本公開(kāi)的領(lǐng)域大體上涉及具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件，且更具體而言，涉及利用帶護(hù)套芯形成此種構(gòu)件。

背景技術(shù)：

一些構(gòu)件需要限定在其中的內(nèi)部通路，例如，以便執(zhí)行預(yù)期的功能。例如但不作為限制，一些構(gòu)件如燃?xì)鉁u輪的熱氣體路徑構(gòu)件經(jīng)歷高溫。至少一些構(gòu)件具有限定在其中的內(nèi)部通路，以接收冷卻流體流，使得構(gòu)件能夠更好地經(jīng)受高溫。另外舉例來(lái)說(shuō)，但不作為限制，一些構(gòu)件在與另一個(gè)構(gòu)件的界面處經(jīng)歷摩擦。至少一些此類(lèi)構(gòu)件具有限定在其中的內(nèi)部通路，以接收潤(rùn)滑劑流來(lái)便于減小摩擦。

在模具中形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的至少一些已知的構(gòu)件，其中陶瓷材料的芯在模具腔內(nèi)在針對(duì)內(nèi)部通路選擇的位置處延伸。在熔化的金屬合金被引入陶瓷芯周?chē)哪＞咔恢星冶焕鋮s來(lái)形成構(gòu)件之后，諸如通過(guò)化學(xué)浸出移除陶瓷芯，以形成內(nèi)部通路。然而，至少一些已知的陶瓷芯是易碎的，從而導(dǎo)致在無(wú)破壞的情況下生產(chǎn)和處理起來(lái)難且昂貴的芯。此外，用于形成此種構(gòu)件的一些模具是通過(guò)熔模鑄造形成的，且至少一些已知的陶瓷芯缺乏足夠的強(qiáng)度以可靠地耐受用于形成用于熔模鑄造過(guò)程的模型(pattern)的材料的注射，材料諸如但不限于蠟。而且，從鑄件構(gòu)件有效地移除至少一些陶瓷芯是困難且耗時(shí)的，尤其對(duì)于但不限于，芯的長(zhǎng)度與直徑比大并且/或者芯基本上非線性的構(gòu)件。

備選地或此外，具有限定在其中的內(nèi)部通路的至少一些已知的構(gòu)件首先形成為沒(méi)有內(nèi)部通路，且在隨后的過(guò)程中形成內(nèi)部通路。例如，至少一些已知的內(nèi)部通路是通過(guò)將通路鉆到構(gòu)件中而形成的，諸如但不限于電化學(xué)鉆孔過(guò)程。然而，至少一些此類(lèi)鉆孔過(guò)程相對(duì)耗時(shí)且昂貴。而且，至少一些此種鉆孔過(guò)程不可形成某些構(gòu)件設(shè)計(jì)需要的內(nèi)部通路曲率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面中，提供了一種形成構(gòu)件的方法，該構(gòu)件具有限定在其中的內(nèi)部通路。該方法包括相對(duì)于模具定位帶護(hù)套芯。帶護(hù)套芯包括由第一材料形成的中空結(jié)構(gòu)、設(shè)置在該中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)芯、和至少?gòu)膬?nèi)芯的第一端延伸通過(guò)內(nèi)芯的至少一部分的芯通道。該方法還包括將熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料引入模具的腔中，使得熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料從腔內(nèi)的帶護(hù)套芯至少部分地吸收第一材料。該方法還包括在腔中冷卻該構(gòu)件材料以形成構(gòu)件。內(nèi)芯限定構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)部通路。

在另一方面中，提供了一種用于形成構(gòu)件的模具組件，該構(gòu)件具有限定在其中的內(nèi)部通路。構(gòu)件由構(gòu)件材料形成。模具組件包括在其中限定模具腔的模具，和相對(duì)于模具定位的帶護(hù)套芯。帶護(hù)套芯包括由第一材料形成的中空結(jié)構(gòu)、設(shè)置在該中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)芯、和至少?gòu)膬?nèi)芯的第一端延伸通過(guò)內(nèi)芯的至少一部分的芯通道。第一材料能夠由熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料至少部分地吸收。帶護(hù)套芯的一部分定位在模具腔內(nèi)，使得帶護(hù)套芯的該部分的內(nèi)芯限定構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)部通路的位置。

實(shí)施方案1.一種形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件的方法，所述方法包括：

相對(duì)于模具定位帶護(hù)套芯，其中，所述帶護(hù)套芯包括：

中空結(jié)構(gòu)，其由第一材料形成；

內(nèi)芯，其配置在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)；和

芯通道，其至少?gòu)乃鰞?nèi)芯的第一端延伸通過(guò)內(nèi)芯的至少一部分；

將熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料引入所述模具的腔中，使得熔融狀態(tài)下的所述構(gòu)件材料從所述腔內(nèi)的所述帶護(hù)套芯至少部分地吸收所述第一材料；和

在所述腔中冷卻所述構(gòu)件材料以形成所述構(gòu)件，其中，所述內(nèi)芯限定所述構(gòu)件內(nèi)的所述內(nèi)部通路。

實(shí)施方案2.根據(jù)實(shí)施方案1所述的方法，還包括從所述構(gòu)件移除所述內(nèi)芯以形成所述內(nèi)部通路。

實(shí)施方案3.根據(jù)實(shí)施方案2所述的方法，其中，移除所述內(nèi)芯包括使流體流動(dòng)到所述芯通道中。

實(shí)施方案4.根據(jù)實(shí)施方案3所述的方法，其中，所述內(nèi)芯由陶瓷材料形成，且其中，使所述流體流動(dòng)到所述芯通道中包括使構(gòu)造成與所述陶瓷材料相互作用的所述流體流動(dòng)，使得所述內(nèi)芯通過(guò)與所述流體的接觸而被從所述構(gòu)件浸出。

實(shí)施方案5.根據(jù)實(shí)施方案4所述的方法，其中，所述芯通道從所述第一端延伸至所述內(nèi)芯的相反的第二端，且使所述流體流動(dòng)到所述芯通道中包括使所述流體在所述芯通道內(nèi)的壓力下從所述第一端流動(dòng)到所述第二端。

實(shí)施方案6.根據(jù)實(shí)施方案1所述的方法，其中，定位所述帶護(hù)套芯包括定位所述帶護(hù)套芯，所述帶護(hù)套芯還包括定位在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)間隔件，使得所述芯通道延伸通過(guò)所述間隔件中的各個(gè)。

實(shí)施方案7.根據(jù)實(shí)施方案6所述的方法，其中，定位所述帶護(hù)套芯包括定位所述帶護(hù)套芯，所述帶護(hù)套芯還包括由以下材料形成的所述多個(gè)間隔件，該材料能夠與所述內(nèi)芯一起且以與所述內(nèi)芯相同的方式從所述構(gòu)件選擇性地移除。

實(shí)施方案8.根據(jù)實(shí)施方案1所述的方法，還包括通過(guò)以下步驟形成所述帶護(hù)套芯：

將線定位在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述線由第二材料形成；和

在定位所述線之后在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)添加內(nèi)芯材料，使得所述內(nèi)芯材料填充在所述線周?chē)?，其中，所述?nèi)芯材料形成所述內(nèi)芯且所述線限定所述內(nèi)芯內(nèi)的所述芯通道。

實(shí)施方案9.根據(jù)實(shí)施方案8所述的方法，還包括熔化所述線，以便于從所述芯通道移除所述線。

實(shí)施方案10.根據(jù)實(shí)施方案9所述的方法，其中，熔化所述線包括加熱模具材料的殼以熔化定位在所述殼內(nèi)的模型材料，其中，所述帶護(hù)套芯在所述模型材料內(nèi)延伸，使得所述線被加熱到高于所述第二材料的熔點(diǎn)。

