本公開涉及渦輪機制造。更具體地，本文所公開的主題涉及用于制造渦輪機構件(特別地諸如但并非排它地為渦輪機葉輪，例如用于離心泵和壓縮機的葉輪)的方法。

背景技術：

渦輪機包括一個或更多個旋轉構件和一個或更多個固定構件。流過渦輪機的流體被旋轉構件的旋轉運動加速，并且在固定構件中被減慢下來，此處流體的動能轉換成壓力能。

離心渦輪機(諸如離心泵和壓縮機)通常包括安裝成用于在旋轉軸上旋轉的一個或更多個葉輪。軸支承在殼體中。各個葉輪包括具有前表面和后表面、且設有中心孔的盤，中心孔用于安裝在旋轉軸上。葉片從盤的前表面延伸，并且在它們之間限定了流體通路。葉輪可進一步包括護罩，其連接至葉片，并且在與盤相反的一側上封閉流體通路。

形成于相鄰的葉片之間的流體通路通常具有復雜的形狀，其受流體動力因素控制。各個葉輪與擴散器組合，擴散器接收由葉輪加速的流體，且其中，流體的動能轉換成壓力能，因此增大流體壓力。擴散器通常形成于容納在機器殼體中的所謂的固定渦輪隔板(diaphragm)中。

與流體流相互作用的渦輪機構件通常具有相當復雜的形狀。這既應用于固定構件，也應用于旋轉構件，諸如葉輪。

諸如擴散器和葉輪的復雜的渦輪機構件的制造有時通過數(shù)控的除屑機加工來執(zhí)行。然而，通過除屑進行機加工局限于一些種類的擴散器和葉輪，因為并非所有流體動力表面都可以通過除屑工具來機加工。

制造渦輪機葉輪的另一選項是通過所謂的放電加工(EDM)：一種其中盤狀的工件放置在電介質液體中且與電極共同作用的技術。在工件與電極之間施加電壓差，從而產(chǎn)生電火花，其侵蝕工件的表面。電極成形為使得通過侵蝕獲得所需要的腔。順序地使用具有不同電極的不同的工具，以機加工工件直至獲得最終的葉輪形狀。

同樣，EDM具有限制和缺點，特別是由于需要使用不同形狀的若干電極以便實現(xiàn)葉輪的需要的最終形狀。電極經(jīng)受磨損，且必須經(jīng)常更換。此外，放電加工是非常緩慢的過程。

因此，存在對于制造復雜的渦輪機構件(特別是諸如但不限于用于泵和壓縮機的離心葉輪)的改進的方法的需要。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本文所公開的主題的一些實施例，一種方法，其實現(xiàn)了通過添加制造來制造大的渦輪機構件，克服了由添加制造裝置的結構所施加的限制。根據(jù)本文所公開的主題的實施例，提供了一種方法，其包括如下步驟：通過添加制造來生產(chǎn)渦輪機構件的多個分開的節(jié)段，分開的節(jié)段的至少一些具有包圍對應于渦輪機構件的大塊部分的至少一個空體積的表皮。該方法可進一步包括將渦輪機構件的分開的節(jié)段組裝在一起而形成半成品渦輪機構件的步驟。分開的節(jié)段的空體積因此形成半成品渦輪機構件中的至少一個內部腔。根據(jù)一些實施例，內部腔具有環(huán)形延伸部。根據(jù)本文所公開的方法的示例性實施例，進一步提供了利用可流動的松散材料(bulk flowable material)填充半成品渦輪機構件的至少一個內部腔的步驟。

根據(jù)一些實施例，可流動的松散材料可為液體或者半液體材料。在一些示例性實施例中，可流動的松散材料可包括懸浮在液相中的固體材料的微粒。根據(jù)本公開的其它實施例，可流動的松散材料可為粉末形式。

根據(jù)本文所公開的實施例，該方法可進一步包括密封地閉合填充有可流動的松散材料的至少一個內部腔的步驟?？闪鲃拥乃缮⒉牧峡杀恢旅芑冶晦D換成固體材料，填充內部腔且形成渦輪機構件的內芯體。

