添加制造的轉子葉片及構件的制作方法

本主題大體上涉及沿互鎖過渡區連結兩個構件的添加制造方法。

背景技術：

在制造中，通常合乎需要的是連結兩個或更多個構件來產生單個部件。然而，連結構件的當前方法通常導致較差的機械性質，不論這些構件是否由相同或不類似的材料制成。

例如，連結兩個構件的現有技術的方法可包括金屬熔化過程，如焊接或硬釬焊，使用機械緊固件如鉚釘或螺釘，或施加結構粘合劑和使其固化。這些接頭可展現較差的物理性質，并且提供弱機械聯結，如較差的剪切聯結或粘合。由于那些區域中的集中應力，故這些接頭還可傾向于沿材料過渡線或平面的裂縫開始和傳播。

此外，在一些應用中，合乎需要的是具有允許連結構件之間的一些相對移動的接頭。例如，不是柔韌或柔性的兩個或更多個構件之間的接頭可展現關于接頭的疲勞耐久性、抗沖擊性和總體壽命的問題。在其中構件或連結材料具有不同熱膨脹系數的情況下，不允許相對移動的接頭不可補償熱增長失配，因此導致接頭在某些溫度環境中的失效。

此外，在連結構件之間延伸的冷卻孔可為合乎需要的。然而，取決于接頭和構件的方位和構造，不可為可能的是，使用當前的方法(如，鉆孔或機加工)在不損害接頭的完整性的情況下形成冷卻孔。不可為可能的是，例如在孔在接頭自身內的情況下，或在鉆取孔可另外弱化接頭的情況下，產生冷卻孔。

因此，具有改進的結構完整性的連結兩個或更多個構件的方法是合乎需要的。更具體而言，用于形成允許構件之間的相對移動或包括冷卻孔(如果期望)，同時仍提供強機械聯結的接頭的方法將是特別有用的。

技術實現要素：

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或者可從描述為明顯的，或者可通過本發明的實踐學習。

在本公開的一個示例性實施例中，提供給了一種經由添加制造形成的轉子葉片。轉子葉片包括翼型件和聯接的構件。翼型件包括經由添加制造形成的第一材料的多個熔合層，并且限定前緣和遠側端部處的末端。聯接的構件包括經由添加制造形成的第二材料的多個熔合層。互鎖過渡區包括多個凸起，其分別從翼型件和聯接的構件交替地延伸，以不可拆卸地聯接翼型件和聯接的構件。

在本公開的又一個實施例中，提供了一種使用添加制造形成轉子葉片的方法。該方法包括經由添加制造熔合第一材料的多個層以形成翼型件，其中翼型件限定前緣和遠側端部處的末端。該方法還包括經由添加制造熔合第二材料的多個層以形成聯接的構件。該方法還包括通過形成互鎖過渡區來不可拆卸地聯接翼型件和聯接的構件，該互鎖過渡區包括分別從翼型件和聯接的構件交替地延伸的多個凸起。

技術方案1.一種轉子葉片，包括：

翼型件，其包括經由添加制造形成的第一材料的多個熔合層，其中所述翼型件限定前緣和遠側端部處的末端；

聯接的構件，其包括經由添加制造形成的第二材料的多個熔合層；以及

互鎖過渡區，其包括多個凸起，所述多個凸起分別從所述翼型件和所述聯接的構件交替地延伸，以不可拆卸地聯接所述翼型件和所述聯接的構件。

技術方案2.根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述聯接的構件為保護轉子葉片末端，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述翼型件的所述末端處。

技術方案3.根據技術方案2所述的轉子葉片，其特征在于，所述多個凸起中的各個允許所述翼型件與所述保護轉子葉片末端之間的相對運動，使得所述保護轉子葉片末端能夠在所述轉子葉片接觸物體時收縮。

技術方案4.根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述聯接的構件為保護前緣構件，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述翼型件的所述前緣處。

技術方案5.根據技術方案4所述的轉子葉片，其特征在于，所述翼型件與所述保護前緣構件之間的相鄰凸起的至少一部分防止所述翼型件與所述保護前緣構件之間的相對運動。

技術方案6.根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述翼型件還限定了限定用于所述流動路徑的內徑向邊界的平臺，并且其中所述聯接的構件為阻尼器構件，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述平臺的內表面處。