實(shí)施方案11.根據(jù)實(shí)施方案9所述的方法，其中，熔化所述線包括燒制模具材料的殼以形成所述模具，其中，所述帶護(hù)套芯在所述殼內(nèi)延伸，使得所述線被加熱到高于所述第二材料的熔點(diǎn)。

實(shí)施方案12.根據(jù)實(shí)施方案8所述的方法，其中，將所述線定位在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)包括：

通過(guò)多個(gè)間隔件穿過(guò)所述線；和

將穿有所述線的所述間隔件定位在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)。

實(shí)施方案13.一種用于形成構(gòu)件的模具組件，所述構(gòu)件具有限定在其中的內(nèi)部通路，所述構(gòu)件由構(gòu)件材料形成，所述模具組件包括：

模具，其在其中限定模具腔；和

帶護(hù)套芯，其相對(duì)于所述模具定位，所述帶護(hù)套芯包括：

中空結(jié)構(gòu)，其由第一材料形成；

內(nèi)芯，其配置在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)；和

芯通道，其至少?gòu)乃鰞?nèi)芯的第一端延伸通過(guò)所述內(nèi)芯的至少一部分，其中；

所述第一材料能夠由熔融狀態(tài)下的所述構(gòu)件材料至少部分地吸收，且

所述帶護(hù)套芯的一部分定位在所述模具腔內(nèi)，使得所述帶護(hù)套芯的所述部分的所述內(nèi)芯限定所述構(gòu)件內(nèi)的所述內(nèi)部通路的位置。

實(shí)施方案14.根據(jù)實(shí)施方案13所述的模具組件，其中，所述內(nèi)芯由內(nèi)芯材料形成，所述內(nèi)芯材料能夠通過(guò)流動(dòng)到所述芯通道中的流體而從所述構(gòu)件移除。

實(shí)施方案15.根據(jù)實(shí)施方案14所述的模具組件，其中，所述內(nèi)芯材料為能夠通過(guò)所述流體而從所述構(gòu)件浸出的陶瓷材料。

實(shí)施方案16.根據(jù)實(shí)施方案13所述的模具組件，其中，所述芯通道從所述第一端延伸至所述內(nèi)芯的相反的第二端。

實(shí)施方案17.根據(jù)實(shí)施方案13所述的模具組件，其中，所述芯通道從所述中空結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面偏移非零的偏移距離。

實(shí)施方案18.根據(jù)實(shí)施方案13所述的模具組件，其中，所述帶護(hù)套芯還包括定位在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)間隔件，使得所述芯通道延伸通過(guò)所述間隔件中的各個(gè)。

實(shí)施方案19.根據(jù)實(shí)施方案18所述的模具組件，其中，所述間隔件基本上被包圍在所述內(nèi)芯內(nèi)。

實(shí)施方案20.根據(jù)實(shí)施方案13所述的模具組件，其中，所述間隔件中的各個(gè)由以下材料形成，該材料能夠與所述內(nèi)芯一起且以與所述內(nèi)芯相同的方式從所述構(gòu)件選擇性地移除。

附圖說(shuō)明

圖1是示范旋轉(zhuǎn)機(jī)器的示意圖；

圖2為用于與圖1中所示的旋轉(zhuǎn)機(jī)器一起使用的示范構(gòu)件的示意性透視圖；

圖3為用于制作圖2中所示的構(gòu)件的示范模具組件的示意性透視圖，該模具組件包括相對(duì)于模具定位的帶護(hù)套芯；

圖4為沿圖3中所示的4-4線截取的用于與圖3中所示的模具組件一起使用的示范帶護(hù)套芯的示意截面圖；

圖5為沿圖3中所示的5-5線截取的圖3的示范帶護(hù)套芯的示意截面圖；

圖6為可用于形成圖3-5中所示的帶護(hù)套芯的示范前體(precursor)帶護(hù)套芯的示意截面圖；且

圖7為形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件(如圖2中所示的構(gòu)件)的示范方法的流程圖。

部件列表

10旋轉(zhuǎn)機(jī)器

12進(jìn)氣區(qū)段

14壓縮機(jī)區(qū)段

16燃燒器區(qū)段

18渦輪區(qū)段

20排氣區(qū)段

22轉(zhuǎn)子軸

24燃燒器

36殼體

40壓縮機(jī)葉片

42壓縮機(jī)定子導(dǎo)葉

70轉(zhuǎn)子葉片

72渦輪定子導(dǎo)葉

74壓力側(cè)

76吸引側(cè)

78構(gòu)件材料

80構(gòu)件

82內(nèi)部通路

84前緣

86后緣

88根部端部

89軸線

90末梢端部

92距離

94距離

96葉片長(zhǎng)度

300模具

301模具組件

302內(nèi)部壁

304模具腔

306模具材料

310帶護(hù)套芯

311第一端

312末梢部分

313第二端

314末梢部分

315部分

316根部部分

318根部部分

320中空結(jié)構(gòu)

322第一材料

323內(nèi)表面

324內(nèi)芯

326內(nèi)芯材料

328壁厚

330特征寬度

340線(wire)

342線材料

350間隔件

352間隔件材料

354間隔件開(kāi)口

356偏移距離

358偏移距離

360芯通道

362流體

370前體帶護(hù)套芯

700方法

702定位

704引入

706冷卻

708移除

710流動(dòng)

712流動(dòng)

714流動(dòng)

716定位

718定位

720定位

722添加

724熔化

726加熱

728燒制

730穿過(guò)

732定位。

具體實(shí)施方式

在以下說(shuō)明和權(quán)利要求中，將參照多個(gè)用語(yǔ)，這些用語(yǔ)應(yīng)被限定為具有以下含義。

單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、和“該”包括復(fù)數(shù)個(gè)指示物，除非上下文另外清楚地規(guī)定。

“可選的”或“可選地”意思是指隨后描述的事件或情形可發(fā)生或可不發(fā)生，且該描述包括發(fā)生該事件的實(shí)例和不發(fā)生該事件的實(shí)例。

在本文中貫穿說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)使用的近似語(yǔ)言可用于修飾任何量的表現(xiàn)，其可以可容許地變化，而不導(dǎo)致其涉及的基本功能中的變化。因此，由一個(gè)或多個(gè)用語(yǔ)如“大約”、“近似”和“大致”修飾的值不限于指定的準(zhǔn)確值。在至少某些實(shí)例中，近似語(yǔ)言可對(duì)應(yīng)用于測(cè)量該值的工具的精度。在此且貫穿說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求，可確定范圍限制。此種范圍可組合并且/或者互換，且包括其中包含的所有子范圍，除非上下文或語(yǔ)言另外指出。

本文所述的示范構(gòu)件和方法克服了與用于形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的已知組件和方法相關(guān)的至少一些缺點(diǎn)。本文所述的實(shí)施例提供了相對(duì)于模具定位的帶護(hù)套芯。帶護(hù)套芯包括(i)由第一材料形成的中空結(jié)構(gòu)、(ii)設(shè)置在該中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)芯、和(iii)在內(nèi)芯內(nèi)延伸的芯通道。內(nèi)芯在模具腔內(nèi)延伸，以限定待在模具中形成的構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)部通路的位置。第一材料被選擇成基本上能夠由被引入模具腔中的構(gòu)件材料吸收，來(lái)形成構(gòu)件。在形成構(gòu)件之后，芯通道提供用于流體接觸內(nèi)芯的路徑，以便于從所形成的構(gòu)件移除內(nèi)芯。在某些實(shí)施例中，帶護(hù)套芯首先形成為具有嵌在內(nèi)芯中的線，該線限定芯通道。該線能夠在鑄造構(gòu)件之前或之后從帶護(hù)套芯移除。

