制造中空結(jié)構(gòu)的方法
【專利摘要】本文提出一種制造中空結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：提供多層板材結(jié)構(gòu)，其中所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材具有結(jié)合部和非結(jié)合部，各相鄰層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起；加熱所述多層板材結(jié)構(gòu)至至少部分層板材的軟化溫度；以及在所述軟化溫度下，對(duì)相鄰層板材之間用流體進(jìn)行加壓，使得所述多層板材結(jié)構(gòu)發(fā)生形變以形成各相鄰層板材于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起而于其非結(jié)合部形成空腔的中空結(jié)構(gòu)。
【專利說明】制造中空結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造中空結(jié)構(gòu)的方法，特別是一種制造金屬或合金中空結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中空結(jié)構(gòu)在很多場(chǎng)合能提供比實(shí)心結(jié)構(gòu)更好的性能。例如，對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，其在高溫環(huán)境下高速運(yùn)轉(zhuǎn)，中空結(jié)構(gòu)能夠降低重量、增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度且能夠提供優(yōu)秀的葉片冷卻性能，因此業(yè)界一直希望采用這種中空結(jié)構(gòu)的葉片。但是，制造一些具有不規(guī)則橫截面的中空結(jié)構(gòu)非常困難，導(dǎo)致成本高昂。例如，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片就是一種這樣具有不規(guī)則橫截面的結(jié)構(gòu)，因此現(xiàn)有的制造中空結(jié)構(gòu)的方法幾乎不能用于制造中空結(jié)構(gòu)的葉片。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本文提出一種可降低成本的制造中空結(jié)構(gòu)的方法。
[0004]本文提出一種制造中空結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括:提供多層板材結(jié)構(gòu)，其中所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材具有結(jié)合部和非結(jié)合部，各相鄰層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起；加熱所述多層板材結(jié)構(gòu)至至少部分層板材的軟化溫度；以及在所述軟化溫度下，對(duì)相鄰層板材之間用流體進(jìn)行加壓，使得所述多層板材結(jié)構(gòu)發(fā)生形變以形成各相鄰層板材于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起而于其非結(jié)合部形成空腔的中空結(jié)構(gòu)。
[0005]在一實(shí)施例中，所述板材可以為金屬或合金材料。
[0006]在一實(shí)施例中，所述多層板材結(jié)構(gòu)是被放置在模具中的，對(duì)相鄰層板材之間用所述流體進(jìn)行加壓使得所述多層板材結(jié)構(gòu)變形至所述模具的邊界面。
[0007]在一實(shí)施例中，當(dāng)所述多層板材結(jié)構(gòu)變形至所述模具的邊界面后，保持上述軟化溫度和用所述流體進(jìn)行加壓的狀態(tài)一預(yù)定時(shí)間。
[0008]在一實(shí)施例中，所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材包括頂層板材、底層板材以及位于所述頂層板材和底層板材之間的至少一中間層板材，所述至少一中間層板材具有相反的兩個(gè)板材表面，所述兩個(gè)板材表面分別與相鄰的其它兩層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起，在所述流體的加壓作用下，所述兩個(gè)板材表面分別與所述相鄰的兩層板材之間于其非結(jié)合部形成所述空腔。
[0009]在一實(shí)施例中，所述多層板材結(jié)構(gòu)于其外圍區(qū)域設(shè)有供所述流體進(jìn)入相鄰層板材之間的至少一流體入口，所述各層板材的結(jié)合部包括位于板材外圍區(qū)域的外圍結(jié)合區(qū)，使得所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材在其外圍區(qū)域除所述至少一流體入口的位置之外，其余位置都密封結(jié)合在一起，所述各層板材的結(jié)合部還包括位于板材中央?yún)^(qū)域的內(nèi)部結(jié)合區(qū)。
[0010]在一實(shí)施例中，所述至少一中間層板材于其非結(jié)合部設(shè)有至少一通孔，讓所述流體能夠從所述兩個(gè)板材表面的其中一個(gè)板材表面流通至另一個(gè)板材表面。
