本發(fā)明涉及用于標記制品的方法和被標記制品(marked articles)。更特別地，本發(fā)明涉及用增材制造技術(additive manufacturing techniques)標記制品的方法和通過增材制造技術標記的制品。

背景技術：

某些制品(如燃氣渦輪機部件、噴氣發(fā)動機部件和內燃機部件)經(jīng)受到腐蝕、掩蔽或破壞由許多普通標記技術(例如，通過被標記表面的氧化)產(chǎn)生的標記的狀況。其它普通標記技術(如壓印(stamping))導致會弱化正在被標記的制品的非期望的應力集中。一些普通標記技術導致對于某些應用不足夠平整的表面。

技術實現(xiàn)要素：

在示例性實施例中，一種用于標記制品的方法包括：提供包括襯底(substrate)的制品，所述襯底包括表面和表面材料(surface material)，以及通過將標記材料(marking material)施加到(applying to)所述表面在所述襯底的所述表面上形成設計(design)，其中施加所述標記材料包括增材制造技術。

較佳地，所述增材制造技術是冷噴涂(cold spraying)。

較佳地，所述增材制造技術從下列項組成的群組選擇：直接金屬激光燒結(direct metal laser sintering)，選擇性激光熔融(selective laser melting)，選擇性激光燒結(selective laser sintering)，或它們的組合。

較佳地，所述設計從下列項組成的群組選擇：條形碼(bar codes)，矩陣條形碼(matrix bar codes)，快速響應碼(quick response codes；簡稱QR碼)，數(shù)據(jù)矩陣碼(data matrix codes)，專有碼(proprietary codes)，三角碼(triangular codes)，數(shù)字條形碼(numeric bar codes)，字母數(shù)字條形碼(alpha-numeric bar codes)，二維條形碼(2-dimensional bar codes)，符號(symbols)，書面字符(written characters)，字母(letters)，數(shù)字(numerals)，字母數(shù)字(alphanumerics)，象形字(glyphs)，象形圖(pictograms)，音節(jié)字符(syllabograms)，語標(logograms)，或它們的組合。

較佳地，所述的方法還包括氧化(oxidizing)或回火(tempering)所述標記材料和所述表面材料以形成氧化標記材料和氧化表面材料，所述氧化標記材料具有不同于所述氧化表面材料的氧化表面標識的氧化標記標識(oxidized marking indicia)。

較佳地，所述制品是渦輪機部件。

在另一示例性實施例中，一種用于標記制品的方法包括：提供包括襯底的制品，所述襯底包括表面和表面材料，其中所述表面包括第一表面和第二表面，所述第二表面相對于所述第一表面限定凹陷(或者所述第二表面限定相對于所述第一表面的凹陷(depression))，以及通過將標記材料施加到所述第二表面在所述襯底的所述表面上形成設計，所述標記材料形成標記表面，所述標記表面與所述第一表面大致齊平(being substantially flush with)，施加所述標記材料包括增材制造技術。

較佳地，所述增材制造技術是冷噴涂。

較佳地，所述增材制造技術從下列項組成的群組選擇：直接金屬激光燒結，選擇性激光熔融，選擇性激光燒結，或它們的組合。

較佳地，所述設計從下列項組成的群組選擇：條形碼，矩陣條形碼，快速響應碼(QR碼)，數(shù)據(jù)矩陣碼，專有碼，三角碼，數(shù)字條形碼，字母數(shù)字條形碼，二維條形碼，符號，書面字符，字母，數(shù)字，字母數(shù)字，象形字，象形圖，音節(jié)字符，語標，或它們的組合。

較佳地，所述方法還包括氧化或回火所述標記材料和所述表面材料以形成氧化標記材料和氧化表面材料，所述氧化標記材料具有不同于所述氧化表面材料的氧化表面標識的氧化標記標識。