圖1為具有可利用本公開(kāi)實(shí)施例的構(gòu)件的示范旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的示意圖。在示范實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)機(jī)器10為燃?xì)鉁u輪，其包括進(jìn)氣區(qū)段12、聯(lián)接在進(jìn)氣區(qū)段12下游的壓縮機(jī)區(qū)段14、聯(lián)接在壓縮機(jī)區(qū)段14下游的燃燒器區(qū)段16、聯(lián)接在燃燒器區(qū)段16下游的渦輪區(qū)段18，和聯(lián)接在渦輪區(qū)段18下游的排氣區(qū)段20。大體上管狀的殼體36至少部分地包圍進(jìn)氣區(qū)段12、壓縮機(jī)區(qū)段14、燃燒器區(qū)段16、渦輪區(qū)段18和排氣區(qū)段20中的一個(gè)或更多個(gè)。在備選實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)機(jī)器10為如本文所述的形成有內(nèi)部通路的構(gòu)件所適用的任何旋轉(zhuǎn)機(jī)器。此外，盡管出于圖示目的，在旋轉(zhuǎn)機(jī)器的背景下描述了本公開(kāi)的實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所述的實(shí)施例適用于涉及如下構(gòu)件的任何背景下，該構(gòu)件適當(dāng)?shù)匦纬捎邢薅ㄔ谄渲械膬?nèi)部通路。

在示范實(shí)施例中，渦輪區(qū)段18經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸22聯(lián)接到壓縮機(jī)區(qū)段14。應(yīng)當(dāng)注意的是，如本文使用的用語(yǔ)“聯(lián)接”不限于構(gòu)件之間的直接機(jī)械、電氣和/或通信連接，而且還可包括多個(gè)構(gòu)件之間的間接機(jī)械、電氣和/或通信連接。

在旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的操作期間，進(jìn)氣區(qū)段12將空氣朝壓縮機(jī)區(qū)段14導(dǎo)送。壓縮機(jī)區(qū)段14將空氣壓縮至高壓和高溫。更具體而言，轉(zhuǎn)子軸22將旋轉(zhuǎn)能量給予在壓縮機(jī)區(qū)段14內(nèi)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸22的壓縮機(jī)葉片40的至少一個(gè)周向排。在示范實(shí)施中，各排壓縮機(jī)葉片40前面是從殼體36徑向向內(nèi)延伸的壓縮機(jī)定子導(dǎo)葉42的周向排，其將空氣流引導(dǎo)到壓縮機(jī)葉片40中。壓縮機(jī)葉片40的旋轉(zhuǎn)能量增大空氣的壓力和溫度。壓縮機(jī)區(qū)段14朝燃燒器區(qū)段16排放壓縮空氣。

在燃燒器區(qū)段16中，壓縮空氣與燃料混合，且被點(diǎn)燃來(lái)生成燃燒氣體，該燃燒氣體被朝渦輪區(qū)段18導(dǎo)送。更具體而言，燃燒器區(qū)段16包括至少一個(gè)燃燒器24，其中燃料(例如，天然氣和/或燃料油)被噴射到空氣流中，且燃料-空氣混合物被點(diǎn)燃來(lái)生成高溫燃燒氣體，該高溫燃燒氣體被朝渦輪區(qū)段18導(dǎo)送。

渦輪區(qū)段18將來(lái)自燃燒氣流的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能量。更具體而言，燃燒氣體將旋轉(zhuǎn)能量給予在渦輪區(qū)段18內(nèi)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸22的轉(zhuǎn)子葉片70的至少一個(gè)周向排。在示范實(shí)施例中，各排轉(zhuǎn)子葉片70前面是從殼體36徑向向內(nèi)延伸的渦輪定子導(dǎo)葉72的周向排，其將燃燒氣體引導(dǎo)到轉(zhuǎn)子葉片70中。轉(zhuǎn)子軸22可聯(lián)接到負(fù)載(未示出)，諸如但不限于發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。排出的燃燒氣體從渦輪區(qū)段18向下游流入排氣區(qū)段20中。旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的構(gòu)件示為構(gòu)件80。鄰近燃燒氣體路徑的構(gòu)件80在旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的操作期間經(jīng)歷高溫。此外或作為備選，構(gòu)件80包括適當(dāng)?shù)匦纬捎芯哂邢薅ㄔ谄渲械膬?nèi)部通路的任何構(gòu)件。

圖2為例示為用于與(圖1中所示的)旋轉(zhuǎn)機(jī)器10一起使用的示范構(gòu)件80的示意性透視圖。構(gòu)件80包括限定在其中的至少一個(gè)內(nèi)部通路82。例如，冷卻流體在旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的操作期間被提供至內(nèi)部通路82，以便于將構(gòu)件80維持為低于熱燃燒氣體的溫度。盡管僅示出了一個(gè)內(nèi)部通路82，但應(yīng)當(dāng)理解的是，構(gòu)件80包括如本文所述地形成的任何適當(dāng)數(shù)目的內(nèi)部通路82。

構(gòu)件80由構(gòu)件材料78形成。在示范實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為適當(dāng)?shù)逆嚮?jí)合金。在備選實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為鈷基超級(jí)合金、鐵基合金和鈦基合金中的至少一者。在其他備選實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為允許構(gòu)件80如本文所述那樣形成的任何適當(dāng)材料。

在示范實(shí)施例中，構(gòu)件80為轉(zhuǎn)子葉片70或定子導(dǎo)葉72中的一者。在備選實(shí)施例中，構(gòu)件80為旋轉(zhuǎn)機(jī)器10的能夠形成有如本文所述的內(nèi)部通路的另一適當(dāng)構(gòu)件。在另外其他實(shí)施例中，構(gòu)件80為適當(dāng)?shù)匦纬捎邢薅ㄔ谄渲械膬?nèi)部通路的用于任何適當(dāng)應(yīng)用的任何構(gòu)件。

在示范實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片70或作為備選，定子導(dǎo)葉72，包括壓力側(cè)74和相反的吸力側(cè)76。壓力側(cè)74和吸力側(cè)76中的各個(gè)從前緣84延伸至相反的后緣86。此外，轉(zhuǎn)子葉片70或作為備選，定子導(dǎo)葉72，從根部端部88延伸至相反的末梢端部90，從而限定葉片長(zhǎng)度96。在備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片70或作為備選，定子導(dǎo)葉72，具有能夠形成有如本文所述的內(nèi)部通路的任何適當(dāng)構(gòu)造。

在某些實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96為至少大約25.4厘米(cm)(10英寸)。此外，在一些實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96為至少大約50.8cm(20英寸)。在特定實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96在從大約61cm(24英寸)到大約101.6cm(40英寸)的范圍中。在備選實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96小于大約25.4cm(10英寸)。例如，在一些實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96在從大約2.54cm(1英寸)到大約25.4cm(10英寸)的范圍中。在其他備選實(shí)施例中，葉片長(zhǎng)度96大于大約101.6cm(40英寸)。

在示范實(shí)施例中，內(nèi)部通路82從根部端部88延伸至末梢端部90。在備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆跇?gòu)件80內(nèi)延伸，且延伸至允許內(nèi)部通路82如本文所述那樣形成的任何適當(dāng)程度。在某些實(shí)施例中，內(nèi)部通路82是非線性的。例如，構(gòu)件80形成有沿著軸線89(其限定在根部端部88與末梢端部90之間)的預(yù)先限定的扭轉(zhuǎn)，且內(nèi)部通路82具有與該軸向扭轉(zhuǎn)互補(bǔ)的彎曲形狀。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部通路82沿內(nèi)部通路82的長(zhǎng)度定位在離壓力側(cè)74基本上恒定的距離94處。作為備選或此外，構(gòu)件80的翼弦在根部端部88與末梢端部90之間成錐形，且內(nèi)部通路82與該錐形互補(bǔ)地非線性延伸，使得內(nèi)部通路82沿內(nèi)部通路82的長(zhǎng)度定位在離后緣86基本上恒定的距離92處。在備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82具有與構(gòu)件80的任何適當(dāng)輪廓互補(bǔ)的非線性形狀。在其他備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82是非線性的，且并非與構(gòu)件80的輪廓互補(bǔ)。在一些實(shí)施例中，具有非線性形狀的內(nèi)部通路82便于滿(mǎn)足構(gòu)件80的預(yù)先選擇的冷卻標(biāo)準(zhǔn)。在備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82線性地延伸。