技術方案7.根據技術方案6所述的轉子葉片，其特征在于，所述平臺與所述阻尼器構件之間的相鄰凸起的至少一部分防止所述平臺與所述阻尼器構件之間的相對運動。

技術方案8.根據技術方案6所述的轉子葉片，其特征在于，所述多個凸起中的各個允許所述平臺與所述阻尼器構件之間的相對運動，使得所述阻尼器構件可沿徑向方向關于所述平臺移動。

技術方案9.根據技術方案6所述的轉子葉片，其特征在于，所述互鎖過渡區限定流體通道，所述流體通道構造成提供所述平臺與所述阻尼器構件之間的流體連通。

技術方案10.根據技術方案1所述的轉子葉片，其特征在于，所述翼型件包括金屬合金，并且其中所述聯接的構件包括熱障涂層。

技術方案11.一種使用添加制造來形成轉子葉片的方法，所述方法包括：

經由添加制造熔合第一材料的多個層以形成翼型件，其中所述翼型件限定前緣和遠側端部處的末端；

經由添加制造熔合第二材料的多個層以形成聯接的構件；以及

通過形成互鎖過渡區來不可拆卸地聯接所述翼型件和所述聯接的構件，所述互鎖過渡區包括分別從所述翼型件和所述聯接的構件交替地延伸的多個凸起。

技術方案12.根據技術方案11所述的方法，其特征在于，所述聯接的構件為保護轉子葉片末端，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述翼型件的所述末端處。

技術方案13.根據技術方案11所述的方法，其特征在于，所述多個凸起中的各個允許所述翼型件與所述保護轉子葉片末端之間的相對運動，使得所述保護轉子葉片末端能夠在所述轉子葉片接觸物體時收縮。

技術方案14.根據技術方案11所述的方法，其特征在于，所述聯接的構件為保護前緣構件，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述翼型件的所述前緣處。

技術方案15.根據技術方案14所述的方法，其特征在于，所述翼型件與所述保護前緣構件之間的相鄰凸起的至少一部分防止所述翼型件與所述保護前緣構件之間的相對運動。

技術方案16.根據技術方案11所述的方法，其特征在于，所述翼型件還限定了限定用于所述流動路徑的內徑向邊界的平臺，并且其中所述聯接的構件為阻尼器構件，并且其中所述互鎖過渡區設置在所述平臺的內表面處。

技術方案17.根據技術方案16所述的方法，其特征在于，所述平臺與所述阻尼器構件之間的相鄰凸起的至少一部分防止所述平臺與所述阻尼器構件之間的相對運動。

技術方案18.根據技術方案16所述的方法，其特征在于，所述多個凸起中的各個允許所述平臺與所述阻尼器構件之間的相對運動，使得所述阻尼器構件可沿徑向方向關于所述平臺移動。

技術方案19.根據技術方案18所述的方法，其特征在于，所述互鎖過渡區限定流體通道，所述流體通道構造成提供所述平臺與所述阻尼器構件之間的流體連通。

技術方案20.根據技術方案11所述的方法，其特征在于，所述第一構件和所述第二構件由粉末金屬制成，并且熔合為熔化過程。

本發明的這些及其它的特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求變得更好理解。并入在本說明書中并且構成本說明書的部分的附圖示出了本發明的實施例，并且連同描述用于闡釋本發明的原理。

