專利名稱：使用柔性蠟?zāi)９ぞ叩娜勰ｈT造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及熔模鑄造領(lǐng)域，更具體地，涉及使用柔性工具或模具來形成作為熔模鑄造方法的一部分的蠟?zāi)！?br> 背景技術(shù)：
熔模鑄造是已知的最古老的金屬成型過程之一，可以追溯到幾千年前至它第一次被用于由諸如銅、青銅和金等金屬制造精細的工藝品。在二十世紀四十年代，當?shù)诙问澜绱髴?zhàn)增長了對專門的金屬合金制成的精密尺寸零件的需求時，工業(yè)的熔模鑄造變得普遍。 現(xiàn)今，熔模鑄造被普遍應(yīng)用在航天工業(yè)和電力工業(yè)來制造燃氣輪機部件，比如帶有復(fù)雜翼形形狀和內(nèi)部冷卻通路結(jié)構(gòu)的導(dǎo)片或葉片。制造熔模鑄造的燃氣輪機導(dǎo)片或葉片包括制造陶瓷鑄造容器和一個或多個陶瓷型芯，所述陶瓷鑄造容器具有外部陶瓷型殼，外部陶瓷型殼具有對應(yīng)于翼型形狀的內(nèi)部表面，所述陶瓷型芯定位在外部陶瓷型殼內(nèi)，對應(yīng)于將要在翼型內(nèi)形成的內(nèi)部冷卻通路。熔融合金被引入陶瓷鑄造容器內(nèi)，隨之由之冷卻和硬化。隨后通過機械或化學(xué)的手段將外部陶瓷型殼和陶瓷型芯移除，以露出鑄造導(dǎo)片或葉片，該鑄造導(dǎo)片或葉片具有外部翼型形狀和呈陶瓷型芯形狀的內(nèi)部中空冷卻通路。用于注射鑄造的陶瓷型芯通過以下方式形成將由高強度硬化機件鋼形成的匹配的型芯模具半部高精度地加工出期望的型芯形狀，然后連接模具的半部以限定出與期望的型芯形狀相符的注射空間，并在將陶瓷模型材料真空注射到注射空間內(nèi)。模型材料是陶瓷粉末和粘結(jié)劑材料的混合物。在陶瓷模型材料硬化成生坯狀態(tài)后，將模具的半部分離以釋放生坯狀態(tài)的陶瓷型芯。隨后對脆弱的生坯狀態(tài)的型芯進行熱處理，以去除粘結(jié)劑并將陶瓷粉末燒結(jié)在一起，以形成能承受鑄造熔融金屬時所必需的溫度的材料。通過以下方式形成完整的陶瓷鑄造容器將陶瓷型芯定位在另一個精密加工的硬化鋼模具(稱為蠟?zāi)Ｄ＞呋蛳災(zāi)９ぞ?的相連的兩半部內(nèi)，該蠟?zāi)Ｄ＞呦薅ǔ雠c期望翼型形狀相符的注射空間，此后將融化的蠟真空注射到蠟?zāi)Ｄ＞咧?、陶瓷型芯周圍。在蠟硬化后，將模具的兩半部分離并移除，以露出封閉在蠟?zāi)?nèi)部的陶瓷型芯，此時蠟?zāi)５男螤钆c翼型形狀相符。然后用陶瓷模型材料涂覆蠟?zāi)５耐獗砻?，比如通過沾浸而涂覆，以形成圍繞型芯/蠟?zāi)５奶沾尚蜌?。通過焙燒型殼并隨后移除蠟，能夠獲得完整的陶瓷鑄造容器以在熔模鑄造方法中容納熔融合金，如上所述。還已知在用陶瓷模型材料涂覆蠟?zāi)Ｖ皩⒍ㄎ痪€或定位銷插入蠟?zāi)?nèi)。定位線被插入穿過蠟?zāi)Ｖ敝僚c被封閉的陶瓷型芯輕輕接觸，使得在引起脆弱的陶瓷型芯材料破損之前就終止了定位線的繼續(xù)插入。定位線的一部分保留為延伸超出蠟的表面且隨后被包裹在周圍的陶瓷模型材料內(nèi)。在蠟被移除后以及在后續(xù)的熔融金屬注射階段中，定位線起到對型芯提供機械支撐的作用。定位線材料一通常為鋁一將在熔融金屬被注射到整個陶瓷鑄造模具之后熔化并與最終的鑄造產(chǎn)品成一體。