在一些實(shí)施例中，內(nèi)部通路82具有基本上圓形的截面。在備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82具有基本上卵形的截面。在其他備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82具有允許內(nèi)部通路82如本文所述那樣形成的任何適當(dāng)形狀的截面。此外，在某些實(shí)施例中，內(nèi)部通路82的截面的形狀沿內(nèi)部通路82的長(zhǎng)度基本上恒定。在備選實(shí)施例中，內(nèi)部通路82的截面的形狀以允許內(nèi)部通路82如本文所述那樣形成的任何適當(dāng)方式沿內(nèi)部通路82的長(zhǎng)度變化。

圖3為用于制作構(gòu)件80(圖2中所示)的模具組件301的示意性透視圖。模具組件301包括相對(duì)于模具300定位的帶護(hù)套芯310。圖4為沿圖3中所示的4-4線截取的帶護(hù)套芯310的示意性截面圖。圖5為沿圖3中所示的5-5線截取的帶護(hù)套芯310的示意性截面圖。參看圖2-5，模具300的內(nèi)部壁302限定模具腔304。內(nèi)部壁302限定與構(gòu)件的外部形狀對(duì)應(yīng)的形狀。應(yīng)當(dāng)記得的是，盡管在示范實(shí)施例中，構(gòu)件80為轉(zhuǎn)子葉片70，或作為備選為定子導(dǎo)葉72，但在備選實(shí)施例中，構(gòu)件80為能夠適當(dāng)?shù)匦纬捎腥绫疚乃龅南薅ㄔ谄渲械膬?nèi)部通路的任何構(gòu)件。

帶護(hù)套芯310相對(duì)于模具300定位，使得帶護(hù)套芯310的一部分315在模具腔304內(nèi)延伸。帶護(hù)套芯310包括由第一材料322形成的中空結(jié)構(gòu)320，和設(shè)置在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)且由內(nèi)芯材料326形成的內(nèi)芯324。內(nèi)芯324定形為限定內(nèi)部通路82的形狀，且定位在模具腔304內(nèi)的帶護(hù)套芯310的部分315的內(nèi)芯324在形成構(gòu)件80時(shí)限定構(gòu)件80內(nèi)的內(nèi)部通路82。

內(nèi)芯324從第一端311延伸至相反的第二端313。在示出的實(shí)施例中，第一端311定位為接近模具腔304的開(kāi)放端，且第二端313與第一端311相反地從模具300向外延伸。然而，第一端311和第二端313的標(biāo)示不意圖限制本公開(kāi)。例如，在備選實(shí)施例中，第二端313定位為接近模具腔304的開(kāi)放端，且第一端311與第一端311相反地延伸到模具300外。而且，第一端311和第二端313的例示位置不意圖限制本公開(kāi)。例如，在備選實(shí)施例中，第一端311和第二端313中的各個(gè)定位為接近模具腔304的開(kāi)放端，使得內(nèi)芯324在模具腔304內(nèi)形成u形。例如，在其他備選實(shí)施例中，第一端311和第二端313中的至少一個(gè)定位在模具腔304內(nèi)。另外舉例來(lái)說(shuō)，在其他備選實(shí)施例中，第一端311和第二端313中的至少一個(gè)嵌在模具腔300的壁內(nèi)。另外舉例來(lái)說(shuō)，在其他備選實(shí)施例中，第一端311和第二端313中的至少一個(gè)從模具300上的任何適當(dāng)位置向外延伸。

在某些實(shí)施例中，構(gòu)件80是通過(guò)對(duì)模具腔304添加熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料78來(lái)形成的，使得中空結(jié)構(gòu)320由熔融的構(gòu)件材料78至少部分地吸收。構(gòu)件材料78在模具腔304內(nèi)被冷卻以形成構(gòu)件80，且部分315的內(nèi)芯324限定構(gòu)件80內(nèi)的內(nèi)部通路82的位置。

模具300由模具材料306形成。在示范實(shí)施例中，模具材料306為耐火陶瓷材料，其被選擇成耐受與用于形成構(gòu)件80的構(gòu)件材料78的熔融狀態(tài)相關(guān)的高溫環(huán)境。在備選實(shí)施例中，模具材料306為允許構(gòu)件80如本文所述地形成的任何適當(dāng)材料。此外，在示范實(shí)施例中，模具300由適當(dāng)?shù)娜勰ｈT造過(guò)程形成。例如，但不作為限制，適當(dāng)模型的材料如蠟被注入適當(dāng)模型的硬模中來(lái)形成構(gòu)件80的模型(未示出)，該模型被重復(fù)地浸入模具材料306的漿料中，該漿料允許硬化來(lái)形成模具材料306的殼，且殼被脫蠟且燒制來(lái)形成模具300。在備選實(shí)施例中，模具300由允許模具300如本文所述地起作用的任何適當(dāng)方法形成。

中空結(jié)構(gòu)320定形為沿內(nèi)芯324的長(zhǎng)度基本上包圍內(nèi)芯324。在某些實(shí)施例中，中空結(jié)構(gòu)320限定大體上管狀的形狀。例如，但不作為限制，中空結(jié)構(gòu)320首先由基本上直的金屬管形成，該金屬管根據(jù)需要而被適當(dāng)?shù)夭倏v成非線性形狀，諸如彎曲或成角度的形狀，以限定內(nèi)芯324的且因此內(nèi)部通路82的選定非線性形狀。在備選實(shí)施例中，中空結(jié)構(gòu)320限定允許內(nèi)芯324限定如本文描述的內(nèi)部通路82的形狀的任何適當(dāng)形狀。

在示范實(shí)施例中，中空結(jié)構(gòu)320具有比內(nèi)芯324的特征寬度330小的壁厚328。特征寬度330在本文中限定為具有與內(nèi)芯324相同的截面面積的圓的直徑。在備選實(shí)施例中，中空結(jié)構(gòu)320具有并非小于特征寬度330的壁厚328。內(nèi)芯324的截面的形狀在圖3和4中示出的示范實(shí)施例中為圓形。作為備選，內(nèi)芯324的截面的形狀對(duì)應(yīng)于允許內(nèi)部通路82如本文所述地起作用的內(nèi)部通路82的任何適當(dāng)截面形狀。

在示范實(shí)施例中，內(nèi)芯材料326為耐火陶瓷材料，其被選擇成耐受與用于形成構(gòu)件80的構(gòu)件材料78的熔融狀態(tài)相關(guān)的高溫環(huán)境。例如，但不限于，內(nèi)芯材料326包括二氧化硅、氧化鋁、和莫來(lái)石(mullite)中的至少一者。此外，在示范實(shí)施例中，內(nèi)芯材料326能夠被從構(gòu)件80選擇地移除來(lái)形成內(nèi)部通路82。例如但不作為限制，內(nèi)芯材料326能夠通過(guò)基本上不使構(gòu)件材料78退化的適當(dāng)過(guò)程來(lái)從構(gòu)件80移除，諸如但不限于適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)浸出過(guò)程。在某些實(shí)施例中，內(nèi)芯材料326是基于與構(gòu)件材料78的相容性和/或從構(gòu)件材料78的可移除性來(lái)選擇的。在備選實(shí)施例中，內(nèi)芯材料326為允許構(gòu)件80如本文所述地形成的任何適當(dāng)材料。

在某些實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310還包括定位在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)的多個(gè)間隔件350。各間隔件350由間隔件材料352形成。在某些實(shí)施例中，各間隔件350限定基本上環(huán)形的盤(pán)形狀。在備選實(shí)施例中，各間隔件350限定允許間隔件350如本文中將描述的那樣起作用任何適當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