附圖說明

包括針對本領域技術人員的其最佳模式的本發明的完整且開放的公開在參照附圖的說明書中闡述，在該附圖中：

圖1為根據本公開的示例性實施例的互鎖過渡區的透視圖，其中第一構件和第二構件示為分開來提供凸起的清楚視圖；

圖2為根據示例性實施例的具有軸和球柄凸起的互鎖過渡區的側視圖；

圖3為根據示例性實施例的具有梯形凸起的互鎖過渡區的側視圖；

圖4為根據示例性實施例的具有長形軸和球柄凸起的互鎖過渡區的側視圖；

圖5為根據示例性實施例的具有軸和球柄凸起的互鎖過渡區的側視圖，其中硬釬焊材料用作第一構件與第二構件之間的粘合劑；

圖6為根據示例性實施例的具有延伸穿過的冷卻孔的非平面互鎖過渡區的側視圖；

圖7為根據示例性實施例的具有延伸穿過的冷卻孔的互鎖過渡區的透視截面視圖；

圖8為根據本主題的示例性實施例的燃氣渦輪發動機的示意性截面視圖；

圖9a為根據示例性實施例的具有包括不可拆卸地聯接于翼型件的遠側端部的保護翼型件末端的翼型件的轉子葉片的俯視圖；

圖9b為根據示例性實施例的具有包括不可拆卸地聯接于翼型件的遠側端部的可收縮的保護翼型件末端的翼型件的轉子葉片的俯視圖；

圖10為根據示例性實施例的具有包括不可拆卸地聯接于翼型件的前緣的保護前緣的翼型件的轉子葉片的俯視圖；以及

圖11為根據示例性實施例的具有包括不可拆卸地聯接于翼型件平臺的徑向內表面的一體的平臺下阻尼器的翼型件的轉子葉片的俯視圖。

本說明書和附圖中的附圖標記的重復使用旨在表示本發明的相同或相似的特征或元件。

部件列表

10互鎖過渡區

12第一構件

14第二構件

16凸起

18軸

20球柄

22第一構件表面

24第二構件表面

26間隙

28梯形凸起

30長形凸起

32長形軸

34相對運動箭頭

36接頭粘合層

38冷卻孔

110渦扇噴氣發動機

112縱向或軸向中心線

114風扇區段

116芯部渦輪發動機

118外殼

120入口

122低壓壓縮機

124高壓壓縮機

126燃燒區段

128高壓渦輪

130低壓渦輪

132噴氣排氣區段

134高壓軸/轉軸

136低壓軸/轉軸

138風扇

140葉片

142盤

144前緣

146末端

148促動組件

150動力齒輪箱

152可旋轉轂

154風扇殼或機艙

156出口導葉

158下游區段

160旁通空氣流通路

162空氣

164入口

166空氣的第一部分

168空氣的第二部分

170燃燒氣體

172定子導葉

174渦輪轉子葉片

176定子導葉

178渦輪轉子葉片

180噴氣噴嘴排氣

182風扇噴嘴排氣區段

184熱氣體路徑

200轉子葉片

202翼型件

204平臺

206燕尾部

208根部

210末端

212前緣

214后緣

216保護翼型件末端

218保護前緣

220徑向內表面

222徑向外表面

224阻尼器。

具體實施方式

現在將詳細參照本發明的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。各個實例經由闡釋本發明提供，而不限制本發明。實際上，對本領域技術人員而言將顯而易見的是，可在本發明中作出各種改型和變型，而不脫離本發明的范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的部分的特征可與另一個實施例一起使用以產生又一個實施例。因此，意圖是，本發明覆蓋歸入所附權利要求和它們的等同物的范圍內的此類改型和變型。

添加制造技術實現通過典型地沿垂直(y)方向逐點、逐層建造物體的復雜物體的制造。盡管以下論述涉及材料的添加，但本領域技術人員將認識到，本文中公開的方法和結構可利用任何添加制造技藝或技術實踐。例如，本發明的實施例可使用層添加過程、層減去過程或混合過程。在一些實施例中，本文中公開的方法和結構可提供由互鎖過渡區10連結且由一種或更多種材料的連續沉積層形成的兩個或更多個構件。

本公開的實施例提供了用于使用添加制造技術連結兩個或更多個構件的方法和結構。在這點上，多個構件可產生，其為獨立實體，但產生有它們的構造中的互鎖特征以有效地形成機械"根部"，其橫跨聯結區域到達，由此阻止拆卸和橫跨過渡區傳送結構負載。所得的接頭可為平面或非平面的，并且可展現改進的機械強度和粘合。互鎖材料過渡區例如還可用于將高抗沖擊保護涂層裝固于基礎材料。此外，互鎖特征可間隔開，以容許構件之間的小范圍運動，并且接頭可具有集成的冷卻孔或通路。