已知的熔模鑄造方法是昂貴且耗時的，使得開發(fā)新的導(dǎo)片或葉片設(shè)計通常需要花費很多個月的時間和大量的金錢來完成。而且，制造陶瓷型芯和蠟?zāi)５墓に嚲窒扌赃€限制了設(shè)計的選擇范圍。金屬成型工業(yè)已意識到這些局限性且已經(jīng)開發(fā)了一些漸進的改善，例如在美國權(quán)利7，438，527中所述的鑄造翼型后緣冷卻通路的改善工藝。雖然熔模鑄造領(lǐng)域中已經(jīng)有了漸進的改善，但本發(fā)明人已經(jīng)意識到，該工業(yè)面臨很多基礎(chǔ)的局限性，其制約很多領(lǐng)域的計劃進展中的部件設(shè)計，例如在下一代的燃氣輪機引擎中，點火溫度持續(xù)增高以改善燃燒效率，燃氣輪機中熱氣路徑部件的尺寸隨著功率級的提高而持續(xù)增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是全新的熔模鑄造方案的一部分。如本文說明書和權(quán)利要求書所述，柔性的蠟?zāi)Ｄ＞呖尚纬蔀閺?fù)合工具，該復(fù)合工具具有位于槽形模具內(nèi)的柔性鑲件。柔性鑲件通 過使其在某些鑄造結(jié)構(gòu)——所述鑄造結(jié)構(gòu)在硬性工具的情況下需要多重開模面——周圍變形而有助于將蠟?zāi)９ぞ邚蔫T造的蠟?zāi)Ｉ系拿撾x。柔性鑲件可用由相對低價、低硬度的材料——比如鋁或低碳鋼——機加工而成的母工具來鑄造。一些期望的表面構(gòu)形非常精細，以至于它們在后續(xù)的挪動和陶瓷型殼形成步驟中無法繼續(xù)存在于蠟的表面中。對此種實施方案，可以結(jié)合柔性蠟?zāi)Ｄ＞呤褂锰沾设偧?。陶瓷鑲件可形成為包括期望的?fù)雜表面構(gòu)形。陶瓷鑲件被設(shè)置到柔性蠟?zāi)Ｄ＞邇?nèi)并形成限定出注蠟空間的表面的一部分。在注蠟和凝固之后，當移除柔性蠟?zāi)Ｄ＞邥r，陶瓷鑲件保持粘合在蠟?zāi)Ｉ?。隨后，圍繞蠟?zāi)＜芭c蠟?zāi)Ｕ澈系蔫偧纬商沾尚蜌ぃ缤ㄟ^上述的沾浸而形成，并且鑲件通過焙燒而變成陶瓷型殼的一體部分。設(shè)置到柔性蠟?zāi)Ｄ＞邇?nèi)的陶瓷鑲件也可用于在后續(xù)鑄造的金屬零件中限定表面開口通路，比如燃氣輪機葉片的后緣冷卻孔。在該實施方式中，陶瓷鑲件包括與冷卻孔的期望形狀相符合的凸起。凸起延伸成與陶瓷型芯相接觸，從而在后續(xù)鑄造的零件中限定出從葉片的中空內(nèi)部部分(由陶瓷型芯限定)延伸到葉片表面(由陶瓷型殼的內(nèi)表面限定)的冷卻通路。凸起的末端可以形成有與陶瓷型芯上形成的匹配結(jié)構(gòu)緊密配合的結(jié)構(gòu)。型芯與陶瓷鑲件的凸起之間的機械接觸起到以下作用將陶瓷型芯準確地定位在柔性蠟?zāi)Ｄ＞咧校⑶以诤罄m(xù)的注蠟以及金屬注射過程中機械地支撐陶瓷型芯。蠟?zāi)Ｄ＞叩娜嵝澡偧梢孕纬蔀閷式Y(jié)構(gòu)，該對準結(jié)構(gòu)使得鑲件能夠相對于周圍的槽形模具準確地定位，而這又能使鑲件和形成在鑲件上的任何結(jié)構(gòu)相對于被封閉的陶瓷型芯準確地定位，以用于注蠟步驟。用來形成柔性模具或柔性模具鑲件的模型材料可以被注入有以下材料或裝置或者被圍繞以下材料或裝置鑄造該材料或裝置使柔性鑲件能夠以期望方式起作用；本文中廣義地描述為柔性鑲件包含反應(yīng)元件。反應(yīng)元件可以是賦予后續(xù)固化后的材料以期望特性的填充材料。