Gasturbinen-Heißgas-Bauteil und Verfahren zum Herstellen ei nes derartigen Gasturbinen-Heißgas-Bauteils

Die Erfindung betrifft ein Gasturbinen-Heißgas-Bauteil umfas send zumindest einen Bestandteil, vorzugsweise mehrere Be standteile, das eine durch selektives Laserschmelzen (SLM) hergestellte massive Umhüllung aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Gas- turbinen-Heißgas-Bauteils, umfassend die Schritte:

a) Herstellen des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils durch selekti ves Laserschmelzen mit zumindest einem Bestandteil, welcher eine durch laserschmelzen hergestellte massive Umhüllung auf weist und

b) thermisches Behandeln des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils nach dem Abschluss des selektiven Laserschmelzens .

Aus dem jüngeren Stand der Technik ist es bekannt, Gasturbi- nen-Heißgas-Bauteile mittels selektiven Laserschmelzens her zustellen. Dabei werden die betreffenden Gasturbinen-Heißgas- Bauteile gemäß eines 3D-Druck-Prinzips hergestellt, indem in einem Pulverbett die metallischen Pulverpartikel der obersten Schicht mittels eines Laserstrahls aufgeschmolzen und mitei nander sowie mit der darunterliegenden Schicht bereits ver schmolzener Pulverpartikel verschmolzen werden, um so

schichtweise durch eine große Anzahl derartig verbundener Schichten einen räumlichen Körper mit beliebig komplexer Struktur aufzubauen. Als Pulverpartikel werden in der Regel metallische Pulver ohne Zusatz eines Binders verwendet, so- dass während des Laserschmelzens die vom Laser erreichten Pulverpartikel des Metallpulvers vollständig aufgeschmolzen werden .

Aufgrund der Verwendung der derartig hergestellten Gasturbi- nen-Heißgas-Bauteile, beispielsweise in einer Gasturbine, sind diese zumeist mit Hohlräumen versehen, durch welche ein Kühlmedium, zumeist Kühlluft, geführt werden kann, damit die dem Heißgas der Gasturbine ausgesetzten Elemente der Gastur- binen-Heißgas-Bauteile dauerhaft den hohen Temperaturen des Heißgases standhalten können. Andere Bestandteile der Gastur- binen-Heißgas-Bauteile, welche beispielsweise zur Befestigung des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils erforderlich sind, sind in der Regel dagegen massiv ausgeführt. Um diese Bestandteile massiv herzustellen ist es erforderlich, dass der Laser wäh rend des 3D-Drucks die gesamte betreffende Fläche des betref fenden Bestandteils für jede erforderliche Schicht umschmelzt und dabei sukzessive die Pulverpartikel miteinander zu einer Schicht und diese Schicht mit der jeweils darunterliegenden Schicht verschmelzt.

Da sich die Herstellung von derartigen Gasturbinen-Heißgas- Bauteilen weiterhin recht kosten- und zeitintensiv darstellt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gasturbinen- Heißgas-Bauteil bereitzustellen, dessen Herstellungskosten und Herstellungsdauer weiter reduziert sind. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines dafür geeigneten Verfahrens .

Die Aufgabe hinsichtlich des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 und hin sichtlich des Verfahrens zur Herstellung des Gasturbinen- Heißgas-Bauteils durch die Merkmale des unabhängigen Pa tentanspruchs 12 gelöst.

Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bezüglich des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils wird vorgeschla gen, dass es zumindest ein Bestandteil, vorzugsweise mehrere Bestandteile umfasst, die ein von einer durch selektives La serschmelzen hergestellten, geschlossenen, d.h. vollständig umgebenes Inneres aufweist, welches Innere zumindest teilwei se nicht lasergeschmolzen, sondern gesintert ist. Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Gasturbinen-Heißgas-Bauteils werden die folgenden Schritte vorgeschlagen :

a) Herstellen des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils durch selekti ves Laserschmelzen mit zumindest einem Bestandteil, welches ein von einer lasergeschmolzenen geschlossenen, massiven Um hüllung vollständig umgebenes Inneres aufweist,