本文所公開的主題的示例性實施例提供了利用粉末材料填充內部腔，以及通過高溫等靜壓(即所謂的“熱等靜壓(hipping)”)來致密化粉末材料。

在密封內部腔之前，氣態(tài)物質可從半成品渦輪機構件移除。

在一些實施例中，半成品構件的該或者各個內部腔設有與表皮部分的外部(即，通過由添加制造獲得的組裝節(jié)段形成的半成品渦輪機構件的固體部分)連通的兩個孔口。雙孔口使得利用可流動的松散材料填充內部腔更容易，因為可流動的松散材料可穿過一個孔口引入，且氣態(tài)物質從另一孔口排出。

渦輪機構件的各個節(jié)段的添加制造過程步驟繼而可包括以下步驟：

在目標表面處分配第一粉末材料的層；

將能量束引導至該層處，且沿著包圍未熔融的粉末材料的內部區(qū)域的周邊區(qū)域熔融粉末材料；

對于多個層重復步驟(a)到(b)，在各個層中形成的周邊區(qū)域與之前形成的層的周邊區(qū)域熔合，從而產(chǎn)生構件的節(jié)段的表皮部分；

冷卻構件的節(jié)段，并且從其內部體積移除未熔融的粉末材料。

在特別有利的應用中，該方法可用于制造渦輪機葉輪，諸如但不限于用于渦輪泵以及渦輪-壓縮機或者其它渦輪機的離心葉輪。該方法可有利地也用于制造向心渦輪機的構件，諸如用于渦輪-膨脹器以及渦輪的葉輪。本文所公開的主題的實施例涉及制造葉輪，其提供了具有轂的盤和從盤延伸的多個葉片，且在成對的相鄰的葉片之間形成流動通路。在一些實施例中，帶護罩的葉輪可利用本文所公開的方法來制造。

通過分開地制造渦輪機構件節(jié)段，以及組裝節(jié)段來形成中間半成品渦輪機構件，然后其利用可流動的松散材料來填充并且經(jīng)歷隨后的致密化和凝固，可使用比較小的添加制造機器和設備來制造相對大的渦輪機構件，諸如大的離心葉輪。

用于各個渦輪機構件節(jié)段的外表皮部分的添加制造的粉末材料通常是金屬粉末。

根據(jù)一些實施例，用于填充半成品渦輪機構件的內部腔的可流動的松散材料可為粉末材料。在本文所公開的實施例中，金屬粉末可用于填充內部腔。

用于填充半成品渦輪機構件的內部腔的粉末材料可為金屬粉末。但是，并不排除使用陶瓷材料。

如果期望減小構件重量，例如用于低溫應用，可流動的松散材料可包括聚合物基材料。例如可使用熱塑性聚合物材料。在其它實施例中，也可采用熱固性聚合物。例如環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺，BMI(雙馬來酰亞胺)或者其它聚合物材料都是用于本文所述的應用中的合適的聚合物材料。

根據(jù)另外的實施例，可流動的松散復合材料包括塑料材料，且可使用散布在其中的陶瓷微粒。根據(jù)一些實施例，可使用從10nm到250微米大小的微粒。

在一些實施例中，聚合物或者復合的可流動的松散材料以粉末或者液體穿過表皮注射到內部腔中。然后施加能量，促使材料固化，因此形成致密化且凝固的芯體。在一些實施例中，能量以熱的形式施加。聚酰亞胺可在典型地低于500°C的溫度下固化。環(huán)氧樹脂可在低于250°C的溫度下固化。

根據(jù)一些實施例，渦輪機構件的分開的節(jié)段利用第一金屬粉末制造，且半成品渦輪機構件的至少一個內部腔填充有第二金屬粉末，第二金屬粉末不同于第一金屬粉末。例如，第一金屬粉末具有小于第二金屬粉末的顆粒大小。在一些實施例中，第一金屬粉末具有10與48微米之間的顆粒大小。在一些實施例中，第二金屬粉末具有50與100微米之間的顆粒大小。

