用于通過(guò)添加性激光制造來(lái)制造金屬部件的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于通過(guò)添加性激光制造來(lái)制造金屬部件的方法。本發(fā)明涉及用于制造三維金屬物件/部件的方法，其整個(gè)地或部分地由Ni基、Co基、Fe基超級(jí)合金或其組合通過(guò)基于粉末的添加性制造工藝制成。在通過(guò)掃描執(zhí)行粉末熔化的步驟期間使用了雙激光設(shè)置，其中兩個(gè)不同射束屬性的激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)，并且通過(guò)以受控的方式調(diào)節(jié)的射束型式和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，從而在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間執(zhí)行切換。在每層中，具有較小直徑的激光射束掃描整個(gè)區(qū)域，并且在每隔k-1(k>1)層中，具有較大直徑的激光射束掃描需要粗晶粒尺寸的區(qū)域，從而使細(xì)晶粒尺寸的區(qū)域再熔化。利用這種制造方法可實(shí)現(xiàn)金屬部件和原型的更高的壽命和操作性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于通過(guò)添加性激光制造來(lái)制造金屬部件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐高溫部件的技術(shù)，尤其用于燃?xì)鉁u輪的熱氣路徑部件。其涉及一種用于通過(guò)添加性制造技術(shù)，例如選擇性激光熔化(SLM)或選擇性激光燒結(jié)(SLS)制造金屬部件/三維物件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于金屬功能性原型和金屬部件的制造，添加性制造已經(jīng)變?yōu)橐环N越來(lái)越具有吸引力的解決方案。目前已經(jīng)知曉SLM、SLS和EBM方法使用粉末材料作為基體材料。部件或物件直接由粉末床產(chǎn)生。其它添加性制造方法，例如激光金屬成形(LMF)、激光工程化凈成形(LENS)或直接金屬沉積(DMD)局部地將材料熔化到現(xiàn)有部件上。這種新近產(chǎn)生的材料可沉積成導(dǎo)線或粉末，其中粉末沉積裝置沿著預(yù)定的路徑利用機(jī)器人或CNC機(jī)器而移動(dòng)。
[0003]基于粉末或其它添加性制造技術(shù)的一個(gè)特征可為在SLM粉末床處理期間由于已知的逐層集結(jié)工藝和局部凝固條件而引起的材料屬性(例如楊氏模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、低循環(huán)疲勞性能LCF、蠕變)的強(qiáng)的各向異性。
[0004]SLM產(chǎn)生的材料的各向異性的機(jī)械屬性在主生長(zhǎng)方向上提供了更好的屬性，首先是疲勞壽命時(shí)間。但材料屬性的這種各向異性在若干應(yīng)用中可為缺點(diǎn)。因此，本 申請(qǐng)人:迄今為止提交了兩個(gè)未公布的專(zhuān)利申請(qǐng)，其揭示了通過(guò)添加性激光制造技術(shù)所制造的部件的各向異性的材料性能可通過(guò)合適的“后生成”熱處理來(lái)減少，從而導(dǎo)致更為各向同性的材料屬性。
[0005]將有利的是，局部控制所產(chǎn)生的材料/部件的微結(jié)構(gòu)，使得機(jī)械屬性，例如LCF ；HCF(高循環(huán)疲勞)、蠕變等與部件的不同位置的熱機(jī)械負(fù)載條件關(guān)聯(lián)起來(lái)。
[0006]另外，本申請(qǐng)的 申請(qǐng)人:所提交的至今未公布的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了由SLM技術(shù)產(chǎn)生的材料的主晶粒定向和輔晶粒定向可通過(guò)特定的掃描策略進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如激光射束的運(yùn)動(dòng)方向。微結(jié)構(gòu)的這種控制極度有利于用SLM技術(shù)制造的部件和原型。SLM技術(shù)由于其可直接從粉末床中產(chǎn)生非常高級(jí)設(shè)計(jì)的能力從而能夠制造高性能且形狀復(fù)雜的部件。通過(guò)恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)主晶粒定向和輔晶粒定向，可控制楊氏模量，并使之與部件的熱機(jī)械負(fù)載條件相一致。然而，不同的掃描策略主要影響了晶粒定向，而非晶粒尺寸。