間隔件350基本上被包圍在內(nèi)芯324內(nèi)。例如，在所示的實(shí)施例中，各間隔件350定位在距離中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)表面323的偏移距離356處。在一些實(shí)施例中，偏壓距離356沿至少一個(gè)間隔件350軸向地和/或周向地變化，并且/或者偏移距離356在間隔件350之間變化。在備選實(shí)施例中，偏壓距離356沿各間隔件350或在間隔件350之間軸向地和/或周向地基本上恒定。在其他備選實(shí)施例中，至少一個(gè)間隔件350與中空結(jié)構(gòu)320的內(nèi)表面323接觸。應(yīng)理解的是，與中空結(jié)構(gòu)320的內(nèi)表面323接觸的各間隔件350被認(rèn)為基本上被包圍在內(nèi)芯324內(nèi)以用于被公開(kāi)的目的。

在示范實(shí)施例中，間隔件材料352也是耐火陶瓷材料，其被選擇成耐受與用于形成構(gòu)件80的構(gòu)件材料78的熔融狀態(tài)相關(guān)的高溫環(huán)境。在某些實(shí)施例中，間隔材料352是基于與內(nèi)芯材料326和/或構(gòu)件材料78的相容性、和/或從構(gòu)件材料78的可移除性來(lái)選擇的。更具體而言，間隔件材料352能夠與內(nèi)芯材料326一起且以與內(nèi)芯材料326一樣的方式從構(gòu)件80選擇性地移除，以形成內(nèi)部通路82。例如，間隔件材料352包括二氧化硅、氧化鋁、和莫來(lái)石中的至少一者。在一些實(shí)施例中，間隔件材料352被選擇為與內(nèi)芯材料326基本上相同。在備選實(shí)施例中，間隔件材料352為允許構(gòu)件80如本文所述地形成的任何適當(dāng)材料。

在備選實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310不包括間隔件350。

帶護(hù)套芯310還包括芯通道360，芯通道360從內(nèi)芯324的至少第一端311延伸通過(guò)內(nèi)芯324的至少一部分。在示范實(shí)施例中，芯通道360從第一端311延伸通過(guò)內(nèi)芯324的第二端313。在備選實(shí)施例中，芯通道360終止于內(nèi)芯324內(nèi)的在第一端311和第二端313之間的部位處。芯通道360從中空結(jié)構(gòu)320的內(nèi)表面323偏移非零的偏移距離358。在一些實(shí)施例中，偏移距離358沿芯通道360軸向地和/或周向地變化。在備選實(shí)施例中，偏移距離358沿芯通道360軸向地和/或周向地基本上恒定。在間隔件350嵌在內(nèi)芯324中的某些實(shí)施例中，芯通道350在內(nèi)芯324內(nèi)延伸通過(guò)間隔件350。例如，在示范實(shí)施例中，各間隔件350限定間隔件開(kāi)口354，間隔件開(kāi)口354延伸通過(guò)間隔件350，且芯通道360限定為通過(guò)間隔件350中的各個(gè)的間隔件開(kāi)口354。

在一些實(shí)施例中，芯通道360便于從構(gòu)件80移除內(nèi)芯324以形成內(nèi)部通路82。例如，內(nèi)芯324能夠通過(guò)對(duì)內(nèi)芯材料326應(yīng)用流體362而從構(gòu)件80移除。更具體而言，流體362流入限定在內(nèi)芯324中的芯通道360中。例如但不作為限制，內(nèi)芯材料326為陶瓷材料，且流體362構(gòu)造成與內(nèi)芯材料326相互作用，使得內(nèi)芯324通過(guò)與流體362接觸而被從構(gòu)件80浸出。芯通道360允許流體362沿內(nèi)芯324的長(zhǎng)度直接應(yīng)用于內(nèi)芯材料326。與此不同，對(duì)于不包括芯通道360的內(nèi)芯(未示出)，流體362一般僅可在任意時(shí)刻應(yīng)用到由特征寬度330限定的內(nèi)芯的截面區(qū)域。因此，芯通道360極大地提高了內(nèi)芯325的同時(shí)暴露于流體362的表面面積，從而減少了內(nèi)芯324的移除所需的時(shí)間且提高了其效率。此外或備選地，在內(nèi)芯324具有大的長(zhǎng)度與直徑比(l/d)并且/或者基本上非線性的某些實(shí)施例中，在內(nèi)芯324內(nèi)延伸的芯通道360便于將流體362應(yīng)用于內(nèi)芯324的對(duì)于不包括芯通道360的內(nèi)芯而言難以達(dá)到的部分。作為一個(gè)示例，芯通道360從第一端311延伸到內(nèi)芯324的第二端313，且流體362在芯通道360內(nèi)的壓力下從第一端311流動(dòng)到第二端313，以便于沿內(nèi)芯324的整個(gè)長(zhǎng)度移除內(nèi)芯324。

此外，在間隔件350被包圍在內(nèi)芯324中的某些實(shí)施例中，芯通道360還便于以與以上對(duì)內(nèi)芯材料326的移除描述的基本上相同的方式從構(gòu)件80移除間隔件材料352。

在某些實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310相對(duì)于模具300固連，使得帶護(hù)套芯310在形成構(gòu)件80的過(guò)程期間相對(duì)于模具300保持固定。例如，帶護(hù)套芯310被固連，使得帶護(hù)套芯310的位置在將熔融構(gòu)件材料78引入帶護(hù)套芯310周?chē)哪＞咔?04中期間不移位。在一些實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310直接地聯(lián)接到模具300。例如，在示范實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310的末梢部分312被剛性地包圍在模具300的末梢部分314中。而且在備選實(shí)施例中，帶護(hù)套芯310的根部部分316被剛性地包圍在模具300的與末梢部分314相反的根部部分318中。例如，但不作為限制，模具300通過(guò)上文所述的熔模鑄造來(lái)形成，且?guī)ёo(hù)套芯310被牢固地聯(lián)接到適當(dāng)?shù)哪Ｐ陀材?，使得末梢部?12和根部部分316延伸出模型硬模，同時(shí)部分315在硬模的腔內(nèi)延伸。模型材料被注射到帶護(hù)套芯310周?chē)挠材Ｖ?，使得部?15在該模型內(nèi)延伸。熔模鑄造導(dǎo)致模具300包圍末梢部分312和/或根部部分316。此外或作為備選，帶護(hù)套芯310以允許帶護(hù)套芯310相對(duì)于模具300的位置在形成構(gòu)件80的過(guò)程期間保持固定的任何其他適當(dāng)方式相對(duì)于模具300固連。

第一材料322被選擇成由熔融的構(gòu)件材料78至少部分地吸收。在某些實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為合金，且第一材料322為該合金的至少一種構(gòu)成材料。例如，在示范實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為鎳基超級(jí)合金，且第一材料322基本上為鎳，使得當(dāng)熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料78被引入模具腔304中時(shí)，第一材料322基本上由構(gòu)件材料78吸收。在備選實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為任何適當(dāng)?shù)暮辖?，且第一材?22為由熔融合金至少部分地吸收的至少一種材料。例如，構(gòu)件材料78為鈷基超級(jí)合金，且第一材料322基本上為鈷。另外舉例來(lái)說(shuō)，構(gòu)件材料78為鐵基合金，且第一材料322基本上為鐵。另外舉例來(lái)說(shuō)，構(gòu)件材料78為鈦基合金，且第一材料322基本上為鈦。

第一材料322被選擇成由熔融的構(gòu)件材料78至少部分地吸收。在某些實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為合金，且第一材料322為該合金的至少一種構(gòu)成材料。例如，在示范實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為鎳基超級(jí)合金，且第一材料322基本上為鎳，使得當(dāng)熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料78被引入模具腔304中時(shí)，第一材料322基本上由構(gòu)件材料78吸收。在備選實(shí)施例中，構(gòu)件材料78為任何適當(dāng)?shù)暮辖?，且第一材?22為由熔融合金至少部分地吸收的至少一種材料。例如，構(gòu)件材料78為鈷基超級(jí)合金，且第一材料322基本上為鈷。另外舉例來(lái)說(shuō)，構(gòu)件材料78為鐵基合金，且第一材料322基本上為鐵。另外舉例來(lái)說(shuō)，構(gòu)件材料78為鈦基合金，且第一材料322基本上為鈦。