b) thermisches Behandeln des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils nach dem Abschluss des selektiven Laserschmelzen, wobei nach Abschluss des selektiven Laserschmelzens und vor der Durch führung des Schrittes b) das von der geschlossenen Umhüllung vollständig umgebene Pulver zumindest in signifikantem Um fang, vorzugsweise vollständig, im Inneren belassen wird, dass der Schritt b) bei einem Druck durchgeführt wird, wel cher nicht größer als das 5-fache des atmosphärischen Druckes ist, und dass während der Durchführung des Schrittes b) dem Gasturbinen-Heißgas-Bauteil derart viel Energie zugeführt wird, dass das darin belassene Pulver währenddessen vorzugs weise vollständig gesintert wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die bisher massiven Bestandteile, wie sie beispielsweise zur Befestigung der Gasturbinen-Heißgas-Bauteile an übergeordneten Tragstruk turen erforderlich sind, nicht mehr vollständig massiv, son dern alternativ ausgestaltet sind. Anstelle einer massiven Befestigungsregion wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass dieser Bestandteil des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils lediglich eine massive Umhüllung für ein davon umgebenes Inneres auf weist. Das Innere kann einerseits als Raum verstanden werden, in welchem das bei der Herstellung verwendete, zumindest zwi schenzeitlich, Pulver verbleibt. Das Innere ist sodann größ tenteils oder gar vollständig mit Pulver ausgefüllt. Unter „größtenteils" wird verstanden, dass nicht nur Pulverreste an den nach innen weisenden Flächen der Umhüllung oder in schwer zugänglichen Ecken des Inneren verbleiben, sondern dass das nicht-lasergeschmolzene Innere hauptsächlich von Pulver aus gefüllt ist. Andererseits kann das Innere als ein zumindest hauptsächlich ausgefüllter Raum verstanden werden, dessen Ma terial zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig gesin tert ist.

Mithilfe derartig gestalteter Bestandteile können Gasturbi- nen-Heißgas-Bauteile signifikant schneller hergestellt werden im Vergleich zu selektiv lasergeschmolzenen Gasturbinen- Heißgas-Bauteilen, bei denen korrespondierende Bestandteile wie bisher massiv ausgestaltet waren. Auch sind erfindungsge mäße Gasturbinen-Heißgas-Bauteile leichter und weisen oftmals einen etwas geringeren Bedarf an Rohmaterial zur Herstellung auf. Dies reduziert die Herstellungskosten weiter. Außerdem kann durch den Pulvereinschluss die akustische und/oder me chanische Dämpfung des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils beein flusst werden, ohne dessen äußere Gestalt zu verändern. Letz teres wäre beispielsweise insbesondere bei Turbinenlaufschau fel oder auch Brennkammer-Bauteilen vorteilhaft. Besonders geeignete Bestandteile von Gasturbinen-Heißgas-Bauteilen, in denen die vorgeschlagene Maßnahme angewendet werden kann, sind die zumeist in Form von Festlagern oder Loslagern ausge stalteten Befestigungsbereiche, beispielsweise Haken oder Schienen, oder auch Randbereiche des Gasturbinen-Heißgas- Bauteils selbst. Andere Bereiche des Gasturbinen-Heißgas- Bauteils können ebenfalls dergleichen ausgestaltet sein, so fern nicht andere lokale Anforderungen dies verhindern.

Im Rahmen dieser Erfindung werden unter den Begriffen „Be standteil" bzw. „Bereich" Anteile eines Ganzen (des Gasturbi nen-Heißgas-Bauteils) verstanden. Weiter wird unter dem „In neren" ein im Wesentlichen ausgefülltes Volumen verstanden, welches im Betrieb nicht kühlmitteldurchströmt ist.

Das von der Umhüllung umgebene Innere ist zumindest teilweise oder vollständig gesintert. In beiden Fällen wird das Gastur- binen-Heißgas-Bauteil, in dessen Inneren das Pulver in signi fikantem Umfang vorhanden ist, nach Abschluss des Laser- schmelz-Herstellungsprozesses einer thermischen Behandlung unterzogen. In der Regel spricht man in einem Wärmebehand- lungsschritt von einem Glühen des Gasturbinen-Heißgas- Bauteils zur Reduzierung der Eigenspannungen (Spannungsarm glühen) . Mithin erfolgt das erfindungsgemäße Sintern nicht während eines heiß-isostatischen Pressens (HIP) des Bauteils, sondern bei geringem, vorzugsweise atmosphärischem Druck. Er findungsgemäß wird dem Gasturbinen-Heißgas-Bauteil während dessen eine derartige Energiemenge zugeführt, dass das im Gasturbinen-Heißgas-Bauteil belassene Pulver vorzugsweise vollständig gesintert wird. Das gesinterte Innere kann zu ei ner höheren Steifigkeit bzw. Festigkeit des betreffenden Be standteils beitragen und ein unkontrollierter Verlust von Pulver für den Fall, dass aufgrund von äußeren Einflüssen o- der Verschleißerscheinungen die Umhüllung undicht werden sollte, ist ausgeschlossen.

