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Title:
GAS TURBINE COMPONENT AND METHOD FOR MACHINING GAS TURBINE COMPONENTS DURING PRODUCTION OR RECONDITIONING OF SAID GAS TURBINE COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/101423
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the problem that during diverse machining steps of application to the production or reconditioning of internally cooled gas turbine blades (1), an undesired effect may be had on sections of the gas turbine blade and proposes, as an improvement, to inject the cavity (14) of the gas turbine blades (1) before the machining steps with a plastic material (22) which can be removed without trace, such as polystyrol, which can be subsequently removed again, in particular by heat.

Inventors:
MEIER REINHOLD (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/000361
Publication Date:
September 13, 2007
Filing Date:
February 27, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MTU AERO ENGINES GMBH (DE)
MEIER REINHOLD (DE)
International Classes:
B23P15/12; B23K26/18; B23K26/38; B23P6/00; F01D5/00
Foreign References:
EP1236534A22002-09-04
GB2382539A2003-06-04
EP0843026A11998-05-20
US4873414A1989-10-10
US5902647A1999-05-11
JPH07279611A1995-10-27
Attorney, Agent or Firm:
MTU AERO ENGINES GMBH (Postfach 50 06 40, München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bearbeitung von Gasturbinenbauteilen (1) im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung dieser Gasturbinenbauteile (I) 5 mit den folgenden

5 Schritten:

- Bereitstellung eines mit zumindest einem ersten Hohlraum (14) versehenen Gasturbinenbauteils (1);

Durchfuhren von zumindest einem ersten Bearbeitungsschritt an dem Gasturbinenbauteil (1); LO dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung des an dem Gasturbinenbauteil (1) gegebenen Einwirkbereichs, auf den im ersten Bearbeitungsschritt eingewirkt wird, vor dem Durchführen des zumindest einen ersten Bearbeitungsschrittes Kunststoffmaterial (22) in diesen ersten Holraum (14) eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird, und dass dieses L 5 Kunststoffmaterial (22) nach dem oder den ersten Bearbeitungsschritten aus dem ersten Hohlraum (14) wieder entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder ein erster Bearbeitungsschritt ein Laserbohren ist, und zwar insbesondere ein Laserbohren,

20 mittels welchem Durchgangslöchern (16) in vorbestimmte Abschnitte (28) der den ersten Hohlraum (14) begrenzenden Wand (14a) eingebracht werden, die sich von der Außenoberfläche (21) des Gasturbinenbauteils (1) bis zum ersten Hohlraum (14) erstrecken.

25 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial

(22) derart in den ersten Hohlraum (14) eingebracht, insbesondere eingespritzt, bzw. in dem ersten Hohlraum (14) positioniert wird, dass zwischen der jeweiligen zu erzeugenden Laserbohrung (16) und dem in gedachter Verlängerung dieser La- serbohrang (16) gegenüber gelegenen Wandabschnitt (34), der Bestandteil der

3 o den ersten Hohlraum (14) begrenzenden Wand (14a) ist, Kunststoffmaterial (22) zur Abschirmung dieses gegenüberliegenden Wandabschnitts (34) beim Laserbohren ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasturbinenbauteil (1) nach dem ersten Bearbeitungsschritt in wenigstens einem zweiten Bearbeitungsschritt bearbeitet wird, und dass zur Begrenzung des an dem

5 Gasturbinenbauteil gegebenen Einwirkbereichs, auf den im zweiten Bearbeitungsschritt eingewirkt wird, vor dem Durchführen dieses zumindest einen zweiten Bearbeitungsschrittes Kunststoffmaterial (22) in zumindest eine, insbesondere alle, der Laserlöchern (16) und / oder in den ersten Hohlraum (14) und / oder in die Hauptöffnung (20) des ersten Hohlraums (14) eingebracht wird, und dass die-

.0 ses Kunststoffmaterial (22) nach dem oder den zweiten Bearbeitungsschritten wieder entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vor dem ersten Bearbeitungsschritt in den ersten Hohlraum (14) eingebrachte Kunststoffmaterial

.5 (22) vor dem Einbringen von Kunststoffmaterial (22) in die Laserlöchern (16) und / oder in den ersten Hohlraum (14) und / oder in die Hauptöffnung (20) des ersten Hohlraums (14) entfernt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der

: o wenigstens eine zweite Bearbeitungsschritt ein Beschichtungsverfahren ist, wobei mittels dieses Beschichtungsverfahrens die Außenoberfläche (21) des Gasturbinenbauteils (1) teilweise oder vollständig beschichtet wird, und wobei mittels des in die wenigstens eine Laserbohrung (16) eingebrachten Kunststoffmaterials (22) das Eindringen von Beschichtungsmaterial in diese Laserbohrung (16) verhindert

»5 wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (22) thermisch entfernt wird.

i 0 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial (22) Polystyrol (22) ist.