例如，如果使用磁性顆粒作為填充物，則固化后的柔性鑲件將會對磁能起反應(yīng)。當槽形模具形成為包括永磁體或電磁體時，上述特性可有益地將柔性鑲件固定在周圍環(huán)繞的槽形模具內(nèi)。當使用導(dǎo)熱材料或絕熱材料作為填充物時，能夠在柔性鑲件的使用過程中更方便地控制柔性鑲件中的熱傳遞。能夠在柔性模具或鑲件成型時嵌入到柔性模具或鑲件中的另一種類型的反應(yīng)元件是反應(yīng)裝置。這種反應(yīng)裝置可包括溫度傳感器、壓力傳感器、機械振動器、加熱或冷卻裝置，或者是當在后續(xù)的注蠟步驟中使用柔性鑲件時有用的其它設(shè)備。定位銷(線)可以與柔性蠟?zāi)Ｄ＞咭黄鹗褂靡栽诮饘勹T造過程中機械地支撐封閉的陶瓷型芯，重要地，定位銷(線)可以在注蠟步驟之前靠著陶瓷型芯放置。專門的銷支撐元件被安置在柔性鑲件表面中的凹部內(nèi)，由此在注蠟之前將銷相對于陶瓷型芯精確地放置。這就使得銷能夠在注蠟過程中支撐型芯，并且使得能夠比要求銷插入穿過已鑄好的蠟?zāi)Ｖ械默F(xiàn)有技術(shù)工藝中更精確地設(shè)置銷。結(jié)果是，降低了對脆弱的陶瓷型芯的損壞且提高了制造產(chǎn)率。本發(fā)明中所利用的可用技術(shù)在美國專利7，141，812、7，410，606和7,411,204中被描述，所有這些專利都被轉(zhuǎn)讓給弗吉尼亞州、夏洛茨維爾市的Mikro System公司，以參引方式并入本文。該技術(shù)通常被稱為Tomo刻印模塑技術(shù)(Tomo Lithographic Molding Technology)(以下稱為Tomo工藝)，它包括運用金屬箔堆積疊層模具來生產(chǎn)柔性模具，然后該柔性模具又用來鑄造部件。部件設(shè)計首先以數(shù)字模型的方式表現(xiàn)出來，然后被數(shù)字地分成數(shù)份，然后使用光刻或其他的精密材料移除工藝對應(yīng)于每份而成型金屬箔。二維的材料移除工藝的固有精度結(jié)合設(shè)計者控制第三維的各份厚度的能力提供了先前使用通常模具加工過程所無法達到的三維的制造公差精度等級。金屬箔被堆疊在一起形成疊層模具，用于容納合適的柔性模具材料。術(shù)語“柔性”在這里指以下材料，例如室溫硫化(RTV)的硅橡膠以及能夠用于形成不像現(xiàn)有技術(shù)的金屬模具那樣剛硬的“柔性模具”的其他材料，其允許模具彎曲和拉伸一定的程度以便于模具從在其內(nèi)鑄造的結(jié)構(gòu)上移除。此外，本文使用的術(shù)語“柔性模具”和“柔性工具”包括獨立的柔性結(jié)構(gòu)以及包含在剛性槽形模具中的柔性模襯或鑲件。隨后將部件直接鑄造到柔性模具中。模具材料的柔性使得能夠鑄造具有凸起的浮雕和橫截面反錐形結(jié)構(gòu)的部件，這是因為當將鑄造零件從模具上脫離時柔性模具材料能夠在所述結(jié)構(gòu)周圍變形。綜上地，這些改善定義了熔模鑄造的新方案，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的許多局限性，尤其熔模鑄造方法的蠟?zāi)２糠值木窒扌?，如下文將更加詳細地描述的那樣?br>