現在參照附圖，圖1示出了根據本公開的示例性實施例的互鎖過渡區10的透視圖，其中第一構件12和第二構件14示為分開來提供多個凸起16的清楚視圖。如所示，互鎖過渡區10可在由x-z平面限定的平面區域中延伸。值得注意地，附圖中僅示出了互鎖過渡區10，但本領域技術人員將認識到，第一構件12和第二構件14可為使用添加制造技術制造的任何簡單或復雜的物體。此外，第一構件12和第二構件14和連接它們的互鎖過渡區10可縮放至任何尺寸。例如，各個凸起16可在截面中范圍從幾納米到若干厘米或更大。假定其多功能性和可縮放性，用于使用添加制造技術連結兩個或更多個構件的當前公開的方法和結構可在各種應用和技術領域中實踐。

圖2為根據一個示例性實施例的具有軸18和球柄20凸起16的互鎖過渡區10的側視圖。如所示，第一構件12和第二構件14中的各個包括分別從第一構件表面22和第二構件表面24延伸的多個凸起16。盡管所示實施例示出了沿大致垂直方向延伸的各個凸起16，但本領域技術人員將認識到，在其它實施例中，各個凸起16可相對于構件表面22,24成任何角制造。各個凸起16包括軸18，其具有位于其遠側端部處的球柄20。在圖1和2中所示的實施例中，軸18為圓柱形的，并且球柄20為球形的。然而，在一些實施例中，軸18可改為具有為正方形、矩形、橢圓形、不規則形狀或任何其它適合形狀的截面，并且可處于共同或不同的長度。類似地，球柄20可為正方形、長方形或任何其它適合形狀。

多個凸起16可從第一構件12和第二構件14交替地延伸，以形成沿縱向方向(x)和側向方向(z)兩者延伸的互鎖過渡區10。在一些實施例中，球柄20的直徑大于軸18的直徑，并且軸18沿第一構件12和第二構件14間隔，使得球柄20可配合在相鄰軸18之間。以該方式，多個凸起16形成互鎖過渡區10，其機械地聯接第一構件12和第二構件14。由于互鎖過渡區10可使用添加制造逐層打印，故所得的互鎖過渡區10不可拆卸地聯接第一構件12和第二構件14。在這點上，第一構件12和第二構件14連結成使得它們可不通過非破壞手段分開。在一些實施例中，相鄰凸起16的至少一部分可防止構件12,14之間的相對運動。如下文更詳細闡釋的，在其它實施例中，軸18的間距可調整成允許多個凸起16的相對移動，并且向互鎖過渡區10提供一些柔性。

在一些示例性實施例中，凸起16可具有不同形狀。在這點上，多個凸起16可為不規則形狀，并且各個凸起16可填充相鄰凸起16之間的整個區域，或者可留下間隙或小空隙26。例如，如圖3中所示，凸起16可為梯形凸起28。在這點上，各個梯形凸起28具有分別鄰近第一構件12或第二構件14的窄截面。梯形凸起28的截面區域在梯形凸起28遠離第一構件12或第二構件14朝梯形凸起28的遠側端部(其中截面為最大的)延伸時變得更大。

現在具體參照圖4的實施例，多個凸起16可為長形凸起30。在這點上，長形凸起30可具有長形軸32，或者可另外制造成允許第一構件12與第二構件14之間的一些相對運動。例如，長形軸32可允許第一構件12和第二構件14關于彼此沿z方向(如由箭頭34指示)滑動，直到相鄰的球柄20與彼此接觸。類似地，在一些實施例中，多個凸起16的間距可增大，以便容許在x,y和z平面中的小范圍的運動，以及繞著x,y和z軸線的旋轉。如本領域技術人員將認識到的，多個凸起16的尺寸、形狀和間距可針對任何特定應用調整成按需要容許或約束運動。

現在具體參照圖5，互鎖過渡區10的一些實施例可具有粘合劑36或其它材料，其設置在第一構件表面22與第二構件表面24之間，以便進一步確保強聯結。該粘合劑層36可為例如環氧樹脂或固化樹脂，或者接頭可通過將硬釬焊填充材料引入在第一構件12與第二構件14之間來產生。作為備選，粘合劑層36可為第一構件12與第二構件14之間的另一添加制造的層，并且可由適合于用在添加制造過程中的任何材料制成，如下文所論述。以該方式，粘合劑層36可改進互鎖過渡區10的機械聯結強度。

