CN110318075A - 管道组件及形成方法 - Google Patents

Abstract

一种管道组件及形成管道组件的方法，该方法包括：提供具有外表面的预制件本体；将预制件本体布置成邻近牺牲心轴，从而预制件本体的至少一部分抵接牺牲心轴的外表面；通过在牺牲心轴的外表面和预制件本体上沉积金属来形成管道组件，以限定具有整体式预制件本体的一体化金属质管状元件，并且其中，沉积金属在不损坏牺牲心轴的温度下发生；以及，去除牺牲心轴，以限定管道组件。

Description

管道组件及形成方法

相关申请的交叉引用

该申请要求于2018年3月29日提交的美国临时专利申请No.15/940，277的优先权和权益，其整体并入文中。

技术领域

本公开涉及管道组件和用于形成管道组件的方法。

背景技术

用于飞行器的现代发动机可以包括用于提供从流体源到流体目的地的流动的流体通道。在一个非限制性示例中，放气***可以从发动机的压缩机部分接收加压放气并且传送到流体下游部件或***，诸如环境控制***。可以运用额外的流体通道，用于承载、传递或者另外使流体流动，流体包括但不限于油、冷却剂、水、燃料等等。在飞行器发动机的示例中，通道可能暴露于高压、高温、应力、振动、热循环等等。通道或以相似处理形成的其他部件可以被构造、设计或布置成在功能环境中提供可靠操作。为了容纳其他发动机部件并维持管道的适当安全裕度，涡轮发动机的复杂性和间隔要求常常要求特定的管道路径以及与发动机壳体的结构附接件。然而，管道组件和其导管受制造能力和成本的限制，这可以导致重量增加或管道组件效率低下。

发明内容

在一个方面，该公开涉及一种形成管道组件的方法，该方法包含：提供具有外表面的预制件本体；将预制件本体布置成邻近牺牲心轴，从而预制件本体的至少一部分抵接牺牲心轴的外表面；通过在牺牲心轴的暴露的外表面和预制件本体上沉积金属来形成管道组件，以限定具有整体式预制件本体的一体化金属质管状元件，并且其中，沉积金属在不损坏牺牲心轴的温度下发生；以及，去除牺牲心轴，以限定管道组件。

在另一方面，该公开涉及一种管道组件，包含：预制件套筒本体，具有内部表面和外部表面；和管道部分，包含形成外部表面的金属层，管道部分限定流体通道，并且其中，金属层与预制件套筒本体一体地形成。

附图说明

在附图中：

图1是根据文中描述的各个方面的带有管道组件的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。

图2A是可以在图1的管道组件中运用的示范性预制件的立体图。

图2B是牺牲心轴和图2A的示范性预制件的立体图。

图2C是图1的部分形成的管道组件的立体图，包括图2B的牺牲心轴和预制件。

图2D是图2C中形成的管道组件的立体图，其中牺牲心轴被去除。

图3A是可以在图1的管道组件中运用的示范性预制件的立体图。

图3B是牺牲心轴和图3A的示范性预制件的立体图。

图3C是图1的部分形成的管道组件的立体图，包括图3B的牺牲心轴。

图3D是图3C中形成的管道组件的立体图，其中牺牲心轴被去除。

图4A是可以在图1的管道组件中运用的示范性预制件的立体图。

图4B是图1的部分形成的管道组件的立体图，包括图4A的示范性预制件和牺牲心轴。

图4C是图4B中形成的管道组件的立体图，其中牺牲心轴被去除。

图4D是相似的管道组件的立体图，管道组件形成有具有延伸的支架部的示范性预制件，其中牺牲心轴被去除。

图5A是可以在图1的管道组件中运用的示范性预制件的立体图。

图5B是图1的部分形成的管道组件的剖切立体图，包括牺牲心轴和图5A的示范性预制件。

图5C是图5B中形成的管道组件的剖切立体图，其中牺牲心轴被去除。

图6是图1的另一示范性管道组件的立体图。

图7是展示用于形成图1的管道组件的方法的流程图示例。

图8图示用于形成图1的管道组件的电铸浴。

具体实施方式

本公开的各方面针对用于提供流体流动的管道组件、导管或导管。这种管道组件可以被构造成提供从发动机的一部分到另一部分的流体流动。出于说明的目的，将会关于燃气涡轮发动机描述本公开。燃气涡轮发动机已用于陆地和航海活动和发电，但最常用于航空应用，诸如飞机，包括直升机。在飞机中，燃气涡轮发动机用于推进飞行器。然而，将会理解，本公开不限于此并且可以在非飞行器应用中具有普遍适用性，诸如其他移动应用和非移动工业、商业和居住性应用。此外，所描述的实施例将会具有与经受较高***载荷或较大推力及剪切载荷、要求柔性接头以连接元件的任何导管***等同的适用性。

