用于形成具有限定在其中的催化內部通道的構件的方法和組件與流程

本公開的領域大體上涉及具有限定在其中的內部通道的構件，并且更具體而言，涉及形成具有內襯有催化劑材料的內部通道的此種構件。

背景技術：

一些構件需要在其中限定內部通道，例如，以便運送流體流。例如但不作為限制，一些構件(例如燃燒系統的構件)包括內部燃料流通道。另外，具有限定在其中的內部通道的至少一些構件用于需要在內部通道中運送的流體經受催化反應的系統中。例如但不作為限制，至少一些此種此種系統包括重整器，重整器將例如甲烷或其他相對較重的燃料轉化成合成氣。然而，在至少一些此種系統中，需要催化反應發生在單獨的專用構件如催化劑床中，從而增大系統的尺寸、制造成本、和操作成本。

技術實現要素：

在一方面中，提供形成具有限定在其中的內部通道的構件的方法。該方法包括關于模具定位有護套型芯。該有護套型芯包括至少由第一材料和第一催化劑形成的中空結構和配置在該中空結構內的內型芯。該方法還包括將處于熔融狀態的構件材料引入模具的腔內，并且冷卻腔中的構件材料以形成構件。內型芯限定構件內的內部通道。

在另一方面中，提供用于形成具有限定在其中的內部通道的構件的模具組件。模具組件包括在其中限定模具腔的模具和關于該模具定位的有護套型芯。有護套型芯包括至少由第一材料和第一催化劑形成的中空結構和配置在中空結構內的內型芯。內型芯定位成當將處于熔融狀態的構件材料引入模具腔中并冷卻以形成構件時限定構件內的內部通道。

技術方案1.一種形成具有限定在其中的內部通道的構件的方法，所述方法包括：

相對于模具定位有護套型芯，其中，所述有護套型芯包括：

中空結構，其至少由第一材料和第一催化劑形成；和

內型芯，其配置在所述中空結構內；

將熔融狀態下的構件材料引入所述模具的腔中；和

冷卻所述腔中的該構件材料以形成所述構件，其中，所述內型芯限定所述構件內的所述內部通道。

技術方案2.根據技術方案1所述的方法，其中，所述將構件材料引入所述腔中包括，引入構件材料，使得在形成所述構件之后，接近所述內型芯的所述第一催化劑的濃度足以沿限定所述構件內所述內部通道的內壁的一部分建立與所述第一催化劑相關的催化作用。

技術方案3.根據技術方案1所述的方法，其中，所述將構件材料引入所述腔中包括，引入構件材料，使得在形成所述構件之后，所述第一催化劑內襯限定所述構件內所述內部通道的內壁的至少一部分。

技術方案4.根據技術方案1所述的方法，其中，所述定位所述有護套型芯包括定位所述有護套型芯，其中，所述第一催化劑選自下列中的一種：(i)重整催化劑、(ii)質子酸、(iii)氧化鋁、和(iv)氧化釩。

技術方案5.根據技術方案1所述的方法，其中，所述定位所述有護套型芯包括定位所述有護套型芯，其中，所述第一催化劑在所述第一材料的徑向內側延伸遍布所述中空結構的內部分的至少一個預定第一縱向部分。

技術方案6.根據技術方案5所述的方法，其中，所述定位所述有護套型芯包括定位所述有護套型芯，所述有護套型芯包括由所述第一材料、所述第一催化劑、和第二催化劑形成的所述中空結構，且其中，所述第二催化劑在所述第一材料的徑向內側延伸遍布所述中空結構的內部分的至少一個預定第二縱向部分。

技術方案7.根據技術方案1所述的方法，其中，所述中空結構的內部分至少部分地由所述第一催化劑形成，所述內部分成形為限定所述內部通道的至少一個內通道特征，所述將構件材料引入所述腔中包括，引入構件材料，使得在形成所述構件之后，所述第一催化劑形成所述至少一個內通道特征的至少一部分。

技術方案8.根據技術方案1所述的方法，其中，所述中空結構包括至少一個支柱，所述至少一個支柱將所述內型芯分成多個縱向地延伸的室，所述第一催化劑接近所述內型芯沿所述至少一個支柱配置，所述將構件材料引入所述腔中包括，引入構件材料，使得在形成所述構件之后，所述內型芯的多個室中的各個限定所述內部通道的對應室。