在某些實(shí)施例中，壁厚328足夠薄，使得當(dāng)熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料78被引入模具腔304中時(shí)，帶護(hù)套芯310的部分315(即在模具腔304內(nèi)延伸的部分)的第一材料322基本上由構(gòu)件材料78吸收。例如，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，第一材料322基本上由構(gòu)件材料78吸收，使得在構(gòu)件材料78被冷卻之后，沒(méi)有離散的邊界從構(gòu)件材料78劃出中空結(jié)構(gòu)320。此外，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，第一材料322基本上被吸收，使得在構(gòu)件材料78被冷卻之后，第一材料322在構(gòu)件材料78內(nèi)基本上均勻地分布。例如，接近內(nèi)芯324的第一材料322的濃度并非可檢測(cè)地高于構(gòu)件80內(nèi)其他位置處的第一材料322的濃度。例如且不進(jìn)行限制，第一材料322為鎳，且構(gòu)件材料78為鎳基超級(jí)合金，且在構(gòu)件材料78被冷卻之后，無(wú)可檢測(cè)的較高鎳濃度留在內(nèi)芯324附近，從而導(dǎo)致在所形成構(gòu)件80的鎳基超級(jí)合金各處基本上均勻的鎳分布。

在備選實(shí)施例中，壁厚328選擇成使得第一材料322并非基本上由構(gòu)件材料78吸收。例如，在一些實(shí)施例中，在構(gòu)件材料78被冷卻之后，第一材料322并非在構(gòu)件材料78內(nèi)基本上均勻地分布。例如，內(nèi)芯324附近的第一材料322的濃度可檢測(cè)地高于構(gòu)件80內(nèi)其他位置處的第一材料322的濃度。在一些此類(lèi)實(shí)施例中，第一材料322部分地由構(gòu)件材料78吸收，使得在構(gòu)件材料78被冷卻之后，離散的邊界從構(gòu)件材料78劃出中空結(jié)構(gòu)320。此外，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，第一材料322部分地由構(gòu)件材料78吸收，使得中空結(jié)構(gòu)320的在內(nèi)芯324附近的至少一部分在構(gòu)件材料78被冷卻之后保持完好。

此外，在某些實(shí)施例中，中空結(jié)構(gòu)320顯著地在結(jié)構(gòu)上增強(qiáng)內(nèi)芯324，因此減少了在一些實(shí)施例中的將與形成構(gòu)件80的未被增強(qiáng)的內(nèi)芯324的生產(chǎn)、處理和使用相關(guān)的潛在問(wèn)題。例如，在某些實(shí)施例中，內(nèi)芯324是經(jīng)歷相對(duì)高的破裂、開(kāi)裂和/或其他破壞的風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)脆的陶瓷材料。因此，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，相比于使用無(wú)護(hù)套內(nèi)芯324，形成和輸送帶護(hù)套芯310呈現(xiàn)出低得多的對(duì)內(nèi)芯324的破壞風(fēng)險(xiǎn)。類(lèi)似地，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，圍繞將用于模具300的熔模鑄造的帶護(hù)套芯310形成適當(dāng)?shù)哪Ｐ停?，通過(guò)將蠟?zāi)Ｐ筒牧蠂@帶護(hù)套芯310注入模型硬模中，相比于使用無(wú)護(hù)套內(nèi)芯324，呈現(xiàn)出低得多的對(duì)內(nèi)芯324的破壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，在某些實(shí)施例中，相比于在使用無(wú)護(hù)套內(nèi)芯324而非帶護(hù)套芯310的情況下執(zhí)行的相同步驟，使用帶護(hù)套芯310呈現(xiàn)出低得多的故障風(fēng)險(xiǎn)，以產(chǎn)生具有限定在其中的內(nèi)部通路82的可接受的構(gòu)件80。因此，帶護(hù)套芯310便于獲得與使內(nèi)芯324相對(duì)于模具300定位以限定內(nèi)部通路82相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少或消除與內(nèi)芯324相關(guān)的易碎性問(wèn)題。

例如，在某些實(shí)施例中，諸如但不限于構(gòu)件80為轉(zhuǎn)子葉片70的實(shí)施例，內(nèi)芯324的特征寬度330在從大約0.050cm(0.020英寸)到大約1.016cm(0.400英寸)的范圍中，且中空結(jié)構(gòu)320的壁厚328被選擇成在從大約0.013cm(0.005英寸)到大約0.254cm(0.100英寸)的范圍內(nèi)。更具體而言，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，特征寬度330在從大約0.102cm(0.040英寸)到大約0.508cm(0.200英寸)的范圍內(nèi)，且壁厚328被選擇成在從大約0.013cm(0.005英寸)到大約0.038cm(0.015英寸)的范圍內(nèi)。另外舉例來(lái)說(shuō)，在一些實(shí)施例中，諸如但不限于構(gòu)件80為靜止構(gòu)件(諸如但不限于定子導(dǎo)葉72)的實(shí)施例，內(nèi)芯324的特征寬度330大于大約1.016cm(0.400英寸)，并且/或者壁厚328被選擇成大于大約0.254cm(0.100英寸)。在備選實(shí)施例中，特征寬度330為允許所得的內(nèi)部通路82執(zhí)行其預(yù)期功能的任何適當(dāng)值，且壁厚328被選擇成允許帶護(hù)套芯310如本文所述地起作用的任何適當(dāng)值。

此外，在某些實(shí)施例中，在將內(nèi)芯材料326引入中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)以形成帶護(hù)套芯310之前，預(yù)成型中空結(jié)構(gòu)320以對(duì)應(yīng)于內(nèi)部通路82的選定非線性形狀。例如，第一材料322為在用內(nèi)芯材料326填充之前相對(duì)容易定形的金屬材料，因此減少或消除了將內(nèi)芯324單獨(dú)地形成并且/或者加工成非線性形狀的需要。此外，在一些此類(lèi)實(shí)施例中，由中空結(jié)構(gòu)320提供的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)允許隨后形成和處理處于難以作為無(wú)護(hù)套內(nèi)芯324形成和處理的非線性形狀的內(nèi)芯324。因此，帶護(hù)套芯310便于具有增大復(fù)雜性的彎曲和/或其他非線性形狀，和/或在減少的時(shí)間和成本下的內(nèi)部通路82的形成。在某些實(shí)施例中，預(yù)成型中空結(jié)構(gòu)320以對(duì)應(yīng)于與構(gòu)件80的輪廓互補(bǔ)的內(nèi)部通路82的非線性形狀。例如，但不作為限制，如上所述，構(gòu)件80為轉(zhuǎn)子葉片70和定子導(dǎo)葉72中的一者，且中空結(jié)構(gòu)320以與構(gòu)件80的軸向扭轉(zhuǎn)和錐形中的至少一者互補(bǔ)的形狀預(yù)成型。

圖6為可用于形成圖3-5中所示的帶護(hù)套芯310的示范前體帶護(hù)套芯370的示意截面圖。在示范實(shí)施例中，前體帶護(hù)套芯370包括線340，線340從內(nèi)芯324的至少第一端311延伸通過(guò)內(nèi)芯324的至少一部分，且限定芯通道360。在示范實(shí)施例中，線340至少?gòu)牡谝欢?11延伸通過(guò)內(nèi)芯324的第二端313。在備選實(shí)施例中，線340終止于內(nèi)芯324內(nèi)的在第一端311和第二端313之間的部位處。線340由第二材料342形成。