以下描述將參照附圖對本發(fā)明進行詳細介紹，附圖示出圖I為現(xiàn)有技術(shù)的陶瓷鑲件。圖2A-2B圖解了熔模鑄造方法中制造蠟?zāi)９ぞ叩牟襟E。圖3圖解了置于陶瓷鑲件和柔性的蠟?zāi)Ｄ＞咧g的間隔件，用來在注蠟過程中定位型芯并支撐型芯。圖4A-4H圖解了熔模鑄造方法的步驟，其中直接在金屬零件的表面中鑄造出工程表面構(gòu)形。圖5為由Tomo工藝的柔性工具生成的第一蠟?zāi)１砻?。圖6為由Tomo工藝的柔性工具生成的第二蠟?zāi)１砻?。圖7為帶有凸起表面圖案的蠟?zāi)１砻妗?br> 圖8A-8C示出了由受到逐次噴沙處理的單一母工具獲得的蠟表面。圖9A-9C圖解了在熔模鑄造零件中產(chǎn)生工程表面的步驟。圖10A-10B圖解了用于限定鑄造金屬零件中的表面開口通路的蠟?zāi)９ぞ哞偧?。圖11為柔性注蠟?zāi)＞哞偧木植繖M截面視圖，該柔性注蠟?zāi)＞哞偧ǚ磻?yīng)(磁性)顆粒和粘結(jié)至槽形模具的磁體。圖12為置于槽形模具內(nèi)的柔性注蠟?zāi)＞哞偧木植繖M截面視圖，其中模襯封裝有活性元件。圖13A-13E圖解了將型芯定位線用于柔性模具鑲件的應(yīng)用，其中所述線在注蠟步驟前被緊靠型芯定位。 圖14圖解了帶有梳狀設(shè)計的鑲件。
具體實施例方式作為熔模鑄造方法——比如說可用于鑄造燃氣輪機葉片或帶有復(fù)雜內(nèi)部冷卻通路的其他部件的熔模鑄造方法——的一部分，首先制造陶瓷型芯，該陶瓷型芯將限定內(nèi)部冷卻通路的形狀。圖I圖示了這樣一種陶瓷型芯10，其可以通過任何已知方法形成。在生產(chǎn)出陶瓷型芯后，熔模鑄造方法的下一步驟是將型芯用作蠟?zāi)９ぞ叩囊徊糠?，用于圍繞型芯澆鑄蠟，以限定鑄造葉片或其他鑄造零件的最終的外表面形狀。當由于零件幾何結(jié)構(gòu)的原因而需要多重開模面來將工具從蠟?zāi)；蚱渌T造零件移除時，現(xiàn)有技術(shù)中的蠟?zāi)９ぞ咴O(shè)計非常復(fù)雜和昂貴。本發(fā)明為蠟?zāi)９ぞ咛峁┝诵路椒?，此方法可以將工具制造的時間和成本降至傳統(tǒng)蠟?zāi)９ぞ咧圃焖钑r間和成本的一小部分，此外，本發(fā)明還提供了產(chǎn)生更大的部件設(shè)計靈活性以及更高的鑄造產(chǎn)率的改善的性能。使用了簡單、低價的鋁或軟鋼(或者其他容易機加工的材料，統(tǒng)稱為軟金屬)的母工具來替代現(xiàn)有技術(shù)中的昂貴的工具鋼工具。然后使用低壓注射工藝由母模產(chǎn)生得到柔性蠟?zāi)Ｄ＞?工具)。圖2A圖示了由例如機加工的鋁等軟金屬形成的母工具12的截面，該母工具12接收柔性模具材料14以制造柔性蠟?zāi)９ぞ?6的一個側(cè)部16a，柔性蠟?zāi)９ぞ?6的另一側(cè)部16b用相似的方法制得。柔性蠟?zāi)９ぞ呖梢酝耆扇嵝阅＞卟牧闲纬?，也可以呈與固體槽形模具結(jié)合使用的柔性模具鑲件(或模襯)的復(fù)合形式，這將在下文圖解并介紹。圖2B示出了柔性蠟?zāi)９ぞ叩慕M裝好的兩個側(cè)部，其顯示出陶瓷型芯布置在柔性模具側(cè)部之間限定的注射腔18內(nèi)。母工具可以形成為用以接收一個或多個精密鑲件20，在圖2A-2B的實施方式中，精密鑲件用于形成定位結(jié)構(gòu)22，該定位結(jié)構(gòu)22比如呈柔性定位銷的形式，形成為與模具的抵靠于型芯的柔性內(nèi)表面24成一體。