在一些情況下，合乎需要的是包括冷卻孔38，其延伸穿過互鎖過渡區10以提供第一構件12與第二構件14之間和/或互鎖過渡區10內的冷卻流體的連通。圖6示出了具有集成的冷卻孔38的非平面互鎖過渡區10的側視圖。圖7為具有集成的冷卻孔38的互鎖過渡區10的透視截面視圖。在這些示例性實施例中，冷卻孔38可通過在添加制造過程期間選擇性地沉積材料以形成通路或冷卻孔38而形成穿過構件。冷卻孔38可在內部延伸穿過互鎖過渡區10，使得它們是整裝的并且不暴露于連結構件的任何外表面。此外，冷卻孔38可具有任何形狀或尺寸，并且可置于任何位置。例如，盡管圖6和7中繪出的冷卻孔38是線性的并且從第一構件12筆直地延伸穿過互鎖過渡區10至第二構件14，但冷卻孔38可改為是彎曲的或蛇線的。

本文中公開的添加制造過程使得第一構件12和第二構件14能夠由多種材料中的任一種制成。各個構件可由相同材料或不同材料制成。實際上，甚至單個構件可包括不同材料的多層。在一些實施例中，第一構件12可為第一部件，并且第二構件14可為第二部件，使得互鎖過渡區10產生多部件組件。此外，本領域技術人員將認識到，本文中所述的方法和結構不需要限于兩個構件，而是可用于連結多于兩個構件。在一些實施例中，第一構件12可為基礎材料，并且第二構件14可為保護涂層。例如，第二構件14可為熱障涂層或熱障涂層的聯結涂層，以向第一構件12提供改進的熱耐久性。在其它實施例中，保護涂層可為展現高抗沖擊性的非常耐久的材料。以該方式，保護涂層可保護下覆構件免受沖擊損壞并且延長其壽命。

如上文所指示，第二構件14可為保護涂層，如熱障涂層(tbc)系統或環境阻隔涂層(ebc)系統。此類tbc和ebc系統可大體上包括覆蓋第一構件12的外表面的聯結層，以及設置在聯結層之上的熱障層。如大體上理解的，聯結層可由設計成抑制下覆的第一構件12的氧化和/或腐蝕的抗氧化金屬材料形成。例如，在若干實施例中，聯結層可由包括"mcraly"的材料形成，其中"m"代表鐵、鎳或鈷，或者來自鋁化物或貴金屬鋁化物材料(例如，鋁化鉑)。類似地，熱障層可由耐高溫材料形成，以便提高第一構件12的操作溫度能力。例如，在若干實施例中，熱障層可由各種已知的陶瓷材料形成，如由氧化釔、氧化鎂或其它貴金屬氧化物部分或完全穩定的氧化鋯。

此外，通過使用上文公開的方法和結構來產生互鎖過渡區10，tbc和ebc系統的聯結層可完全消除。在這點上，聯結層典型地用于tbc和ebc系統中，以便提供第一構件12與熱障涂層之間的中間層，以補償熱失配，即，第一構件12和熱障涂層可具有不同熱膨脹系數，在置于高溫環境中時在材料以不同速率增長時引起應力。聯結層提供附加機械強度和粘合來確保熱失配不導致聯結區域失效。然而，如上文所論述，多個凸起16形成互鎖過渡區10，其提供構件之間的強機械聯結和改進的粘合。因此，如果互鎖過渡區10將保護熱障涂層聯接于第一構件12，則聯結層可完全消除，并且組件可仍耐受高溫環境。

此外，本領域技術人員將認識到，用于聯結那些材料的多種材料和方法可使用并且構想為在本公開的范圍內。例如，材料可為塑料、金屬、混凝土、陶瓷、聚合物、環氧樹脂、光敏聚合物樹脂，或可呈固體、液體、粉末、片材或任何其它適合形式的任何其它適合的材料。如本文中使用的，提到"熔合"可表示用于產生以上材料中的任一種的聯結層的任何適合的過程。例如，如果物體由聚合物制成，則熔合可表示產生聚合物材料之間的熱固性聯結。如果物體為環氧樹脂，則聯結可由交聯過程形成。如果材料為陶瓷，則聯結可由燒結過程形成。如果材料為粉末金屬，則聯結可由熔化過程形成。本領域技術人員將認識到，熔合材料來由添加制造制作構件的其它方法是可能的，并且目前公開的主題可利用那些方法來實踐。