Gasturbinenbauteil mit einem inneren Hohlraum (14), dadurch gekennzeichnet, dass dieser innere Hohlraum (14) mit einem in nicht-festem Zustand aufgebrachten bzw. eingespritzten und rückstandsfrei entfernbaren Kunststoffmaterial (22), insbesondere Polystyrol (22), befüllt ist, und zwar insbesondere vollständig oder teilweise.

* * *

Description:

Gasturbinenbauteil sowie Verfahren zur Bearbeitung von Gasturbinenbauteilen im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung dieser Gasturbinenbauteile

Die Erfindung betrifft ein Gasturbinenbauteil sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Gasturbinenbauteilen im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung dieser Gasturbinenbauteile.

Bekannt sind bereits Gasturbinenbauteile, die einen inneren Hohlraum - im folgenden als erster innerer Hohlraum bezeichnet — aufweisen. Ein Beispiel für eine solche Gestaltung bildet eine Schaufel, wie Leitschaufel oder Laufschaufel einer Gasturbine oder bzw. eines Flugzeugtriebwerks, die zu Kühlzwecken mit einem angesprochenen ersten inneren Hohlraum versehen ist. Ein solcher erster innerer Hohlraum, der auch als Kanal oder Anordnung mehrerer zusammenwirkender Kanäle oder als Kammer bzw. Kammersystem ausgebildet sein kann und / oder eine oder mehrere Hinterscheidungen bzw. Unterschnitte (bzw. Hinterschnitte) aufweisen kann, kann dabei mit Löchern oder Schlitzen in Verbindung stehen, so dass die Gesamtanordnung aus dem inneren Hohlraum und den Löchern bzw. Schlitzen eine Luftdurchströmung der Schaufel ermöglicht. Derartige Schaufeln werden auch als innengekühlte bzw. innenluftgekühlte Schaufeln bezeichnet.

Bei der Herstellung bzw. Instandsetzung solcher Schaufeln wird typischerweise jeweils eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten durchgeführt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass einer der im Rahmen der Herstellung durchgeführten Bearbeitungsschritte ein "Gießen" in der Schaufel ist, wobei im Rahmen dieses Gießprozesses der erste innere Hohlraum ausgebildet wird. Der erste innere Hohlraum kann aber auch auf andere Art ausgebildet werden. Löchern bzw. Kühllöchern oder Schlitze bzw. Kühlschlitze werden in aller Regel dabei nach der Ausbildung eines angesprochenen ersten Hohlraums eingebracht. Dies kann so sein, dass mittels eines mechanischen Bearbeitungsverfahrens, wie Bohren, Kühllöchern eingebracht werden, die sich von der Außenoberfläche der Schaufel bis zum ersten Hohlraum erstrecken. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, derartige Löchern o- der Schlitze mittels eines Lasers einzubringen. Während bei einem mechanischen Bohren derartiger Kühlöffnungen auf verhältnismäßig einfache Weise sichergestellt werden kann,

i

dass beim Bohren der der hierbei ausgebildeten Bohrung gegenüberliegende Begrenzungsabschnitt des ersten Hohlraums nicht beeinträchtigt oder beschädigt wird, ist dieses beim Laserbohren weitaus schwieriger. Während nämlich beim mechanischen Bohren durch Ansteuerung der Bohrtiefe eine Beeinträchtigung des erwähnten gegenüberliegenden Wandabschnitts auf einfache Weise vermieden werden kann, besteht beim Laserbohren die nicht unerhebliche Gefahr, dass die Laserstrahlung unerwünschte Veränderungen am gegenüberliegenden Wandabschnitt der Hohlraumbegrenzung bewirkt.

Der Einwirkbereich, auf den bei diesem Laserbogen eingewirkt wird bzw. der Einwirkbereich des Lasers ist dabei also nicht nur im Bereich der Laserbohrung sondern auch an dem der Laserbohrung gegenüberliegendem Wandäbschnitt der Begrenzungswand des ersten Hohlraums gegeben. Wünschenswert wäre dabei allerdings, dass sich Beeinträchtigungen bzw. Veränderungen dieses gegenüberliegenden Wandabschnitts vermeiden bzw. vermindern ließen.