根據(jù)本文所公開的方法的可行的實施例，第一金屬粉末和第二金屬粉末具有不同的化學成分。例如，第一金屬粉末可為或者可包括主要百分比的鎳基超合金粉末或者鈦合金粉末。第二金屬粉末可為或者可包括主要百分比的鋼粉末。在其它實施例中，鋼可用于通過添加制造制成的外表皮，而較輕的材料(諸如鋁合金)可用于由熱等靜壓制成的內芯體。

根據(jù)一些實施例，該方法可進一步包括以下步驟：

設置延伸穿過包圍至少一個內部腔的表皮的至少兩個孔口；

穿過孔口中的一個利用金屬粉末填充該至少一個內部腔，以及從上述孔口中的另一孔口移除氣態(tài)物質；

密封地閉合孔口。

在一些實施例中，該方法進一步包括以下步驟：在各個孔口處提供空冒口；以及利用金屬粉末填充冒口。

密封地閉合孔口的步驟可包括密封地閉合填充有金屬粉末的冒口的步驟。

當渦輪機葉輪根據(jù)本文所公開的方法來制造時，可在葉輪轂處設置內部腔，其是葉輪的最大塊的部分?？稍谌~輪進口中設置填充有粉末材料或者其它可流動的松散材料、且之后經(jīng)歷熱等靜壓或者致密化和凝固的另外的內部腔。

在一些實施例中，通過添加制造來制造的單個葉輪節(jié)段可包括轂和盤部分以及葉片。如果葉輪是帶護罩的葉輪，各個葉輪節(jié)段可包括護罩的一部分。

葉輪可包括分離器(splitter)，即布置于限定在相鄰的葉片之間的流動通路中的較短的葉片。各個葉輪節(jié)段可包括一個或更多個分離器。

特征和實施例在下文中公開，且在形成了本描述的一體部分的所附加的權利要求中進一步闡述。以上簡要描述闡述了本發(fā)明的各種實施例的特征，以便以下詳細描述可得到更好的理解，并且可更好地了解對現(xiàn)有技術的當前貢獻。當然，存在本發(fā)明的其它特征，其將在下文中進行描述，且將在所附的權利要求中闡述。在這方面，在詳細闡述本發(fā)明的若干實施例之前，要理解的是，本發(fā)明的各實施例在它們的應用方面并不局限于以下說明中闡述或者附圖中所示的構造的細節(jié)以及構件的布置。本發(fā)明能夠有其它實施例，且能夠以各種方式實踐和執(zhí)行。此外，將理解的是，本文中所使用的措詞和術語是為了描述的目的，且不應當認為是限制性的。

這樣，本領域技術人員將了解該公開所基于的構思可以容易地用作設計用于實施本發(fā)明的若干目的的其它結構、方法和/或系統(tǒng)的基礎。因此，重要的是將權利要求視為在它們并不偏離本發(fā)明的精神和范圍的程度上包括這樣的等效構造。

附圖說明

本發(fā)明的所公開的實施例及其所伴隨的優(yōu)點中的許多的更完整的了解將在結合附圖考慮時通過參照以下詳細描述得到更好地理解而容易地獲得，在附圖中：

圖1顯示了離心壓縮機葉輪的示例性實施例的軸側投影圖；

圖2顯示了圖1的葉輪的節(jié)段；

圖3顯示了添加制造機器的示意圖；

圖4顯示了在利用金屬粉末填充葉輪的空內部腔之前、制造過程的中間步驟期間圖1的葉輪的截面圖；

圖4A顯示了圖4的細節(jié)A的放大，且圖4B顯示了圖4的細節(jié)B的放大；

圖5顯示了在高溫等靜壓步驟之后、制造過程結束時的圖1的葉輪的截面圖。

具體實施方式

示例性實施例的以下詳細描述參照附圖。不同的圖中的相同的參考標號表示相同的或者相似的元件。另外，附圖不一定按比例繪制。此外，以下詳細描述并不限制本發(fā)明。而是，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求限定。