如文中所使用的，术语“前边”或“上游”指的是在朝向发动机入口的方向上移动，或者，一个部件与另一部件相比相对地更接近于发动机入口。与“前边”或“上游”关联使用的术语“后边”或“下游”指的是相对于发动机中心线朝向发动机的后面或出口的方向。此外，如文中所使用的，术语“径向”或“径向上”指的是在发动机的中心纵向轴线与发动机外周之间延伸的维度。

所有方向参考(如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶、底、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游，向后等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，而不产生限制，特别是有关本公开的位置、方位或用途时。连接参考(如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释，除非另有指示，否则可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因此，连接参考不必推定两个元件直接连接并且为彼此固定关系。如文中所使用的，“牺牲”可以指的是，可以去除的元件、部件或材料组分。“牺牲”元件的非限制性示例可以包括可融化组分，诸如蜡或塑料、低熔点合金金属、或者可溶解组分。在该意义上，“牺牲”元件可以通过当暴露于加热元件时融化来去除，或者当暴露于溶解剂时溶解。可以包括去除牺牲元件的额外或替换的非限制性方面，诸如机械性分解，或物理性地去除元件或子元件。

示范性附图仅出于说明的目的，并且附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。

图1是用于飞行器的燃气涡轮发动机10的示意性横截面图。发动机10具有大体纵向延伸的轴线或中心线12，中心线12从前边14延伸至后边16。发动机10以向下游连续流动的关系包括：风扇部分18，包括风扇20；压缩机部分22，包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26；燃烧部分28，包括燃烧室30；涡轮部分32，包括HP涡轮34和LP涡轮36；以及排放部分38。

风扇部分18包括围绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括围绕中心线12径向布置的一组风扇叶片42。HP压缩机26、燃烧器30和HP涡轮34形成发动机10的芯部44，其产生燃烧气体。芯部44由芯部壳体46围绕，芯部壳体46可以与风扇壳体40联接。

HP轴或线轴48将HP涡轮34驱动地连接到HP压缩机26，HP线轴48绕着发动机10的中心线12同轴地布置。LP轴或线轴50将LP涡轮36驱动地连接到LP压缩机24和风扇20，LP线轴50绕着发动机10的中心线12同轴地布置在直径更大的环状HP线轴48内。发动机10的安装到线轴48，50中的任一或两个线轴并与之一起旋转的部分也单独地或共同地称之为转子51。

LP压缩机24和HP压缩机26分别包括一组压缩机级段52，54，其中，一组压缩机叶片58相对于对应的一组静态压缩机静叶60，62(也称作喷嘴)旋转以压缩或加压穿过该级段的流体流。在单个压缩机级段52，54中，多个压缩机叶片56，58可以设置成环形并且可以相对于中心线12从叶片平台径向向外延伸到叶片尖端，而对应的静态压缩机静叶60，62定位在旋转叶片56，58的下游并邻近旋转叶片56，58。要注意，图1中示出的叶片、静叶和压缩机级段的数量仅出于说明的目的而选择，并且可以是其他数量。用于压缩机级段的叶片56，58可以安装到盘状物53，盘状物53相应地安装到HP线轴48和LP线轴50中对应的一个线轴，其中各级段具有它们自己的盘状物。静叶60，62以绕着转子51的圆周布置安装到芯部壳体46。

HP涡轮24和LP涡轮26分别包括一组涡轮级段64，66，其中，一组涡轮叶片68，70相对于对应的一组静态涡轮静叶72，74(也称作喷嘴)旋转以从穿过该级段的流体流中提取能量。在单个涡轮级段64，66中，多个涡轮叶片68，70可以设置成环形并且可以相对于中心线12从叶片平台径向向外延伸到叶片尖端，而对应的静态压缩机静叶72，74定位在旋转叶片68，70的上游并邻近旋转叶片68，70。要注意，图1中示出的叶片、静叶和涡轮级段的数量仅出于说明的目的而选择，并且可以是其他数量。

操作时，旋转风扇20将***空气供给到LP压缩机24，然后LP压缩机24将加压过的***空气供给到HP压缩机26，HP压缩机26进一步加压该***空气。来自HP压缩机26的加压空气在燃烧室30中与燃料混合并被点燃，由此产生燃烧气体。HP涡轮34从这些气体中提取一些功，驱动HP压缩机26。燃烧气体被排出到LP涡轮36中，LP涡轮36提取额外的功以驱动LP压缩机24，并且排气最终经由排放部分38从发动机10排出。LP涡轮36的驱动驱动LP线轴50以使风扇20和LP压缩机24旋转。