Die Problematik, dass im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung von Gasturbinenbauteilen im Rahmen von Bearbeitungsschritten bzw. mittels eines Bearbeitungswerkszeugs auf Bereiche des Bauteils bzw. Gasturbinenbauteils eingewirkt wird, in denen ein derartiges Einwirken unerwünscht ist, besteht allerdings nicht nur beim angesprochenen Laserbohren.

Diese Problematik kann beispielsweise auch beim Beschichten von Gasturbinenbauteilen - sei es im Rahmen des Herstellungsprozesses oder im Rahmen einer Instandsetzung — auftreten. Wenn nämlich beispielsweise eine innenluftgekühlte Schaufel im Rahmen von Instandsetzungsarbeiten zumindest teilweise entschichtet und anschließend wieder beschichtet wird, besteht die Gefahr, dass sich bei diesem Beschichten die Kühlluftlöchern zusetzen oder deren Querschnittsflächen zumindest vermindert werden.

Auch hierbei wird also bei einem Bearbeitungsschritt, nämlich dem Beschichten, (unter anderem) auf einen Bereich des Bauteils bzw. der Schaufel eingewirkt, in dem eine entsprechende Einwirkung unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung von, insbesondere innen- bzw. innenluftgekühlten, Gasturbinenbauteilen, welche Bearbeitung im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung dieser Gasturbinenbauteile erfolgt, zu schaffen, mit dem die Gefahr von unerwünschtem oder schädigendem Einwirken im Rahmen von Bearbeitungsschritten auf das Gasturbinenbauteil vermindert oder gar vermieden wird.

Erfmdungsgemäß wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Ein erfindungsgemäßes Gasturbinenbauteil ist Gegenstand des Anspruchs 9. Zu bevorzugende Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird also insbesondere ein Verfahren zur Bearbeitung von, insbesondere innen- bzw. innenluftgekühlten, Gasturbinenbauteilen im Rahmen der Herstellung oder Instandsetzung dieser Gasturbinenbauteile vorgeschlagen, bei dem zunächst ein mit zumindest einem ersten inneren Hohlraum versehenes Bauteil bereitgestellt wird und dann zumindest ein erster Bearbeitungsschritt an diesem Bauteil durchgeführt wird. Zur Begrenzung des an dem Bauteil gegebenen Einwirkbereichs, auf den im ersten Bearbeitungsschritt eingewirkt wird, wird vor dem Durchführen des zumindest einen ersten Bearbeitungsschrittes Kunststoffmaterial in den ersten Hohlraum eingebracht. Dieses Kunststoffmaterial wird nach dem bzw. den ersten Bearbeitungsschritten aus dem ersten Hohlraum wieder entfernt. Wie angesprochen, wird ein Verfahren zur Bearbeitung von Gasturbinenbauteilen vorgeschlagen; in diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass das zu bearbeitende Gasturbinen- bauteil evident nicht ein fertiggestelltes Gasturbinenbauteil sein muss bzw. ein teilweise fertiggestelltes bzw. instandzusetzendes Gasturbinenbauteil, vorzugsweise Gasturbinenschaufel, und besonders bevorzugt innengekühlte bzw. innenluftgefühlte Gasturbinenschaufel, sein kann. Die Gasturbinenschaufel kann beispielsweise als Leitschaufel oder Laufschaufel einer Turbine oder eines Verdichters eines Flugzeugtriebwerks gestaltet sein.

Das Kunststoffmaterial wird in vorteilhafter Gestaltung eingespritzt bzw. in flüssigem bzw. zähflüssigem Zustand aufgebracht. In besonders zweckmäßiger Gestaltung ist vorgesehen,

dass das Kunststoffmaterial eingespritzt wird bzw. der erste Hohlraum mit Kunststoffmaterial ausgespritzt wird, und zwar besonders bevorzugt vollständig.

