用于涡轮构件的选择性局部涂层沉积方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及涂布涡轮构件，并且更具体地涉及用于涡轮构件的选择性局部涂层沉积方法和系统。
【背景技术】
[0002]在燃气涡轮发动机中，诸如飞行器发动机，例如，空气被吸入发动机的前部中，由轴安装的旋转类型的压缩机压缩，且与燃料相混合。混合物焚烧，且热排出气体穿过安装在轴上的涡轮。气流转动涡轮，涡轮转动轴，且驱动压缩机和风扇。热排出气体从发动机的后部流出，从而驱动其且驱动飞行器向前。
[0003]在燃气涡轮发动机的操作期间，燃烧气体的温度可超过3，000 °F，远高于与这些气体接触的发动机的金属部分的熔化温度。这些发动机的在高于金属部分熔化温度的气体温度下的操作可部分地取决于一个或更多个保护涂层和/或通过各种方法将冷却空气供应至金属部分的外表面。特别经历高温且因此要求与冷却有关的特别注意的这些发动机的金属部分为形成燃烧器的金属部分和位于燃烧器后方的部分。
[0004]例如，金属温度可通过使用并入一些发动机构件中的诸如流体流离开通路的通路(例如，冷却孔)来保持低于熔化水平。有时，热障涂层(TBC)还可通过涂布过程(例如，热喷涂过程)应用到构件。然而，热喷涂过程和其它清洁过程(例如，喷砂、喷丸、喷水清洗)可导致过度喷涂，这部分地或完全地阻挡构件的流体流离开通路，从而要求附加的涂布后工作。
[0005]结果，一些涂布和清洁过程涉及应用部分涂层的多步骤劳动密集性过程，从而允许构件和涂层充分地冷却到可容易地处理构件的温度，从发生热喷涂的应用夹具移除构件，和移除任何盖板，这然后接着使用喷水或其它清洁方法来从流体流离开通路单独地除去良好冷却的凝固涂层。为了防止流体流离开通路变为受阻碍得超过它们可令人满意地得到清洁的水平，在清洁之前可仅应用期望的涂层厚度的一部分。结果，整个过程可需要重复若干次，直到达到期望的涂层厚度。该复杂的过程可导致较低生产力、高循环时间，且成本增加到将相同涂层应用到相似的无孔部分的五倍到十倍。
[0006]因此，备选的选择性局部涂层沉积方法和系统在本领域中将是受欢迎的。
【发明内容】
[0007]在一个实施例中，公开了一种用于涡轮构件的选择性局部涂层沉积的方法。该方法包括:提供涡轮构件，该涡轮构件包括具有一个或更多个表面特征的外表面；和使用局部涂层沉积设备基于该一个或更多个表面特征中的至少一个的位置来选择性地涂布外表面的至少一部分。
[0008]在另一个实施例中，公开了一种选择性局部涂层沉积系统。选择性局部涂层沉积系统包括涂层原料和使用涂层原料来应用涂层的局部涂层沉积设备。选择性局部涂层沉积系统还包括控制器，控制器控制局部涂层沉积设备，以基于一个或更多个表面特征中的至少一个的位置来选择性地涂布涡轮构件的外表面的至少一部分。
[0009]技术方案1:一种用于涡轮构件的选择性局部涂层沉积的方法，方法包括:
提供涡轮构件，涡轮构件包括具有一个或更多个表面特征的外表面；
使用局部涂层沉积设备基于一个或更多个表面特征中的至少一个的位置来选择性地涂布外表面的至少一部分。
[0010]技术方案2:根据技术方案1的方法，其特征在于，一个或更多个表面特征中的至少一个包括流体流离开通路。
[0011]技术方案3:根据技术方案2的方法，其特征在于，选择性地涂布包括围绕流体流离开通路涂布至少一个锥形壁。
[0012]技术方案4:根据技术方案2的方法，其特征在于，选择性地涂布包括围绕流体流离开通路涂布直壁。
[0013]技术方案5:根据技术方案2的方法，其特征在于，流体流离开通路连接到流体流内部通道，且其中，流体流离开通路和流体流内部通道非平行。
[0014]技术方案6:根据技术方案1的方法，其特征在于，一个或更多个表面特征中的至少一个包括轮廓。
[0015]技术方案7:根据技术方案6的方法，其特征在于，选择性地涂布包括至少部分地基于轮廓的位置来涂布不同的厚度水平。