来自压缩机部分22的一些空气可以经由一个以上的管道组件80放出，并用于冷却各部分特别是较热部分(诸如HP涡轮34)，或者，用以产生动力或运行飞行器的环境***，诸如机舱冷却/加热***或除冰***。在涡轮发动机的情境下，发动机的较热部分通常在燃烧器30的下游，尤其是涡轮部分32，其中HP涡轮34是最热的部分，由于它直接就在燃烧部分28的下游。抽离压缩机并用于这些目的的空气称作放气。

此外，管道或其金属管状元件也可以是用于使流体途经发动机10(包括途经管道组件80)的流体输送***。管道组件80，诸如导向涡轮发动机10的其他部分内侧或是涡轮发动机10的外侧的空气管道或其他导管组件，也可以包括一个以上的金属管状元件或金属质管状元件，形成被构造成将流体从发动机10的第一部分传送到发动机10的另一部分的管道或导管。

转到图2A，图示有可以运用在图1的管道组件80中的示范性预制件100。在图示示例中，预制件100包括具有外部表面104的支架本体102和形成覆盖区106a的基部106。基部106可以是弯曲的，从而覆盖区106a可以就位于弯曲表面上。但是，将会理解，不需要是这种情况。进一步，支架本体102包括图示为大致圆形的孔口108，但是，将会理解，也可以运用其他轮廓，诸如方形、类圆形或不规则形状。孔口108可以被构造成接收紧固件诸如螺栓或螺钉，从而支架本体102可以被构造成附接或者另外紧固到图1的飞行器发动机10的一部分。以该方式，预制件100可以采取任何合适的形式，用于定位、附接或者定位于管道组件80的一部分。在非限制性示例中，预制件100可以由适合环境的任何材料制成，包括金属板、钢、镍合金或铝合金。替换性地，预制件100可以用于提供强度、刚度、可靠性、弹性等等。在非限制性示例中，预制件100可以以各种方法形成，包括激光切割、增材制造、机械加工或机械铸造。

图2B图示位于牺牲心轴110的预制件100的位置。牺牲心轴110用于形成管道组件80的至少一部分的导管部分。牺牲心轴110本身可以经由增材制造、注射成型或任何其它合适的处理形成，并且已图示为包括弯曲的外表面110a，但是，将会理解，心轴可以包括任何合适的轮廓、形状或尺寸。通过非限制性示例的方式，牺牲心轴110可以包括诸如塑料/聚合物、蜡、铝或其他低熔点金属的材料。

预制件100可以相对于牺牲心轴110的至少一部分(包括其外表面110a的弯曲部分)布置、定位、构造或安置。在一个非限制性示例中，预制件本体100的基部106可以抵接牺牲心轴110的外表面110a的至少一部分。预制件100可以被定外形、定形、调试、构造等等，使得整个覆盖区106a抵接牺牲心轴110的外表面110a。可以包括该公开的各方面，其中，预制件本体100可以相对于预先识别的部分形成的管道组件112的高应力区域布置、定位或布置成邻接于该高应力区域(图2C)。例如，如果牺牲心轴未直接形成于预制件，则，可以考虑预制件和牺牲心轴可以以任何合适的方式附接，诸如经由粘合剂。

图2C图示绕着预制件100和牺牲心轴110形成的部分形成的管道组件112。更具体地，电铸处理可以在预制件100和牺牲心轴110上形成金属层114。预制件100和牺牲心轴110的所有暴露表面可以通过金属层114覆盖。可以进一步考虑，预制件和牺牲心轴的暴露表面的任何所需部分可以通过金属层覆盖。在一个非限制性示例中，诸如通过在电铸处理期间遮挡预制件的一部分，金属层可以沉积在心轴的所有暴露表面和预制件的仅一部分上。以该方式，沉积的金属层可以完全覆盖牺牲心轴并部分地包围预制件。可以考虑使用在本公开精神内的其他示例。