在某些實(shí)施例中，第二材料342被選擇為具有顯著小于第一材料322的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。例如，但不作為限制，第二材料342是聚合物，該聚合物具有顯著小于第一材料322的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。另外舉例來(lái)說(shuō)，但不作為限制，第二材料342是金屬材料(諸如但不限于錫)，該金屬材料具有顯著小于第一材料322的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。在一些此種實(shí)施例中，具有顯著小于第一材料322的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)的第二材料342便于通過(guò)在鑄造構(gòu)件80之前使第二材料342熔融來(lái)移除線340，如本文中將描述的。在備選實(shí)施例中，第二材料342被選擇為具有允許在形成內(nèi)芯324之后從芯通道360物理地抽出線340的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，如本文中將描述的。在其他備選實(shí)施例中，第二材料342為允許芯通道360如本文所述那樣形成的任何適當(dāng)材料。

在一些實(shí)施例中，前體帶護(hù)套芯370是通過(guò)在將內(nèi)芯324形成在中空結(jié)構(gòu)320之前將線340定位在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)來(lái)形成的。在某些實(shí)施例中，間隔件350用于將線340定位在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)，使得限定芯通道偏移距離358。更具體而言，間隔件350構(gòu)造成限定偏移距離358以在將內(nèi)芯材料326引入中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)之前和/或期間，抑制在線340和中空結(jié)構(gòu)320的內(nèi)表面323之間的接觸。例如，在示范實(shí)施例中，各間隔件350限定間隔件開(kāi)口354，間隔件開(kāi)口354如上所述地延伸通過(guò)間隔件350，且構(gòu)造成接收穿過(guò)其的線340。線340被通過(guò)間隔件350穿過(guò)，且穿有線340的間隔件350在形成內(nèi)芯324之前定位在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)。在備選實(shí)施例中，間隔件350以允許間隔件350如本文所述地起作用的任何適當(dāng)?shù)姆绞綐?gòu)造。在其他備選實(shí)施例中，前體帶護(hù)套芯370不包括間隔件350。

在定位線340之后，將內(nèi)芯材料326添加到中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)，使得內(nèi)芯材料326填充在線340和間隔件350周?chē)ㄔ陂g隔件開(kāi)口354內(nèi)，從而導(dǎo)致線340和間隔件350變得被基本上包圍在內(nèi)芯324內(nèi)，如上所述。例如，但不作為限制，內(nèi)芯材料326被作為漿料注入中空結(jié)構(gòu)320中，且使內(nèi)芯材料326在中空結(jié)構(gòu)320內(nèi)干燥，以形成前體帶護(hù)套芯370。在形成內(nèi)芯324之后，線340限定芯通道360內(nèi)且定位在其內(nèi)。

在某些實(shí)施例中，在將構(gòu)件80形成在模具組件301中之前將線340從前體帶護(hù)套芯370移除，以形成帶護(hù)套芯310。例如，將前體帶護(hù)套芯370單獨(dú)地加熱至第二材料342的熔化溫度處或高于其，且通過(guò)內(nèi)芯324的第一端311從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。此外或備選地，在芯通道360延伸至內(nèi)芯324的第二端313的實(shí)施例中，通過(guò)第二端313從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。

另外舉例來(lái)說(shuō)，相對(duì)于構(gòu)造成形成構(gòu)件80的模型(未示出)的模型硬模(未示出)定位前體帶護(hù)套芯370。該模型由模型材料諸如蠟形成在模型硬模中，且前體帶護(hù)套芯370在該模型中延伸。在該模型被熔模鑄造以形成模具材料306的殼之后，將該殼加熱到高于模型材料的熔化溫度，適于從殼移除模型材料。前體帶護(hù)套芯370在模型材料內(nèi)延伸且因此還被加熱。第二材料342被選擇為具有小于或等于模型材料的熔化溫度的熔化溫度，使得線340也熔化。例如，第二材料342為聚合物。通過(guò)內(nèi)芯324的第一端311從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。此外或備選地，在芯通道360延伸至內(nèi)芯324的第二端313的實(shí)施例中，通過(guò)第二端313從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。

另外舉例來(lái)說(shuō)，前體帶護(hù)套芯370嵌在用于形成模具組件301的模型中，如上所述，且第二材料342被選擇為具有相對(duì)低的熔化溫度的金屬，諸如但不限于錫。在模具材料306的殼被脫蠟之后，燒制殼以形成模具300。前體帶護(hù)套芯370在殼內(nèi)延伸且因此還被加熱。殼燒制溫度被選擇為大于第二材料342的熔化溫度，使得第二材料342熔化。通過(guò)內(nèi)芯324的第一端311從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。此外或備選地，在芯通道360延伸至內(nèi)芯324的第二端313的實(shí)施例中，通過(guò)第二端313從芯通道360排泄和/或抽吸流體化第二材料342。

備選地，在一些實(shí)施例中，從前體帶護(hù)套芯370機(jī)械地移除線340以形成帶護(hù)套芯310。例如，在線340的接近第一端311或第二端313的端部上施加足以沿芯通道360從內(nèi)芯324分離線340的拉緊力。另外舉例來(lái)說(shuō)，使機(jī)械拔根器裝置曲折移動(dòng)到內(nèi)芯360中，以分解和/或移走內(nèi)芯324和/或間隔件350，以便于線340的物理抽出。在一些此種實(shí)施例中，在將構(gòu)件80形成在模具組件301中之前從前體帶護(hù)套芯370機(jī)械地移除線340。在其他此種實(shí)施例中，在將構(gòu)件80形成在模具組件301中之后從前體帶護(hù)套芯370機(jī)械地移除線340。

在備選實(shí)施例中，以任何適合的方式從前體帶護(hù)套芯370移除線340以形成帶護(hù)套芯310。

在一些此種實(shí)施例中，在將構(gòu)件80形成在模具組件301中之前從前體帶護(hù)套芯370移除線340便于移除線340和/或形成具有選定特性的構(gòu)件80。例如，在一些此種實(shí)施例中，如果第二材料342經(jīng)歷與在模具300中鑄造構(gòu)件80相關(guān)的熱量，則第二材料342將傾向于與內(nèi)芯材料326粘結(jié)，從而提高在將構(gòu)件80形成在模具組件301之后從前體帶護(hù)套芯370移除線340的難度。另外舉例來(lái)說(shuō)，在一些此種實(shí)施例中，在構(gòu)件鑄造過(guò)程期間從內(nèi)芯324的第一端311和/或第二端313排泄流體化第二材料342將傾向于導(dǎo)致第二材料342與構(gòu)件材料78一起存在于模具304內(nèi)，從而潛在不利地影響構(gòu)件80的材料特性。然而，在備選實(shí)施例中，如上所述，在將構(gòu)件80形成在模具組件301中之后從前體帶護(hù)套芯370移除線340。

在某些實(shí)施例中，使用間隔件350以抑制線340和中空結(jié)構(gòu)320的內(nèi)表面323之間的接觸使得如上所述地在芯通道360和內(nèi)表面323之間限定偏移距離358便于在構(gòu)件80的鑄造期間維持內(nèi)芯324的整體性。例如，如果前體帶護(hù)套芯形成為使得芯通道360不從內(nèi)表面323偏移，且中空結(jié)構(gòu)320的鄰近部分在構(gòu)件80的鑄造期間基本上由熔融的構(gòu)件材料78吸收，則芯通道360將因而與熔融的構(gòu)件材料78流動(dòng)連通。更具體而言，熔融材料78可流入內(nèi)芯324內(nèi)的芯通道360中，從而可能在構(gòu)件材料78凝固且內(nèi)芯324被移除之后在內(nèi)部通路82內(nèi)形成障礙。使用間隔件350限定偏移距離358降低了此種風(fēng)險(xiǎn)。備選地，前體帶護(hù)套芯370形成為不具有間隔件350。