Der erste Hohlraum kann beispielsweise eine öffnung bzw. sich in das Innere des Gasturbinenbauteils erstreckende öffnung bzw. ein Kanal bzw. eine Anordnung mehrerer zusammenwirkender Kanäle bzw. eine Kammer oder ein Kammersystem sein, oder davon gebildet werden. Der erste Hohlraum kann auch eine Bohrung, insbesondere Laserbohrung oder Kühl(luft)bohrung, sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Hohlraum eine Art Kanal bildet, von dem im fertiggestellten Zustand der Gasturbinenschaufel sich Laserlöchern bzw. Kühllöchern zur Außenoberfläche dieser Gasturbinenschaufeln erstrecken. Ein solcher als Kanal ausgebildeter erster Hohlraum kann sich beispielsweise länglich erstrecken; er kann beispielsweise gekrümmt verlaufen oder mäanderförmig oder auf sonstige Weise. Der erste Hohlraum kann beispielsweise eine oder mehrere Hinterscheidungen bzw. Unterschnitte bzw. Hinterschnitte aufweisen. In vorteilhafter Gestaltung ist der erste Hohlraum im Rahmen eines Geißprozesses erzeugt worden.

Der erste Hohlraum bzw. erste Kanal weist in vorteilhafter Ausgestaltung an seinem einen Ende eine nach außen hin offene öffnung bzw. Hauptöffnung auf und ist an seinem anderen Ende im Wesentlichen geschlossen.

In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der oder ein erster Bearbeitungsschritt mittels eines Lasers durchgeführt wird. Dieser erste Bearbeitungsschritt kann beispielsweise ein Laserbohren sein. Mit einem solchen Laserbohren können dabei Durchgangslöchern bzw. Kühllöchern in das Gasturbinenbauteil bzw. die Schaufel eingebracht werden. Solche Kühllöchern können so eingebracht werden, dass die den angesprochenen ersten Hohlraum bzw. ersten Kanal mit der Außenoberfläche der Schaufel verbinden.

Das angesprochene Kunststoffmaterial kann daher zuvor in den ersten Hohlraum bzw. Kanal so eingebracht sein, dass es in dem ersten Hohlraum zumindest (auch) so positioniert ist, dass es in gedachter Verlängerung der zu erzeugenden Laserlöchern bzw. Kühllöchern

so positioniert ist, dass es den gegenüberliegenden Wandabschnitt des Kanals bzw. ersten Hohlraums abschirmt.

Das Kunststoffmaterial ist in besonders zu bevorzugender Ausgestaltung ein im Wesentlichen rückstandsfrei entfernbares Kunststoffmaterial. In besonders vorteilhafter Gestaltung ist das Kunststoffmaterial Polystyrol.

Es kann in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zuvor angesprochene Kühlbohren mittels Laserbohrung erzeugt werden, vorgesehen sein, dass nach dem Laserbohren der Schaufelfuß in einer Halteeinrichtung mit guter Wärmeleitfähigkeit bzw. in Kupferbacken eingespannt wird. Diese Halterichtung bzw. diese Kupferbacken können beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie eine Sauerstoff- oder Luftdruckzufüh- rung aufweisen. Die Schaufel kann dabei so ausgestaltet sein, dass der erste Kanal bzw. der erste Hohlraum im Bereich des Schaufelfußes nach außen offen ist bzw. eine Hauptöffnung ausbildet, wobei die Sauerstoff- bzw. Druckluftzufuhrung an diesen offenen Bereich bzw. diese Hauptöffnung angeschlossen wird, so dass Sauerstoff bzw. Druckluft dort eingeführt werden kann, und zwar insbesondere um — z.B. in Kombination mit einer Durchströmungsmessung oder dergleichen - eine Qualitätskontrolle durchzuführen. Für eine derartige Qualitätskontrolle, im Rahmen derer insbesondere überprüft wird, ob die Laser- bzw. Kühlöffnungen in erwünschter Weise dimensioniert sind, kann eine Messeinrichtung vorgesehen sein.