[0007]文獻(xiàn)DE 10 2011 105 045 B3 和 DE 10 2007 061 549 Al 公開(kāi)了由 SLM 制造的部件用不同的激光功率/射束直徑來(lái)建造的方法。根據(jù)這個(gè)“核芯-外殼”原理，部件的外表面(外殼)利用與部件的大塊區(qū)域(核芯)不同的激光射束直徑(較低的激光射束的直徑和較低的激光功率)來(lái)熔化。根據(jù)DE 10 2011 105 045 B3的方法，其特征在于，在核芯區(qū)域上引導(dǎo)用于熔化粉末狀部件材料的激光射束所沿的路徑選擇成使得在與外殼區(qū)域接觸期間，它們總是至少大致垂直地到達(dá)外殼區(qū)域。通過(guò)這個(gè)方法，在具有良好的冶金結(jié)合的外表面(外殼)上可實(shí)現(xiàn)大塊(核芯)的較高的建造速率和良好的表面光潔度。然而，迄今為止，不同的固化工藝在核芯和外殼區(qū)域中的結(jié)果沒(méi)有得到系統(tǒng)地研究和開(kāi)發(fā)。
[0008]2013年8月“冶金和材料處理”期刊第44B卷第794-796頁(yè)，由T.Niendorf等人撰寫(xiě)的文獻(xiàn)“由選擇性激光熔化技術(shù)處理的高度各向異性的鋼”描述了 SLM處理的奧氏體316L不銹鋼的若干個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。316L鋼的名義成分如下■.( 0.03%的C 1%的Si 2%的Mn ；16.5%至18.5%的Cr ；10%至14%的Ni ；2%至2.5%Mo,剩余的是Fe。具有由那種鋼材制成的殼芯結(jié)構(gòu)的三次樣本是這樣制造的:外部結(jié)構(gòu)采用400W激光系統(tǒng)來(lái)建造，導(dǎo)致一種弱紋理的細(xì)晶粒的固化結(jié)構(gòu)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用1000W激光系統(tǒng)來(lái)建造，導(dǎo)致完全不同的微結(jié)構(gòu)，其具有在平行于建造方向上伸長(zhǎng)的、超過(guò)Imm尺寸的晶粒。這是高度的各向異性。
[0009]文獻(xiàn)EP2586548A1公開(kāi)了一種添加性制造方法，優(yōu)選SLM，其用于制造具有特定晶粒尺寸分布的部件，從而相對(duì)于具有基本均勻的晶粒尺寸的相似部件提聞了該部件的壽命。所需的晶粒尺寸分布是在添加性制造工藝期間直接產(chǎn)生的，因此晶粒尺寸通過(guò)控制SLM工藝中的熔化池的冷卻速率而進(jìn)行控制，這通過(guò)控制熔化區(qū)域的局部熱梯度來(lái)實(shí)現(xiàn)。熔化區(qū)域由(第一)激光射束來(lái)產(chǎn)生。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在其熔化區(qū)域處的局部熱梯度受到第二激光射束或另一輻射源的控制。那意味著第二激光用于加熱周?chē)牧?，以便局部性地控制熱梯度和因而控制熔化池的冷卻速率，這賦予了對(duì)晶粒尺寸的控制。這種處理可比擬于局部熱處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的是公開(kāi)一種改進(jìn)的用于整個(gè)地或部分地制造金屬部件/三維物件的方法，其由Ni基、Co基、Fe基超級(jí)合金或其組合通過(guò)添加性制造方法制成，具有局部?jī)?yōu)化的機(jī)械屬性。
[0011]這一目的以及其它目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明提供了用于制造三維金屬物件/部件的方法，其中三維金屬物件/部件整個(gè)地或部分地由Ni基、Co基、Fe基超級(jí)合金或其組合通過(guò)添加性制造工藝?yán)梅勰┬问降慕饘倩w材料制成，所述三維金屬物件/部件包括具有針對(duì)所述物件/部件的負(fù)載條件進(jìn)行調(diào)節(jié)的晶粒尺寸的微結(jié)構(gòu)，添加性制造工藝選自選擇性激光熔化(SLM)或選擇性激光燒結(jié)(SLS)的工藝組，其中所述經(jīng)調(diào)節(jié)的晶粒尺寸是在所述添加性制造工藝期間直接產(chǎn)生的，所述方法包括如下步驟:
a)產(chǎn)生所述物件的三維模型，之后進(jìn)行切片工藝以計(jì)算橫截面；
