СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНОГО КОМПОНЕНТА

1. Способ изготовления гибридного компонента (11), содержащий этапы:
a) изготовления преформы (2) в качестве первой части гибридного компонента (11), затем
b) последовательного формирования на этой преформе (2) второй части компонента (11) из металлического порошкового материала (12) посредством процесса аддитивной технологии изготовления с помощью сканирования энергетическим лучом (14), и благодаря этому
c) установления контролируемой ориентации зерен в первичном и вторичном направлении, по меньшей мере, части второй части компонента (11),
d) при этом контролируемая вторичная ориентация зерен реализуется посредством применения заданного шаблона сканирования энергетическим лучом (14), который совмещается с профилем поперечного сечения указанного компонента (11) или с локальными условиями нагрузки для указанного компонента (11).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контроль вторичной ориентации зерен достигается посредством размещения путей сканирования попеременно параллельно и ортогонально в последовательных слоях к направлению компонента (11), где является желательным наименьшее значение модуля Юнга.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что контроль вторичной ориентации зерен достигается посредством изменения направления путей сканирования в последовательных слоях, которое не отклоняется более чем на 15° от n*90°, где n представляет собой целое число.
4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что преимущественное совмещение вторичной ориентации зерен применяется только в обозначенных субобъемах.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для достижения невыраженной вторичной ориентации зерен пути сканирования поворачиваются на произвольные углы в последовательных слоях.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для достижения невыраженной вторичной ориентации зерен векторы сканирования являются параллельными в каждом островке каждого слоя и поворачиваются на угол, отклоняющийся более чем на 15° от n*90°, где n представляет собой целое число, в каждом последовательном слое.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что преформу (2) изготавливают посредством литья, ковки, механического измельчения или спекания.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что преформу (2) изготавливают с помощью генерирующих процессов, таких как SLM, EBM, LMF или EDM с проволокой.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что преформа (2) подвергается механической обработке посредством сочетания двух или более из этих способов.
10. Способ по одному из пп. 1-3 и 7, 8, отличающийся тем, что указанный процесс аддитивной технологии изготовления для второй части компонента (11) представляет собой один из процессов селективной лазерной плавки (SLM), селективного лазерного спекания (SLS) или электронно-лучевой плавки (EBM), и этот способ содержит этапы:
a) изготовления или, по меньшей мере, предварительной механической обработки преформы (2);
b) генерирования трехмерной модели объемов, которые должны добавляться на преформу (2), за которым следует процесс послойного разделения для вычисления поперечных сечений;
c) направления после этого указанных вычисленных поперечных сечений в узел (15) контроля машины;
d) получения металлического порошкового материала, который необходим для этого процесса;
e) помещения преформы в рабочую камеру таким образом, что граница раздела для зоны, которая должна изготавливаться с помощью аддитивной технологии, параллельна плоскости осаждения порошка машины;
f) определения точных положений и ориентации преформы (2);
g) приготовления слоя (12) порошка с регулярной и однородной толщиной на преформе (2);
h) осуществления плавления с помощью сканирования энергетическим лучом (14) области, соответствующей поперечному сечению указанного компонента, в соответствии с трехмерной моделью, хранящейся в узле (15) контроля, причем энергетическим лучом (14) сканируют таким образом, что вторичная кристаллографическая ориентация зерен совпадает с предполагаемой конструкцией компонента (11) или с известными главными кристаллографическими направлениями преформы (2);
i) понижения верхней поверхности ранее сформированных поперечных сечений на одну толщину слоя (d);
j) повторения указанных этапов от g) до i) до достижения последнего поперечного сечения в соответствии с трехмерной моделью; и
k) по выбору термической обработки указанного компонента (11).
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что на этапе a) существующую преформу режут и/или подвергают механической обработке вдоль предпочтительной плоскости, и следующие далее этапы формирования второй части компонента (11) осуществляют на этой подвергаемой предварительной механической обработке преформе (2).
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что распределение размеров частиц указанного порошка доводят до толщины слоя (d) указанного слоя (12) порошка для установления хорошей сыпучести, которая необходима для получения слоев (12) порошка с регулярной и однородной толщиной (d).
13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что частицы порошка имеют сферическую форму, и что точное распределение размеров частиц порошка получают посредством просеивания и/или провеивания (воздушного разделения).
14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанный порошок получают посредством процесса порошковой металлургии, в частности, одного из процессов атомизации в газе или воде, плазменного процесса с вращающимся электродом или механического измельчения.
15. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанный процесс аддитивной технологии изготовления использует суспензию вместо порошка.
16. Способ по одному из пп. 1-3, 5-8 и 11-15, отличающийся тем, что указанный металлический материал представляет собой один сплав из высокотемпературного сплава на основе Ni, сплава на основе Co, сплава на основе Fe или их сочетаний.
2
3
2
3
2
2
2
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что указанный сплав содержит мелкодисперсные оксиды, в частности, один из YO, AlO, ThO, HfO, ZrO.
18. Гибридный компонент (11), содержащий преформу (2) в качестве первой части и, по меньшей мере, вторую металлическую часть, сформированную с помощью аддитивной технологии изготовления, отличающийся тем, что указанный компонент (11) изготавливают с помощью способа по одному из пп. 1-17.
19. Гибридный компонент (11) по п. 18, отличающийся тем, что указанный компонент (11) представляет собой часть компрессора, камеры сгорания или турбинной секции газовой турбины, предпочтительно, лопатку, крыльчатку или тепловой экран.
20. Гибридный компонент (11) по п. 19, в котором указанный компонент (11) содержит аэродинамическую поверхность с профилем, отличающийся тем, что совмещение вторичной ориентации зерен согласуется с профилем аэродинамической поверхности, и что она плавно и непрерывно адаптируется к форме аэродинамической поверхности.
21. Гибридный компонент (11) по одному из пп. 18-20, отличающийся тем, что преформа (2) имеет монокристаллическую (SX) микроструктуру, и вторая часть компонента (11) имеет вторичную ориентацию зерен добавленного материала, которая совмещается с главной кристаллографической ориентацией монокристаллической преформы (2).
22. Гибридный компонент (11) по одному из пп. 18-20, отличающийся тем, что преформа (2) имеет изотропную микроструктуру без предпочтительной ориентации зерен, и вторая часть компонента (11) имеет первичную и вторичную ориентацию зерен.
23. Гибридный компонент (11) по одному из пп. 18-20, отличающийся тем, что совмещение вторичной ориентации зерен согласуется с условиями локальной нагрузки части.
24. Гибридный компонент (11) по одному из пп. 18-20, отличающийся тем, что компонент (11) имеет одну или множество переходных зон между зонами с изотропными и анизотропными свойствами.