[0011]在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一中間層板材而言，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)離散地分布在其相反的兩個(gè)板材表面的多個(gè)位置上，所述至少一中間層板材的內(nèi)部結(jié)合區(qū)與相鄰的其它兩層板材的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)合區(qū)固定結(jié)合。
[0012]在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一中間層板材的兩個(gè)板材表面而言，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)在其中一個(gè)板材表面上的多個(gè)位置與在另一個(gè)板材表面上的多個(gè)位置相互錯(cuò)開。
[0013]在一實(shí)施例中，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)在所述板材表面上的位置為多個(gè)點(diǎn)位置。
[0014]在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一中間層板材而言，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)分布在其相反的兩個(gè)板材表面的多個(gè)線位置。
[0015]在一實(shí)施例中，所述至少一中間層板材于其非結(jié)合部設(shè)有促進(jìn)變形的多個(gè)缺口。
[0016]在一實(shí)施例中，所述中空結(jié)構(gòu)為渦輪葉片，所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材包括頂層板材、底層板材以及位于所述頂層板材和底層板材之間的至少一中間層板材，在所述流體的加壓作用下，所述至少一中間層板材變形成褶皺結(jié)構(gòu)從而與相鄰的兩層板材之間形成所述空腔，所述頂層板材和底層板材的軟化溫度高于所述至少一中間層板材的軟化溫度。
[0017]在一實(shí)施例中，所述中空結(jié)構(gòu)為渦輪葉片，所述多層板結(jié)構(gòu)的各層板材包括至少三層第一板材以及位于每兩層相鄰第一板材之間的第二板材，在所述流體的加壓作用下，所述第二板材變形成褶皺結(jié)構(gòu)從而與相鄰的兩層第一板材之間形成所述空腔，所述第一板材變形成曲面結(jié)構(gòu)，所述第一板材的軟化溫度高于所述第二板材的軟化溫度。
[0018]根據(jù)初始多層板材結(jié)構(gòu)的不同，本文介紹的方法可以制造出多種中空結(jié)構(gòu)。這種方法步驟簡單，顯著降低了中空結(jié)構(gòu)的制造成本，尤其是對(duì)于復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)，例如蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種方法對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片的制造尤其有用。而且，利用本發(fā)明制造的中空結(jié)構(gòu)提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低了重量，節(jié)省了材料。對(duì)于使用在高溫場(chǎng)合的中空結(jié)構(gòu)(例如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片)，內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)有利于中空結(jié)構(gòu)的冷卻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是制造中空結(jié)構(gòu)的方法的大致流程圖。
[0020]圖2是多層板材結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0021]圖3是其中一個(gè)中間層板材及其兩相鄰層板材的分解圖。
[0022]圖4是其中一個(gè)中間層板材的結(jié)合部的示意圖。
[0023]圖5是流體加壓的示意圖。
[0024]圖6至圖8是板材變形后得到的中空結(jié)構(gòu)的不同實(shí)施例的示意圖。
[0025]圖9是板材的結(jié)合部的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0026]圖10是根據(jù)圖9的板材結(jié)構(gòu)得到的中空結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖11是中間層板材的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0028]圖12和圖13是中空結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在詳細(xì)描述實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請(qǐng)中下文或附圖中所描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項(xiàng)、其等同物及其它附加事項(xiàng)。