b)然后將所述計(jì)算的橫截面?zhèn)魉椭翙C(jī)器控制單元；
c)提供所述工藝所需要的所述基體材料的粉末；
d)在襯底板上或在之前經(jīng)處理的粉末層上或在傳統(tǒng)制造的預(yù)型件上準(zhǔn)備具有規(guī)則且均勻厚度的粉末層；
e)根據(jù)儲(chǔ)存在控制單元中的三維模型，通過(guò)在與所述物件的橫截面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域用能量射束掃描而執(zhí)行粉末的熔化；
f)將之前形成的橫截面的上表面降低一層厚度；
g)重復(fù)c)至f)的所述步驟，直至達(dá)到根據(jù)所述三維模型的最終的橫截面；且
h)可選地對(duì)所述三維物件進(jìn)行熱處理，
其中在步驟e)中，使用了雙激光設(shè)置，其中不同射束屬性的兩個(gè)激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)，并通過(guò)以控制的方式調(diào)節(jié)的射束型式(profiling)和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，從而在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間執(zhí)行切換，并且在每層中，具有較小直徑的激光射束掃描整個(gè)區(qū)域，從而在每隔k-l(k>l)層中產(chǎn)生細(xì)晶粒尺寸，具有較大直徑的激光射束掃描需要粗晶粒尺寸的區(qū)域，從而使具有細(xì)晶粒尺寸的區(qū)域再熔化。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，利用這樣一種方法可實(shí)現(xiàn)金屬部件和原型更高的壽命和操作性能。
[0014]晶粒尺寸可通過(guò)激光射束成形和激光強(qiáng)度的調(diào)節(jié)以及掃描/累加控制而進(jìn)行控制。
[0015]利用這種特制的SLM累加方法，可生產(chǎn)由Ni基、Co基或Fe基超級(jí)合金制成的部件，其具有局部?jī)?yōu)化的機(jī)械屬性。出于這個(gè)目的，晶粒尺寸適合于部件的負(fù)載條件，導(dǎo)致延長(zhǎng)的服務(wù)壽命。因?yàn)檩^大的晶粒是由例如較高功率的大直徑激光射束通常以較低的掃描速度而產(chǎn)生的，所以它們有利于蠕變負(fù)載區(qū)域。然而，因?yàn)檩^小的晶粒是由小直徑的激光射束以較低的功率并以更快的掃描速度來(lái)產(chǎn)生的，所以它們有利于LCF和HCF負(fù)載區(qū)域。
[0016]較小的熔化池尺寸優(yōu)選在區(qū)域中通過(guò)較低能量射束功率和/或較小能量射束直徑和/或較高的掃描速度來(lái)產(chǎn)生，導(dǎo)致固化材料有更細(xì)的晶粒尺寸，并且較大的熔化池尺寸優(yōu)選在區(qū)域中通過(guò)較高的能量射束功率和/或較大的能量射束直徑和/或較低的掃描速度來(lái)產(chǎn)生，導(dǎo)致固化材料有更大的晶粒尺寸。
[0017]本發(fā)明的一個(gè)重要方面是優(yōu)選的微結(jié)構(gòu)不必在部件的整個(gè)體積上實(shí)現(xiàn)。相反，激光射束成形和相對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)確定了晶粒尺寸，并且它們可針對(duì)不同的子實(shí)體以任意的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這依賴于局部的機(jī)械完整性(MI)要求。
[0018]在本發(fā)明中，雙激光設(shè)置用于這個(gè)目的，其中不同射束屬性的兩個(gè)激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)。利用恰當(dāng)調(diào)節(jié)的射束型式和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，可以受控的方式在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間進(jìn)行切換。結(jié)果，產(chǎn)生了不同直徑和深度的熔化池，導(dǎo)致形成不同晶粒尺寸的晶粒。在每層中，具有較小直徑的激光射束掃描整個(gè)區(qū)域并產(chǎn)生細(xì)晶粒尺寸，并且在每隔k-1 (k>l)層中，具有較大直徑的激光射束掃描需要粗晶粒尺寸的區(qū)域，從而使細(xì)晶粒尺寸的區(qū)域再熔化。