在整個說明書中對“一個實施例”或者“一實施例”或者“一些實施例”的參照表示關于一實施例所描述的特定的特征，結構或者特性被包括在所公開的主題的至少一個實施例中。因此，在整個說明書中不同地方出現(xiàn)短語“在一個實施例中”或者“在一實施例中”或者“在一些實施例中”并不一定參照相同的(多個)實施例。此外，特定的特征，結構或者特性可在一個或更多個實施例中以任何合適的方式組合。

下文中，本文所公開的主題的示例性實施例是關于用于離心渦輪機(特別是離心壓縮機)的葉輪的制造而描述的。在其它實施例中，本文所公開的新穎的特征可應用于制造其它渦輪機構件，特別是不能通過添加制造作為單件來制造的相對大的構件。

圖1顯示了用于離心壓縮機的葉輪1的軸測示意圖。在圖1中所顯示的實施例中，葉輪1包括盤3和護罩5。葉片7附接到盤3的前表面，并且從盤3延伸到護罩5。中心孔9形成在轂11中，轂11形成盤3的一體部分。各個葉片在葉輪入口處具有前緣7L，且在葉輪出口處具有后緣7T。

流動通路13形成在葉輪盤3與葉輪護罩5之間，且通過相鄰的葉片7而彼此分開。

護罩5形成包圍葉輪1的入口的葉輪進口5E。

如圖1中所示，葉輪1分成多個節(jié)段或者區(qū)段1S。各個節(jié)段1S可包括護罩5的部分5P。各個節(jié)段可進一步包括盤3的部分3P和一個葉片7。沿著護罩的線S1和沿著盤的線S2表示分開相鄰的葉輪節(jié)段1S的接口。

各個葉輪節(jié)段1S可如在下文參照圖3所描述的通過添加制造來制造。圖2顯示了具有相應的護罩部分5P，盤部分3P以及帶有相應的前緣7L和后緣7T的葉片7的葉輪節(jié)段1S的示意軸側投影圖。根據(jù)圖2，各個葉輪節(jié)段1S還包括葉輪轂11的部分11P。

在圖2中所示的實施例中，葉輪節(jié)段1S具有兩個大塊的區(qū)域，即空的較大截面的區(qū)域。更具體地，在圖2中所示的實施例中，空部分或空體積11V設于轂部分11P中。另外的空體積5V設在葉輪進口5E處?？阵w積11V和5V兩者可由相應的表皮部分11S和5S包圍。一旦各種葉輪節(jié)段1S已經(jīng)被組裝而形成半成品葉輪，則那些空體積11V和5V就將在隨后的制造步驟中由金屬粉末填充。

圖3是可用于制造各個分開的葉輪節(jié)段1S的添加制造機器的示意圖。如本領域技術人員已知的，添加制造過程是這樣的過程：其中具有復雜的形狀的物品從金屬粉末開始一層接一層地制造，使用源能量使金屬粉末局部地熔融。在圖3的實施例中，能量源是電子束槍。在其它實施例中，能量源可為激光。

圖3的添加制造機器整體標識為100。添加制造機器的結構和操作本身是已知的，且在本文中將不會很詳細地描述。簡言之，圖3的添加制造機器100包括能量源，其在本文所公開的示例性實施例中包括電子束槍101，電子束槍101包括產(chǎn)生電子束EB的電子發(fā)射器103。電子束EB指向布置在電子束槍101之下的目標表面TS。沿著電子束路徑，可布置聚焦線圈105和偏轉線圈107。聚焦線圈105將電子束聚焦在目標表面TS上，而偏轉線圈107控制電子束EB沿著一定型式的運動，根據(jù)該型式，粉末材料必須被熔融和凝固。計算機裝置109控制偏轉線圈107，以及電子束EB的運動。電子束EB的運動由計算機裝置109基于表示將要制造的三維產(chǎn)品的文件的數(shù)據(jù)來控制。