技術方案9.根據技術方案1所述的方法，其中，所述定位所述有護套型芯包括定位包括所述中空結構的所述有護套型芯，所述中空結構包括各自使用添加制造過程形成的多個層。

技術方案10.根據技術方案1所述的方法，還包括使用添加制造過程形成所述中空結構。

技術方案11.根據技術方案10所述的方法，其中，使用添加制造過程包括交替地沉積所述第一材料和所述第一催化劑中的各個，以在所述中空結構的多個層中的各個中產生所述第一材料和所述第一催化劑的所限定的分布。

技術方案12.根據技術方案10所述的方法，其中，使用添加制造過程包括使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)、和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種。

技術方案13.一種用于形成具有限定在其中的內部通道的構件的模具組件，所述模具組件包括：

模具，其在其中限定模具腔；和

有護套型芯，其相對于所述模具定位，所述有護套型芯包括：

中空結構，其至少由第一材料和第一催化劑形成；和

內型芯，其配置在所述中空結構內且定位成當將熔融狀態下的構件材料引入所述模具腔中且冷卻以形成所述構件時，限定所述構件內的所述內部通道。

技術方案14.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述第一催化劑是下列中的一種：(i)重整催化劑、(ii)質子酸、(iii)氧化鋁、和(iv)氧化釩。

技術方案15.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述第一催化劑在所述第一材料的徑向內側延伸遍布所述中空結構的內部分的至少一個預定第一縱向部分。

技術方案16.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述中空結構由所述第一材料、所述第一催化劑、和第二催化劑形成，所述第二催化劑在所述第一材料的徑向內側延伸遍布所述中空結構的所述內部分的至少一個預定第二縱向部分。

技術方案17.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述中空結構包括至少部分地由所述第一催化劑形成的內部分，所述內部分成形為在形成所述構件時限定所述內部通道的至少一個內通道特征。

技術方案18.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述中空結構還包括至少一個支柱，所述至少一個支柱將所述內型芯分成多個縱向地延伸的室。

技術方案19.根據技術方案18所述的模具組件，其中，所述第一催化劑接近所述內型芯沿所述至少一個支柱配置。

技術方案20.根據技術方案18所述的模具組件，其中，第二催化劑接近所述內型芯沿所述至少一個支柱配置。

技術方案21.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述中空結構由所述第一材料、所述第一催化劑、和第二材料形成，所述第二材料被選擇為由所述第一催化劑催化的反應的促進劑。