較佳地，形成所述設計包括在將所述標記材料施加到所述第二表面之后將所述標記表面機械加工成與所述第一表面大致齊平。

較佳地，所述制品是渦輪機部件。

在另一示例性實施例中，一種被標記的制品包括：包括表面和表面材料的襯底，以及在所述襯底的所述表面上的設計，所述設計包括標記材料，其中所述標記材料包括從增材制造技術得到的微結構(microstructure)。

較佳地，所述微結構是冷噴涂微結構。

較佳地，所述微結構從下列項組成的群組選擇：直接金屬激光燒結微結構，選擇性激光熔融微結構，選擇性激光燒結微結構，或它們的組合。

較佳地，所述設計從下列項組成的群組選擇：條形碼，矩陣條形碼，快速響應碼(QR碼)，數(shù)據(jù)矩陣碼，專有碼，三角碼，數(shù)字條形碼，字母數(shù)字條形碼，二維條形碼，符號，書面字符，字母，數(shù)字，字母數(shù)字，象形字，象形圖，音節(jié)字符，語標，或它們的組合。

較佳地，所述標記材料包括氧化或回火成具有氧化標記標識的氧化標記材料的特性，所述氧化標記標識不同于通過氧化或回火所述表面材料形成的氧化表面材料的氧化表面標識。

較佳地，所述表面包括第一表面和第二表面，所述第二表面相對于所述第一表面限定凹陷，所述標記材料填充所述凹陷并且包括標記表面，所述標記表面與所述第一表面大致齊平。

較佳地，所述制品是渦輪機部件。

從結合附圖進行的優(yōu)選實施例的以下更詳細描述將顯而易見其它特征和優(yōu)點，附圖作為例子示出本發(fā)明的原理。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的被標記制品的前視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氧化后的圖1的被標記制品的前視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的被標記制品的前視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氧化后的圖3的被標記制品的前視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的制品的透視圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的標記后的圖5的制品的透視圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氧化后的圖6的制品的透視圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的制品的透視圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的標記后的圖8的制品的透視圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氧化后的圖9的制品的透視圖。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的標記后的圖8的制品的透視圖。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的氧化后的圖11的制品的透視圖。

在可能的情況下，相同的附圖標記將在圖中始終用于表示相同的部分。

具體實施方式

提供示例性被標記制品和用于標記制品的方法。相比于不使用本文中公開的一個或多個特征的方法和產(chǎn)品，本發(fā)明的實施例改善受到嚴酷操作條件(如高溫和氧化環(huán)境)的制品上的標記的可讀性，改善標記的耐用性，減小結構損傷，并且改善表面平整性。

參考圖1，制品100包括具有表面104和表面材料106的襯底102。用標記材料108標記制品，形成設計110。制品100是任何合適的制品。在一個實施例中，制品可以是燃氣渦輪機部件、蒸汽渦輪機部件、航空噴氣發(fā)動機部件、內燃機部件、渦輪機護罩、渦輪機葉片、渦輪機噴嘴、渦輪機葉輪、近流道密封件、壓縮機葉片、渦輪機子系統(tǒng)部件、燃料噴嘴、燃燒室、內襯、過渡件、帽，或它們的組合。

表面材料106可以是任何合適的材料，包括但不限于金屬，合金(alloy)，陶瓷(ceramic)，陶瓷基復合材料(ceramic matrix composite)，熱屏障涂層(thermal barrier coating)，鎳基超合金(nickel-based superalloy)，鋼，MCrAlY，玻璃纖維復合材料(fiber glass composite)，碳復合材料，巖石，礦物，鉻-鉬，鉻-鉬-釩，或它們的組合。