在一些實施例中，第一材料和第二材料具有不同的熱膨脹系數。在此類實施例中，可合乎需要的是將多個凸起16構造成允許一些相對移動，由此減小由于由熱增長失配產生的集中應力而引起的失效的可能性。

添加制造技術實現產生多個構件，其為獨立實體，但產生有它們的構造中的互鎖特征來限制它們的運動范圍和/或拆卸。在這點上，兩個或更多個獨立的構件可制造有互鎖特征，其有效地形成橫跨互鎖過渡區10到達的機械"根部"，阻止拆卸，并且具有橫跨互鎖過渡區10傳送結構負載的能力。使用添加制造技術有效地連結兩個或更多個構件的能力引入了寬范圍的平面或非平面接頭，并且可實現產生獨特的組件。

互鎖材料過渡區10可提供優于現有技術的技術和商業優點。使用所述方法產生的接頭具有改進的機械強度，展現不同功能、成分或微觀結構的區域之間的改進的剪切聯結，以及微規模或宏規模下的增強粘合。互鎖材料過渡區10例如還可用于將高抗沖擊保護涂層裝固于基礎材料。聯結層的多功能性也改進，其中構件可由相同或不類似的材料制成，并且接頭可為平面或非平面的。此外，互鎖特征可間隔開，以容許構件之間的小范圍運動，并且接頭可具有集成的冷卻孔或通路。

使用添加制造連結兩個或更多個構件的上文所述的設備和方法可用于多種應用和多種行業中。例如，燃氣渦輪發動機的構件可使用該過程構造。可使用上文所述的方法構造的燃氣渦輪發動機的構件的少許實例在下文論述。然而，如本領域技術人員將認識到的，這些構件僅為示例性的，并且描述的添加制造技術的其它應用和使用是可能的并且在本發明的范圍內。

圖8為根據本主題的示例性實施例的燃氣渦輪發動機的示意性截面視圖。更具體而言，對于圖8的實施例，燃氣渦輪發動機為本文中稱為"渦扇發動機110"的高旁通渦扇噴氣發動機110。如圖8中所示，渦扇發動機110限定軸向方向a(平行于為了參照提供的縱向中心線112延伸)和徑向方向r。大體上，渦扇110包括風扇區段114和設置在風扇區段114下游的芯部渦輪發動機116。

繪出的示例性芯部渦輪發動機116大體上包括大致管狀的外殼118，其限定環形入口120。外殼118包圍成串流關系的包括增壓或低壓(lp)壓縮機122和高壓(hp)壓縮機124的壓縮機區段；燃燒區段126；包括高壓(hp)渦輪128和低壓(lp)渦輪130的渦輪區段；以及噴氣排氣噴嘴區段132。高壓(hp)軸或轉軸134將hp渦輪128傳動地連接于hp壓縮機124。低壓(lp)軸或轉軸136將lp渦輪130傳動地連接于lp壓縮機122。

此外，對于繪出的實施例，風扇區段114包括可變槳距風扇138，其具有以間隔開的方式聯接于盤142的多個風扇葉片140。如所繪，風扇葉片140從盤142大體上沿徑向方向r向外延伸。多個風扇葉片140中的各個限定前緣144或上游邊緣，以及限定在各個相應風扇葉片140的徑向外緣處的末端146。各個風扇葉片140還能夠依靠風扇葉片140操作性地聯接于適合的促動組件148來關于盤142繞著槳距軸線p旋轉，適合的促動組件148構造成以下文詳細描述的方式改變風扇葉片140的槳距。風扇葉片140、盤142和促動組件148能夠由橫跨動力變速箱150的lp軸136繞著縱軸線112一起旋轉。動力變速箱150包括多個齒輪，用于使lp軸136的轉速逐步降低至更有效的旋轉風扇速度。此外，對于所繪的實施例，可變槳距風扇138的盤142由可旋轉的前轂152覆蓋，其空氣動力地定輪廓成促進穿過多個風扇葉片140的空氣流。