技術方案22.根據技術方案13所述的模具組件，其中，所述中空結構包括各自使用添加制造過程形成的多個層。

附圖說明

圖1是示范旋轉機器的示意圖；

圖2是用于與圖1所示的旋轉機器一起使用的示范構件的示意立體圖；

圖3是用于制作圖2所示的構件的示范模具組件的示意立體圖，該模具組件包括關于模具定位的有護套型芯；

圖4是沿圖3所示的4-4線截取的用于與圖3所示的模具組件一起使用的示范有護套型芯的示意截面圖；

圖5是沿圖3所示的4-4線截取的用于與圖3所示的模具組件一起使用的另一示范有護套型芯的示意截面圖；

圖6是沿圖2所示的6-6線截取的圖2的構件的截面；

圖7是用于形成圖3所示的有護套型芯的中空結構的示范實施例的示意截面圖；

圖8是用于形成圖3所示的有護套型芯的中空結構的另一示范實施例的示意截面圖；

圖9是用于形成圖3所示的有護套型芯的中空結構的另一示范實施例的示意截面圖；

圖10是用于形成圖3所示的有護套型芯的中空結構的另一示范實施例的示意截面圖；

圖11是沿圖3所示的4-4線截取的用于與圖3所示的模具組件一起使用的另一示范有護套型芯的示意截面圖；

圖12是沿圖3所示的4-4線截取的用于與圖3所示的模具組件一起使用的另一示范有護套型芯的示意截面圖；

圖13是沿圖3所示的4-4線截取的用于與圖3所示的模具組件一起使用的另一示范有護套型芯的示意截面圖；

圖14是用于與圖1所示的旋轉機器一起使用的另一示范構件的一部分的示意截面圖；

圖15是用于與圖3所示的模具組件一起使用以形成圖14所示的構件的另一示范有護套型芯的示意立體剖視圖；

圖16是用于形成圖15所示的有護套型芯的中空結構的示范實施例的示意截面圖；

圖17是用于與圖1所示的旋轉機器一起使用的另一示范構件的一部分的示意截面圖；

圖18是用于與圖3所示的模具組件一起使用以形成圖17所示的構件的另一示范有護套型芯的示意立體剖視圖；

圖19是用于形成圖18所示的有護套型芯的中空結構的示范實施例的示意截面圖；

圖20是用于形成具有限定在其中的內部通道的構件的示范方法的流程圖，該構件諸如用于與圖1所示的旋轉機器一起使用的構件；且

圖21是來自圖20的流程圖的繼續。

部件列表

10旋轉機器

12進氣區段

14壓縮機區段

16燃燒器區段

18渦輪區段

20排氣區段

22轉子軸

24燃燒器

36殼體

40壓縮機葉片

42壓縮機定子靜葉

70轉子葉片

72渦輪定子靜葉

78構件材料

80構件

82內部通道

88第一端

90第二端

98內通道特征

100內壁

300模具

301模具組件

302內壁

304模具腔

306模具材料

310有護套型芯

312末梢部分

314末梢部分

315部分

316根部部分

318根部部分

320中空結構

322第一材料

324內型芯

326內型芯材料

328壁厚

330特征寬度

331互補特征

334凹入特征

339凹槽結構

341突起

350第一端

352第二端

354第一縱向部分

356第二縱向部分

360內部分

362第一催化劑

366層

368層

370層

372第二材料

380外壁

382第二催化劑

390支柱

392室

394第一端

396第二端。

具體實施方式

在下面的說明書和權利要求中將提及多個用語，它們應被限定為具有以下含義。

單數形式“一”、“一個”和“該”包括復數個引用物，除非上下文以其他方式明確規定。

“可選的”或“可選地”是指隨后描述的事件或情形可以發生或者可以不發生，并且描述包括事件發生的情況及其不發生的情況。

在本文中貫穿說明書和權利要求書使用的近似語言可用于修飾任何定量表現，該表現可以可容許地改變，而不引起它所關聯的基本功能的變化。因此，由一個用語或多個用于諸如“大約”、“近似”和“基本上”修飾的值不限于所指定的精確值。在至少一些情況中，近似語言可以對應于用于測量該值的儀器的精度。在此且貫穿說明書和權利要求書，可以確定范圍限制。此種范圍可以組合并且/或者互換，并且包括包含在其中的所有子范圍，除非上下文或語言以其他方式表明。

本文描述的示范構件和方法克服了與用于形成以下系統的已知組件和方法相關的缺點中的至少一些，該系統包括具有限定在其中的內部通道的構件，并且需要在內部通道中運送的流體上執行催化反應。本文描述的實施例提供關于模具定位的有護套型芯。該有護套型芯包括中空結構和配置在該中空結構內的內型芯。內型芯在模具腔內延伸以在該模具中限定待形成構件內的內部通道的位置。中空結構由第一材料和第一催化劑形成。第一催化劑諸如通過添加制造過程而在中空結構內分布在關鍵地方，使得當構件在模具中形成時，第一催化劑沿內部通道選擇性地定位。

圖1是具有可應用本公開的實施例的構件的示范旋轉機器10的示意圖。在該示范實施例中，旋轉機器10是燃氣渦輪，其包括進氣區段12、聯接在進氣區段12的下游的壓縮機區段14、聯接在壓縮機區段14的下游的燃燒器區段16、聯接在燃燒器區段16的下游的渦輪區段18、以及聯接在渦輪區段18的下游的排氣區段20。大體上管狀的殼體36至少部分地包封進氣區段12、壓縮機區段14、燃燒器區段16、渦輪區段18、和排氣區段20中的一個或更多個。在備選實施例中，旋轉機器10是如本文所述的形成為具有內部通道的構件適用的任何旋轉機器。而且，雖然為了例示，本公開的實施例是在旋轉機器的背景下描述的，但應當理解的是，本文所述實施例可適用于涉及適當地形成為具有限定在其中的內部通道的構件的任何背景。