利用包括不同射束屬性，尤其大激光射束直徑(大的激光斑點(diǎn))的第二激光射束，這樣再熔化具有細(xì)晶粒微結(jié)構(gòu)的區(qū)域?qū)⑹固岬降膮^(qū)域中晶粒尺寸變粗。除了所述晶粒尺寸的修改之外，利用第二激光再熔化的材料具有若干個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如減少殘余應(yīng)力，去除微結(jié)構(gòu)的各向異性，促成沉淀。這導(dǎo)致了一種強(qiáng)的微結(jié)構(gòu)。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施例中，層具有可變厚度，并且所述層的數(shù)量2 < k < 6，優(yōu)選k=4。
[0020]有利的是，根據(jù)本公開(kāi)的方法制造的部件/物件是用于燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)、燃燒器或渦輪段中具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的熱氣路徑部件或原型。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021 ] 現(xiàn)在將通過(guò)不同的實(shí)施例并參照附圖更完整地解釋本發(fā)明。
[0022]圖1顯示了利用400W單個(gè)激光制造的哈司特鎳合金X的Z-軸方向上的細(xì)晶粒微結(jié)構(gòu)；
圖2顯示了利用1000W雙激光制造的哈司特鎳合金X的Z-軸方向上的粗晶粒微結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]對(duì)利用“核芯-外殼”原理(例如兩種不同的激光射束形態(tài))由SLM產(chǎn)生的材料屬性的研究已經(jīng)顯示了不同的機(jī)械屬性(例如楊氏模量、屈服強(qiáng)度)，這依賴于激光射束成形和因而激光強(qiáng)度。這是在SLM粉末床處理期間利用不同的激光射束成形而得到的局部不同的固化條件的結(jié)果。由于熔化池中典型的溫度分布和其附近所產(chǎn)生的熱梯度，這有利于更快且優(yōu)選垂直于粉末平面的晶粒生長(zhǎng)。這導(dǎo)致了一種特征微結(jié)構(gòu)，其顯示了在垂直于粉末平面的方向上(z軸方向)伸長(zhǎng)的晶粒。其已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以較小的激光射束直徑(接近70_100Mffl)所產(chǎn)生的樣本在xy平面中以及沿著z軸方向上的機(jī)械屬性不同于以大射束直徑(接近500-1000Mm)的激光產(chǎn)生的屬性。
[0024]圖1和圖2顯示了在光學(xué)微照片中的哈司特鎳合金X的這樣一種示例，其中樣本是利用不同的激光射束源制造的。這導(dǎo)致不同的激光型式和不同的熔化池的尺寸。
[0025]哈司特鎳合金X是具有以下名義成分的Ni基超級(jí)合金:0.1%的C、21%的Cr、l%的Co、9% 的 Mo、18% 的 Fe、1% 的 W，剩余為 Ni。
[0026]在750°C的“建成”條件下，在z軸方向上已經(jīng)測(cè)量了楊氏模量和屈服強(qiáng)度。對(duì)于根據(jù)圖1具有細(xì)晶粒微結(jié)構(gòu)的樣本，測(cè)量到406MPa的屈服強(qiáng)度和119GPa的楊氏模量，而對(duì)于根據(jù)圖2的樣本(粗晶粒結(jié)構(gòu))，屈服強(qiáng)度和楊氏模量分別是361MPa和94GPa。
[0027]在室溫(23°C)下，在z軸方向上測(cè)量到591MPa的屈服強(qiáng)度和154GPa的楊氏模量，并且在xy平面的方向上分別為674MPa和162GPa (對(duì)于利用400W的激光功率制造的樣本)，而對(duì)于利用1000W的激光功率制造的樣本，z軸上的屈服強(qiáng)度和楊氏模量分別是490MPa和113GPa，并且在xy平面中測(cè)量到563MPa的屈服強(qiáng)度和144GPa的楊氏模量。
[0028]利用這種特制的SLM累加方法，可生產(chǎn)具有局部?jī)?yōu)化的機(jī)械屬性的部件。出于這個(gè)目的，晶粒尺寸適合于部件的負(fù)載條件，這意味著晶粒尺寸與部件的設(shè)計(jì)意圖是有利匹配的，導(dǎo)致延長(zhǎng)的服務(wù)壽命。因?yàn)檩^大的晶粒是由例如較高功率的大直徑激光射束通常以較低的掃描速度而產(chǎn)生的，所以它們有利于蠕變負(fù)載區(qū)域。然而，因?yàn)檩^小的晶粒是由小直徑的激光射束以較低的功率并以更快的掃描速度來(lái)產(chǎn)生的，所以它們有利于LCF和HCF負(fù)載區(qū)域。