如果需要的話，可在母工具的任意區(qū)域使用不同形狀的精密鑲件以限定具有高精確度細節(jié)的增強區(qū)域，該高精確度細節(jié)包括例如以下工程表面粗糙度，該工程表面粗糙度有助于待涂覆到后續(xù)鑄造的金屬零件上的覆層的粘合，這將在下文中詳細描述。鑲件可以通過Tomo工藝、立體光刻、直接金屬加工或者其他高精確度的過程來形成。母工具的復(fù)合表面26 (機加工鋁表面和精密鑲件表面)隨后被復(fù)制到注蠟?zāi)＞叩娜嵝詢?nèi)表面中，其復(fù)制母工具的細節(jié)。由圖2B所示的定位結(jié)構(gòu)從柔性模具的具有高力學(xué)滯后性的本體延延伸至與陶瓷型芯輕微接觸，從而確保型芯在柔性蠟?zāi)Ｄ＞咧械那‘敹ㄎ弧６ㄎ唤Y(jié)構(gòu)在注蠟步驟中給型芯提供機械支撐的同時，還在型芯和模具的界面28處提供一定程度的柔順性。已知現(xiàn)有技術(shù)中的工具包含金屬銷以與型芯硬接觸，但是這種硬接觸常常會在模具閉合時對相對脆弱的陶瓷型芯造成損壞。本文描述的柔性結(jié)構(gòu)提供了一定程度的寬容性，該寬容性由于降低了對型芯造成損壞的幾率而轉(zhuǎn)化為更高的合格品產(chǎn)率。定位結(jié)構(gòu)的柔性程度可以改變，但是定位結(jié)構(gòu)可比其所接觸的型芯表面更柔軟，使得定位結(jié)構(gòu)可以被型芯變形而不對陶瓷型芯材料造成損壞。與此相反，現(xiàn)有技術(shù)中的定位銷比型芯材料剛硬得多，它們不能被型芯變形而不對陶瓷型芯材料造成損壞。有利地，該定位結(jié)構(gòu)不需要定位在平行開模面中，這是因為模具材料的柔性性質(zhì)，其允許定位結(jié)構(gòu)彎曲以便于移除。在圖3所示的另外一個實施方式中，與柔性模具不成一體的柔性銷或間隔件30可位于在型芯和柔性模具之間，以定位型芯并為型芯提供機械支撐。這種非一體的間隔件可以由泡沫或蠟或能夠與型芯接合而不損壞型芯的任意材料形成。此間隔件可以通過粘合劑32被保持在正確位置和/或可以被插入到柔性模具中形成的開口 34內(nèi)。所述間隔件可以被設(shè)計為在注蠟后的型殼硬化中燒盡，或者可以在制作型殼之前將其從蠟?zāi)Ｖ忻摮觥Ｌ娲缘?，所述間隔件可由陶瓷鑄造材料制造，它可保持內(nèi)陷在蠟?zāi)Ｖ?，接著被涂覆并變得與隨后涂覆的陶瓷型殼材料成一體。在鑄造熔融金屬合金后，內(nèi)陷的陶瓷間隔件起到在鑄造金屬零件中限定表面開口通路的作用。在上述選項中的任一個中，柔性模具的柔性內(nèi)表面以及間隔件自身的柔性起到在注蠟步驟中為型芯提供一定程度的柔順支撐的作用。 制造蠟?zāi)９ぞ叩纳鲜龇桨概c已知現(xiàn)有技術(shù)的工藝相比是有利的，如下表I中總結(jié)
的那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于形成作為熔模鑄造方法一部分的蠟?zāi)５墓ぞ?，所述工具包? 槽形模具； 型芯，所述型芯設(shè)置在所述槽形模具中并且相對于所述槽形模具支撐在適當位置；以及 柔性模襯，所述柔性模襯包括將會在熔模鑄造方法的注蠟步驟中復(fù)制到蠟中的結(jié)構(gòu)，所述模襯被關(guān)于所述槽形模具對正以便在注蠟步驟中將所述結(jié)構(gòu)定位在相對于所述型芯的已知位置。
2.如權(quán)利要求I所述的工具，其中，所述結(jié)構(gòu)包括柔性定位元件，所述柔性定位元件與所述柔性模襯形成為一體，并且與所述型芯相接觸以便在注蠟步驟中支撐所述型芯。