如文中所使用的，“电铸”或“电沉积”可以包括用于在另一基层或基底上构建、形成、生长或者另外生成金属层的任何处理。电沉积的非限制性示例可以包括电铸、无电成型、电镀或其组合。虽然该公开的其余部分针对电铸，但，任何及所有电沉积处理同等地适用。在电铸处理的一个非限制性示例中，图2B的预制件100和牺牲心轴110可以浸没在电解液中并且被充电。预制件100和牺牲心轴110的电荷可以经过电解质溶液吸引带相反电荷的电铸材料。电铸材料吸引到预制件100和牺牲心轴110的暴露表面最终使电铸材料沉积在暴露表面上，以形成管道组件112，从而生成金属层114。因而，可以运用电铸处理来形成管道组件112。

在非限制性示例中，电铸材料可以包括镍和镍合金、铁和铁合金等等或其组合。在另一非限制性示例中，预制件100和牺牲心轴110的暴露表面的至少一部分可以在电铸处理之前包括金属化的层。

在非限制性示例中，然后可以通过施加热量或化学冲洗来去除牺牲心轴110。以该方式，可以形成具有流体通道116的管道组件112，如图2D所示。金属层114和预制件100(图2B)在电铸期间完全融合，因而为管道组件本身提供结构整体性。

需要时，通过在电沉积之前将预制件100定位在牺牲心轴110上，可以包括载荷支承结构、较厚金属件或额外***件。在图示示例中，预制件100允许在管道系列的中间有支架结构附接特征。预制件100的覆盖区106a可以设计成减少和分散电铸金属层114上的应力。通过在管道系列中设支架，可以通过将管道组件结构上附接在发动机上来消除高周期振动引起的任何不想要的振型。额外的附接可以为管道组件提供足够的刚度，并且使组件的自然振型频率增加到发动机激励范围之外。这又可以减少或消除不想要的应力。

应当理解到，如图所示的管道组件112可以仅表示管道的一部分，并且可以更短或更长，包括更多或不同的轮廓、厚度、转弯或横截面面积。应当进一步理解到，文中所描述的任何管道可以包括，沿着管道的一个以上部分的可变厚度。可变厚度可以具有局部增加的厚度以增加管道的强度或耐久性，诸如在遇到升高的操作温度或应力的部分处，或，在沿着管道的转弯处。这种可变厚度可以对具有可变热力学或机械特性的管道提供支持。例如，为了在升高的应力或载荷下操作，具有增加厚度的管道可以对改进结构整体性提供支持。在另一示例中，管道可以具有减小的厚度，这可以对改进沿着管道的热传递提供支持。在使用热交换器时，这种实施方式可以是有益的。而且，可变轮廓和厚度可以包括增强管道处的流体的热传递的凹窝或者结构。例如，可变轮廓可以包括螺旋肋，以扰动在管道内或周围行进的流体。此外，可变厚度还可以包括较小的厚度以减小发动机重量，或者甚至增加局部对流传递。此外，应该进一步理解到，管道组件可以包括任何合适类型的变化轮廓。这种变化轮廓可以包括不同的轮廓形状、不同的横截面面积、不同的厚度或者其组合。变化轮廓可以改进局部强度，可以基于局部的热力学需要而调适，或者可以调适成装配到发动机的密集区域中。

将会理解，预制件可以是在其他区域之中在高应力区域处使用的预制件本体。如文中所使用的，“高应力区域”可以指的是与管道组件的非高应力部分相比管道组件的期望、设计或意图经受更高应力的区域或部分。比如，高应力区域可以是管道组件的几何构造或与它的连接的结果。应力的非限制性示例可以包括振动、扭矩、压力、热力学循环等等，并且可以至少部分地基于管道组件的操作环境。应力可以影响管道组件，例如，致使部件故障、疲劳、变形、损坏等等。在管道组件操作期间或在延长的时间段内，应力可以瞬间地影响管道组件。在该意义上，“高应力区域”可以包括由于经受的应力而会失效的位置或部位。可以包括该公开的各方面，其中，在高应力区域附近或相对于高应力区域布置预制件可以提供结构支撑或整体性以抵抗在高应力区域处经受的应力。换言之，预制件提供能够、提供支持或者允许管道组件更好地适合于抵抗高应力区域处的故障。

图3A图示根据本公开另一方面的可以在预定高应力区域中运用的示范性预制件。预制件120和牺牲心轴130(图3B)与先前描述的那些相似，应理解，除非另有注明，否则，类似零件的描述适用于预制件120和牺牲心轴130。

一个区别在于预制件120是具有外径122和内径124的环。图3B图示预制件120可以布置在牺牲心轴上，使得外径122与牺牲心轴130的外表面130a齐平。通过非限制性示例的方式，这可以通过将牺牲心轴130注射成型到预制件120中来实现。替换性地，可以认为预制件120包括将牺牲心轴布置在其中的孔口。