Üblicherweise wird unter Sintern ein Verfahren zur Herstel lung oder Veränderung von Werkstoffen verstanden, bei dem die Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes bleiben. So wird das Pulver lediglich teilweise aufgeschmol- zen und die Partikel agglomerieren.

Sofern zur Erreichung einer verbesserten Steifigkeit des be treffenden Bestandteils erforderlich, kann im Inneren zudem ein durch selektives Laserschmelzen hergestelltes Gitter vor gesehen sein, welches mit der Umhüllung simultan hergestellt wurde. Das restliche Volumen des von der Umhüllung umgebenen Inneren ist dann hauptsächlich mit Pulver aufgefüllt oder ge sintert. Das Gitter dient zur wechselseitigen Abstützung von einzelnen Wandabschnitten der Umhüllung, was die Spezifische Steifigkeit der Umhüllung weiter positiv beeinflusst. Vor zugsweise weist das Innere eine spezifische Steifigkeit von etwa 5 % bis etwa 90 % eines materialidentischen Vergleichs bauteils auf, dessen korrespondierender Bestandteil massiv ausgestaltet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil einen Grundkörperabschnitt zur Erfüllung einer Grundfunktion des Gasturbinen-Heißgas- Bauteils sowie einen Randbereich als erfindungsgemäßen Be standteil, wobei der Randbereich an den Grundkörperabschnitt monolithisch angrenzt bzw. darin übergeht. Der bzw. die Rand bereiche sind entweder zur lösbaren Befestigung des Gasturbi- nen-Heißgas-Bauteils an einer Tragstruktur vorgesehen

und/oder zur Bildung eines Dichtungspartners einer Dichtungs anordnung ausgestaltet. Mit anderen Worten: Die Verwendung der Umhüllung und des davon umschlossenen gesinterten bzw. in Pulverform vorliegenden Inneren im Gasturbinen-Heißgas- Bauteil kann an denjenigen Stellen des Gasturbinen-Heißgas- Bauteils erfolgen, die eine entsprechende Eignung dafür auf weisen und bei denen die verbleibende Umhüllung die erfor derliche Mindeststeifigkeit für das Gasturbinen-Heißgas- Bauteil an sich bereitstellen kann.

Wenn beispielsweise das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil als Tur binenleitschaufel ausgestaltet ist und einen hakenförmigen Schaufelfuß zur Befestigung der Turbinenschaufel an einem Turbinenschaufelträger, eine Plattform sowie ein aerodyna misch gekrümmtes Schaufelblatt umfasst, so stellt zumindest das aerodynamisch gekrümmte Schaufelblatt den Grundkörperab schnitt des Gasturbinen-Heißgas-Bauteils dar. Der eine oder die mehreren Haken des Schaufelfußes oder Schaufelkopfes hin gegen stellen jeweils einen Randbereich dar, welcher monoli thisch an den Grundkörperabschnitt angrenzt, wobei die be treffenden Haken jeweils als Randbereiche die voran be schriebenen Bestandteile darstellen und somit ein von einer Umhüllung umgebenes Inneres aufweisen können. Die zwischen dem aerodynamisch gekrümmten Schaufelblatt und dem Schaufel fuß bzw. Schaufelkopf vorgesehenen Plattformen können darüber hinaus - je nach Ausgestaltung - einerseits als Grundkörper abschnitt oder andererseits als Randbereich verstanden wer den. Insbesondere eine solch gestaltete Turbinenschaufel kann in signifikant kürzerer Zeit und mit geringerem Pulvereinsatz hergestellt werden.

Alternativ könnte das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil auch als Turbinenlaufschaufel, als Hitzeschild einer Heißgaspfadbe- grenzung radial außerhalb von rotierenden Laufschaufeln, als Hitzeschild einer Brennkammer oder als weiteres Brennkammer- Bauteil ausgestaltet sein. Unter einem weiteren Brennkammer- Bauteil wird nicht allein ein Brenner verstanden, sondern auch andere Gasturbinen-Heißgas-Bauteile der Brennkammer wie beispielsweise ein den Brenner tragenden Brennereinsatz, ein Brennkammer-Resonator oder sonstige additiv fertigbare Struk turelemente der Brennkammer.

