 50 über den gesamten Repara turprozess in den Bauteilaufnahmen 2 der Bauplattform 1 befes tigt. Zu Beginn des Reparaturprozesses werden die zu reparie renden Triebwerksschaufeln 50 daher, wie in Zusammenhang mit Figur 6 beschrieben, jeweils einzeln in einer Bauteilaufnahme 2 der Bauplattform 1 befestigt. In the additive repair of engine blades 50 using the construction platform 1 according to FIG. At the beginning of the repair process, the engine blades 50 to be repaired are therefore, as in connection with FIG Described in FIG. 6, each individually fastened in a component receptacle 2 of the construction platform 1.
Nach der Befestigung der Triebwerksschaufeln 50 in den Bau teilaufnahmen 2, werden Triebwerksschaufeln 50 zunächst ver messen und auf Beschädigungen im Bereich der Schaufelspitzen hin untersucht. Dazu werden die Bauteilaufnahmen 2, bspw. mit hilfe der jeweiligen Betätigungselemente 7 bzw. Federelemente 6 (vgl. Figur 2) in die Position verfahren, die durch die An schläge 5 vorgegeben ist. In dieser Position werden sie durch die Spannsysteme 8 fixiert und gesichert (vgl. Figur 7a). After the attachment of the engine blades 50 in the building part shots 2, engine blades 50 are first measured ver and examined for damage in the blade tips out. For this purpose, the component holders 2 are moved into the position specified by the stops 5, for example with the aid of the respective actuating elements 7 or spring elements 6 (cf. FIG. 2). In this position they are fixed and secured by the clamping systems 8 (see FIG. 7a).
Die Bauplattform 1 wird dann zusammen mit den daran befestig ten Triebwerksschaufeln 50 auf einer Spannplatte 60 in einer für die Vermessung und Defektdetektion geeigneten Vorrichtung angeordnet, wie sie grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist, und über die Spannmodule 15 in einer Nullposition zentriert. Anschließend werden die Triebwerksschaufeln 50, insbesondere im Bereich der Schaufelspitzen, vermessen und auf Beschädigungen hin untersucht, wobei bspw. die Oberflächen der einzelnen Triebwerksschaufeln 50 dreidimensional, bspw. per Laser, erfasst und in ein digitales Datenmodell überführt wer den, welches dann zur Feststellung von Abweichungen, die eine Beschädigung darstellen können, mit einem Soll-Modell abgegli chen werden. Ergänzend oder alternativ dazu kann auch eine op tische Erfassung der Schaufeloberflächen erfolgen, wobei mit geeigneten automatisierten Bildanalysen mögliche Defekte an den Triebwerksschaufeln 50 erkannt werden können. The construction platform 1 is then arranged together with the engine blades 50 fastened to it on a clamping plate 60 in a device suitable for measuring and defect detection, as is known from the prior art, and centered in a zero position via the clamping modules 15 . The engine blades 50, particularly in the area of the blade tips, are then measured and examined for damage, with the surfaces of the individual engine blades 50 being recorded three-dimensionally, e.g. by laser, and transferred to a digital data model, which is then used to determine Deviations that could represent damage are compared with a target model. In addition or as an alternative to this, the blade surfaces can also be recorded optically, with suitable automated image analyzes being able to detect possible defects in the engine blades 50 .
Sind die Beschädigung im Bereich der Schaufelspitzen für jede der Triebwerksschaufeln 50 erfasst, kann daraufhin festgelegt werden, bis zu welcher Höhe die Spitzen der einzelnen Trieb werksschaufeln 50 abgetragen und anschließend wieder durch ad ditive Verfahren wieder aufgebaut werden müssen. Auch dies ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. In Figur 7b sind die individuell festgelegten Höhen, bis zu der die ein zelnen Triebwerksschaufeln 50 abgetragen werden sollen, durch Strichlinien angedeutet. If the damage in the area of the blade tips is recorded for each of the engine blades 50, it can then be determined up to which height the tips of the individual engine blades 50 must be removed and then rebuilt using additive methods. Also this is basically known from the prior art. In FIG. 7b, the individually determined heights up to which the individual engine blades 50 are to be removed are indicated by dashed lines.