在該示范實施例中，渦輪區段18經由轉子軸22聯接到壓縮機區段14。應當注意，本文中使用的用語“聯接”不限于構件之間的直接的機械、電氣、和/或通信連接，而是還可包括多個構件之間的間接的機械、電氣、和/或通信連接。

在燃氣渦輪10的操作期間，進氣區段12將空氣朝壓縮機區段14導送。壓縮機區段14將空氣壓縮到更高的壓力和溫度。更具體而言，轉子軸22將旋轉能賦予在壓縮機區段14內聯接到轉子軸22的壓縮機葉片40的至少一個周向排。在示范實施例中，壓縮機葉片40的各排的前面有將空氣流引導到壓縮機葉片40中的從殼體36徑向向內延伸的壓縮機定子靜葉42的周向排。壓縮機葉片40的旋轉能升高空氣的壓力和溫度。壓縮機區段14朝燃燒器區段16排放壓縮空氣。

在燃燒器區段16中，壓縮空氣與燃料混合并且被點燃以生成燃燒氣體，該燃燒氣體被朝渦輪區段導送18。更具體而言，燃燒器區段16包括至少一個燃燒器24，在其中，燃料例如天然氣和/或燃料油被注入空氣流中，并且燃料-空氣混合物被點燃以生成高溫燃燒氣體，該高溫燃燒氣體被朝渦輪區段18導送。

渦輪區段18將來自燃燒氣體射流的熱能轉變成機械旋轉能。更具體而言，燃燒氣體將旋轉能賦予在渦輪區段18內聯接到轉子軸22的轉子葉片70的至少一個周向排。在示范實施例中，轉子葉片70的各排的前面有將燃燒氣體引導到轉子葉片70中的從殼體36徑向向內延伸的渦輪定子靜葉72的周向排。轉子軸22可聯接到負載(未示出)，諸如但不限于發電機和/或機械驅動應用。排出的燃燒氣體從渦輪區段18向下游流動到排氣區段20中。旋轉機器10的構件被標為構件80。在旋轉機器10的操作期間，鄰近燃燒氣體路徑的構件80經受高溫。另外或備選地，構件80包括適當地形成為具有限定在其中的內部通道的任何構件。

圖2是例示為用于與旋轉機器10(圖1所示)一起使用的示范構件80的示意立體圖。構件80包括由內壁100限定在其中的至少一個內部通道82。雖然僅例示一個內部通道82，但是，應當理解的是，構件80包括如本文所述的那樣形成的任何合適數量的內部通道82。

構件80由構件材料78形成。在該示范實施例中，構件材料78是合適的金屬合金。在備選實施例中，構件材料78是使構件80能夠如本文中所述的那樣形成的任何合適的材料。

在示范實施例中，構件80是燃燒器區段16的構件，并且，在旋轉機器10(圖1中所示)的操作期間，內部通道82在燃燒器區段16內流動流體。在備選實施例中，構件80是旋轉機器10能夠形成為具有本文所述的內部通道的另一合適的構件。在更多其他實施例中，構件80是適于形成為具有限定在其中的內部通道的用于任何合適的應用的任何構件。

在示范實施例中，構件80大體上縱向地從第一端88延伸到相反的第二端90。在備選實施例中，構件80具有能夠形成為具有本文所述的內部通道的任何合適的構造。在示范實施例中，內部通道82從第一端88延伸到第二端90。在備選實施例中，內部通道82在構件80以任何合適的方式并以任何適合的程度延伸，以使得能夠如本文所述的那樣形成內部通道82。在某些實施例中，內部通道82是非直線的。例如，內部通道82具有與構件80的輪廓互補的非直線的形狀。在備選實施例中，內部通道82是非直線的，且不與構件80的輪廓互補。在其他備選實施例中，內部通道82直線地延伸。

在一些實施例中，內部通道82具有基本上圓形的截面周邊。在備選實施例中，內部通道82具有基本上卵形的截面周邊。在其他備選實施例中，內部通道82具有使得能夠如本文所述的那樣形成內部通道82的任何適當地成形的截面周邊。而且，在某些實施例中，內部通道82的截面周邊的形狀沿著內部通道82的長度是基本上恒定的。在備選實施例中，內部通道82的截面周邊的形狀沿著內部通道82的長度以使得能夠如本文所述的那樣形成內部通道82的任何合適的方式變化。