Weiter bevorzugt umfasst der betreffende Randbereich zwei pa rallele Außenflächen der Umhüllung, deren senkrechter Abstand zwischen 0,9 mm und 35 mm liegt. Dies sind typische Abmaße von Gasturbinen-Heißgas-Bauteilregionen, die sich insbesonde re für die von der Erfindung vorgeschlagene Ausgestaltung eignen. Dabei weist die Umhüllung eine senkrecht zur Außen fläche erfassbare Wanddicke auf, die in der Regel zwischen 0,3 mm bei insgesamt eher dünneren Randbereichen und 5 mm bei insgesamt eher dickeren Randbereichen liegt.

Selbstverständlich kann das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil meh rere der Bestandteile mit jeweils einer Umhüllung und einem Inneren aufweisen. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Idee kann somit mehrfach in dem Gasturbinen-Heißgas-Bauteil reali siert werden, je nach den lokalen Anforderungen des betref fenden Bauteils. Mit jedem hinzukommenden erfindungsgemäßen Inneren kann die Herstellungsdauer sukzessive verkürzt wer den .

Bevorzugtermaßen ist die betreffende Umhüllung allein durch selektives Laserschmelzen hergestellt. Diese Herstellungsva riante ist besonders geeignet, um erfindungsgemäße Gasturbi nen-Heißgas-Bauteile kostengünstig und effizient herzustel len. Zudem kann ein metallurgisch homogenes Gefüge für die Umhüllung erreicht werden, was die Wahrscheinlichkeit für ein Bauteilversagen reduziert.

Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung, bei der das Volu men jedes Inneren nicht mehr als 10 % des Volumens des Gas- turbinen-Heißgas-Bauteils beträgt. Dieser Ausgestaltung liegt der Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere in für die Funkti on des Bauteils weniger bedeutsamen Arealen die Erfindung oh ne Weiteres anwendbar ist.

Dabei wird unter statischer Verwendung des Bauteils verstan den, dass sich das Bauteil während des Betriebes einer damit ausgestatteten Gasturbine nicht bewegt, also kein Teil des Gasturbinen-Rotors ist.

Im Folgenden wird die Erfindung und werden weitere Merkmale sowie Eigenschaften und Vorteile anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er läutert. Darin zeigen schematisch:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Turbinen

schaufel als ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gasturbinen-Heißgas-Bauteils ,

Figur 2 einen Plattformrand einer weiteren Turbinenschaufel als zweites Ausführungsbeispiel,

Figur 3 einen Querschnitt durch ein Hitzeschild als ein

drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasturbinen-Heißgas-Bauteils ,

Figur 4 einen Querschnitt durch einen Brenner als viertes

Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gastur- binen-Heißgas-Bauteils ,

Figur 5 eine Turbinenlaufschaufel als fünftes Ausführungs beispiel eines erfindungsgemäßen Gasturbinen- Heißgas-Bauteils und

Figur 6 ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gas- turbinen-Heißgas-Bauteils . In allen Figuren sind identische Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Gasturbinen-Heißgas-Bauteils 10 in einer per spektivischen Darstellung eine Turbinenschaufel 11. Nachfol gend wird das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil lediglich als Bau teil bezeichnet. Die Turbinenschaufel 11 umfasst einen Schau felfuß 12 sowie einen Schaufelkopf 14, zwischen denen sich im Wesentlichen ein aerodynamisch gekrümmtes Schaufelblatt 16 erstreckt. Quer dazu erstreckt sich das Schaufelblatt 16 von einer Anströmkante 18 zu einer Hinterkante 20. Sowohl an ei nem fußseitigen Ende 13 des Schaufelblatts 16 als auch an dessen kopfseitigen Ende 15 ist jeweils eine Plattform 22 vorgesehen, die einen dazwischen angeordneten Strömungspfad 24 für Heißgas begrenzt. Dazu weist jede Plattform 22 eine dem Heißgas-Strömungspfad 24 zugewandte Oberfläche 26 auf.