仍參照圖8的示例性渦扇發動機110，示例性風扇區段114附加地包括環形風扇殼或外機艙154，其沿周向包繞風扇138和/或芯部渦輪發動機116的至少一部分。將認識到的是，機艙154可構造成由多個沿周向間隔的出口導葉156關于芯部渦輪發動機116支承。此外，機艙154的下游區段158可在芯部渦輪發動機116的外部分之上延伸，以便限定其間的旁通空氣流通路160。

在渦扇發動機110的操作期間，一定量的空氣162通過機艙154和/或風扇區段114的相關聯的入口164進入渦扇110。在一定量的空氣162橫穿風扇葉片140時，如由箭頭166指示的空氣的第一部分引導或發送到旁通空氣流通路160中，而如由箭頭168指示的空氣的第二部分引導或發送到lp壓縮機122中。空氣的第一部分166與空氣的第二部分168之間的比通常稱為旁通比。空氣的第二部分168的壓力接著在其發送穿過高壓(hp)壓縮機124并且到燃燒區段126(其中其與燃料混合并且焚燒以提供燃燒氣體170)中時增大。

燃燒氣體170發送穿過hp渦輪128，其中來自燃燒氣體170的熱能和/或動能的一部分經由聯接于外殼118的hp渦輪定子導葉172和聯接于hp軸或轉軸134的hp渦輪轉子葉片174的連續級抽取，因此引起hp軸或轉軸134旋轉，由此支持hp壓縮機124的操作。燃燒氣體170接著發送穿過lp渦輪130，其中熱能和動能的第二部分從燃燒氣體170經由聯接于外殼118的lp渦輪定子導葉176和聯接于lp軸或轉軸136的lp渦輪轉子葉片178的連續級抽取，因此引起lp軸或轉軸136旋轉，由此支持lp壓縮機122的操作和/或風扇138的旋轉。

燃燒氣體170隨后發送穿過芯部渦輪發動機116的噴氣排氣噴嘴區段182來提供推進推力。同時，空氣的第一部分166的壓力在空氣的第一部分166在其從渦扇110的風扇噴嘴排氣區段182排出之前發送穿過旁通空氣流通路160時顯著地增大，也提供了推進推力。hp渦輪128、lp渦輪130和噴氣排氣噴嘴區段132至少部分地限定熱氣體路徑184，用于將燃燒氣體170發送穿過芯部渦輪發動機116。

上文所述的添加制造技術實現通過由互鎖過渡區10連結兩個或更多個構件來制造復雜物體。該技術可有利地用于制造渦扇110中的多種構件。例如，如下文所論述，添加制造技術可用于構造多種轉子葉片200，其展現改進的結構完整性，并且包括性能提高特征，如保護涂層、提供小范圍運動的柔性接頭，以及具有集成的冷卻孔或通路的接頭。本領域技術人員將認識到，下文所述的實施例僅為可使用上文所述的添加制造過程制造的構件的實例，并且其它類似構造的構件在本發明的范圍內。

大體上參照圖9至11，各個轉子葉片200可包括翼型件202、平臺204，以及用于將翼型件202以已知方式安裝于轉子盤(未示出)的一體的燕尾部206。翼型件202可沿徑向方向(r)在位于平臺204近側的根部端部208與翼型件202的遠側端部處的末端端部210之間延伸。各個翼型件202包括第一輪廓側壁和第二輪廓側壁。第一側壁為凸形的并且限定翼型件202的吸入側，而第二側壁為凹形的并且限定翼型件202的壓力側。側壁連結在翼型件202的前緣212處和在沿軸向間隔的后緣214處。更具體而言，翼型件后緣214沿弦向且在翼型件前緣212下游間隔。第一側壁和第二側壁從定位在燕尾部206附近的葉片根部208在翼展上沿徑向向外延伸至翼型件末端端部210。

各個轉子葉片200典型地設置在轉子盤(未示出)上，并且置于殼體內。例如，如果轉子葉片200構造為風扇葉片140，則其可聯接于盤142，使得各個葉片140從盤142大體上沿徑向方向r向外延伸。風扇138和其風扇葉片140可由環形風扇殼或外機艙154沿周向包繞。