在某些實施例中，內部通道82限定相對高的長度與直徑比。例如，在一些實施例中，內部通道82限定至少大約25的長度與直徑比。對于另一示例，在一些實施例中，內部通道82限定至少大約60的長度與直徑比。對于另一示例，在一些實施例中，內部通道82限定至少大約70的長度與直徑比。對于另一示例，在一些實施例中，內部通道82限定至少大約80的長度與直徑比。在備選實施例中，內部通道82限定任何合適的長度與直徑比，包括小于大約25的長度與直徑比。

圖3是用于制作構件80(圖2中所示)的模具組件301的示意立體圖。模具組件301包括關于模具300定位的有護套型芯310。圖4是沿圖3所示的4-4線截取的有護套型芯310的實施例的示意截面圖。參照圖2-4，模具300的內壁302限定模具腔304。內壁302限定與構件80的外形狀對應的形狀，使得處于熔融狀態的構件材料78可被引入模具腔304中并且冷卻，以形成構件80。應當想起，雖然示范實施例中的構件80是旋轉機器10的構件，但在備選實施例中，構件80是能夠如本文中所述的那樣適當地形成為具有限定在其中的內部通道的任何構件。

有護套型芯310關于模具300定位，使得有護套型芯310的部分315在模具腔304內延伸。有護套型芯310包括由第一材料322和第一催化劑362形成的中空結構320。有護套型芯310還包括配置在中空結構320內且由內型芯材料326形成的內型芯324。內型芯324成形為限定內部通道82的形狀，并且，當形成構件80時，有護套型芯310的定位在模具腔304內的部分315的內型芯324限定構件80內的內部通道82。

中空結構320包括外壁380，該外壁380沿著內型芯324的長度基本上包封內型芯324。中空結構320的內部分360關于外壁380位于內部，使得內型芯324由中空結構320的內部分360互補地成形。在某些實施例中，中空結構320限定大體上管狀的形狀。例如但不作為限制，中空結構320最初由基本上筆直的金屬管形成，根據需要，該金屬管被適當地操縱成非直線的形狀，諸如彎曲或成角度的形狀，以限定內型芯324的(且因此內部通道82的)選定的非直線的形狀。在備選實施例中，中空結構320限定使得內型芯324能夠如本文所述的那樣限定內部通道82的形狀的任何合適的形狀。

在示范實施例中，中空結構320具有比內型芯324的特征寬度330小的壁厚328。特征寬度330在本文中限定為具有與內型芯324相同的截面面積的圓的直徑。在備選實施例中，中空結構320具有不比特征寬度330小的壁厚328。在示范實施例中，內型芯324的截面形狀是圓形的。備選地，內型芯324的截面形狀對應于內部通道82的使內部通道82能夠如本文中所述的那樣起作用的任何合適的截面形狀。

在某些實施例中，第一材料322被選擇成對有護套型芯310提供結構支承。在備選實施例中，第一材料322被選擇為使中空結構320能夠如本文所述的那樣起作用的任何合適的材料。在其他備選實施例中，中空結構320不包括第一材料322。例如但不作為限制，第一催化劑362足以對有護套型芯310提供結構支承。

在示范實施例中，中空結構320包括第一催化劑362和第一材料322，第一催化劑362鄰近內型芯324的至少一部分配置，第一材料322鄰近外壁380配置。更具體而言，第一催化劑362限定中空結構320的內部分360，并且第一材料322限定中空結構320的外壁380。在備選實施例中，第一材料322和第一催化劑362以使中空結構320能夠如本文所述的那樣起作用的任何合適的布置配置在中空結構320內。例如，中空結構320不包括第一材料322，使得第一催化劑362從內部分360延伸到外壁380。