图3C图示在预制件120和牺牲心轴130的暴露表面上形成金属层134。如上所述，这可以经由电沉积来完成。在形成金属层134之后，可以“牺牲”或去除牺牲心轴130。这反过来完全地形成管道组件132，如图3D所示。管道组件132包括整体式或一体化的完整本体，其仅包括预制件120和电铸金属层134。金属层的第一表面136(其将会邻近牺牲心轴130)和预制件120的内径124两者皆形成管道组件132的流体通道138。因为预制件120设定在牺牲心轴130的外表面130a的方式，预制件延伸到流体通道138中并且可以影响其中的流体流动。

如图所示，电铸处理可以被选择、控制等等，以确保在预制件120和牺牲心轴130(图3B)的每个暴露表面上至少有最小的电铸材料厚度。同样如图所示，电铸材料的厚度可以比预制件本体厚度小。在该意义上，高压应力区域处的主要结构支撑可以通过预制件本体提供，与电铸金属层134相对，其中电铸金属层134可以为非高应力区域提供主要结构支撑。因而，可以包括该公开的非限制性方面，其中，电铸材料或电铸材料厚度基于管道组件132的所需操作方面来选择，包括但不限于压力、流体类型、流体温度等等或其组合。类似地，可以包括该公开的非限制性方面，其中，预制件本体或预制件本体厚度可以基于相同的电铸材料考量或文中所描述的期望应力或其组合来选择。

将会理解，在一些实例中，使用直线边缘界面可以致使电铸处理期间的电流密度更高，从而邻近于该边缘生出更大的电铸金属层厚度区域。因而，可以包括该公开的各方面，其中，边缘可以被构造、选择等等，以包括倾斜、混杂或径向***边缘，这些边缘被构造或选择以确保均匀的、期望的电铸金属层。由于电铸金属层与预制件之间的台阶或凸缘不是所需的，预制件可以包括过渡表面或边缘，从而在其各侧中的一侧与牺牲心轴的表面之间提供平滑过渡。如文中所使用的，“平滑过渡”将会指的是层厚度在朝向本结构的远端边缘的方向上朝向零减小。以该方式，预制件可以具有与牺牲心轴的弯曲表面齐平的部分。在本领域中，过渡表面或平滑过渡也可以称之为刀刃。为了平滑地引导电铸部件与预制件之间的应力，本体逐渐变细允许预制件与金属层更加无缝地形成。结果，这使得最后的零件更耐用。

图4A图示根据本公开另一方面的可以在管道组件中运用的另一预制件。预制件140与预制件120相似，应理解，除非另有注明，否则，类似零件的描述适用于预制件120。例如，预制件140还是具有内径146的环。一个区别在于外部包括第一直径144和限定第二外径的突起142。预制件140还具有更多的倾斜过渡，允许在预制件140和图4B的牺牲心轴148中的暴露表面上更加无缝的沉积。如图4C中可以看到的，金属层152和预制件140形成具有流体通道154的管道组件150。一个区别在于预制件140不延伸到流体通道154中。而是，形成更多的直线的或柱形形状的管壁。

图4D图示根据本公开另一方面的另一管道组件156。管道组件156与管道组件132和150相似；因此，将会理解，除非另有注明，否则，管道组件132和150的描述适用于管道组件156。一个区别在于管道组件156已形成为具有一体化的支架类延伸部。在被包括于一体化的一体化管道组件156中以前，所运用的预制件可以包括从环体起的这种支架类延伸部。在这种示例中，在电铸之前，预制件本体的外表面的更多部分将会从牺牲心轴的外表面延伸。

图5A图示根据本公开另一方面的可以在预定高应力区域中运用的另一示范性预制件。预制件160和牺牲心轴170(图5B)与先前描述的那些相似，应理解，除非另有注明，否则，类似零件的描述适用于预制件160和牺牲心轴170。

一个区别在于预制件160是具有带有内部表面161和外部表面162的本体的套筒，本体沿着比前述环更长的长度延伸。在图示示例中，预制件160进一步包括一组孔口164。该一组孔口164绕着预制件160的本体的圆周延伸。每个孔口164在内部表面161与外部表面162之间延伸。虽然不需要是这种情况，但是，每个孔口164具有相同的长度、宽度和大体外形、轮廓或形状。

图5B图示预制件160可以绕着牺牲心轴170布置，使得内部表面161接触牺牲心轴170的外表面。以该方式，可以认为预制件160包括由内部表面161形成的中心孔口，牺牲心轴170布置在该中心孔口内。

