本發(fā)明涉及一種起流動引導作用的構(gòu)件，其帶有至少一個用于與流動的介質(zhì)接觸的功能區(qū)域和至少一個帶有起承載作用的特性的功能區(qū)域。

背景技術(shù)：

這樣的起流動引導作用的構(gòu)件可以是離心泵(kreiselpumpe，有時也稱為回轉(zhuǎn)泵)的部件、例如葉輪(laufrad)或泵罩殼，或者是配件的部件、例如阻斷體或閥罩殼。

葉輪不僅必須具有起承載作用的特性，因為該葉輪布置在離心泵的罩殼中并且由軸驅(qū)動。此外，葉輪的與待輸送的介質(zhì)產(chǎn)生接觸的面、尤其葉輪邊緣是特別抗磨損的。那么這主要是這樣的情形，即，葉輪用于輸送含固體的介質(zhì)。固體顆粒導致在葉輪處的磨損。同樣葉輪必須抵抗可能出現(xiàn)的氣蝕(kavitation)。

在此帶有起承載作用的特性的功能區(qū)域應具有較高的強度和較低的脆性。與此相反，葉輪的功能區(qū)域(其與待輸送的介質(zhì)產(chǎn)生接觸并且因此受磨蝕負荷)由硬的、抗磨損的材料實施。

在傳統(tǒng)的葉輪中，這例如通過覆層來解決，在此帶有起承載作用的特性的葉輪的功能區(qū)域由在較高的強度時帶有較小脆性的材料制造。然后在該功能區(qū)域上施覆由其他的化學材料組成的覆層，例如通過鈷鉻鎢化(stellitieren)。因此顯著的成本、較高的耗費和受限的可回收性相聯(lián)系。

在文件de3731161a1中描述了一種離心泵葉輪，其由多個板件組合而成。為了獲得堅硬的構(gòu)架，傳遞能量的葉片僅被固定在起力傳遞作用的蓋片(deckscheibe)處。構(gòu)造為單個部件的吸入口形成葉輪的進入?yún)^(qū)域。該吸入口覆蓋葉片開端。遮蓋葉片通道的無葉片的蓋片在葉輪出口和吸入口的最大的直徑之間固定在葉片處。

文件de4031936a1涉及一種多件式的且由不同材料組成的用于離心泵的擴散器(leiteinrichtung，有時也稱為換熱器)。相應于投入使用的材料在熱負荷中得出不同的膨脹系數(shù)。取決于相應的溫度，擴散器的在徑向上起作用的配合部位(passungsstelle)的僅一個配合部位一直負重。在較冷的運行狀態(tài)中這是位于較小直徑上的配合部位，而在較冷的運行狀態(tài)中這是位于較大直徑上的配合部位。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務是，給出一種具有帶有不同特性的功能區(qū)域的起流動引導作用的構(gòu)件。在此，起流動引導作用的構(gòu)件的與待輸送的介質(zhì)產(chǎn)生接觸的面和邊緣應是特別抗磨損的并且同樣應抵抗出現(xiàn)的氣蝕。此外，構(gòu)件應具有帶有特別有利的起承載作用的特性的功能區(qū)域。該起流動引導作用的構(gòu)件應通過較長的壽命和可靠的運行方式而出眾。此外應避免通過不同的熱膨脹系數(shù)的損害。此外該構(gòu)件應通過良好的可回收性而出眾。

根據(jù)本發(fā)明，該任務通過帶有權(quán)利要求1的特征的起流動引導作用的構(gòu)件并且通過用于制造這樣的構(gòu)件的帶有權(quán)利要求12的特征的方法解決。在從屬權(quán)利要求中實施了優(yōu)選的變型方案。

根據(jù)本發(fā)明，起流動引導作用的構(gòu)件的不同的功能區(qū)域由構(gòu)建材料(aufbaumaterial)通過借助于輻射相繼熔化和固化覆層來制造。起流動引導作用的構(gòu)件的各個功能區(qū)域的不同特性在此通過輻射的變化來產(chǎn)生。通過有針對性地控制局部的熱引入，在構(gòu)造起流動引導作用的構(gòu)件時已經(jīng)進行了材料特性的修改。由此實現(xiàn)，在化學同質(zhì)的材料的構(gòu)件中生成不同材料狀態(tài)和由此不同特性的區(qū)塊和組織。

根據(jù)本發(fā)明的起流動引導作用的構(gòu)件具有功能區(qū)域，其特性有針對性地借助于形成的制造方法來生成。該構(gòu)件是這樣的構(gòu)件(例如離心泵的葉輪或閥座)，其相應具有不同的功能區(qū)域，所述功能區(qū)域在其特定的特性中被優(yōu)化到相應的應用上。起流動引導作用的構(gòu)件的不同的功能區(qū)域可具有不同的強度、可變形性、抗磨損性或抗氣蝕性。

為了生成起流動引導作用的構(gòu)件，在構(gòu)建構(gòu)件時為了改變在材料的微體積中的機械特性實現(xiàn)了能量輸入的有針對性的控制。放棄了后來的熱處理，從而維持局部出現(xiàn)的不同的材料狀態(tài)。同樣不再需要耗費的覆層。

優(yōu)選地，用于制造起流動引導作用的構(gòu)件的構(gòu)建材料是金屬的粉末微粒。對于本發(fā)明的一種變型方案中，對此使用了含鐵的和/或含鈷的粉末顆粒。所述粉末顆?？珊刑砑游?，例如鉻、鉬或鎳。