Zum Entfernen des Kunststoffmaterials bzw. Polystyrols kann vorgesehen sein, dass um das Schaufelblatt eine Induktionsspule oder Induktionsmatte gelegt wird und die Schaufel bzw. der Hohlraum bzw. die Schaufelkanäle hiermit erwärmt werden, und vorzugsweise gleichzeitig mit Sauerstoff oder Luftsauerstoff geflutet werden. Die Erwärmung kann beispielsweise bei einer Temperatur erfolgen, die im Bereich zwischen 400°C und 800°C, vorzugsweise im Bereich von 400°C bis 600 0 C, ist, und besonders bevorzugt bei ca. 500 0 C liegt. Die zuvor angegebenen Temperaturwerte sind insbesondere besonders geeignet, wenn das Kunststoffmaterial Polystyrol ist. Das Polystyrol verbrennt bzw. verdampft dabei im Wesentlichen rückstandsfrei.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Schaufel anschließend gekühlt bzw. schnellgekühlt wird. Dies kann beispielsweise so sein, das dass Schnellkühlen über die Kupferbacken bzw. die Halteeinrichtung, deren Material bevorzugt eine gute Wärmleitfähigkeit aufweist, erfolgt. Das Schnellkühlen kann beispielsweise mit zusätzlicher Luft oder zusätzlichem Wasser erfolgen, und zwar insbesondere Luft oder Wasser, die bzw. das an die Kupferbacken bzw. an die Halteeinrichtung, deren Material bevorzugt eine gute Wärmleitfähigkeit aufweist, geführt wird. Dies kann beispielsweise so sein, dass ermöglicht wird, dass anschließend die Schaufeln relativ zügig so abgekühlt werden, dass sie mit der Hand gegriffen werden können, wodurch die Durchlaufzeiten beim Herstellungsprozess der Gas- turbinenschaufeln reduziert werden können.

Es kann vorgesehen sein, dass bereits vor dem Befüllen des ersten Hohlraums mit Kunststoffmaterial eine oder einige Löchern bzw. öffnungen so eingebracht werden, dass sie die Außenoberfläche der Schaufel mit dem angesprochenen Hohlraum verbinden. Solche Löchern bzw. öffnungen können beispielsweise an dem der angesprochenen Hauptöffnung abgewandten Ende des Hohlraums angeordnet sein. Durch diese bereits zuvor eingebrachten Löchern bzw. öffnungen, die auch beispielsweise mittels Laserbohren erzeugt werden können, kann erreicht bzw. sichergestellt werden, dass sich beim Befüllen mit Kunststoff nicht ein (im Wesentlichen geschlossener) luftbefüllter Raum ausbildet, der ein Luftpolster bildet und somit das Eindringen von Kunststoff in den entsprechenden Abschnitt verhindert wird; beim Befüllen mit Kunststoff kann also die Luft über den vor angesprochenen Löchern bzw. öffnungen entweichen.

Anzumerken ist, dass die Begriffe "erster" und "zweiter" Bearbeitungsschritt insbesondere zur Identifizierung bzw. Unterscheidbarkeit der Bearbeitungsschritte gewählt wurden, wobei in vorteilhafter Gestaltung der zweite Bearbeitungsschritt nach dem ersten Bearbeitungsschritt erfolgt, sofern bevorzugte Weiterbildungen beide dieser Bearbeitungsschritte aufweisen. Vor dem ersten oder zwischen dem ersten und dem zweiten Bearbeitungsschritt können aber auch ein oder mehrere weitere Bearbeitungsschritte durchgeführt werden.

Das Gasturbinenbauteil bzw. die Schaufel ist vorzugsweise aus einem metallischen oder metallhaltigen Werkstoff und / oder aus einem Werkstoff, der Kobalt und / oder Nickel - insbesondere als Grundwerkstoff bzw. als Matrixmaterial - aufweist und gegebenenfalls beschichtet ist oder mit einer Beschichtung versehen ist und / oder alitiert ist; auch andere Materialien, und insbesondere Materialien die im Stand der Technik für Gasturbinenbauteile, insbesondere Gasturbinenschaufeln vorgeschlagen werden können als Material für das Gasturbinenbauteil bzw. die Schaufel verwendet werden.

Zur Durchführung des Verfahrens bzw. zur Bearbeitung, insbesondere im Rahmen der Herstellung oder Instandhaltung, des Gasturbinenbauteils, insbesondere Schaufel, kann beispielsweise eine Vorrichtung verwendet werden, die wie folgt gestaltet ist und für die sich die Anmelderin Schutz vorbehält: Die Vorrichtung weist, insbesondere in kombinierter bzw. integrierter Form, auf: einen Laser, eine Halteeinrichtung zum Halten des Gasturbinenbauteils, welche insbesondere in oben erwähnter Weise gestaltet ist, eine Spritzvorrichtung zum Spritzen von Kunststoffmaterial, insbesondere zum Spritzen Polystyrol, eine Heizvorrichtung zum Entfernen des Kunststoffmaterial, die insbesondere als Induktionsspule oder Induktionsmatte gestaltet ist oder eine solche aufweist, und gegebenenfalls eine oder mehrere der folgenden Einrichtungen: eine elektronische Steuereinrichtung zum Steuern des Verfahrens zur Bearbeitung des Gasturbinenbauteils, eine Einrichtung zum Ent- schichten des Gasturbinenbauteils, die gegebenenfalls der Laser ist, eine Messeinrichtung zum Messen bzw. überprüfen von mittels des Verfahrens erzeugten Bearbeitungsergebnissen bzw. zum Messen von einem oder mehreren Kennwerten des Gasturbinenbauteils. Es kann weitervorgesehen sein, dass eine Sauerstoff- oder Luftdruckzuführungseiiirichtung vorgesehen ist, die gegebenenfalls in oben erwähnter Weise mit der Halteeinrichtung kombiniert ist.