在能量源101之下，布置有封閉結構111。封閉結構111可與溫度控制裝置(例如包括113處示意性地顯示的加熱器，例如電加熱器)組合?？蓜拥墓ぷ髋_115可布置在封閉結構111中。該可動的工作臺115可受控制來根據(jù)雙箭頭f115豎直地運動?？蓜拥墓ぷ髋_115的豎直運動可由計算機裝置109控制。粉末材料容器117布置在目標表面TS之上，并且受控制來根據(jù)雙箭頭f117水平地運動，例如在計算機裝置109的控制之下。

由添加制造機器100執(zhí)行的添加制造過程可概述如下。通過沿著放置在目標表面TS的高度處的可動的工作臺115根據(jù)箭頭f117移動粉末材料容器117一次或更多次，來自粉末容器117的第一層粉末材料分布在可動的工作臺115上。一旦已經(jīng)分布第一層粉末材料，電子束槍101就被激活，且電子束EB受偏轉線圈107控制，以便局部地熔融層的受限的部分(對應于將要制造的產(chǎn)品的截面)中的粉末材料。在熔融之后，容許粉末材料冷卻和凝固。將要制造的產(chǎn)品的截面的邊界之外的粉末材料保持處于粉末形式。

一旦第一層已經(jīng)如上所述處理，可動的工作臺115就被降低，且隨后的粉末材料層就分配在第一層的頂部上。第二層粉末材料繼而選擇性地被熔融，且隨后容許來冷卻和凝固。熔融和凝固執(zhí)行而使得各個層部分將粘附到之前形成的層部分上。通過在一個粉末材料層上隨后添加另一個粉末材料層，以及選擇性地熔融和凝固對應于產(chǎn)品的隨后的截面的層部分，該過程逐步地重復，直到整個產(chǎn)品形成。

一旦產(chǎn)品已完成，沒有熔融和凝固的粉末材料就可被移除和回收。

上述過程可借助于加熱器113在受控制的溫度條件下執(zhí)行。封閉結構111內的溫度受控制，使得整個過程以高溫來執(zhí)行，且實質上在制造循環(huán)完成時沒有殘余應力殘留在產(chǎn)品中。在構造過程完成后，可容許產(chǎn)品遵循冷卻曲線而從處理溫度冷卻到環(huán)境溫度，這會防止最終產(chǎn)品中的殘余應力。

優(yōu)選地，封閉結構111的內部保持處于嚴厲的真空條件下，使得防止粉末材料和熔融的材料進行的氧吸收。

在圖3的圖示中，葉輪節(jié)段1S示意性地顯示為處于以上概述的添加制造過程中的中間步驟中。

一旦葉輪1的分開的葉輪節(jié)段1S已通過添加制造而如上文簡述的那樣來制造，該多個葉輪節(jié)段1S就被組裝在一起，且彼此連接。根據(jù)一些實施例，葉輪節(jié)段1S可焊接，釬焊，銅焊或者通過任何合適的技術而連接。特別有利的實施例提供了將葉輪節(jié)段焊接或者銅焊至彼此。組裝的葉輪節(jié)段1S形成中間半成品構件，即半成品葉輪，其特征在于一個或更多個內部腔，該一個或更多個內部腔對應于組裝的葉輪節(jié)段1S的空體積。如果葉輪節(jié)段1S在各個轂部分11P處設有空體積11V，半成品構件將包括葉輪1的轂部分內部的包圍葉輪1的旋轉軸線A-A的環(huán)形內部空腔。在圖2中所示的實施例中，各個葉輪節(jié)段1S還在葉輪進口5E處具有空體積5V，且因此半成品構件將也具有這樣的內部空腔：其繞著葉輪進口5E的旋轉軸線A-A環(huán)形地發(fā)展。

圖4顯示了沿著包含葉輪1的旋轉軸線A-A的平面截取的半成品葉輪的截面圖。通過連結組裝的葉輪節(jié)段1S的空體積11V和5V形成的內部空腔在圖4中標記為11C和5C。