金屬的構(gòu)建材料以粉末形式以較薄的覆層被施加到板上。該粉末狀的材料借助于輻射在相應期望的部位處被局部完全地再熔化并且在固化后形成堅固的材料覆層。接著該底板以覆層厚度的量下降并且重新施覆粉末。該循環(huán)一直被重復，直到所有的覆層被再熔化。制成的構(gòu)件清潔掉剩余的粉末。

例如激光射線可作為輻射投入使用，該激光射線產(chǎn)生由各個粉末覆層組成的起流動引導作用的構(gòu)件。用于引導激光射線的數(shù)據(jù)基于3d-cad-體借助于軟件生成。備選于可選的激光熔化，電子射線(ebm)也可投入使用。

以該方式產(chǎn)生的起流動引導作用的構(gòu)件根據(jù)本發(fā)明具有帶有不同機械特性的功能區(qū)域。盡管用于產(chǎn)生構(gòu)件的構(gòu)建材料是化學上一致的，但根據(jù)本發(fā)明不同的金屬組織通過輻射的變化制造。由此出現(xiàn)帶有不同的金屬組織的單件式的構(gòu)件。

這樣通過輻射引入的能量輸入在與介質(zhì)產(chǎn)生接觸的功能區(qū)域中相區(qū)分，例如主要具有起承載作用的特性的功能區(qū)域的面。這可例如通過輻射的強度的變化來實現(xiàn)。同樣，掃描速度(激光射線以該掃描速度在各個粉末覆層之上行進)影響能量輸入和由此出現(xiàn)的組織。

具有起承載作用的特性的功能區(qū)域在此優(yōu)選地具有比與介質(zhì)產(chǎn)生接觸的功能區(qū)域更大的強度

與此不同，與介質(zhì)產(chǎn)生接觸的功能區(qū)域的硬度相比于具有起承載作用的特性的功能區(qū)域的硬度更大。

不同的功能區(qū)域的韌性和/或斷裂伸長率(bruchdehnung)可通過經(jīng)由輻射的能量輸入有針對地被影響，以便生成起流動引導作用的構(gòu)件的不同特性。

在此證實為有利的是，帶有起承載作用的特性的功能區(qū)域具有大于40j的缺口沖擊功(kerbschlagarbeit)并且與流動的介質(zhì)產(chǎn)生接觸的功能區(qū)域具有小于10j的缺口沖擊功。

附圖說明

從根據(jù)附圖的實施例的描述以及從附圖本身得出本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點。

在此:

圖1示出了離心泵組件的截面圖，

圖2示出了離心泵的葉輪，

圖3示出了閥的截面圖。

具體實施方式

圖1示出了穿過帶有葉輪1的離心泵組件的截面圖，該葉輪1布置在罩殼2中。該罩殼具有以吸入接管3的形式的流體輸入口和以壓力接管4的形式的流體輸出口。罩殼2在實施例中是螺旋罩殼(spiralgeh?use)。

葉輪1實施為徑向葉輪并且由軸5驅(qū)動。軸5由在該圖示中未示出的馬達置于旋轉(zhuǎn)中。軸5通過軸承6支撐。

圖2示出了葉輪1，該葉輪1具有多個功能區(qū)域7,8,9,10。形成用于軸5的轂的功能區(qū)域7具有較高的強度和較低的脆性。

葉輪的形成葉片的功能區(qū)域8與此相反配備有較大的硬度，從而該功能區(qū)域是特別抗磨損的和抗氣蝕的。

在實施例中，葉輪具有形成蓋片的功能區(qū)域9以及形成承載片(tragscheibe)的功能區(qū)域10。每個功能區(qū)域配備有專門地與該應用一致的特性。

為產(chǎn)生葉輪的該特性，相繼執(zhí)行下面的步驟:

首先，含鐵材料的金屬粉末以較薄的覆層施加在板上。在實施例中該粉末是鉻鉬鋼(chrommolybd?nstahl)的粉末。

在應構(gòu)造有葉輪的部位處作用有激光射線并且使粉末狀的微粒相互熔化在一起。

在固化后出現(xiàn)葉輪1的相應功能區(qū)域的材料覆層。

接著底板以覆層厚度的量下降并且被重新施覆粉末。

一直重復該循環(huán)，直到所有的覆層被再熔化。

制成的構(gòu)件清潔掉剩余的粉末。

葉輪的3d形狀作為數(shù)據(jù)記錄存儲在軟件中。激光射線由控制機構(gòu)如此地行進，以至于該激光射線通過在以粉末覆層施覆的板上相應可選地熔化相應的區(qū)域而熔化出葉輪的形狀并且然后固化該區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明，如此改變能量輸入，以至于產(chǎn)生帶有不同組織和不同特定特性的不同功能區(qū)域7,8,9,10，從而產(chǎn)生帶有優(yōu)化的組分的葉輪。該葉輪是單件式的構(gòu)件。

圖3示出了閥的截面圖。該閥具有單件式的罩殼11。在罩殼11中布置有阻斷體12，該阻斷體12可經(jīng)由主軸13借助于驅(qū)動裝置14在豎直方向上移位。

單件式的罩殼11的形成閥座的功能區(qū)域15具有較大的硬度。單件式的罩殼11的在圖3中構(gòu)造為以法蘭的形式的聯(lián)接元件的功能區(qū)域16具有較高的抗拉強度。