Die Oberfläche 26, nachfolgend als erste Oberfläche 26 be zeichnet, endet seitlich an einem Plattformrand 28. Dieser Plattformrand 28 kann - wie dargestellt - als Kante ausge führt sein. An den Plattformrand 28 schließt sich eine Sei tenfläche 30 an, welche quer zur ersten Oberfläche 26 orien tiert ist.

Der ersten Oberfläche 26 gegenüberliegend ist auf der kühle ren Seite der Plattform 16 eine zweite Oberfläche 32 angeord net. Von dieser stehen schienenförmige Haken 36 zur Befesti gung der Turbinenschaufel 11 an einen nicht weiter darge stellten Schaufelträger ab. Die am Schaufelkopf 14 der Turbi nenschaufel 11 angeordneten Haken 36 dienen bekanntermaßen zur Befestigung eines ebenfalls nicht weiter dargestellten Dichtrings .

Bei der Verwendung der gezeigten Turbinenschaufel 11 inner halb einer Gasturbine bilden mehrere, in einem Kranz angeord nete Turbinenschaufeln 11 eine Leitschaufelreihe, wobei dann die Seitenflächen 30 unmittelbar benachbarter Turbinenschau- fein 11 jeweils spaltbildend einander gegenüberliegen. Für derartige Anordnungen sind dann nur diejenigen Plattformrän der 28 der Plattformen 22 besagte Dichtungspartner, die in Umfangsrichtung gesehen die erste Oberfläche 26 begrenzen.

Um den von zwei unmittelbar gegenüberliegenden Seitenflächen 30 benachbarten Turbinenschaufeln 11 begrenzten Spalt wei testgehend abzudichten, sind in den Seitenflächen 30 Dicht nuten 34 vorgesehen, in denen ein nicht weiter gezeigtes plattenförmiges Dichtelement sitzt. Die beiden Bauteile 10 und das Dichtelement bilden sodann eine Dichtungsanordnung, welche verhindert, dass das im Strömungspfad 24 geführte Heißgas in andere, jenseits der Plattformen 22 liegende, küh lere Bereiche 41 hinausströmen kann. Jede Dichtnut 34 er streckt sich entlang des Plattformrandes 28, jedoch unter ei nem geringen Abstand dazu.

Bisher wurden derartige Turbinenschaufeln 11 im Feingussver fahren hergestellt. Aufgrund neuartiger Herstellverfahren können diese künftig auch mittels selektiven Laserschmelzens hergestellt werden.

Um nun die Herstellungsdauer beim selektiven Laserschmelzen zu reduzieren und die Herstellungskosten zu verringern, sind ein oder mehrere Bestandteile 40 der Turbinenschaufel 11 nicht mehr massiv aus einem Material mit konstanter Dichte ausgestaltet. Die betreffenden Bestandteile 40, die vorzugs weise abseits eines Grundkörperabschnitts 42 oder bestenfalls an diesem angrenzend angeordnet sind, umfassen erfindungsge mäß jeweils eine Umhüllung 44, deren von der Umhüllung 44 um gebenes Inneres 46 zwar das gleiche Material der Umhüllung 44 aufweist, jedoch in einer anderen metallurgischen Struktur. Damit weist das Innere 46 eine geringere Dichte als dessen Umhüllung 44 auf. Das Innere 46 ist entweder ein Metallpulver und/oder zumindest teilweise gesintert, während die Umhüllung 44 durch selektives Laserschmelzen massiv ausgestaltet ist. Vorzugsweise umgibt die Umhüllung 44 das Innere 46 vollstän dig. Möglich ist dennoch, dass die Umhüllung 44 das Innere nicht vollständig, sondern nur teilweise, vorzugsweise jedoch größtenteils umgreift, sodass nach Abschluss des selektiven Laserschmelzens ein oder mehrere vergleichsweise kleine Öff nungen in der Umhüllung 44 vorhanden sein können. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine akustische Dämpfung mit dem Bauteil 10 zusätzlich erzielt werden soll.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel stellt bei einem als Turbinenschaufel 11 ausgestalteten Bauteil 10 das aerodyna misch gekrümmte Schaufelblatt 16 den Grundkörperabschnitt 42 dar. Die ein oder mehreren schienenförmigen Haken 36 des Schaufelfußes 12 stellen dagegen einen Randbereich dess 10 dar, welcher in den Grundkörperabschnitt 42 übergeht. Die in Figur 1 dargestellten Haken 36 sind aufgrund ihrer Erstre ckung sowohl in radialer Richtung als auch in Axialrichtung, jeweils bezogen auf die Maschinenachse der Gasturbine, als Festlager ausgestaltet. Die betreffenden Haken 36 sind die voran beschriebenen Bestandteile 40 und weisen somit ein von einer Umhüllung 44 umgebenes Inneres 46 auf.