[0016]技术方案8:根据技术方案1的方法，其特征在于，涂层包括连结涂层、热障涂层、环境阻隔涂层或抗磨涂层。
[0017]技术方案9:根据技术方案1的方法，其特征在于，涡轮构件包括衬里、动叶、叶片、静叶、喷嘴、护罩、转子或过渡件。
[0018]技术方案10:根据技术方案1的方法，其特征在于，还包括应用一个或更多个后涂层到涡轮构件的外表面，以形成可磨蚀图案。
[0019]技术方案11:根据技术方案10的方法，其特征在于，一个或更多个表面特征中的至少一个包括局部剥落的涂层区域。
[0020]技术方案12:—种选择性局部涂层沉积系统，包括:
涂层原料；和
局部涂层沉积设备，其使用涂层原料来应用涂层；和
控制器，其控制局部涂层沉积设备，以基于一个或更多个表面特征中的至少一个的位置来选择性地涂布涡轮构件的外表面的至少一部分。
[0021]技术方案13:根据技术方案12的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，一个或更多个表面特征中的至少一个包括流体流离开通路。
[0022]技术方案14:根据技术方案13的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，选择性地涂布包括围绕流体流离开通路涂布至少一个锥形壁。
[0023]技术方案15:根据技术方案13的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，选择性地涂布包括围绕流体流离开通路涂布直壁。
[0024]技术方案16:根据技术方案13的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，流体流离开通路连接到流体流内部通道，且其中，流体流离开通路和流体流内部通道非平行。
[0025]技术方案17:根据技术方案12的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，一个或更多个表面特征中的至少一个包括轮廓。
[0026]技术方案18:根据技术方案17的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，选择性地涂布包括至少部分地基于轮廓的位置来涂布不同的厚度水平。
[0027]技术方案19:根据技术方案12的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，涂层包括连结涂层、热障涂层、环境阻隔涂层或耐磨涂层。
[0028]技术方案20:根据技术方案12的选择性局部涂层沉积系统，其特征在于，该选择性的局部涂层设备具有小于或等于大约0.75in2的有效沉积区域。
[0029]由本文所述的实施例提供的这些和附加的特征将鉴于连同附图的以下详细描述而得到更完整的理解。
【附图说明】
[0030]附图中提出的实施例在性质上是示例性和示范性的，且不旨在限制由权利要求限定的本发明。示例性实施例的以下详细描述可在结合以下附图阅读时得到理解，其中，相似的结构以相似的参考标号指出，且在附图中:
图1为根据本文所示或所述的一个或更多个实施例的涂布涡轮构件的选择性局部涂层沉积系统的示范简图；
图2为根据本文所示或所述的一个或更多个实施例的使用选择性局部涂层沉积系统的可能的涂层构造的示范简图；
图3为根据本文所示或所述的一个或更多个实施例的使用选择性局部涂层沉积系统的另一个可能的涂层构造的示范简图；
图4为根据本文所示或所述的一个或更多个实施例的使用选择性局部涂层沉积系统的又一个可能的涂层构造的示范简图；并且
图5例示根据本文所示或所述的一个或更多个实施例的使用选择性局部涂层沉积系统来用于选择性局部涂层沉积的示范方法。
[0031]部件列表
10选择性局部涂层沉积系统
20涡轮构件
22外表面
25表面特征
26流体流离开通路
27流体流内部通道
28 轮廓(contour)
29基部 30涂层 31直壁 32锥形壁 35空气流