在圖7中的流程圖中示出了形成具有限定在其中的內(nèi)部通路(如內(nèi)部通路82)的構(gòu)件(如構(gòu)件80)的示范方法700。還參看圖1-6，示范方法700包括相對(duì)于模具(如模具300)定位702帶護(hù)套芯(如帶護(hù)套芯310)。帶護(hù)套芯包括由第一材料(如第一材料322)形成的中空結(jié)構(gòu)(如中空結(jié)構(gòu)320)。帶護(hù)套芯還包括內(nèi)芯和芯通道，內(nèi)芯諸如設(shè)置在該中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)芯324，芯通道諸如至少?gòu)膬?nèi)芯的第一端(諸如第一端311)延伸通過(guò)內(nèi)芯的至少一部分的芯通道360。

方法700還包括將熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料如構(gòu)件材料78引入704模具的腔如模具腔304中，使得熔融狀態(tài)下的構(gòu)件材料從腔內(nèi)的帶護(hù)套芯至少部分地吸收第一材料。方法700還包括在腔中冷卻706該構(gòu)件材料以形成構(gòu)件。內(nèi)芯限定構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)部通路的位置。

在某些實(shí)施例中，方法700還包括從構(gòu)件移除708內(nèi)芯以形成內(nèi)部通路。在一些此種實(shí)施例中，移除708內(nèi)芯的步驟包括使流體如流體362流動(dòng)710到芯通道中。而且，在一些此種實(shí)施例中，內(nèi)芯由陶瓷材料形成，且使流體流動(dòng)710到芯通道中的步驟包括使構(gòu)造成與陶瓷材料相互作用的流體流動(dòng)712，使得內(nèi)芯通過(guò)與流體的接觸而被從構(gòu)件浸出。此外或備選地，在一些此種實(shí)施例中，芯通道從第一端延伸至內(nèi)芯的相反的第二端，諸如第二端313，且使流體流動(dòng)710到芯通道中的步驟包括使流體在芯通道內(nèi)的壓力下從第一端流動(dòng)714到第二端。

在一些實(shí)施例中，定位702帶護(hù)套芯的步驟包括定位716帶護(hù)套芯，該帶護(hù)套芯還包括多個(gè)間隔件如間隔件350，該多個(gè)間隔件定位在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，使得芯通道延伸通過(guò)間隔件中的各個(gè)。在一些此種實(shí)施例中，定位702帶護(hù)套芯的步驟包括定位718帶護(hù)套芯，該帶護(hù)套芯還包括由諸如間隔件材料352的材料形成的多個(gè)間隔件，間隔件材料352能夠與內(nèi)芯一起且以與內(nèi)芯相同的方式從構(gòu)件選擇性地移除。

在某些實(shí)施例中，方法700還包括通過(guò)將線(諸如線340)定位720在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，且在定位線之后在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)添加722內(nèi)芯材料(諸如內(nèi)芯材料326)，使得內(nèi)芯材料填充在線周?chē)鷣?lái)形成帶護(hù)套芯。線由第二材料如第二材料342形成。內(nèi)芯材料形成內(nèi)芯，且線限定內(nèi)芯內(nèi)的芯通道。在一些此種實(shí)施例中，方法700還包括熔化724線以便于從芯通道移除線。而且，在一些此種實(shí)施例中，熔化724線的步驟包括加熱726模具材料(諸如模具材料306)的殼，以熔化定位在殼內(nèi)的模型材料。帶護(hù)套芯在模型材料內(nèi)延伸，使得線被加熱到高于第二材料的熔點(diǎn)。備選地，在其他此種實(shí)施例中，熔化724線的步驟包括燒制728模具材料的殼以形成模具。帶護(hù)套芯在殼內(nèi)延伸，使得線被加熱到高于第二材料的熔點(diǎn)。

此外或備選地，在一些此種實(shí)施例中，將線定位720在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的步驟包括通過(guò)多個(gè)間隔件(諸如間隔件350)穿過(guò)730線，且將穿有線的間隔件定位在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)。

上述帶護(hù)套芯提供了用于在結(jié)構(gòu)上增強(qiáng)芯的成本有效方法，該芯用于形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件，該內(nèi)部通路尤其是但不限于具有非線性和/或復(fù)雜形狀的內(nèi)部通路，從而減少或消除與芯相關(guān)的易碎性問(wèn)題。具體而言，帶護(hù)套芯包括內(nèi)芯，該內(nèi)芯定位在模具腔內(nèi)來(lái)限定構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)部通路的位置，且還包括內(nèi)芯設(shè)置在其內(nèi)的中空結(jié)構(gòu)。中空結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)芯提供結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，從而允許如下芯的可靠處理和使用，該芯例如但不限于比用于形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件的常規(guī)芯長(zhǎng)、重、薄、和/或更復(fù)雜。另外，具體而言，中空結(jié)構(gòu)由能夠由被引入模具腔中來(lái)形成構(gòu)件的熔融構(gòu)件材料至少部分地吸收的材料形成。因此，中空結(jié)構(gòu)的使用不干擾構(gòu)件的結(jié)構(gòu)或性能特征，且不干擾隨后從構(gòu)件移除內(nèi)芯材料來(lái)形成內(nèi)部通路。而且，帶護(hù)套芯形成為具有芯通道，芯通道至少?gòu)膬?nèi)芯的第一端延伸通過(guò)內(nèi)芯的至少一部分。芯通道便于通過(guò)例如允許沿內(nèi)芯的長(zhǎng)度對(duì)內(nèi)芯的相對(duì)大的區(qū)域應(yīng)用浸出流體來(lái)從構(gòu)件移除內(nèi)芯以形成內(nèi)部通路。在某些實(shí)施例中，帶護(hù)套芯首先形成為具有嵌在內(nèi)芯中的線，且該線限定芯通道。在一些此種實(shí)施例中，線由具有相對(duì)低熔點(diǎn)的材料制成，以便于在形成構(gòu)件之前從帶護(hù)套芯移除該線。

本文中描述的方法、系統(tǒng)和設(shè)備的示范技術(shù)效果包括以下中的至少一者：(a)減少或消除與在形成具有限定在其中的內(nèi)部通路的構(gòu)件時(shí)使用的芯的形成、處理、運(yùn)輸和/或儲(chǔ)存相關(guān)的易碎性問(wèn)題;(b)允許使用與用于形成構(gòu)件的內(nèi)部通路的常規(guī)芯相比長(zhǎng)、重、薄、和/或更復(fù)雜的芯；和(c)尤其但不僅僅對(duì)于具有大l/d比和或高非線性程度的芯，減少或消除與在形成構(gòu)件之后從構(gòu)件移除芯相關(guān)的問(wèn)題。

上文詳細(xì)描述了帶護(hù)套芯的示范實(shí)施例。帶護(hù)套芯和使用此種帶護(hù)套芯的方法和系統(tǒng)不限于本文所述的特定實(shí)施例，而相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與本文所述的其他構(gòu)件和/或步驟獨(dú)立地且分開(kāi)地使用。例如，示范實(shí)施例可與目前構(gòu)造成在模具組件內(nèi)使用芯的許多其他應(yīng)用結(jié)合地實(shí)現(xiàn)和使用。

盡管本公開(kāi)的各種實(shí)施例的具體特征可在一些圖中而不在其他圖中顯示，這僅是為了便利。根據(jù)本發(fā)明的原理，圖的任何特征可結(jié)合任何其他圖的任何特征來(lái)參照和/或要求保護(hù)。

本書(shū)面描寫(xiě)使用示例以公開(kāi)本公開(kāi)，包括最佳實(shí)施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開(kāi)，包括制造并且使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并且實(shí)行任何合并的方法。本公開(kāi)的可取得專(zhuān)利的范圍通過(guò)權(quán)利要求限定，并且可包含其他本領(lǐng)域人員想到的實(shí)例。如果這種其他實(shí)例具有不與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。