Die Plattform 22 zwischen aerodynamisch gekrümmtem Schaufel blatt 16 und Schaufelfuß 12 könnte einerseits zum Grundkör perabschnitt 42 verstanden werden, da bekanntermaßen diese hauptsächlich zur Heißgaspfadbegrenzung dienen. Weil jedoch die Plattformränder benachbarter Turbinenschaufeln 11 jeweils Dichtungspartner einer gemeinsamen Dichtungsanordnung dar stellen, können diese Randbereiche andererseits zu den erfin dungsgemäßen Bestandteilen 40 zugerechnet werden.

Wie dargestellt kann auch an einem Rand der Plattform 22 ne ben der Dichtnut 34 ein erfindungsgemäß ausgestalteter Be standteil 40 mit einer massiven Umhüllung 44 angeordnet sein, der ein gesintertes Innere 46 umgibt.

Figur 2 zeigt einen weiteren Plattformrand 45 einer weiteren Turbinenschaufel 11 als zweites Ausführungsbeispiel eines Bauteils 10, der parallel zu der Dichtnut 34 ein Bestandteil 40 umfasst, in der eine durch selektives Laserschmelzen her- gestellte Umhüllung 44 ein Inneres 46 umgibt. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das im Inneren 46 der Umhüllung 44 vorhandene Material vollständig gesintert, wobei die Umhüllung 44 das Innere 46 vollständig umgibt.

Den Querschnitt durch ein Hitzeschild 47 als ein drittes Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 10 zeigt Figur 3. Das Hitzeschild 47 ist im wesentlichen plattenförmig ausgestaltet und dient zur Führung eines Heißgases, bei spielsweise innerhalb einer Brennkammer einer Gasturbine oder beispielsweise innerhalb der Turbine. Im letzteren Fall liegt das Hitzeschild 47 dann den Schaufelspitzen von rotierenden Turbinenlaufschaufeln gegenüber.

In analoger Weise zu den Plattformen 22 der Turbinenschaufel 11 besitzt das Hitzeschild 47 eine erste, dem Heißgas zuge wandte Oberfläche 26 sowie eine zweite, der Oberfläche 26 ge genüberliegenden, kühlere Oberfläche 32. Auf der kühleren Seite des Hitzeschildes 47 sind zwei axial beabstandete Haken 36 angeordnet, die als Randbereiche diejenigen Bestandteile 40 des Bauteils 10 darstellen, in denen ein zumindest teil weise gesintertes Inneres 46 von einer Umhüllung 44 umschlos sen ist. Dabei ist ein Abstand A zweier paralleler Außenflä chen, im Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Oberflächen 26, 32, ermittelbar, welcher vorzugsweise im Bereich zwischen 0,9 mm und 35 mm liegt. Die zur Umhüllung 44 senkrecht er fassbare Wanddicke B von Wandabschnitten 44a, 44b liegt in der Regel zwischen 0,3 mm bei insgesamt eher dünneren Randbe reichen und bei etwa 5 mm bei insgesamt eher dickeren Randbe reichen. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel besteht das Innere nicht vollständig aus gesintertem Material. Zusätzlich ist im Inneren 46 eine Gitterstruktur 48 vorgesehen, mittels der die einander gegenüberliegenden Wandabschnitte 44a, 44b der Umhüllung 44 wechselseitig zur Erhöhung der Festigkeit der als Loslager ausgestalteten Haken 36 abgestützt sind. Das Gitter 48 kann regelmäßig oder unregelmäßig ausgestaltet sein . Figur 4 zeigt den Querschnitt durch einen Brenner 50 einer Gasturbinenbrennkammer als viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 10. Der Brenner 50 umfasst als er findungsgemäßes Bauteil einen Pilotbrenner 52 mit einem ers ten Brennstoffkanal 54, eine Düse 56, einen Pilotgaskanal 58 und einen zentralen Luftkanal 60. Weiter umfasst der Brenner 50 einen Hauptbrenner 62 mit einem Hauptgaskanal 64, einem äußeren Luftkanal 66 sowie Düsenrohre 68 mit Brennstoffdüsen 70.