3.如權(quán)利要求I所述的工具，其中，所述結(jié)構(gòu)包括鑲件，所述鑲件包括延伸成與所述型芯相接觸的非直線狀腿部。
4.如權(quán)利要求3所述的工具，其中，所述鑲件包括延伸成與所述型芯相接觸以在注蠟步驟中支撐所述型芯的腿部。
5.如權(quán)利要求I所述的工具，其中，所述結(jié)構(gòu)包括延伸成與所述型芯相接觸以在注蠟步驟中支撐所述型芯的銷。
6.如權(quán)利要求5所述的工具,還包括 在所述柔性模襯的內(nèi)表面中形成的凹部； 設(shè)置在所述凹部中的支撐元件；以及 穿過所述支撐元件中的開口并且朝向所述型芯延伸的所述銷。
7.一種用于形成作為熔模鑄造方法一部分的蠟?zāi)５墓ぞ?，所述工具包? 包括柔性內(nèi)表面的工具本體，所述柔性內(nèi)表面限定出所述蠟?zāi)５钠谕耐獗砻鎺缀谓Y(jié)構(gòu)； 設(shè)置在所述工具本體內(nèi)的型芯，所述型芯在注蠟步驟后形成所述蠟?zāi)５囊徊糠?；以及定位元件，所述定位元件設(shè)置在所述型芯與所述工具本體之間，并且被所述柔性內(nèi)表面支撐以在注蠟步驟中為所述型芯提供柔順性支撐。
8.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述定位元件與所述工具本體的柔性內(nèi)表面形成為一體。
9.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述定位元件通過粘合劑粘附至所述工具本體的柔性內(nèi)表面。
10.如權(quán)利要求7所述的工具,還包括 在所述工具本體的柔性內(nèi)表面中形成的凹部；以及 定位元件，所述定位元件設(shè)置在所述凹部內(nèi)并且朝向所述型芯延伸超出所述柔性內(nèi)表面。
11.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述定位元件包括間隔件，所述間隔件能夠在后續(xù)的陶瓷型殼制作步驟前從蠟?zāi)Ｖ忻摮?，或者將會在后續(xù)的陶瓷型殼硬化步驟中燒盡。
12.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述定位元件包括陶瓷材料，所述陶瓷材料在注蠟步驟后仍內(nèi)陷在所述蠟?zāi)Ｖ?，并且此后將與后續(xù)施加的陶瓷型殼材料成為一體。
13.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述定位元件還包括 支撐元件，所述支撐元件設(shè)置在所述工具本體的柔性內(nèi)表面中形成的凹部內(nèi)；以及銷，所述銷穿過所述支撐元件中的開口并且朝向所述型芯延伸。
14.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述工具本體包括 槽形模具；和 包括柔性內(nèi)表面的柔性鑲件，所述柔性鑲件設(shè)置在所述槽形模具內(nèi)；以及在所述槽形模具和所述柔性鑲件上形成的匹配的對正結(jié)構(gòu)，用以將所述柔性鑲件定位在所述槽形模具內(nèi)的已知的相對位置。