[0029]本發(fā)明的一個(gè)重要方面是優(yōu)選的微結(jié)構(gòu)不必在部件的整個(gè)體積上實(shí)現(xiàn)。相反，激光射束成形和相對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)確定了晶粒尺寸，并且它們可針對(duì)不同的子實(shí)體以任意的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這依賴于局部的機(jī)械完整性(MI)要求。根據(jù)本發(fā)明，雙激光設(shè)置用于這個(gè)目的，其中不同射束屬性的兩個(gè)激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)。利用恰當(dāng)調(diào)節(jié)的射束型式和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，可以受控的方式在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間進(jìn)行切換。結(jié)果，產(chǎn)生了不同直徑和深度的熔化池，導(dǎo)致形成不同尺寸的晶粒。本發(fā)明的本質(zhì)是在某些區(qū)域用兩個(gè)不同的激光(不同的激光射束屬性)熔化材料，第二激光射束使之前被第一激光熔化的固化材料/區(qū)域再熔化。除了所述晶粒尺寸修改的優(yōu)點(diǎn)之外，利用第二激光再熔化材料具有若干個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如減少殘余應(yīng)力，去除微結(jié)構(gòu)的各向異性，促成沉淀。
[0030]利用在不同的激光射束形態(tài)下的這種選擇性的再熔化，可產(chǎn)生該部件的子實(shí)體，其中較大的晶粒占大部分，并且獲得更好的蠕變特性。按照相同方式，可在蠕變強(qiáng)度不太重要但需要良好的LCF或HCF屬性的其它區(qū)域中產(chǎn)生細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。
[0031]這種局部控制微結(jié)構(gòu)的可能性甚至可用于使機(jī)械屬性局部地適應(yīng)該部件的循環(huán)溫度負(fù)載。
[0032]通過(guò)添加性制造工藝(SLM，SLS)，利用粉末形式的金屬基體材料制造整個(gè)地或部分地由Ni基、Co基、Fe基超級(jí)合金或其組合制成的三維金屬物件/部件，其中所述物件/部件具有微結(jié)構(gòu)，其具有針對(duì)所述物件/部件的負(fù)載條件而調(diào)節(jié)的晶粒尺寸，其中所述經(jīng)調(diào)節(jié)的晶粒尺寸是在所述添加性制造工藝期間直接產(chǎn)生的，所述制造包括如下步驟:
-產(chǎn)生所述物件的三維模型，之后進(jìn)行切片工藝以計(jì)算橫截面；
-然后將所述計(jì)算的橫截面?zhèn)魉椭翙C(jī)器控制單元；
-提供所述工藝所需要的所述基體材料的粉末；
-在襯底板上或在之前處理的粉末層上或在傳統(tǒng)制造的預(yù)型件上準(zhǔn)備具有規(guī)則且均勻厚度的粉末層；
-根據(jù)儲(chǔ)存在控制單元中的三維模型，通過(guò)在與所述物件的橫截面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中用能量射束掃描而執(zhí)行粉末的熔化；
-將之前形成的橫截面的上表面降低一層厚度；
-重復(fù)c)至f)的所述步驟，直至達(dá)到根據(jù)所述三維模型的最終的橫截面；且 -可選地對(duì)所述三維物件進(jìn)行熱處理，
其中在執(zhí)行粉末熔化的步驟中，使用了雙激光設(shè)置，其中不同射束屬性的兩個(gè)激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)，并通過(guò)以控制的方式調(diào)節(jié)射束型式和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，從而在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間執(zhí)行切換，并且在每層中，具有較小直徑的激光射束掃描整個(gè)區(qū)域，從而在每隔k-Ι層(k>l)中產(chǎn)生細(xì)晶粒尺寸，具有較大直徑的激光射束掃描需要粗晶粒尺寸的區(qū)域，從而使具有細(xì)晶粒尺寸的區(qū)域再熔化。