Der Pilotbrenner 52 ist symmetrisch aufgebaut in Bezug auf seine zentrale Achse X und ausgeführt als Diffusionsbrenner. Der erste Brennstoffkanal 54 ist zentral innerhalb der Anord nung angeordnet. Der erste Brennstoffkanal 54 ist umgeben von dem Pilotgaskanal 58, welcher konzentrisch dazu und zu der zentralen Achse X angeordnet ist. Der Pilotgaskanal 58 ist von dem zentralen Luftkanal 60 ebenso umgeben. Beide Kanäle 58 und 60 sind konzentrisch zu dem Flüssigbrennstoffkanal 54 angeordnet .

Der Hauptbrenner 62 ist als Vormischbrenner ausgeführt und umgibt den Pilotbrenner 52 konzentrisch, auch in Bezug auf die zentrale Achse A. Der Hauptgaskanal 64 des Hauptbrenners 62 ist konzentrisch zur zentralen Achse A und geht in Düsen rohre 68 über, welche sich durch den äußeren Luftkanal 66 er strecken. In den Düsenrohren 68 sind Brennstoffdüsen 70 zum Einspritzen des Hauptbrennstoffs in den Luftstrom vorgesehen. Im Luftkanal 66 vorgesehene Drallgitter 72 verwirbeln und vermischen den Hauptbrennstoff und die Luft miteinander, be vor die Mixtur in die Verbrennungsflamme einströmt.

Aufgrund seiner geometrischen Gestalt besitzt der Brenner 50 einen konzentrischen Ring 74, welcher bisher fertigungsbe dingt massiv ausgestaltet war. Mithilfe der Erfindung ist es nun möglich, diesen ringförmigen Bestandteil bei einem durch selektives Laserschmelzen hergestellten Brenner 50 schneller und mit geringerem Ressourcenverbrauch herzustellen, indem darin - wie in Figur 4 dargestellt - ein von einer Umhüllung 76 umschlossener Innenraum 78 bereitgestellt wird, der zumin dest teilweise von einem Pulver oder zumindest teilweise von einem gesinterten Material ausgefüllt ist.

Figur 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Tur binenlaufschaufel 80 mit einem Schaufelfuß 82, einer Platt form 84 sowie einem aerodynamisch gekrümmten Schaufelblatt 86. Letzteres erstreckt sich von einer Vorderkante 88 zu ei ner Hinterkante 90, neben der eine Vielzahl von Kühl

luftlöchern 92 druckseitig münden. Beispielsweise längs des stromaufwärtigen Plattformrands kann das von einer Umhüllung 96 umschlossene Innere 94 vorgesehen sein, welches zumindest teilweise von einem Pulver oder zumindest teilweise von einem gesinterten Material ausgefüllt ist.

Figur 6 zeigt ein Verfahren 101 zum Herstellen des Gasturbi- nen-Heißgas-Bauteils 10. In einem ersten Herstellungsschritt 100 wird das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil 10 durch selektives Laserschmelzen hergestellt. Das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil 10 weist dann zumindest einen Bestandteil auf, der ein von einer lasergeschmolzenen geschlossenen, massiven Umhüllung 44 vollständig umgebenes Inneres 46 aufweist. In einem zweiten Schritt 110 wird das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil 10 nach dem Abschluss des selektiven Laserschmelzens bei atmosphärischem Druck thermisch behandelt, beispielsweise spannungs

armgeglüht. Dabei wird nach Abschluss des selektiven Laser schmelzens und vor der Durchführung des zweiten Schrittes 110 das von der Umhüllung zumindest teilweise, vorzugsweise größ tenteils, insbesondere vollständig umgebene Pulver zumindest in signifikantem Umfang, vorzugsweise vollständig, im Inneren belassen, während bei der Durchführung des Schrittes 110 dem Gasturbinen-Heißgas-Bauteil 10 derart viel Energie zugeführt wird, dass das belassene Pulver gesintert wird.

Optional kann danach das Gasturbinen-Heißgas-Bauteil 10 ggf. weiteren Herstellungsschritten 120 wie z.B. dem lokalen Be schichten mit einer oder mehreren metallischen Oxidschichten und/oder keramischen Wärmedämmschichten oder dergleichen un terzogen werden.