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用于制造压缩机叶轮的方法
申请号	CN201580067624.8	申请日	2015-11-30	公开(公告)号	CN107000036A	公开(公告)日	2017-08-01
申请人	西门子公司;			发明人	奥拉夫·汉内曼;
摘要	本发明提供一种用于制造压缩机叶轮的方法，在所述方法中借助于铸模铸造压缩机叶轮。在第一替选方案中，借助于3D打印制造铸模。在第二替选方案中，借助于3D打印创建压缩机叶轮的模型，然后根据所述模型制造铸模。
权利要求	1.一种用于制造压缩机叶轮的方法，在所述方法中借助于铸模铸造所述压缩机叶轮，其特征在于，借助于3D打印制造所述铸模(S1)或者借助于3D打印创建所述压缩机叶轮的模型(S11)，然后根据所述模型制造所述铸模(S12)。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铸模包括至少一个铸芯，借助于3D打印制造所述铸芯，或者基于借助于3D打印创建的模型制造所述铸芯。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铸模是消失模。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助于陶瓷型铸造法或借助于砂型铸造法或借助于精密铸造法铸造所述压缩机叶轮。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将消失模用作为用于创建所述铸模的模型。
说明书全文	用于制造压缩机叶轮的方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于借助于铸造法制造压缩机叶轮的方法。背景技术 [0002] 尽管现今已经将铸造法应用于压缩机叶轮的制造中，但是复杂的叶轮不能以其最终的形状被铸造。替代地，必须将已铸造的叶轮再加工，以便达到其最终的形状，如这例如在JP S58119998A中描述的那样。从US 2002/0187060A1中还已知一种叶轮，所述叶轮能够借助于铸造工艺制造。然而，与其他叶轮相比，在该叶轮中鉴于借助于铸造法的制造而使几何结构简化。然而，具有在空气动力学方面优化的叶片几何结构的压缩机叶轮明显更复杂并且不能容易地借助于浇铸法制造。发明内容 [0003] 与现有技术相比，本发明的目的是：提供一种用于制造压缩机叶轮的方法，使得在不需对叶片和叶片通道再加工的情况下也能够实现复杂的压缩机叶轮的铸造。 [0004] 所述目的通过根据权利要求1的用于制造压缩机叶轮的方法实现。从属权利要求包含本发明的有利的设计方案。 [0005] 在根据本发明的用于制造压缩机叶轮的方法中，借助于铸模铸造压缩机叶轮。在第一替选方案中，借助于3D打印制造铸模。在第二替选方案中，借助于3D打印制造压缩机叶轮的模型，然后根据所述模型制造铸模。换言之，借助于3D打印技术制造铸模本身或者制造用于铸模的制造工艺的模型。这能够实现制造具有复杂的几何结构的模或模型，所述模或模型随后在借助于3D打印制造模的情况下能够直接用于铸造工艺，或者在借助于3D打印制造模型的情况下能够考虑用于制造在铸造工艺中使用的铸模。 [0006] 由于借助于3D打印也能精确地且可复现地制造高度复杂的几何结构的可能性，根据本发明的方法提供如下可能性：也能铸造具有复杂的几何结构的压缩机叶轮，而在铸造之后不需要在已铸造的压缩机叶轮上对叶片和叶片通道再加工。至今为止用于制造铸模的模型，即通常为木质模型，相反是对于制造高度复杂的压缩机叶轮几何结构是过于不精确的。