特別是，當(dāng)描述“一個(gè)某元件”時(shí)，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個(gè)，也可以包括多個(gè)。[0030]圖1是一種制造中空結(jié)構(gòu)的方法的大致流程圖。如圖1，在步驟S102，先提供多層板材結(jié)構(gòu)。該多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材具有結(jié)合部和非結(jié)合部，各相鄰層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起。在步驟S104，加熱該多層板材結(jié)構(gòu)至至少部分層板材的軟化溫度。在步驟S106，在該軟化溫度下，對(duì)相鄰層板材之間用流體進(jìn)行加壓，使得該多層板材結(jié)構(gòu)發(fā)生形變以形成各相鄰層板材于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起而于其非結(jié)合部形成空腔的中空結(jié)構(gòu)。
[0031]以下將以舉例的方式結(jié)合具體的板材結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹上述方法。
[0032]圖2是多層板材結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在這個(gè)示例中，多層板材結(jié)構(gòu)108的各層板材包括頂層板材110、底層板材114以及位于頂層板材110和底層板材114之間的至少一中間層板材112。圖2所示的結(jié)構(gòu)描繪了兩個(gè)中間層板材112。在其它實(shí)施例中，根據(jù)需求，中間層板材112的數(shù)量可以是一層，也可以是多于兩層。另外，這里的方向性術(shù)語“頂層”和“底層”只是為了方便描述，并不對(duì)多層板材結(jié)構(gòu)的放置方向進(jìn)行限制。
[0033]如圖3和圖4,中間層板材112具有相反的兩個(gè)板材表面116和118,這兩個(gè)板材表面116和118分別與相鄰的其它兩層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起。在這里，根據(jù)中間層板材112所處的位置，面對(duì)中間層板材112的其中一個(gè)板材表面116(在圖中是上表面116)的相鄰板材可以是頂層板材110或者是另一個(gè)中間層板材112。類似的，面對(duì)中間層板材112的另一個(gè)板材表面118 (在圖中是下表面118)的相鄰板材可以是底層板材114或者是另一個(gè)中間層板材112。
[0034]該多層板材結(jié)構(gòu)108的各層板材具有結(jié)合部和非結(jié)合部,各相鄰層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起。這些板材的材料可以是金屬或合金材料，這些結(jié)合部的固定結(jié)合可以通過焊接或者鑄造進(jìn)行。
[0035]多層板材結(jié)構(gòu)108于其外圍設(shè)有供加壓流體進(jìn)入相鄰層板材之間的至少一流體入口 120 (見圖1)。流體入口 120可以設(shè)置在其中一層板材靠近相鄰層板材的邊緣，也可以設(shè)置在相鄰的兩層板材上。圖3所示的示例中，流體入口 120是設(shè)置在相鄰的兩層板材上。
[0036]各層板材的結(jié)合部包括位于板材外圍區(qū)域的外圍結(jié)合區(qū)以及位于板材中部區(qū)域的內(nèi)部結(jié)合區(qū)。對(duì)于中間層板材112而言，外圍結(jié)合區(qū)和內(nèi)部結(jié)合區(qū)在中間層板材112的兩個(gè)相反板材表面116和118都有設(shè)置；對(duì)于頂層板材110和底層板材114而言,只是在面向多層板材結(jié)構(gòu)108內(nèi)部的那一個(gè)表面上才設(shè)置這些結(jié)合區(qū)。
[0037]例如，如圖3和圖4所示，每個(gè)中間層板材112的上表面116的外圍區(qū)域除了流體入口 120位置外設(shè)有一圈外圍結(jié)合區(qū)122。每個(gè)中間層板材112的下表面118的外圍區(qū)域同樣設(shè)有外圍結(jié)合區(qū)(從附圖的那個(gè)視角看不見)。如此，相鄰層板材的對(duì)應(yīng)外圍結(jié)合區(qū)固定結(jié)合，使得多層板材結(jié)構(gòu)108的各層板材在其外圍區(qū)域除該流體入口 120的位置之外，其余位置都密封地固定結(jié)合在一起。
[0038]中間層板材112的上表面116的中部區(qū)域設(shè)有內(nèi)部結(jié)合區(qū)124，其下表面118的中部區(qū)域設(shè)有內(nèi)部結(jié)合區(qū)126 (應(yīng)當(dāng)理解，這些內(nèi)部結(jié)合區(qū)126是位于板材112的另一面118)。這里所說的“中部區(qū)域”是相對(duì)于前述的“外圍區(qū)域”而言，其可以理解為外圍區(qū)域以內(nèi)的所有區(qū)域，而不僅僅是板材中央的區(qū)域。在圖3和圖4所示的實(shí)施例中，內(nèi)部結(jié)合區(qū)離散地分布在中間層板材112的兩相反板材表面116、118的多個(gè)位置上，而相鄰的兩個(gè)板材的表面對(duì)應(yīng)地設(shè)有類似的內(nèi)部結(jié)合區(qū)，因此每個(gè)中間層板材112的內(nèi)部結(jié)合區(qū)與相鄰的兩層板材的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)合區(qū)固定結(jié)合。