Während sich die Bauteilaufnahmen 2 noch in der durch die An schläge 5 definierten Positionen fixiert sind, wird anschlie ßend die Abstützplatte 13 gemäß Figur 4 an den Anschlagsäulen 11 befestigt, sodass die Triebwerksschaufeln 50 durch die je weiligen Durchführungsöffnungen 14 hindurchgeführt und dort mit den Spannvorrichtungen 15 gesichert (vgl. Figur 7b). Die Bauplattform 1 mitsamt den Triebwerksschaufeln 50 und der Ab stützplatte 13 kann dann auf der Spannplatte 60 im Arbeitsraum einer Maschine zur spanenden Bearbeitung, bspw. einer CNC- Fräsmaschine, angeordnet und zentriert werden, die dann die einzelnen Triebwerksschaufeln 50 auf das zuvor individuelle ermittelte Maß kürzt und jeweils eine zur Ebene 91 der Bau plattform 1 parallele Stirnfläche an den Triebwerksschaufeln 50 schafft (vgl. Figur 7c). While the component holders 2 are still fixed in the positions defined by the stops 5, the support plate 13 is then fastened to the stop columns 11 according to Figure 4, so that the engine blades 50 are passed through the respective feed-through openings 14 and secured there with the clamping devices 15 secured (see FIG. 7b). The construction platform 1 together with the engine blades 50 and the support plate 13 can then be arranged and centered on the clamping plate 60 in the working area of a machine for machining, e.g. a CNC milling machine, which then cuts the individual engine blades 50 to the individually determined dimension shortens and creates an end face parallel to the level 91 of the construction platform 1 on the engine blades 50 (cf. FIG. 7c).
Im nächsten Schritt werden die Klemmelemente 8 und damit die Fixierung der Bauteilaufnahmen 2 gelöst. Es wird dann eine ebene Anschlagplatte 17 in die durch den Pfeil 92 angedeutete Richtung senkrecht zur Ebene 91 der Bauplattform 1 abgesenkt, sodass die ebene Anschlagplatte 17 nach und nach mit den je weiligen zuvor geschaffenen Stirnflächen der Triebwerksschau feln 50 in Kontakt kommt. Die ebene Anschlagplatte 17 ver schiebt dann die Bauteilaufnahmen 2 entgegen dem Drängen durch die Federelemente 6, bis die ebene Anschlagplatte 17 auf den Auflageflächen 12 der Anschlagsäulen 11 anliegt (vgl. Figur 7d). In the next step, the clamping elements 8 and thus the fixation of the component receptacles 2 are released. A flat stop plate 17 is then lowered in the direction indicated by the arrow 92 perpendicular to the plane 91 of the construction platform 1, so that the flat stop plate 17 gradually comes into contact with the respective previously created end faces of the engine blades 50. The flat stop plate 17 then pushes the component receptacles 2 against the urging of the spring elements 6 until the flat stop plate 17 rests on the bearing surfaces 12 of the stop columns 11 (cf. FIG. 7d).
In dieser Position werden die Bauteilaufnahmen 2 wieder durch die Klemmelemente 8 fixiert, sodass die Stirnflächen der Triebwerksschaufeln 50 nach Entfernen der ebenen Anschlag platte 17 in einer gemeinsamen Ebene 94 liegen, die im darge stellten Beispiel der durch die Auflageflächen 12 definierten Anschlagebene entspricht (vgl. Figur 7e). In this position, the component recordings 2 are again fixed by the clamping elements 8, so that the end faces of After removal of the planar stop plate 17, engine blades 50 lie in a common plane 94, which in the example shown corresponds to the stop plane defined by the bearing surfaces 12 (cf. FIG. 7e).
Da die Stirnflächen aller Triebwerksschaufeln 50, an denen die Triebwerksschaufeln durch Hinzufügen von Material wieder auf gebaut werden sollen, in einer gemeinsamen Ebene liegen, las sen sich bekannte additive Fertigungsverfahren auf Basis des 3D-Drucks, bspw. das selektive Laserschmelzen verwenden, um die Triebwerksschaufeln 50 in ihrer originalen oder in einer beliebig optimierten Form wiederherzustellen. Dazu werden zu nächst die Freiräume zwischen den Bauteilaufnahmen 2 und den Triebwerksschaufeln 50 mit geeignetem pulverförmigen Material bis zur Ebene 94 aufgefüllt, bevor anschließend dasselbe oder ein anderes Material schichtweise aufgetragen und selektiv zu einem nach Erstarrung festen Material umgeschmolzen, sodass sich nach dem bekannten Prinzip des selektiven Laserschmelzens die jeweils gewünschte Form für die einzelnen Triebwerksschau feln 50 ergibt. Da die Stirnflächen der Triebwerksschaufeln 50 exakt in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind, ist si chergestellt, dass das neu aufgetragene umgeschmolzene Mate rial fest mit den bestehen gebliebenen Teilen der Triebwerks schaufeln 50 verbunden sind. Since the end faces of all engine blades 50, on which the engine blades are to be rebuilt by adding material, lie in a common plane, known additive manufacturing processes based on 3D printing, e.g. selective laser melting, can be used to form the engine blades 50 to their original or any tweaked form. For this purpose, the free spaces between the component holders 2 and the engine blades 50 are first filled with a suitable powdery material up to level 94, before the same or another material is then applied in layers and selectively remelted to form a solid material after solidification, so that according to the known principle of selective laser melting the desired shape for the individual engine blades 50 results. Since the end faces of the engine blades 50 are aligned exactly in a common plane, it is ensured that the newly applied remelted material is firmly connected to the remaining parts of the engine blades 50.