15.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述工具本體包括 槽形模具；和 包括柔性內(nèi)表面的柔性鑲件，所述柔性鑲件設(shè)置在所述槽形模具內(nèi)；并且還包括 設(shè)置在所述柔性構(gòu)件內(nèi)的反應(yīng)元件。
16.如權(quán)利要求15所述的工具,其中，所述反應(yīng)元件包括由下述各項構(gòu)成的組中的一種傳感器、致動器、溫度控制元件、磁體、對磁能起反應(yīng)的顆粒、以及呈現(xiàn)出與圍繞顆粒的柔性構(gòu)件的柔性材料的導(dǎo)熱系數(shù)不同的導(dǎo)熱系數(shù)的顆粒。
17.如權(quán)利要求7所述的工具，其中，所述工具本體包括 槽形模具； 限定出柔性內(nèi)表面的柔性鑲件，所述柔性鑲件設(shè)置在所述槽形模具內(nèi)；以及 設(shè)置在所述柔性內(nèi)表面的凹部中的精密陶瓷鑲件。
18.一種用于形成作為熔模鑄造方法一部分的蠟?zāi)５墓ぞ?，所述工具包? 包括柔性構(gòu)件的工具本體，所述柔性構(gòu)件限定出所述蠟?zāi)５钠谕耐獗砻鎺缀谓Y(jié)構(gòu)； 設(shè)置在所述工具本體內(nèi)的型芯，所述型芯在注蠟步驟后成為所述蠟?zāi)５囊徊糠郑? 在所述工具本體內(nèi)支撐所述型芯的裝置；以及 設(shè)置在所述柔性構(gòu)件內(nèi)的反應(yīng)元件。
19.如權(quán)利要求18所述的工具,其中，所述反應(yīng)元件包括由下述各項構(gòu)成的組中的一種傳感器、致動器、溫度控制元件、磁體、對磁能起反應(yīng)的顆粒、以及呈現(xiàn)出與圍繞顆粒的柔性構(gòu)件的柔性材料的導(dǎo)熱系數(shù)不同的導(dǎo)熱系數(shù)的顆粒。
20.如權(quán)利要求18所述的工具，其中，所述在工具本體內(nèi)支撐型芯的裝置包括定位元件，所述定位元件設(shè)置在所述型芯與所述工具本體之間，并且被所述柔性構(gòu)件支撐以在注蠟步驟中為所述型芯提供柔順性支撐。
21.如權(quán)利要求18所述的工具，其中，所述在工具本體內(nèi)支撐型芯的裝置還包括 支撐元件，所述支撐元件設(shè)置在所述工具本體的柔性構(gòu)件中形成的凹部內(nèi)；以及 銷，所述銷穿過所述支撐元件中的開口并且朝向所述型芯延伸。
22.—種熔模鑄造方法，其中改進之處包括 將陶瓷型芯定位在包括柔性構(gòu)件的注蠟?zāi)＞咧?，所述柔性?gòu)件的內(nèi)表面限定出將在所述模具中形成的蠟?zāi)５钠谕耐獗砻鎺缀谓Y(jié)構(gòu)；以及 由所述柔性構(gòu)件支撐所述陶瓷型芯，同時將蠟注射到所述注蠟?zāi)＞咧?、所述陶瓷型芯周圍以形成蠟?zāi)！?br> 23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括將所述柔性構(gòu)件形成為包括遠離所述內(nèi)表面、朝向所述型芯延伸的凸起，用于接觸所述型芯以在注蠟步驟中為所述型芯提供支撐。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括將所述凸起形成為與所述柔性構(gòu)件內(nèi)表面成一體。