hu Folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden, ohne dass die Erfindung hierdurch beschränkt werden soll. Dabei zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 eine beispielhafte erfindungsgemäße Gasturbinenschaufel in Schema- tischer Darstellung, wobei Fig. 1 ein Strömungsprofil der in Fig. 1

gezeigten Schaufel grobschematisch zeigt und wobei anhand dieser Fig. Auch ein beispielhaftes erfmdungsgemäßes Verfahren erläutert wird.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Schaufel 1 einer Gasturbine bzw. eines Flugtriebwerks gezeigt. Diese Schaufel 1 ist hier als Laufschaufel gestaltet, und zwar als Turbinen-Laufschaufel. In weiteren Ausführungsformen, für die insbesondere auch die folgenden Ausführungen gelten können, kann eine derartige Schaufel aber auch als Leitschaufel einer Gasturbine bzw. eines Flugtriebwerks gestaltet sein, oder als Leit- oder Laufschaufel eines Verdichters einer Gasturbine bzw. eines Flugtriebwerks.

Die Schaufel 1 weist ein Schaufelblatt 10 sowie einen Schaufelfuß 12 auf. Ferner weist die Schaufel 1 einen ersten inneren Hohlraum 14 bzw. eine erste innere Kammer bzw. einen ersten inneren Kanal 14 auf, dessen Wand bzw. Begrenzung in den Fig. 1 und 2 durch die (gestrichelten) Linien 14a begrenzt ist. Dieser erste innere Hohlraum 14 kann mit Hinterschnitten bzw. Unterschnitten versehen sein bzw. Hinterschneidungen aufweisen. Der erste innere Hohlraum 14 mündet im Bereich des Schaufelfußes 12 nach außen. Die entsprechende dort am Bereich des Schaufelfußes 12 vorgesehene (Haupt-)öffnung 20 ist hier so positioniert, dass sie bei in einem Flugtriebwerk montierter Schaufel 1 bezogen auf die Turbinendrehachse radial innen bzw. im radial innen angeordneten Bereich der Schaufel 1 gelegen ist. Gemäß einem erfindungsgemäßen Gasturbinenbauteil, das insbesondere eine Schaufel 1 ist, ist vorgesehen, dass der erste innere Kanal 14 bzw. der erste Hohlraum 14 mit einem rückstandsfrei entfernbaren Kunststoffmaterial, das hier Polystyrol ist, befüllt ist. Dies kann so sein, dass der erste Hohlraum 14 im Wesentlichen vollständig mit dem angesprochenen Polystyrol befüllt ist.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schaufel 1 weist ferner eine Vielzahl von ersten öffnungen 16 sowie eine Vielzahl von zweiten öffnungen 18 auf. Die öffnungen 16, 18 erstrecken sich von der Außenoberfläche 21 der Schaufel 1 bis zum ersten inneren Hohlraum 14, und zwar im Bereich des Schaufelblatts 10. Die ersten öffnungen 16 sind hier als Löchern, und zwar Laserlöchern, gestaltet, und können auch als Kühllöchern bezeichnet werden. Die

zweiten öffnungen 18 sind hier schlitzförmig gestaltet, können alternativ aber auch (Laser- )Löchern oder dergleichen sein.