對(duì)于每個(gè)中間層板材112的兩個(gè)板材表面116、118而言，內(nèi)部結(jié)合區(qū)124在其中一個(gè)板材表面116上的多個(gè)位置與在另一個(gè)板材表面118上的多個(gè)位置相互錯(cuò)開。例如，在圖3和圖4所示的實(shí)施例中，內(nèi)部結(jié)合區(qū)124位于板材表面116上的多個(gè)線位置，內(nèi)部結(jié)合區(qū)126位于板材表面118上的多個(gè)線位置，且內(nèi)部結(jié)合區(qū)124的多個(gè)線位置與內(nèi)部結(jié)合區(qū)126的多個(gè)線位置相互錯(cuò)開。
[0039]中間層板材112還設(shè)有連通上表面116和下表面118的通孔125，該通孔125的作用是讓流體能夠從其中一個(gè)板材表面流通至另一個(gè)板材表面，具體將在后面流體加壓的步驟中描述。
[0040]提供了上述多層板材結(jié)構(gòu)之后，在步驟S104中，對(duì)上述多層板材結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱。為防止氧化，加熱可以在真空加熱爐中進(jìn)行。加熱的目的是在于軟化板材，以使后續(xù)板材的變形過程更加容易。根據(jù)預(yù)期形成的中空結(jié)構(gòu)，各層板材可由具有不同軟化溫度的材料制成。例如，中間層板材的軟化溫度低于頂層和底層板材的軟化溫度。這樣，加熱后，中間層板材會(huì)比頂層和底層更容易變形，因此在最終的中空結(jié)構(gòu)中具有更大的變形程度。
[0041]加熱至至少部分中間層板材的軟化溫度之后，如圖5和圖6，從流體入口 120向各層板材之間注入流體以對(duì)各層板材之間加壓。這種加壓程序是在模具(圖未示)中完成的，模具表面限定了最終中空結(jié)構(gòu)的外形結(jié)構(gòu)。加壓流體將會(huì)沿著板材的非結(jié)合部流動(dòng)，由于流體的壓力，將會(huì)促使高溫軟化的板材進(jìn)行變形，從而在相鄰層板材的非結(jié)合部之間形成空腔134，而之前固定結(jié)合的結(jié)合部保持在固定結(jié)合狀態(tài)。變形后的整體結(jié)構(gòu)的外表面受到模具表面的限制。當(dāng)多層板材結(jié)構(gòu)變形至模具表面后，應(yīng)當(dāng)保持上述軟化溫度和用流體進(jìn)行加壓的狀態(tài)一預(yù)定時(shí)間，以使得到的變形結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。加壓流體可以為氣體或者液體。
[0042]由此可以看出，相鄰層板材的非結(jié)合部之間形成了供流體流動(dòng)的流道，而這些流道最終形成中空結(jié)構(gòu)的空腔134。而這些流道的形成是根據(jù)相鄰層板材之間的結(jié)合部而定，因此，通過設(shè)計(jì)不同的結(jié)合部，即可以得到不同的中空結(jié)構(gòu)。
[0043]如前所述，中間層板材112的通孔125是引導(dǎo)流體在兩個(gè)表面116、118之間流通。這樣，如果每個(gè)中間層板材112都設(shè)有這樣的通孔，則只需要設(shè)置一個(gè)流體入口 120，就可以讓每兩相鄰層板材之間都充滿加壓流體。在一些其它未例示的實(shí)施例中，也可以對(duì)應(yīng)每兩相鄰層板材之間單獨(dú)設(shè)置一個(gè)流體入口 120。在一些實(shí)施例中，部分或全部中間層板材112也可以不設(shè)置這樣的通孔125。
[0044]圖6描繪了有兩層中間層板材112的中空結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，相對(duì)于最外層板材，兩中間層板材112具有更大的變形程度，因此在加壓流體的壓力作用以及頂層110和底層板材114的拉扯作用下，中間層112變形成褶皺結(jié)構(gòu)，從而形成一種蜂窩狀的中空結(jié)構(gòu)。
[0045]圖7描繪了只有一層中間層板材112的中空結(jié)構(gòu)。與圖6的結(jié)構(gòu)類似，中間層板材112也具有更大的變形程度，變形成褶皺狀的結(jié)構(gòu)。
[0046]圖8也描繪了只有一層中間層板材112的中空結(jié)構(gòu)。與圖7不同的是，圖8中的內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126的寬度大于圖7中的內(nèi)部結(jié)合區(qū)的寬度。應(yīng)當(dāng)理解的是，結(jié)合區(qū)的寬度可以根據(jù)具體產(chǎn)品要求而加以變化。
[0047]圖9描繪了另一種結(jié)合區(qū)的實(shí)施例。與前述實(shí)施例的線狀或條狀結(jié)合區(qū)不同，圖9的實(shí)施例展示了點(diǎn)狀的內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126，即這些內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126離散的分布于多個(gè)點(diǎn)位置。例如，在圖9中，中間層板材的兩相反表面上的內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126的點(diǎn)位置分別以“ X ”和“O”表示?？梢钥闯?，兩相反表面上的內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126的位置是相互交錯(cuò)的。這種在多點(diǎn)位置交錯(cuò)固定的中間層板材112在經(jīng)過變形之后，會(huì)形成圖10所示的凹凸相間的結(jié)構(gòu)(未畫出與該中間層板材結(jié)合的相鄰層板材)，其中凸起的頂部即為上表面的結(jié)合區(qū)124，其與相鄰的上一層板材結(jié)合，而凹陷的底部即為下表面的結(jié)合區(qū)126，其與相鄰的下一層板材結(jié)合。