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括 在所述柔性構(gòu)件內(nèi)表面中形成凹部；和 將間隔件插入到所述凹部中以朝向所述型芯延伸，用于接觸所述型芯以在注蠟步驟中為所述型芯提供支撐；以及 在注蠟步驟后移除所述間隔件。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括 在所述柔性構(gòu)件內(nèi)表面中形成凹部； 將陶瓷鑲件插入到所述凹部中以朝向所述型芯延伸，用于接觸所述型芯以在注蠟步驟中為所述型芯提供支撐； 使注射的蠟?zāi)桃栽谒鲎⑾災(zāi)＞咧行纬上災(zāi)＃? 移除所述注蠟?zāi)＞?，同時使所述陶瓷鑲件與所述蠟?zāi)Ａ粼谝黄?；以? 在所述蠟?zāi)Ｖ車纬砂鎏沾设偧奶沾尚蜌そY(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括 在所述柔性構(gòu)件內(nèi)表面中形成凹部； 將包括開口的支撐元件插入到所述凹部中； 將銷插入到所述開口中以朝向所述型芯延伸，用于接觸所述型芯以在注蠟步驟中為所述型芯提供支撐； 使注射的蠟?zāi)桃栽谒鲎⑾災(zāi)＞咧行纬上災(zāi)＃? 將所述注蠟?zāi)＞邚乃鱿災(zāi)Ｉ弦瞥⑺鲋卧乃鲣N上移除，同時使所述銷留在所述蠟?zāi)Ｖ?，由此所述銷的一部分遠離所述型芯地延伸成超出所述蠟?zāi)＃灰约霸谒鱿災(zāi)Ｖ車纬商沾尚蜌そY(jié)構(gòu)并且包繞所述銷的所述延伸部分。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述內(nèi)表面限定了用于所述外表面幾何結(jié)構(gòu)的工程表面構(gòu)形。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括 在注蠟之前，將鑲件粘附至所述柔性構(gòu)件內(nèi)表面，所述鑲件在其靠近所述型芯的表面上包括工程構(gòu)形； 在注蠟步驟后將所述柔性構(gòu)件從所述蠟?zāi)Ｒ瞥?，同時使所述鑲件留在蠟中；以及 用陶瓷材料涂覆所述蠟?zāi)：丸偧孕纬商沾设T造容器。
全文摘要
一種熔模鑄造方法，其中蠟?zāi)９ぞ?44)是柔性的以便于工具從鑄造的蠟?zāi)?55)上脫離，即使當鑄造的形狀在其它情況下需要多重開模面時也是如此。此柔性的工具可包括柔性鑲件(42)，柔性鑲件(42)被精確地關(guān)于周圍的槽形模具(40)對正并由此關(guān)于被封閉的陶瓷型芯(10)對正。定位銷(106)可以從柔性工具延伸從而在注蠟步驟前緊靠著型芯產(chǎn)生柔順的接觸。產(chǎn)生的蠟?zāi)５谋砻婵砂ㄍㄟ^柔性表面從母工具(12)復(fù)制而來的工程構(gòu)形(36)。此柔性工具可以包裹導(dǎo)熱顆?；虼判灶w粒(92)，或者在注蠟中能夠起使用的例如傳感器或振蕩器等其它活性裝置(96)。
文檔編號B22C7/02GK102802834SQ201180004889
公開日2012年11月28日 申請日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者加里·B·梅里爾, 阿利斯特·W·詹姆斯, 安德魯·J·布恩斯, 凱文·C·希恩, 本杰明·E·河納韋爾德, 伊恩·A·弗雷澤 申請人:西門子能源有限公司, 精密系統(tǒng)有限公司