Der erste innere Hohlraum 14 ist mit dem Schaufeläußeren ferner über eine Hauptöffnung 20 des ersten inneren Hohlraums 14 verbunden, die, wie bereits angesprochen, hier im Bereich des Schaufelfußes 12 angeordnet ist. Der erste innere Hohlraum 14 ist also mit dem äußeren der Schaufel 1 lediglich über die Hauptöffhung 20 sowie - hinsichtlich ihres Querschnitts - verhältnismäßig kleinerer und im Bereich des Schaufelblattes angeordnete öffnungen 16, 18 verbunden. Die damit gebildete Kanalanordnung bzw. Hohlraumanordnung dient im Betrieb der Kühlung bzw. Luftkühlung. über die Hauptöffhung 20 kann dabei im Verhältnis zur Umgebungstemperatur der Schaufel 1 verhältnismäßig kalte Luft in die Schaufel 1 eingeleitet werden, die dann über die öffnungen 16, 18 austritt. Die "verhältnismäßig" kalte Luft kann beispielsweise im Bereich von 700 0 C liegen, was verhältnismäßig gering im Vergleich zu den Temperaturen sind, die durch die Verbrennungsgase eines Flugtriebwerks im sich an die Brennkammer anschließenden Bereich bewirkt werden.

Anzumerken ist, dass das angesprochene Polystyrol in Ausschnitten abschnittsweise symbolisch durch die kreuzschraffierten Flächen 22 angedeutet ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann in beispielhafter Ausgestaltung wie folgt ablaufen.

Zunächst wird eine mit einem ersten inneren Hohlraum 14 versehene Schaufel 1 bereitgestellt. Diese Schaufel 1 kann beispielsweise derart sein, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt bzw. anhand dieser Fig. erläutert ist, wobei allerdings zunächst die öffnungen 16, 18 nicht gegeben sind.

Anschließend werden, beispielsweise mittels eines Lasers, zweite öffnungen 18 erzeugt, die die Außenseite der Schaufel 1 mit dem ersten inneren Hohlraum 14 verbinden, wie auch gut in Fig. 2 zu erkennen ist, wo das Strömungsprofil bzw. ein Schnitt durch das Schaufelblatt 10 gezeigt ist. Die öffnungen 18 können beispielsweise - wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt - im Bereich der Austrittskante 24 der Schaufel 1 positioniert sein, und zwar

insbesondere dort auf der Druckseite 26. Wie angesprochen, können die öffnungen 18 auch eine andere Form als die hier vorgeschriebene Form haben.

Anschließend wird Polystyrol 22 in die Hohlkammer 14 eingespritzt bzw. die die Hohlkammer 14 mit Polystyrol 22 ausgespritzt, was über die zweiten öffnungen 18 und / oder über die Hauptöffhung 20 erfolgen kann. Je nach dem, ob es über die Hauptöffnung 20 o- der die zweiten öffnungen 18 erfolgt, wird durch die jeweils anderen öffnungen 20, 18 sichergestellt, dass sich kein Druckluftpolster aufbaut, was ein vollständiges Befallen der Kammer 14 mit Polystyrol 22 verhindern könnte.

Anschließend werden nun die ersten Löchern bzw. Kühllöchern 16 mittels eines Lasers erzeugt. Die Löchern 16 können also auch als Laserlöchern bezeichnet werden. Diese Kühllöchern 16 sind in der Gestaltung gemäß den Fig. 1 und 2 im Bereich der Eintrittskante 28 der Schaufel 1 angeordnet. Dadurch, dass der erste innere Hohlraum 14 mit Polystyrol 22 befüllt ist, wird verhindert, dass beim Laserbohren der in der Verlängerung dieser entstehenden Löchern 16 gegenüberliegende Wandabschnitt, der Bestandteil, der den ersten Hohlraum 14 begrenzenden Wand 14a ist, durch die Laserstrahlung in ungewünschter Weise beeinträchtigt wird. Dies ist schematisch in Fig. 2 für eine der Löchern 16 angedeutet, wobei dort mit den Bezugszeichen 30 ein Laserkopf, mit dem Bezugszeichen 32 Laserstrahlung, und mit dem Bezugszeichen 34 ein angesprochener gegenüberliegender Wandabschnitt bezeichnet sind. Wie dort gut zu erkennen ist, wird mittels des Polystyrols 22 der gegenüberliegende Wandabschnitt 34 abgeschirmt und somit verhindert, dass die Laserstrahlung 32 auf diesen gegenüberliegenden Wandabschnitt 34 in unerwünschter Weise einwirkt bzw. die Oberflächen- oder Materialeigenschaften dieses Wandabschnitts 34, insbesondere bleibend, verändert.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Laserstrahlung 32 bzw. deren Intensität so abgestimmt bzw. eingestellt ist, dass mittels des Polystyrols 22 hinreichend gesichert verhindert wirkt, dass beim Laserbohren bzw. durch die Laserstrahlung 32 auf den (jeweils gegenüberliegenden) Wandabschnitt 34 eingewirkt wird. Es kann dabei gegeben sein, dass die La-

serstrahlung 32 auf das Polystyrol 22 einwirkt und dies gegebenenfalls partiell verdampft oder auf dieses eingewirkt wird.