第一催化劑362被選擇為在構件80形成之后沿內部通道82起催化作用，如將在本文中描述的。作為一個示例，構件80是燃燒器區段16的構件，并且第一催化劑362被選擇成催化內部通道82內的重整，諸如但不限于蒸汽重整、優先氧化、和/或自熱重整。作為另一示例，構件80是水解系統(未示出)的構件，并且第一催化劑362是質子酸。作為另一示例，構件80是硫回收系統(未示出)的構件，并且第一催化劑362是氧化鋁。作為另一示例，構件80是硫酸制造設備(未示出)的構件，并且第一催化劑362是氧化釩。作為另一示例，構件80是執行化學反應的任何系統的構件，并且第一催化劑362是促進內部通道82內的該化學反應但是不被其消耗的任何合適的材料。此外，雖然第一催化劑362被稱作單一催化劑，但要理解的是，在一些實施例中，第一催化劑362包括多種起催化作用成分的混合物。

在某些實施例中，中空結構320除第一材料322和第一催化劑362之外還由任何合適的數量的材料形成。例如，圖5是沿圖3所示的4-4線截取的有護套型芯310的另一實施例的示意截面圖。在示范實施例中，有護套型芯310包括鄰近內型芯324的至少一部分配置的第一催化劑362、鄰近外壁380配置的第一材料322、和在第一催化劑362與第一材料322之間徑向地配置的第二材料372。在一些實施例中，第一催化劑362再次被選擇成促進內部通道82內的合適的化學反應，且第二材料372被選擇為由第一催化劑362催化的反應的促進劑(promoter)。例如，第一催化劑362被選擇為鎳基材料，以促進內部通道82內的蒸汽重整，并且第二材料372被選為鈰。在備選實施例中，第二材料372是粘合涂層材料，其利于第一催化劑362粘合到第一材料322和構件材料78中的至少一者。在其他備選實施例中，第二材料372為使有護套型芯310能夠如本文所述的那樣起作用的任何合適的材料。

參照圖2-5，模具300由模具材料306制成。在示范實施例中，模具材料306是耐火陶瓷材料，該耐火陶瓷材料被選擇成耐受與用于形成構件80的構件材料78的熔融狀態相關的高溫環境。在備選實施例中，模具材料306是使得能夠如本文所述地形成構件80的任何合適的材料。而且，在示范實施例中，模具300通過合適的熔模鑄造過程形成。例如但不作為限制，合適的模型材料，諸如蠟，被注入合適的型模(patterndie)中以形成構件80的模型(未示出)，將該模型反復浸入模具材料306的漿液中，該漿液允許硬化以形成模具材料306的殼，并且對該殼進行脫蠟和燒制以形成模具300。在備選實施例中，模具300是通過使模具300能夠如本文所述的那樣起作用的任何合適的方法形成的。

在某些實施例中，有護套型芯310相對于模具300固連，使得在形成構件80的過程期間，有護套型芯310相對于模具300保持固定。例如，有護套型芯310被固連，使得在將熔融的構件材料78引入包圍有護套型芯310的模具腔304中期間，有護套型芯310的位置不移動。在一些實施例中，有護套型芯310直接聯接到模具300。例如，在示范實施例中，有護套型芯310的末梢部分312被剛性地包裹在模具300的末梢部分314中。此外或備選地，有護套型芯310的根部部分316被剛性地包裹在模具300的與末梢部分314相反的根部部分314中。例如但不作為限制，模具300如上所述地通過熔模形成，并且有護套型芯310被牢固地聯接到合適的型模，使得末梢部分312和根部部分316延伸到該型模之外，而部分315在剛模的腔內延伸。模型材料被圍繞有護套型芯310注入剛模中，使得部分315在模型內延伸。熔模導致模具300包裹末梢部分312和/或根部部分316。此外或備選地，有護套型芯310相對于模具300以使得在形成構件80的過程期間有護套型芯310相對于模具300的位置能夠保持固定的任何其他合適的方式緊固。

第一材料322被選擇為能夠被熔融的構件材料78至少部分地吸收。在某些實施例中，構件材料78是合金，并且第一材料322是該合金的至少一種組成材料。例如，在示范實施例中，構件材料78是鎳基超級合金，第一材料322基本上是鎳，使得當將熔融狀態下的構件材料78引入模具腔304中時，第一材料322能夠基本上由構件材料78吸收。在備選實施例中，構件材料78是任何合適的合金，并且第一材料322是能夠由熔融的合金至少部分地吸收的至少一種材料。例如，構件材料78是鈷基超級合金，且第一材料322基本上是鈷。對于另一示例，構件材料78是鐵基合金，且第一材料322基本上是鐵。對于另一示例，構件材料78是鈦基合金，且第一材料322基本上是鈦。