[0048]圖11描繪了另一種中間層板材212的示意圖。中間層板材212上的內(nèi)部結(jié)合區(qū)224,226與圖9的內(nèi)部結(jié)合區(qū)124、126類似。為了促進(jìn)變形，中間層板材212于其非結(jié)合部設(shè)有促進(jìn)變形的多個(gè)缺口 214。缺口 214的設(shè)置不僅促進(jìn)中間層板材212的變形，而且更加節(jié)省了材料。在圖11所示的實(shí)施例中，這些缺口 214與內(nèi)部結(jié)合區(qū)224、226 (以“X”和“O”表示)是間隔設(shè)置的。在圖11中，這些缺口 214是以正方形表示，實(shí)際上其可以為任何形狀，只要能達(dá)到促進(jìn)變形的作用即可。
[0049]利用上述方法，還可以形成具有更多層的中空結(jié)構(gòu)。多層板結(jié)構(gòu)的各層板材可包括至少三層第一板材以及位于每兩層相鄰第一板材之間的第二板材。在流體的加壓作用下，第二板材變形成褶皺結(jié)構(gòu)從而分別與相鄰的兩層第一板材之間形成空腔，而這些第一板材變形成曲面結(jié)構(gòu)。
[0050]圖12描繪了一種五層板材結(jié)構(gòu)利用上述方式形成的中空結(jié)構(gòu)。該五層板材包括三層第一板材310以及兩層第二板材312，其中這些第二板材312與第一板材310交錯(cuò)配置，即每層第二板材312位于相鄰兩層第一板材310之間。第二板材312的軟化溫度低于第一板材310的軟化溫度。經(jīng)過流體加壓后，第二板材312具有更大的變形程度而形成褶皺結(jié)構(gòu)，而第一板材310具有較小的變形程度而變形成曲面結(jié)構(gòu)。最外的兩層第一板材310的變形受到模具表面(圖未畫出)的限制。
[0051]圖13描繪了一種九層板材結(jié)構(gòu)利用上述方式形成的中空結(jié)構(gòu)。該九層板材包括五層第一板材410以及四層第二板材412，其中這些第二板材412與第一板材410交錯(cuò)配置，即每層第二板材412位于相鄰兩層第一板材410之間。第二板材412的軟化溫度低于第一板材410的軟化溫度。經(jīng)過流體加壓后，第二板材412具有更大的變形程度而形成褶皺結(jié)構(gòu)，而第一板材410具有較小的變形程度而變形成曲面結(jié)構(gòu)。最外的兩層第一板材410的變形受到模具表面(圖未畫出)的限制。
[0052]應(yīng)當(dāng)理解的是，利用上述方法，還可以制造出更多層的中空結(jié)構(gòu)。
[0053]上述以舉例的方式描述本發(fā)明的制造中空結(jié)構(gòu)的方法。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)初始多層板材結(jié)構(gòu)的不同，本發(fā)明可以制造出多種中空結(jié)構(gòu)。這種方式顯著降低了中空結(jié)構(gòu)的制造成本，尤其是對(duì)于復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)，例如蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這種中空結(jié)構(gòu)提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低了重量，節(jié)省了材料。對(duì)于使用在高溫場(chǎng)合的中空結(jié)構(gòu)(例如下面提到的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片)，內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)有利于中空結(jié)構(gòu)的冷卻。
[0054]本文介紹的方式的一個(gè)應(yīng)用是制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片。最外層的板材變形后將形成葉片的外形，而中間層板材變形后會(huì)形成葉片內(nèi)部的加強(qiáng)筋。例如，圖6至圖8、圖10、圖12至圖13中的褶皺結(jié)構(gòu)，都可以作為葉片的加強(qiáng)筋。這種中空結(jié)構(gòu)的葉片提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低了重量，節(jié)省了材料，并且提供了較好的散熱性能。