Wenn sämtliche der Löchern 16 mittels des Lasers in vorerwähnter Weise ausgebildet wurden, wird anschließend das Polystyrol 22 wieder entfernt. Dies erfolgt so, dass das Polystyrol 22 erwärmt bzw. erhitzt wird, und dabei verbrennt bzw. verdampft. Das entsprechende Erwärmen des Polystyrols 22 kann beispielsweise - wie in Fig. 1 schematisch angedeutet - mittels einer Induktionsspule 36 erfolgen. Weiter kann vorgesehen sein, dass für das Einspannen des Schaufelfußes 12 Kupferbacken 38 vorgesehen sind, in die der Schaufelfuß 12 eingespannt wird. Derartige Kupferbacken 38 können — wie grob schematisch in Fig. 1 angedeutet ist, eine Sauerstoff- oder Luftdruckzuführung bzw. —Zuführungseinrichtung 40 aufweisen, die an die Hauptöffnung 20 angeschlossen werden kann. Anzumerken ist, dass anstelle der angesprochenen Induktionsspule 36 auch eine Induktionsmatte oder eine andere geeignete Heizvorrichtung vorgesehen sein kann. Die Spule 36 bzw. Matte wird um das Schaufelblatt und gegebenenfalls den Schaufelfuß 12 gelegt. Mittels der Heizeinrichtung bzw. Induktionsspule 36 werden die Schaufelkanäle bzw. deren Inneres auf ca. 500°C erwärmt und gleichzeitig über die Sauerstoff- bzw. Luftdruckzuführungseinrichtung 40 mit Sauerstoff bzw. Luftsauerstoff geflutet. Das Polystyrol verbrennt bzw. verdampft dabei im Wesentlichen rückstandsfrei. Es entsteht dabei im Wesentlichen nur Wasser (H 2 O) sowie Kohlendioxid (CO 2 ). Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Schnellkühlen über die Kupferbacken 38 zusätzlich mit Luft oder Wasser erfolgt.

Es kann vorgesehen sein, dass nach dem Entfernen des Polystyrols 22 erneut Polystyrol 22 eingespritzt wird, und zwar diesmal so, dass nicht nur der erste Hohlraum 14 mit Polystyrol 22 ausgespritzt ist, sondern auch oder alternativ die öffnungen 16, 18. Dies ermöglicht bei einem anschließenden Beschichtungsprozess, der auch als zweiter Bearbeitungsschritt bezeichnete werden kann, die Oberfläche der Schaufel 1 zu beschichten, ohne dass dabei Be- schichtungsmaterial in die öffnungen 16, 18 eindringt und deren Querschnittsfläche verändert oder gar zu Verstopfungen im Bereich dieser öffnungen 16, 18 führt. Nach dem entsprechenden Beschichtungsprozess, durch den beispielsweise eine Heißtemeperaturbestän- dige Schicht oder eine korrosionstemperaturbeständige Schicht oder dergleichen aufge-

bracht wird, kann das Polystyrol 22 in zuvor erwähnter Weise wieder entfernt werden. Anzumerken ist, dass das zuvor angesprochene zweite Ausspritzen mit Polystyrol 22 über öffnungen 16 und/oder 18 und/oder über die Hauptöffnung 20 erfolgen kann. Anzumerken ist, ferner, dass das Entfernen von Polystyrol 22 im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Erwärmen bzw. Erhitzen, und zwar induktiv, erfolgt. Stattdessen können aber auch andere Entfernungsverfahren vorgesehen sein, beispielsweise chemische.

Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, ermöglicht dies, dass auf einfache Weise der Einwirkbereich von Werkzeugen bzw. der Einwirkbereich, der im Rahmen von Bearbeitungsschritten gegeben ist, mittels des Polystyrols 22 oder eines entsprechenden Kunststoffs begrenzt werden kann, wobei anzumerken ist, dass das Spritzgießen von Polystyrol schnell, sauber und kostengünstig durchführbar ist. Das Verbrennen bzw. Verdampfen von Polystyrol ist ferner rückstandsfrei, schnell, kostengünstig und umweltschonend durchführbar.