图5B还图示在预制件160和牺牲心轴170的暴露表面上形成金属层174。如上所述，这可以经由电沉积来完成。这包括金属层174在该一组孔口164上的牺牲心轴170上形成，如部分176所示。

在形成金属层174之后，可以“牺牲”或去除牺牲心轴170。这又完全地形成管道组件172，如图5C所示。管道组件172包括一体化的完整本体，其仅包括预制件160和电铸金属层174。如果金属层174形成有一致的厚度，则，它在邻近牺牲心轴170的部分176处形成凹部，并且在其在预制件160上的位置形成凸部。预制件160的内部表面161和金属层的内部表面179两者皆形成管道组件172的流体通道178。

图6图示根据本公开另一方面的另一管道组件180。管道组件180与管道组件172相似。相同的标记已用于类似的零件，将会理解，除非另有注明，否则，上面的描述适用于该管道组件。一个区别在于金属层181已包括在预制件160的内部表面和牺牲心轴174上。金属层181限定内部表面182和用于管道组件180的流体通道184。可以考虑，在提供预制件160之前，这种内侧的金属层181最初可以沉积在牺牲心轴上，或者，可以在去除牺牲心轴170之后包括金属层181。

图7图示展示形成管道组件(诸如上述管道组件112，132，150，156，172，180)的方法200的流程图。方法200开始于202，提供预制件本体。预制件本体的非限制性示例在上面已图示为套筒、支架、环或应力***件，但是，将会理解，可以考虑替换本体。预制件也可以由任何合适的材料形成，包括它可以是任何合适的金属，包括镍、镍合金或钢。可以考虑，提供预制件本体可以进一步包括形成预制件，通过非限制性示例的方式，这可以包括增材制造预制件本体、铣削预制件本体、铸造预制件本体或者机械加工预制件本体中的至少一个。

在204，预制件100，120，140，160布置成使得预制件100，120，140，160的一部分抵接牺牲心轴110，130，148，170的外表面。如果预制件包括过渡表面，则，这包括使过渡表面与牺牲心轴110，130，148，170交界。可以考虑，该方法可以可选地包括经由增材制造或注射成型或重力成型形成牺牲心轴110，130，148，170。

然后，方法200进行到，在206，通过将金属层114，134，152，174，181电沉积在牺牲心轴110，130的暴露表面以及暴露的预制件100，120，140，160的外表面上的方式来形成管道组件112，132，150，156，172，180。然后，形成预制件100，120，140，160的材料在原子水平上变成与镀层为整体式，从而避免在常规焊接或钎焊操作期间可能发生的管状元件或管道壁中的应力上升或材料软化。将会理解，虽然上面所有的示例包括在牺牲心轴的外表面和预制件本体上沉积金属包括完全包围预制件本体的外表面，但不需要是这种情况。例如，也可以考虑，预制件本体可以通过沉积的金属部分地包围。最后，方法200包括：在208，从文中所描述的，从管道组件112，132，150，156，172，180去除牺牲心轴110，130，148，170。

所描绘的次序仅出于说明的目的，并不意味着以任何方式限制方法200，如要理解的，在不与所描述的方法偏离的情况下，可以以不同的逻辑顺序进行该方法的各部分，可以包括额外的或介入的部分，或者，可以将该方法中所描述的各部分分成多个部分，或者，可以省略该方法中所描述的各部分。例如，方法200可以可选地包括：在沉积预制件本体或者沉积具有倾斜、混杂或径向***边缘中的至少一个的预制件本体之前，针对围绕牺牲心轴形成的管状元件的管道组件识别高应力区域。在另一非限制性示例中，方法200可以包括通过一组或一系列金属层的方式形成管道、导管或管状元件。在方法200的又一非限制性示例中，可以包括在电沉积处理之前，使暴露的牺牲材料、预制件本体或其组合金属化。更进一步，方法200可以包括：在牺牲心轴上形成金属层，邻近所形成的金属层布置预制件本体，并且在金属层和预制件本体的暴露表面上形成另一层。

还可以考虑，沉积金属在不损坏牺牲心轴的温度下发生。在非限制性示例中，其中，牺牲心轴由蜡材料制成，沉积金属可以在比蜡材料的熔点温度低的温度下发生。

电铸处理通过图8中的电沉积浴图示。示范性的浴槽210承载单金属成分溶液212。在一个非限制性示例中，单金属成分溶液212可以包括携带合金化金属离子的镍合金。

与阴极216间隔的阳极214设置在浴槽210中。阳极214可以是牺牲阳极或惰性阳极。虽然示出一个阳极，但是，应该理解，浴槽210可以视所需而包括任何数量的阳极214。包括心轴110，130，148，170和预制件100，120，140，160的管道组件220可以形成具有导电材料的阴极216。还可以考虑，可以向管道组件220、心轴110，130，148，170或预制件100，120，140，160提供导电喷涂或相似处理，以便于形成阴极216。此外，虽然图示为一个阴极216，但是，应该理解，可以考虑将一个以上的阴极用于浴槽210中。