此外，对于每次铸造必须重新制造模和模型，所述模和模型典型地是一次性模或一次性模型，所谓的消失模或消失模型，这在借助于3D打印制造模或借助于3D打印制造模型的情况下，与在木质模型的情况下相比更容易实现。由此，不仅能更精确地，而且也能更快地制造模型。 [0007] 铸模能够包括至少一个铸芯，所述铸芯借助于3D打印制造或基于借助于3D打印制造的模型制造。 [0008] 在根据本发明的方法的范围中，压缩机叶轮例如能够借助于砂型铸造法制造。在此情况下，砂型能够直接借助于3D打印基于砂质的打印材料制造。替选地，也存在如下可能性：借助于3D打印创建压缩机叶轮的模型，然后由所述模型成型在铸造法中使用的铸模。替选于使用砂型铸造法，精密铸造法能够应用于压缩机叶轮的铸造，在所述精密铸造法中然后典型地借助于3D打印由制成的模以化学方式形成可移除的、可烧除的或可熔化的消失模型，例如蜡模。然而，在砂型铸造法中，模型也能够是消失模型。 [0009] 通过基于用于制造要铸造的压缩机转子的模型的或用于制造要铸造的压缩机转子的铸模的3D数据使用3D打印，在叶轮制造中能以明显更窄的公差加工，所述更窄的公差能够实现：通过铸造法也能制造具有复杂的几何结构的压缩机叶轮。附图说明 [0010] 参照附图，从实施例的下面的说明中，得出本发明的其他特征、特性和优点。 [0011] 图1示出根据本发明的方法的第一实施例的流程图。 [0012] 图2示出根据本发明的方法的第二实施例的流程图。具体实施方式 [0013] 下面，参照图1描述根据本发明的方法的第一实施例，在所述实施例中借助于砂型铸造法制造压缩机叶轮。 [0014] 在第一实施例的砂型铸造法的第一步骤S1中，借助于3D打印制造用于铸造的砂型。为3D打印应用已存储的3D数据，所述3D数据表示要铸造的压缩机叶轮的阴模轮廓。通过逐层地施加砂颗粒，能够在3D打印中可复现地制造模或能够随后可复现地制造组成模的模部件。模的模部件在此能够是模的不同的部段和/或是要装入模中的铸芯。 [0015] 在步骤S2中将液态的金属通过浇注口浇注到模中，压缩机叶轮应由所述液态的金属制造。作为金属，例如考虑钛、铝或钢。 [0016] 在浇注到模中的金属硬化之后，在步骤S3中移除压缩机叶轮的模，其中进行模的破坏，因此模是消失模。 [0017] 下面，参照图2描述用于根据本发明的方法的第二实施例。在本实施例中，借助于3D打印不制造铸模本身，而是制造压缩机叶轮的用于制造铸模的模型。根据第二实施例的方法的第一步骤S11，相应地是：借助于3D打印制造压缩机叶轮模型，其中应用表示压缩机叶轮的轮廓的已存储的3D数据，以便例如由塑料、蜡或金属一层一层地构成压缩机叶轮模型。在本实施例中，压缩机叶轮模型由聚合物材料逐层地构成，所述聚合物材料能被热分解或化学分解。 [0018] 在步骤S12中，将模型用多个依次施加的陶瓷层包围并且随后燃烧，其中模型被热分解。在此也涉及消失模型。 [0019] 在陶瓷铸模被燃烧并且同时模型被热分解之后，在步骤S13中将金属浇注到陶瓷铸模中，压缩机叶轮应由所述金属制造。如在第一实施方式中，例如考虑钢、铝或钛作为适合的金属。 [0020] 在金属硬化之后，在步骤S14中将陶瓷铸模从压缩机叶轮移除，其中陶瓷铸模被破坏。 [0021] 为了阐述的目的，根据两个实施例详细阐述本发明。然而对于本领域技术人员已知的是：在本发明的范围中，实施例的偏差是可能的。因此，例如能够代替在第二实施例中将可化学分解或热分解的塑料用于制造压缩机叶轮模型，使用能通过熔化从已硬化的陶瓷模中移除的塑料、蜡或金属。这提供如下优点：被熔化的材料能够用于制造其他压缩机叶轮模型。因此，本发明不应只通过各个实施例的特征组合来限制，而是仅通过所附的权利要求来限制。

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