標記材料108可以是任何合適的材料，包括、但不限于金屬，合金，陶瓷，陶瓷基復合材料，熱屏障涂層，鎳基超合金，鋼，MCrAlY，玻璃纖維復合材料，碳復合材料，巖石，礦物，鉻-鉬，鉻-鉬-釩，或它們的組合。標記材料108可感知(perceptible)為不同于表面材料106。標記材料108和表面材料106之間的區(qū)別可以由人的感覺器官可辨別或者可以是人的感覺器官感覺不到的。標記材料108和表面材料106之間的區(qū)別也可以由傳感器可辨別。標記材料108和表面材料106之間區(qū)分的基礎可以是任何合適的感覺基礎，包括但不限于視覺感知(visual perception)，光感知(optical perception)，電磁感知(electromagnetic perception)，觸覺感知(tactile perception)，放射性感知(radiological perception)，化學感知(chemical perception)，磁感知(magnetic perception)，聽覺感知(audial perception)，熱感知(thermal perception)，電感知(electro perception)，振動感知(vibrational perception)，或它們的組合。光、視覺或電磁感知可以包括具有從約380到約750nm的波長的電磁輻射(“可見光”)的感知。替代地，光感知或電磁感知可以包括紫外輻射或紅外輻射的感知。在一個實施例中，標記材料108和表面材料106包括人眼在視覺上可感知為色差的標識。

施加標記材料108以形成設計可以包括任何合適的增材制造技術，包括但不限于冷噴涂，直接金屬激光燒結，選擇性激光熔融，選擇性激光燒結，或它們的組合。

設計110可以是任何合適的設計，包括、但不限于條形碼，矩陣條形碼，快速響應碼(QR碼)，數(shù)據(jù)矩陣碼，專有碼，三角碼，數(shù)字條形碼，字母數(shù)字條形碼，二維條形碼，符號，書面字符，字母，數(shù)字，字母數(shù)字，象形字，象形圖，音節(jié)字符，語標，或它們的組合。

參考圖1，在一個實施例中，通過由增材制造技術將標記材料108施加到制品100的襯底102的表面104標記制品100，限定設計110。在另一實施例中，標記材料108是薄層，具有小于約0.5mm的厚度，替代地具有小于約0.2mm的厚度，替代地具有小于約0.1mm的厚度，替代地具有小于約0.05mm的厚度，替代地具有小于約0.02mm的厚度。

參考圖2，在一個實施例中，表面材料106和標記材料108被氧化或回火以形成氧化表面材料200和氧化標記材料204。氧化標記材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面標識202的氧化標記標識206。氧化表面標識202和氧化標記標識206之間的區(qū)別可以由人的感覺器官可辨別或者可以是人的感覺器官感覺不到的。另外，氧化表面標識202和氧化標記標識206之間的區(qū)別也可以由傳感器可辨別。氧化表面標識202和氧化標記標識206之間的區(qū)別的基礎可以是任何合適的感覺基礎。在一個實施例中，氧化表面標識202和氧化標記標識206由人眼在視覺上可感知為色差。標記材料108可以是氧化成不同顏色的金屬或合金，例如、但不限于鋁，銅，鈦，或它們的組合。

參考圖3，在一個實施例中，通過標記材料108的缺失限定設計110。參考圖4，也可以通過氧化標記材料204的缺失限定氧化或回火之后的設計110。在一個實施例中，施加標記材料108從而留下表面材料106的一部分。在另一實施例中，在初始施加之后通過任何合適的技術(包括、但不限于機械加工)從表面104去除標記材料108的一部分。

參考圖5，制品100可以包括第一表面500和第二表面502，其中第二表面502在襯底102的表面104中相對于第一表面500限定凹陷504。凹陷504可以由任何合適的技術形成，所述技術包括但不限于沖制(coining)，鍛造(forging)，壓制(pressing)，沖壓(stamping)，蝕刻(etching)，機械加工(machining)，鑄造(casting)，或它們的組合。