可以包括电源的控制器224可以通过电线226电联接到阳极214和阴极216，以经由导电金属成分溶液212形成电路。可选地，在控制器224与阳极214和阴极216之间沿着电线226可以包括开关228或子控制器。在操作期间，可以从阳极214向阴极216供给电流，以在管道组件220处电铸形成完整本体，包括心轴110，130，148，170和预制件100，120，140，160。在供给电流期间，来自单金属成分溶液212的镍或镍合金形成金属层(诸如上述金属层)，以形成具有预制件的管道组件，预制件包括一体化的完整本体。所描述的方法允许通过使用预制件本体来电铸具有较厚材料的部分，这又将材料放置在具有最高应力的区域中，从而允许重量控制优化。预制件本体可以加快电铸处理，从而允许实现所需厚度在浴槽中时间更短。在浴槽中更快的运行又致使成本更低。将会消除与附接硬件、安装孔、双层钣金件中的铆钉关联的应力上升。

除了上面附图中示出的之外，通过本公开，可以考虑许多其他可能的实施例和构造。可以实现的一个优势在于，上述各方面在关键区域具有优异的结构强度，同时减少了电沉积材料的总量或者在管道组件的非关键区域处的质量。电沉积材料的总量或质量的减少降低整个组件的质量而不损害电沉积组件的整体性。在重量直接关系到飞行器的效率和燃料消耗的飞行器环境中，这特别有利。超越可比较的元件或方法的另一优势在于，上述各方面不要求钎焊、焊接或双层板来加强或支撑电铸元件，进一步减少了重量。预制件本体允许在电铸零件中增加厚度，电铸零件是诸如包括在电铸导管的高应力区域中的导管。进一步，预制件本体允许在焊接或二次机械加工操作时可能需要的厚度增加。更进一步，预制件本体可以被运用为额外的附接点，以增加刚度，从而将管道组件从固有频率或者其他调整到不想要的振动模态之外。

上述各方面的又一优势在于，通过运用所描述的电沉积处理，在形成期间能够预测用于部件整体性的金属层的最小厚度，进一步确保导管整体性而不增加不必要的质量或体积。上述特征的非限制性各方面可以用于通过电沉积部件减轻10％到15％的重量。当设计飞行器部件时，要应付的重要因素是大小，重量和可靠性。具有预制件本体的上述电沉积流体导管致使重量更少、尺寸更小、性能增加、以及***整体性增加。重量和大小减少与在飞行期间的竞争优势相关。更进一步，如果有益的话，可以在别处快速且便宜地生成预制件本体。预制件本体包括一体化的整体式管道本体，可以消除或减少与管道几何形状、压力载荷、疲劳、附接支架及其他载荷源关联的应力上升。

在尚未描述的范围内，各种实施例的不同特征和结构可以视所需彼此组合地使用。在所有实施例中不能图示一个特征并不意味着被诠释为它不能有，而是为了描述的简洁性而做的。因而，可以视所需混合和匹配不同实施例的各种特征以形成新的实施例，无论是否明确地描述了新的实施例。该公开涵盖文中描述的特征的组合或置换。