[0033]可選地，較大直徑且較高功率的能量射束在一個(gè)單個(gè)行程中使多個(gè)粉末層再熔化。這些再熔化層的數(shù)量可與之前利用小直徑射束掃描的層相對(duì)應(yīng)，其中局部已經(jīng)產(chǎn)生了細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。這種較大射束直徑的使用僅僅應(yīng)用于需要較大晶粒的子實(shí)體(例如用于改善蠕變屬性)。此外，可對(duì)所述三維物件應(yīng)用熱處理，以消除由于不同的驅(qū)動(dòng)力而引起的用于重結(jié)晶/晶粒變粗的殘余應(yīng)力，并增強(qiáng)在利用小的和大的射束直徑所產(chǎn)生的區(qū)域之間的差巳
[0034]由本方法制造的部件/物件優(yōu)選是用于燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)、燃燒器或渦輪段中的具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的熱氣路徑部件或原型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造三維金屬物件/部件的方法，所述三維金屬物件/部件整個(gè)地或部分地由Ni基、Co基、Fe基超級(jí)合金或其組合通過(guò)添加性制造工藝?yán)梅勰┬问降慕饘倩w材料制成，所述三維金屬物件/部件包括具有針對(duì)所述物件/部件的負(fù)載條件進(jìn)行調(diào)節(jié)的晶粒尺寸的微結(jié)構(gòu)，所述添加性制造工藝選自選擇性激光熔化(SLM)或選擇性激光燒結(jié)(SLS)組成的組，其中經(jīng)調(diào)節(jié)的晶粒尺寸是在所述添加性制造工藝期間直接產(chǎn)生的，所述方法包括如下步驟: a)產(chǎn)生所述物件的三維模型，之后進(jìn)行切片工藝以計(jì)算橫截面； b)然后將所述計(jì)算的橫截面?zhèn)魉椭翙C(jī)器控制單元； c)提供所述工藝所需要的所述基體材料的粉末； d)在襯底板上或在之前經(jīng)處理的粉末層上或在傳統(tǒng)制造的預(yù)型件上準(zhǔn)備具有規(guī)則且均勻厚度的粉末層； e)根據(jù)儲(chǔ)存在控制單元中的三維模型，通過(guò)在與所述物件的橫截面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中用能量射束掃描而執(zhí)行粉末的熔化； f)將之前形成的橫截面的上表面降低一層厚度； g)從c)至f)重復(fù)所述步驟，直至達(dá)到根據(jù)所述三維模型的最終的橫截面；且 h)可選地對(duì)所述三維物件進(jìn)行熱處理， 其中在步驟e)中，使用了雙激光設(shè)置，其中不同射束屬性的兩個(gè)激光射束在同一機(jī)器中組合起來(lái)，并通過(guò)以控制的方式調(diào)節(jié)的射束型式和合適的射束開(kāi)關(guān)的集成，從而在兩個(gè)不同的激光射束直徑之間執(zhí)行切換，并且在每層中，具有較小直徑的激光射束掃描整個(gè)區(qū)域，從而在每隔k-Ι層(k>l)中產(chǎn)生細(xì)晶粒尺寸，具有較大直徑的激光射束掃描需要粗晶粒尺寸的區(qū)域，從而使具有細(xì)晶粒尺寸的區(qū)域再熔化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，2< 6，優(yōu)選k=4。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述層具有可變厚度。
4.一種通過(guò)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法制造的部件/物件，其特征在于，所述部件/物件是用于燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)、燃燒器或渦輪段中的具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的熱氣路徑部件或原型。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK104511589SQ201410509563
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】T.埃特, M.霍伊貝, J.舒爾布, F.羅伊里格 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司