Das Ende des 3D-Druckprozesses ist in Figur 7f dargestellt, wobei nur zur Verdeutlichung durch Strichlinien die Trennung zwischen originärer Triebwerksschaufel 50 und dem durch den 3D-Druck hinzugefügten Material angedeutet ist. The end of the 3D printing process is shown in FIG. 7f, the separation between the original engine blade 50 and the material added by the 3D printing being indicated by dashed lines only for clarification.
Durch Umdrehen der Bauplattform 1 lässt sich das während des 3D-Drucks nicht-umgeschmolzene Material durch Ausnutzung der Schwerkraft einfach entfernen (Figur 7g). Alternativ oder zu- sätzlich lässt sich verbliebenes nicht-umgeschmolzenes Mate rial auch absaugen. Die Triebwerksschaufeln 50 können dann von den Bauteilaufnahmen 2 gelöst werden. Es ist natürlich auch möglich, noch weitere (Nach-)Bearbeitungsschritte an den Triebwerksschaufeln 50 durchzuführen, während die Triebwerks schaufeln 50 noch an den Bauteilaufnahmen 2 befestigt sind.By turning the construction platform 1 over, the material that has not been remelted during the 3D printing can be easily removed by utilizing the force of gravity (FIG. 7g). Alternatively or in addition In addition, remaining non-remelted material can also be sucked off. The engine blades 50 can then be detached from the component mounts 2 . It is of course also possible to carry out further (post) processing steps on the engine blades 50 while the engine blades 50 are still attached to the component mounts 2 .
Die Bauteilaufnahmen 2 lassen sich für entsprechende Bearbei tungsschritte, sofern erforderlich, natürlich auch nochmals in geeignete Positionen verschieben. The component holders 2 can, of course, also be moved again into suitable positions for corresponding processing steps, if necessary.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Bauplattform (1) für additive Reparatur von Bauteilen (50) mit einer Mehrzahl von in der Ebene (91) der Bauplattform1. Construction platform (1) for additive repair of components (50) with a plurality of in the plane (91) of the construction platform
(1) angeordneten Reparaturpositionen, die jeweils Bauteil aufnahmen (2) zur positions- und lagegenauen Befestigung eines zu reparierenden Bauteils (50) daran aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bauteilaufnahme (2) in Richtung (90) senk recht zur Ebene (91) der Bauplattform (1) individuell ver schiebbar und wahlweise fixierbar ist. (1) arranged repair positions, each of which has component receptacles (2) for fastening a component (50) to be repaired to it in the correct position and position, characterized in that at least one component receptacle (2) extends in direction (90) perpendicularly to the plane (91 ) of the construction platform (1) can be individually slid and optionally fixed.
2. Bauplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Bauteilaufnahmen (2) individuell in Richtung (90) senkrecht zur Ebene (91) der Bauplattform (1) verschiebbar und wahlweise fixierbar sind. 2. Construction platform according to claim 1, characterized in that all the component holders (2) can be displaced individually in the direction (90) perpendicular to the plane (91) of the construction platform (1) and can be selectively fixed.
3. Bauplattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit wenigstens einer Bauteilaufnahme (2) in Richtung weg von der Ebene (91) der Bauplattform (1) durch einen Anschlag (5) begrenzt ist. 3. Construction platform according to claim 1 or 2, characterized in that the displaceability of at least one component holder (2) in the direction away from the plane (91) of the construction platform (1) is limited by a stop (5).