本发明的各种特性、方面和优势也可以具化为由以下条款限定的以下技术方案，并且可以包括以下概念的任何组合：

1.一种形成管道组件的方法，该方法包含：

提供具有外表面的预制件本体；

将预制件本体布置成邻近牺牲心轴，从而预制件本体的至少一部分抵接牺牲心轴的外表面；

通过在牺牲心轴的外表面和预制件本体上沉积金属来形成管道组件，以限定具有预制件本体的一体化金属质管状元件，并且其中，沉积金属在不损坏牺牲心轴的温度下发生；以及

去除牺牲心轴，以限定管道组件。

2.如条款1所述的方法，进一步包含经由增材制造或注射成型形成具有预定几何形状的外表面的牺牲心轴。

3.如条款1所述的方法，其中，沉积金属包括电铸。

4.如条款1所述的方法，其中，预制件本体是包括镍、镍合金或钢的金属本体。

5.如条款1所述的方法，其中，提供预制件本体进一步包含形成预制件本体。

6.如条款5所述的方法，其中，形成预制件本体包括增材制造预制件本体、铣削预制件本体、铸造预制件本体或者机械加工预制件本体中的至少一个。

7.如条款1所述的方法，其中，预制件本体是套筒、支架、环或应力***件中的至少一个。

8.如条款1所述的方法，其中，预制件本体在本体的与牺牲心轴交界的一侧包括至少一个过渡表面。

9.如条款1所述的方法，其中，去除牺牲心轴包括融化牺牲心轴或溶解牺牲心轴中的至少一个。

10.如条款1所述的方法，其中，预制件本体包括孔口，牺牲心轴布置在孔口内。

11.如条款10所述的方法，其中，预制件本体的外表面与牺牲心轴的外表面齐平。

12.如条款1所述的方法，其中，预制件本体的外表面从牺牲心轴的外表面延伸。

13.如条款1所述的方法，其中，在牺牲心轴的外表面和预制件本体上沉积金属包含完全包围预制件本体的外表面。

14.如条款1所述的方法，进一步包含在布置预制件本体之前识别金属质管状元件的高应力区域。

15.如条款14所述的方法，其中，识别高应力区域包括：识别金属质管状元件中与金属质管状元件的非高应力部分相比经受更高应力的至少一部分。

16.如条款15所述的方法，其中，布置预制件本体包括在金属质管状元件的高应力区域相对于牺牲心轴布置预制件本体。

17.如条款16所述的方法，其中，与没有预制件本体的金属质管状元件相比，金属质管状元件更好地适合于抵抗由于振动、应力或热力学循环中的至少一个引起的故障。

18.一种管道组件，包含：

预制件，预制件具有内部表面和外部表面；以及

管道部分，管道部分包含形成外部表面的金属层，管道部分限定流体通道，并且其中，金属层与预制件一体化地形成。

19.如条款18所述的管道组件，其中，预制件包含支架本体。

20.如条款18所述的管道组件，其中，预制件包含套筒本体。

21.如条款18所述的管道组件，其中，预制件的套筒本体包括沿着预制件的套筒本体的长度的至少一部分的至少一个孔口，并且其中金属层形成在至少一个孔口上。

22.一种飞行器发动机，包含：

风扇部分；

燃烧部分；

涡轮部分；以及

管道组件，包含：

预制件，预制件具有内部表面和外部表面；以及

管道部分，管道部分包含形成外部表面的金属层，管道部分限定流体通道，并且其中，金属层与预制件一体地形成。

23.如条款22所述的飞行器发动机，其中，预制件包含支架本体。

24.如条款22所述的飞行器发动机，其中，预制件包含套筒本体。

该书面描述使用示例来公开该发明，包括最佳模式，还使本领域的普通技术人员能够实践该发明，包括制造和使用任何装置或***，并施行任何并入的方法。该公开的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域的技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等同结构元件的话。

Claims (10)

1.一种形成管道组件的方法，其特征在于，所述方法包含：

提供具有外表面的预制体；

将所述预制件本体布置成邻近牺牲心轴，从而所述预制件本体的至少一部分抵接所述牺牲心轴的外表面；

通过在所述牺牲心轴的外表面和所述预制件本体上沉积金属来形成所述管道组件，以限定具有所述预制件本体的一体化金属质管状元件，并且其中，沉积金属在不损坏所述牺牲心轴的温度下发生；以及

去除所述牺牲心轴，以限定所述管道组件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含经由增材制造或注射成型形成具有预定几何形状的所述外表面的所述牺牲心轴。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，沉积金属包括电铸。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述预制件本体是包括镍、镍合金或钢的金属本体。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，提供所述预制件本体进一步包含：通过增材制造所述预制件本体、铣削所述预制件本体、铸造所述预制件本体或者机械加工所述预制件本体中的至少一个来形成所述预制件本体，并且其中，所述预制件本体在所述本体的与所述牺牲心轴交界的一侧包括至少一个过渡表面。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述预制件本体是套筒、支架、环或应力***件中的至少一个。

7.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，其中，去除所述牺牲心轴包括融化所述牺牲心轴或溶解所述牺牲心轴中的至少一个。

8.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述预制件本体包括孔口，所述牺牲心轴布置在所述孔口内，并且其中，所述预制件本体的外表面与所述牺牲心轴的所述外表面齐平。

9.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，其中，在所述牺牲心轴的外表面和所述预制件本体上沉积金属包含完全包围所述预制件本体的外表面。

10.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，其中，布置所述预制件本体包括在所述金属质管状元件的高应力区域，相对于所述牺牲心轴，布置所述预制件本体。