制造過程的接下來的步驟提供了利用金屬粉末填充內部空腔11C和5C，金屬粉末隨后將借助于高溫等靜壓而被致密化和凝固。

如圖4中最佳地顯示的，各個內部空腔11C和5C由相應的表皮11S和5S包圍，表皮11S和5S通過焊接或者以另外的方式連結由上述添加制造過程所產(chǎn)生的葉輪節(jié)段1S而獲得。一旦葉輪節(jié)段1S已經(jīng)沿著線S1和S2組裝和連結在一起，因此而形成的各個內部空腔11C和5C將由其相應的表皮部分11S和5S完全地包圍和封閉。

為了利用金屬粉末填充各個空內部腔11C和5C，穿過相應的表皮部分11S和5S而提供了孔口?？卓趯⒖諆炔壳?1C和5C和環(huán)境連接。在圖4中以及在圖4A的放大中，顯示了兩個這樣的孔口21和23，它們將形成轂11的中央的大塊的部分的內部空腔11C與周圍環(huán)境連接。在一些實施例中，如圖4A的放大中最佳地顯示的，孔口21設有所謂的冒口21A，形成金屬粉末儲器，以用于下文將變得更清晰的目的。以類似的方式，孔口23也可設有冒口23A。

可通過重力以及振動葉輪1而有助于內部空腔11C的填充。金屬粉末可穿過兩個孔口21和23中的一個被傳送到內部空腔11C中，而空氣或者其它氣態(tài)物質穿過上述兩個孔口21，23中的另一個而排出。在一些實施例中，可設有多于兩個孔口，它們沿著內部空腔11C的環(huán)形延展而布置在合適的位置上。

在一些實施例中，通過添加制造來制造的葉輪節(jié)段1S可制造成使得在鄰接的空體積11V和/或5V之間形成分隔壁。在這種情況下，內部空腔11C和/或5C可通過中間隔板被細分成兩個或更多個子腔。在這種情況下，內部腔11C或者5C的各個分隔物優(yōu)選設有兩個孔口。然而，優(yōu)選地，葉輪節(jié)段1S的形狀使得一旦它們組裝在彼此上，就產(chǎn)生了單個環(huán)形內部空腔11C和單個環(huán)形內部空腔5C。這兩個環(huán)形形狀的內部空腔11C，5C可借助于用于各個腔的兩個孔口填充有金屬粉末。

如以上關于空腔11C所公開的，填充內部空腔5C是通過重力以及可能地振動來進行的，借此空氣或者其它氣態(tài)物質可穿過兩個孔口25，27中的一個或者另一個從內部空腔5C的內部排出。

在附圖中所顯示的實施例中，僅僅設置了兩個內部空腔5C和11C。然而，在其它實施例中，可設有不同數(shù)量的腔。例如，可在葉輪轂11處設置僅僅一個內部空腔11C，而葉輪進口5E可通過添加制造來實心地制造而沒有腔。在其它實施例中，多于兩個空體積5V，11V可通過添加制造形成于各個葉輪節(jié)段1S中，使得在葉輪節(jié)段組裝到彼此之上以后，多于兩個內部空腔5C和11C留在半成品葉輪中。

概括地講，在各個分開的葉輪節(jié)段1S的添加制造期間，可使空內部體積留在上述葉輪節(jié)段1S的各個大塊的部分中。葉輪節(jié)段的較薄的部分，諸如特別是葉輪盤3的徑向最外部部分以及護罩5的徑向最外側部分，可整體地通過添加制造而形成。

一旦半成品葉輪的內部腔5C和11C已經(jīng)完全填充有金屬粉末，空氣或者其它氣態(tài)物質就可從填充內部腔5C，11C的金屬粉末中的空隙去除，使得氣態(tài)物質完全或者基本完全從內部腔11C和5C去除。這可例如通過將半成品葉輪布置在真空腔室中來實現(xiàn)。一旦空氣或者其它氣態(tài)物質已經(jīng)從內部腔11C和5C中排出，各個冒口21A，23A，25A，27A的頂端就可密封地閉合，例如通過借助于激光覆層過程來熔融粉末，在頂部上焊接或者銅焊金屬部分，施加粘結劑來在頂部上密封金屬部分，或者以任何其它合適的方式。