4. Bauplattform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Bauteilaufnahme (2) ein Betätigungsele ment (7) vorgesehen ist, welches die Bauteilaufnahme (2) wahlweise oder dauerhaft in Richtung des Anschlages (5) drängt. 4. Construction platform according to claim 3, characterized in that an actuation element (7) is provided on at least one component holder (2), which pushes the component holder (2) selectively or permanently in the direction of the stop (5).
5. Bauplattform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (7) ein Federelement (6), einen Hyd raulik- oder Pneumatikzylinder oder einen elektrischen An trieb umfasst. 5. Construction platform according to claim 4, characterized in that the actuating element (7) comprises a spring element (6), a hydraulic or pneumatic cylinder or an electrical drive.
6. Bauplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die wahlweise Fixierung der wenigstens einen Bauteil aufnahme (2) eine kraftschlüssig mit der wenigstens einen Bauteilaufnahme (2) zusammenwirkende Fixierungsvorrichtung vorgesehen ist. 6. Construction platform according to one of the preceding claims, characterized in that for the selective fixing of the at least one component receptacle (2) there is provided a non-positively locking device which interacts with the at least one component receptacle (2).
7. Bauplattform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierungsvorrichtung ein Spannsystem (8) umfasst. 7. Construction platform according to claim 5, characterized in that the fixing device comprises a clamping system (8).
8. Bauplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bauplattform (1) auf der Seite der Bauteilaufnahmen (2) wenigstens drei Anschlagsäulen (11) mit Auflageflächen8. Construction platform according to one of the preceding claims, characterized in that on the construction platform (1) on the side of the component receptacles (2) at least three stop columns (11) with bearing surfaces
(12) an ihren freien Enden vorgesehen sind, wobei die Auf lageflächen (12) eine Anschlagebene parallel zur Ebene (91) der Bauplattform (1) definieren. (12) are provided at their free ends, wherein the bearing surfaces (12) define a stop plane parallel to the plane (91) of the construction platform (1).
9. Bauplattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstützplatte (13) zur wahlweisen Befestigung an den Anschlagsäulen (11) vorgesehen ist, wobei die Abstützplatte9. Construction platform according to claim 7, characterized in that a support plate (13) for optional attachment to the stop columns (11) is provided, the support plate
(13) zur zusätzlichen Abstützung von in die Bauteilaufnah men (2) befestigten Bauteilen (50) ausgebildet ist. (13) for additional support of the components (2) fastened in the component holders (50) is formed.
10. Bauplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von den Bauteilaufnahmen (2) abgewandten Seite der Bauplattform (1) Spannmodule (15) oder Spannbolzen eines Nullpunktspansystems vorgesehen sind. 10. Construction platform according to one of the preceding claims, characterized in that clamping modules (15) or clamping bolts of a zero-point clamping system are provided on the side of the construction platform (1) facing away from the component receptacles (2).
11. Bauplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bauteilaufnahme (2) zur Befestigung einer Triebwerksschaufel (50) einer Gasturbine, vorzugsweise ei- nes Flugzeugtriebwerks, daran ausgebildet ist. 11. Construction platform according to one of the preceding claims, characterized in that at least one component receptacle (2) for fastening an engine blade (50) of a gas turbine, preferably an aircraft engine, is designed thereon.
12. Verwendung einer Bauplattform (1) gemäß einem der vorste henden Ansprüche zur additiven Reparatur von Bauteilen (50), dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Bauteilaufnahmen (2) in einer Position entlang ihrer Verschiebbarkeit fixiert werden, dass dieje nigen zum Materialauftrag vorgesehenen Flächen der daran befestigten Bauteile (50) in einer gemeinsamen Ebene (94) liegen. 13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung der zum Materialauftrag vorgesehenen Flä chen der an den Bauteilaufnahmen (2) befestigten Bauteile (50) in einer gemeinsamen Ebene (94) zeitweise eine ebene Anschlagplatte (17) entlang dieser Ebene (94) angeordnet werden, mit der die fraglichen Flächen der Bauteile (50) durch Verschieben der Bauteilaufnahmen (2) in Anlage ge bracht werden. 12. Use of a construction platform (1) according to one of the preceding claims for the additive repair of components (50), characterized in that the displaceable component receptacles (2) are fixed in a position along their displaceability, that the surfaces of the components (50) attached thereto lie in a common plane (94). 13. Use according to claim 12, characterized in that for aligning the surfaces provided for material application of the components (50) fastened to the component holders (2) in a common plane (94), there is at times a flat stop plate (17) along this plane (94 ) are arranged, with which the surfaces in question of the components (50) are brought into contact by moving the component receptacles (2).
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