[0055]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實(shí)施成其它形式。所公開的具體實(shí)施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進(jìn)行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該方法包括: 提供多層板材結(jié)構(gòu)，其中所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材具有結(jié)合部和非結(jié)合部，各相鄰層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起； 加熱所述多層板材結(jié)構(gòu)至至少部分層板材的軟化溫度； 在所述軟化溫度下，對(duì)相鄰層板材之間用流體進(jìn)行加壓，使得所述多層板材結(jié)構(gòu)發(fā)生形變以形成各相鄰層板材于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起而于其非結(jié)合部形成空腔的中空結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述多層板材結(jié)構(gòu)是被放置在模具中的，對(duì)相鄰層板材之間用所述流體進(jìn)行加壓使得所述多層板材結(jié)構(gòu)變形至所述模具的邊界面，當(dāng)所述多層板材結(jié)構(gòu)變形至所述模具的邊界面后，保持上述軟化溫度和用所述流體進(jìn)行加壓的狀態(tài)一預(yù)定時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材包括頂層板材、底層板材以及位于所述頂層板材和底層板材之間的至少一中間層板材，所述至少一中間層板材具有相反的兩個(gè)板材表面，所述兩個(gè)板材表面分別與相鄰的其它兩層板材之間于其結(jié)合部固定結(jié)合在一起，在所述流體的加壓作用下，所述兩個(gè)板材表面分別與所述相鄰的兩層板材之間于其非結(jié)合部形成所述空腔。
4.如權(quán)利要求3所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述多層板材結(jié)構(gòu)于其外圍區(qū)域設(shè)有供所述流體進(jìn)入相鄰層板材之間的至少一流體入口，所述各層板材的結(jié)合部包括位于板材外圍區(qū)域的外圍結(jié)合區(qū)，使得所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材在其外圍區(qū)域除所述至少一流體入口的位置之外，其余位置都密封結(jié)合在一起，所述各層板材的結(jié)合部還包括位于板材中央?yún)^(qū)域的內(nèi)部結(jié)合區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，對(duì)于所述至少一中間層板材而言，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)離散`地分布在其相反的兩個(gè)板材表面的多個(gè)位置上，所述至少一中間層板材的內(nèi)部結(jié)合區(qū)與相鄰的其它兩層板材的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)部結(jié)合區(qū)固定結(jié)合。
6.如權(quán)利要求5所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，對(duì)于所述至少一中間層板材的兩個(gè)板材表面而言，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)在其中一個(gè)板材表面上的多個(gè)位置與在另一個(gè)板材表面上的多個(gè)位置相互錯(cuò)開。
7.如權(quán)利要求6所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)合區(qū)在所述板材表面上的位置為多個(gè)點(diǎn)位置或多個(gè)線位置。
8.如權(quán)利要求1所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述至少一中間層板材于其非結(jié)合部設(shè)有促進(jìn)變形的多個(gè)缺口。
9.如權(quán)利要求1所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述中空結(jié)構(gòu)為渦輪葉片，所述多層板材結(jié)構(gòu)的各層板材包括頂層板材、底層板材以及位于所述頂層板材和底層板材之間的至少一中間層板材，在所述流體的加壓作用下，所述至少一中間層板材變形成褶皺結(jié)構(gòu)從而與相鄰的兩層板材之間形成所述空腔，所述頂層板材和底層板材的軟化溫度高于所述至少一中間層板材的軟化溫度。
10.如權(quán)利要求1所述的制造中空結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述中空結(jié)構(gòu)為渦輪葉片，所述多層板結(jié)構(gòu)的各層板材包括至少三層第一板材以及位于每兩層相鄰第一板材之間的第二板材，在所述流體的加壓作用下，所述第二板材變形成褶皺結(jié)構(gòu)從而與相鄰的兩層第一板材之間形成所述 空腔，所述第一板材變形成曲面結(jié)構(gòu)，所述第一板材的軟化溫度高于所述第二板材的軟化溫度。
【文檔編號(hào)】B21D26/021GK103551444SQ201310567183
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】王志強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳智慧能源技術(shù)有限公司