參考圖6，在一個實施例中，通過由任何合適的增材制造技術將標記材料108施加到第二表面502(如圖5中所示)形成設計110，所述增材制造技術包括但不限于冷噴涂，直接金屬激光燒結，選擇性激光熔融，選擇性激光燒結，或它們的組合。將標記材料108施加到第二表面502形成標記表面600。在另一實施例中，標記表面600與第一表面500大致齊平。當在本文中使用時，“大致齊平”指示標記表面600和第一表面500不明顯地不同于表面104的總體構造，并且在標記表面600和第一表面500會合處，相對于彼此的高度的變化不超過制品100的操作公差，并且決不超過約25nm到約75nm，替代地約50nm。標記表面600和第一表面500可以由于標記材料108的施加而大致齊平，或者在標記材料108的沉積之后表面104可以進一步被修飾以便使標記表面600和第一表面500大致齊平。進一步修飾表面104以獲得大致平整性可以包括、但不限于機械加工或拋光，或它們的組合。

參考圖7，在一個實施例中，表面材料106和標記材料108被氧化或回火以形成氧化表面材料200和氧化標記材料204。氧化標記材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面標識202的氧化標記標識206。氧化表面標識202和氧化標記標識206之間的區(qū)別可以由人的感覺器官可辨別或者可以是人的感覺器官感覺不到的(imperceptible)。另外，氧化表面標識202和氧化標記標識206之間的區(qū)別也可以由傳感器可辨別。在一個實施例中，氧化表面標識202和氧化標記標識206由人眼在視覺上可感知為色差。標記材料108可以是氧化成不同顏色的金屬或合金，例如、但不限于鋁，銅，鈦，或它們的組合。

參考圖8，相比于圖5，其中凹陷504大致符合(conforms to)最終設計110的輪廓(contours)，在替代實施例中，凹陷504不大致符合設計110的輪廓。在該實施例中，參考圖9和11，除了標記材料108之外施加對比材料900，使得標記材料108、對比材料900和可選地表面材料106限定設計110。參考圖9，在一個實施例中設計110可以由標記材料108形成。參考圖11，在另一實施例中，可以通過標記材料108的缺失限定設計110。

對比材料900可以是任何合適的材料，包括但不限于金屬，合金，陶瓷，陶瓷基復合材料，熱屏障涂層，鎳基超合金，鋼，MCrAlY，玻璃纖維復合材料，碳復合材料，巖石，礦物，鉻-鉬，鉻-鉬-釩，或它們的組合。對比材料900可以是與表面材料106相同的材料或者可以是不同于表面材料106的材料。

對比材料900可感知為不同于標記材料108。對比材料900和標記材料108之間的區(qū)別可以由人的感覺器官可辨別或者可以是人的感覺器官感覺不到的。對比材料900和標記材料108之間的區(qū)別也可以由傳感器可辨別。對比材料900和標記材料108之間的區(qū)別的基礎可以是任何合適的感覺基礎。在一個實施例中，對比材料900和標記材料108包括人眼在視覺上可感知為色差的標識。

施加對比材料900可以包括任何合適的增材制造技術，包括但不限于冷噴涂，直接金屬激光燒結，選擇性激光熔融，選擇性激光燒結，或它們的組合。

參考圖11和12，表面材料106、標記材料108和對比材料900被氧化或回火以形成氧化表面材料200、氧化標記材料204和氧化對比材料1000。氧化標記材料204包括不同于氧化表面材料200的氧化表面標識202和氧化對比材料1000的氧化對比標識1002的氧化標記標識206。氧化表面標識202和氧化標記標識206和氧化對比標識1002之間的區(qū)別可以由人的感覺器官可辨別或者可以是人的感覺器官感覺不到的。另外，氧化表面標識202和氧化標記標識206和氧化對比標識1002之間的區(qū)別也可以由傳感器可辨別。在一個實施例中，氧化表面標識202、氧化對比標識1002和氧化標記標識206由人眼在視覺上可感知為色差。標記材料108可以是氧化成不同顏色的金屬或合金，例如、但不限于鋁，銅，鈦，或它們的組合。

盡管已參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員將理解可以進行各種變化并且等效物可以替代其元件而不脫離本發(fā)明的范圍。另外，可以進行許多修改以使特定情況或材料適應本發(fā)明的教導而不脫離其實質范圍。所以，本發(fā)明旨在不被限制到作為預期用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落在附帶的權利要求的范圍內的所有實施例。