圖9a和9b示出了轉子葉片200，其使用上文所述的添加制造技術形成，并且具有包括不可拆卸地聯接于所述翼型件202的末端210的保護翼型件末端216的翼型件202。以該方式，翼型件202可被保護而免受與和轉子殼體(例如，護罩)或其它物體接觸相關的損壞和磨損。在圖9a中所示的實施例中，互鎖過渡區10中的多個凸起16不容許保護翼型件末端216與翼型件202之間的相對移動。在圖9b中所示的另一個實施例中，多個凸起16可為長形凸起30。在這點上，長形凸起30可具有長形軸32，或者可另外制造成允許保護翼型件末端216與翼型件202之間的一些相對運動。在轉子葉片200繞著其軸線旋轉時，長形凸起30允許保護翼型件末端216從翼型件202沿徑向延伸。以該方式，保護翼型件末端216可更精確地遵循殼體的輪廓。此外，保護翼型件末端216可在其撞擊物體如空氣流中攜帶的物體或殼體自身時收縮。

圖10示出了轉子葉片200，其使用上文所述的添加制造技術形成，并且具有包括不可拆卸地聯接于翼型件202的前緣212的保護前緣218的翼型件202。以該方式，翼型件202可為基礎材料，其例如較軟、較輕并且延性更大。這可提供減少的材料成本的節省，制造的容易和減少的燃料消耗。保護前緣218可為熱障涂層或熱障涂層的聯結涂層，以向翼型件202提供改進的熱耐久性。在其它實施例中，保護前緣218可為展現高抗沖擊性的非常耐久的材料。以該方式，保護前緣218可保護翼型件202免受沖擊損壞并且延長其壽命。

平臺204典型地與轉子葉片200集成，并且沿徑向設置在翼型件202與一體的燕尾部206之間。平臺204從轉子葉片200朝相鄰轉子葉片200的平臺204沿側向延伸，使得多個轉子葉片平臺204形成沿徑向設置在轉子葉片200的根部208處的周向流表面。各個平臺204可限定徑向內表面220(例如，在平臺下方)和徑向外表面222(例如，在平臺上方)。在轉子盤旋轉時，離心力引起各個轉子葉片200從轉子盤沿徑向延伸，由一體的燕尾部206中導致的向心力保持就位。高轉速可引起轉子葉片200和平臺204中的極端振動、應力和疲勞。平臺阻尼器224可設置在平臺204的徑向內表面220上，以阻尼相鄰轉子葉片200之間的振動和力相互作用，以及密封平臺204之間的空間。

圖11示出了轉子葉片200，其使用上文所述的添加制造技術形成，并且具有翼型件202，翼型件202包括不可拆卸地聯接于翼型件平臺204的徑向內表面220(例如，下側)的一體的平臺下阻尼器224。阻尼器224可關于平臺204移動，使得在轉子盤旋轉時，離心力可沿徑向向外驅動阻尼器224，以接合其所連接的平臺204的徑向內表面220，以及相鄰平臺204的徑向內表面220。以該方式，阻尼器224減小由轉子葉片平臺204之間的振動和相互作用產生的振動和不必要的磨損。在一些實施例中，平臺204還可包括構造成提供平臺204與阻尼器構件224之間的流體連通的多個冷卻流體通道30。

互鎖過渡區10和添加制造方法的轉子葉片200應用的上文所述的示例性實施例僅旨在為出于闡釋目的使用的示例性實施例。所示實施例為渦輪葉片，但可作為備選為壓縮機葉片、風扇葉片，或可使用所述方法構造的任何其它構件。例如，在圖9至11的所示實施例中，轉子葉片200構造用于在燃氣渦輪發動機110的高壓渦輪128或低壓渦輪130(如，渦輪轉子葉片174,178)中使用。然而，轉子葉片200可作為備選為壓縮機轉子葉片，其構造用于在燃氣渦輪發動機110的低壓壓縮機122或高壓壓縮機124中使用。類似地，本領域技術人員將認識到，轉子葉片200可為風扇葉片，例如，風扇葉片140，其安裝在燃氣渦輪發動機110的風扇區段114內。這些實施例不以任何方式旨在限制本發明的范圍。實際上，本領域技術人員將認識到，燃氣渦輪發動機110的許多其它構件可使用如說明書各處和附圖中描述的添加制造技術來構造。

該書面的描述使用實例以公開本發明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明(包括制造和使用任何裝置或系統并且執行任何并入的方法)。本發明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。