本發(fā)明涉及一種用于借助于鑄造法制造壓縮機葉輪的方法。

背景技術(shù)：

盡管現(xiàn)今已經(jīng)將鑄造法應用于壓縮機葉輪的制造中，但是復雜的葉輪不能以其最終的形狀被鑄造。替代地，必須將已鑄造的葉輪再加工，以便達到其最終的形狀，如這例如在jps58119998a中描述的那樣。從us2002/0187060a1中還已知一種葉輪，所述葉輪能夠借助于鑄造工藝制造。然而，與其他葉輪相比，在該葉輪中鑒于借助于鑄造法的制造而使幾何結(jié)構(gòu)簡化。然而，具有在空氣動力學方面優(yōu)化的葉片幾何結(jié)構(gòu)的壓縮機葉輪明顯更復雜并且不能容易地借助于澆鑄法制造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的目的是：提供一種用于制造壓縮機葉輪的方法，使得在不需對葉片和葉片通道再加工的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的壓縮機葉輪的鑄造。

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造壓縮機葉輪的方法實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求包含本發(fā)明的有利的設(shè)計方案。

在根據(jù)本發(fā)明的用于制造壓縮機葉輪的方法中，借助于鑄模鑄造壓縮機葉輪。在第一替選方案中，借助于3d打印制造鑄模。在第二替選方案中，借助于3d打印制造壓縮機葉輪的模型，然后根據(jù)所述模型制造鑄模。換言之，借助于3d打印技術(shù)制造鑄模本身或者制造用于鑄模的制造工藝的模型。這能夠?qū)崿F(xiàn)制造具有復雜的幾何結(jié)構(gòu)的模或模型，所述模或模型隨后在借助于3d打印制造模的情況下能夠直接用于鑄造工藝，或者在借助于3d打印制造模型的情況下能夠考慮用于制造在鑄造工藝中使用的鑄模。

由于借助于3d打印也能精確地且可復現(xiàn)地制造高度復雜的幾何結(jié)構(gòu)的可能性，根據(jù)本發(fā)明的方法提供如下可能性：也能鑄造具有復雜的幾何結(jié)構(gòu)的壓縮機葉輪，而在鑄造之后不需要在已鑄造的壓縮機葉輪上對葉片和葉片通道再加工。至今為止用于制造鑄模的模型，即通常為木質(zhì)模型，相反是對于制造高度復雜的壓縮機葉輪幾何結(jié)構(gòu)是過于不精確的。此外，對于每次鑄造必須重新制造模和模型，所述模和模型典型地是一次性?；蛞淮涡阅Ｐ?，所謂的消失?；蛳Ｐ?，這在借助于3d打印制造?；蚪柚?d打印制造模型的情況下，與在木質(zhì)模型的情況下相比更容易實現(xiàn)。由此，不僅能更精確地，而且也能更快地制造模型。

鑄模能夠包括至少一個鑄芯，所述鑄芯借助于3d打印制造或基于借助于3d打印制造的模型制造。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中，壓縮機葉輪例如能夠借助于砂型鑄造法制造。在此情況下，砂型能夠直接借助于3d打印基于砂質(zhì)的打印材料制造。替選地，也存在如下可能性：借助于3d打印創(chuàng)建壓縮機葉輪的模型，然后由所述模型成型在鑄造法中使用的鑄模。替選于使用砂型鑄造法，精密鑄造法能夠應用于壓縮機葉輪的鑄造，在所述精密鑄造法中然后典型地借助于3d打印由制成的模以化學方式形成可移除的、可燒除的或可熔化的消失模型，例如蠟模。然而，在砂型鑄造法中，模型也能夠是消失模型。

通過基于用于制造要鑄造的壓縮機轉(zhuǎn)子的模型的或用于制造要鑄造的壓縮機轉(zhuǎn)子的鑄模的3d數(shù)據(jù)使用3d打印，在葉輪制造中能以明顯更窄的公差加工，所述更窄的公差能夠?qū)崿F(xiàn)：通過鑄造法也能制造具有復雜的幾何結(jié)構(gòu)的壓縮機葉輪。

附圖說明

參照附圖，從實施例的下面的說明中，得出本發(fā)明的其他特征、特性和優(yōu)點。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例的流程圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例的流程圖。

具體實施方式

下面，參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例，在所述實施例中借助于砂型鑄造法制造壓縮機葉輪。

在第一實施例的砂型鑄造法的第一步驟s1中，借助于3d打印制造用于鑄造的砂型。為3d打印應用已存儲的3d數(shù)據(jù)，所述3d數(shù)據(jù)表示要鑄造的壓縮機葉輪的陰模輪廓。通過逐層地施加砂顆粒，能夠在3d打印中可復現(xiàn)地制造?；蚰軌螂S后可復現(xiàn)地制造組成模的模部件。模的模部件在此能夠是模的不同的部段和/或是要裝入模中的鑄芯。

在步驟s2中將液態(tài)的金屬通過澆注口澆注到模中，壓縮機葉輪應由所述液態(tài)的金屬制造。作為金屬，例如考慮鈦、鋁或鋼。

在澆注到模中的金屬硬化之后，在步驟s3中移除壓縮機葉輪的模，其中進行模的破壞，因此模是消失模。

下面，參照圖2描述用于根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例。在本實施例中，借助于3d打印不制造鑄模本身，而是制造壓縮機葉輪的用于制造鑄模的模型。根據(jù)第二實施例的方法的第一步驟s11，相應地是：借助于3d打印制造壓縮機葉輪模型，其中應用表示壓縮機葉輪的輪廓的已存儲的3d數(shù)據(jù)，以便例如由塑料、蠟或金屬一層一層地構(gòu)成壓縮機葉輪模型。在本實施例中，壓縮機葉輪模型由聚合物材料逐層地構(gòu)成，所述聚合物材料能被熱分解或化學分解。

在步驟s12中，將模型用多個依次施加的陶瓷層包圍并且隨后燃燒，其中模型被熱分解。在此也涉及消失模型。

在陶瓷鑄模被燃燒并且同時模型被熱分解之后，在步驟s13中將金屬澆注到陶瓷鑄模中，壓縮機葉輪應由所述金屬制造。如在第一實施方式中，例如考慮鋼、鋁或鈦作為適合的金屬。

在金屬硬化之后，在步驟s14中將陶瓷鑄模從壓縮機葉輪移除，其中陶瓷鑄模被破壞。

為了闡述的目的，根據(jù)兩個實施例詳細闡述本發(fā)明。然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是：在本發(fā)明的范圍中，實施例的偏差是可能的。因此，例如能夠代替在第二實施例中將可化學分解或熱分解的塑料用于制造壓縮機葉輪模型，使用能通過熔化從已硬化的陶瓷模中移除的塑料、蠟或金屬。這提供如下優(yōu)點：被熔化的材料能夠用于制造其他壓縮機葉輪模型。因此，本發(fā)明不應只通過各個實施例的特征組合來限制，而是僅通過所附的權(quán)利要求來限制。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于制造壓縮機葉輪的方法，在所述方法中借助于鑄模鑄造壓縮機葉輪。在第一替選方案中，借助于3D打印制造鑄模。在第二替選方案中，借助于3D打印創(chuàng)建壓縮機葉輪的模型，然后根據(jù)所述模型制造鑄模。

技術(shù)研發(fā)人員：奧拉夫·漢內(nèi)曼
受保護的技術(shù)使用者：西門子公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.11.30
技術(shù)公布日：2017.08.01