半成品構件現(xiàn)在可經(jīng)歷最終制造步驟，該步驟涉及高溫等靜壓，或者所謂的“熱等靜壓”，其將內部腔中的金屬粉末轉變成緊致的固體物質。在該步驟中，半成品葉輪1放置在爐中，并且在合適的溫度(例如取決于所使用的材料在450與1400°C間的范圍中)下加熱。壓力與熱同時被施用，例如借助于供給到爐中的加壓惰性氣體。例如，通常使用從40MPa到350Mpa的范圍中的壓力。壓力和熱的同時施加通過金屬粉末中以及容納在內部腔5C，11C中的金屬粉末與包圍腔的表皮部分的內部表面之間的接口處的塑性變形，蠕變和擴散結合的組合而消除了內部空隙以及微孔。

固體緊致金屬體形成于各個內部腔11C和5C中，內部腔11C和5C填充有金屬粉末。

壓力和熱量由于消除了金屬粉末顆粒之間的內部空隙而導致金屬粉末的致密化和內部腔11C和5C內部的金屬粉末的體積減小。該體積減小通過容納在冒口21A，23A，25A和27A中的金屬粉末來補償。容納在冒口中的金屬粉末流動到內部腔11C，5C中，使得將不會出現(xiàn)包圍內部腔11C和5C的外表皮11S和5S的任何變形。因此，在生產(chǎn)葉輪節(jié)段1S期間通過添加制造產(chǎn)生的表皮的外部形狀和尺寸高度地維持。

圖5顯示了截面圖，其類似于最終葉輪的圖4的截面圖。

經(jīng)歷高溫等靜壓的金屬粉末產(chǎn)生一定體積的固體金屬，其會改進不同的葉輪節(jié)段1S之間的粘結，使得各種葉輪節(jié)段之間的結合得以增強。因此獲得了具有高機械抗性的本體。

在一些實施例中，用于制造單個葉輪節(jié)段1S的金屬粉末可與用于填充半成品葉輪的內部腔的金屬粉末相同。然而，本文所公開的結合了添加制造和熱等靜壓的混合制造方法可有利地結合不同的金屬粉末材料而用于兩個制造階段。第一金屬粉末可用于添加制造步驟，而不同的第二金屬粉末可用于填充內部腔和隨后的熱等靜壓。選擇材料的最合適的化學和物理特性因而變得可能。在一些實施例中，較細的金屬粉末可用于葉輪節(jié)段1S的表皮部分的添加制造，而較粗的金屬粉末可用于腔填充和熱等靜壓。在一些實施例中，用于表皮部分的金屬粉末的平均顆粒大小在10微米與48微米之間，而50-100微米的平均顆粒大小可用于葉輪的芯體部分，即用于填充內部腔以及熱等靜壓。

雙步驟制造方法的另外的優(yōu)點來自于針對葉輪的表皮和芯體選擇具有不同的化學特性的材料的選項。取決于葉輪的最終用途，不同的材料可用于實現(xiàn)最佳的折衷，例如在機械和/或化學抗性與重量之間。下表概述了可能的不同的金屬合金，它們可相應地用于葉輪的表皮(通過添加制造而制造的外部部分)以及用于葉輪的芯體(填充的且熱等靜壓的內部腔粉末)，以及通過相應的組合所實現(xiàn)的優(yōu)點：

。

第一列的一組中所列出的各單個材料可與第二列中的對應組的材料中的任何一個組合。

雖然本文所述的主題的公開的實施例已經(jīng)在附圖中顯示，且在上文中特別地以及詳細地結合若干示例性實施例進行了充分描述，但對本領域技術人員將顯而易見的是，許多修改、改變和省略都是可行的，而不會本質上偏離本文所闡述的新穎的教導、原理以及構思，以及所附的權利要求中所闡述的主題的優(yōu)點。因此，所公開的創(chuàng)新的合適的范圍應當僅僅通過所附的權利要求的最寬泛的解釋來確定，以便包含所有這樣的修改、改變以及省略。各種實施例的不同的特征、結構以及手段可不同地組合。