在某些實施例中，第一催化劑362也被選擇成能夠被熔融的構件材料78至少部分地吸收，如在上面關于第一材料322描述的那樣。而且，在中空結構320包括除第一材料322和第一催化劑362之外的材料的一些實施例中，該額外的材料(諸如但不限于第二材料372)也被選擇成能夠由熔融的構件材料78至少部分地吸收，如上面關于第一材料322的描述的那樣。

在某些實施例中，壁厚328足夠薄，使得當將處于熔融狀態的構件材料78引入模具腔304中時，有護套型芯310的部分315(即在模具腔304內延伸的部分)的第一材料322和第一催化劑362基本上由構件材料78吸收。在備選實施例中，壁厚328被選擇成使得第一材料322和第一催化劑362中的至少一者未基本上被構件材料78吸收。例如，在一些實施例中，在構件材料78冷卻之后，第一材料322和第一催化劑362中的至少一者未基本上均勻地分布在構件材料78內。在一些此種實施例中，第一材料322和第一催化劑362中的至少一者被構件材料78部分地吸收，使得在構件材料78冷卻之后，分立的邊界從構件材料78畫出中空結構320的輪廓。此外，在一些此種實施例中，第一材料322和第一催化劑362中的至少一者被構件材料78部分地吸收，使得在構件材料78冷卻之后，中空結構320的接近內型芯324的至少一部分保持完整。

在一些此種實施例中，在構件80形成之后，接近內型芯324的第一催化劑362的濃度可檢測地高于在構件80內其他部位處的第一催化劑362的濃度。因此，在從構件80移除內型芯324以形成內部通道82之后，接近內壁100的第一催化劑362的濃度可檢測地高于構件80內其他部位處的第一催化劑362的濃度。而且，在一些此種實施例中，第一催化劑362內襯限定內部通道82的內壁100的至少一部分。

例如，圖6是沿著圖2所示的6-6線截取的構件80的截面，且示意地例示接近內壁100的第一催化劑362的梯度分布。為了清楚起見，從圖6中省略了第一材料322在構件80內的分布。在一些實施例中，接近內壁100的第一催化劑362的濃度足以沿內壁100的至少一部分建立與第一催化劑362相關的催化作用。而且，在一些實施例中，接近內壁100的第一催化劑362的濃度足夠，使得第一催化劑362的至少一部分內襯限定內部通道82的內壁100的至少一部分。

而且，在中空結構320包括除第一材料322和第一催化劑362之外的材料的某些實施例中，該額外材料(例如但不限于第二材料372)在形成構件80之后以類似的方式接近內壁100分布。例如，接近內壁100的第二材料372的濃度足夠，使得第二材料372內襯限定內部通道82的內壁100的至少一部分。對于另一示例，接近內壁100的第二材料372的濃度足以沿著內壁100的至少一部分建立與第二材料372相關聯的催化促進作用。對于另一示例，第二材料372是粘合涂層材料，并且接近內壁100的第二材料372的濃度足以利于將第一催化劑362接近內壁100粘合到構件材料78和/或第一材料322。

在示范實施例中，內型芯材料326是耐火陶瓷材料，該材料被選擇成經受與用于形成構件80的構件材料78的熔融狀態相關的高溫環境。例如，但不作限制，內型芯材料326包括氧化硅、氧化鋁、和莫來石中的至少一種。而且，在該示范實施例中，內型芯材料326能夠從構件80選擇性地移除，以形成內部通道82。例如但不作為限制，內型芯材料326能夠通過不使構件材料78顯著地退化的合適的過程從構件80移除，例如但不限于合適的化學濾取過程。在某些實施例中，基于與構件材料78、第一材料322、和/或第一催化劑362的相容性和/或可移除性來選擇內型芯材料326。在備選實施例中，內型芯材料326是能夠使構件80能夠如本文所述的那樣形成的任何合適的材料。

在一些實施例中，通過用內型芯材料326填充中空結構320來形成有護套型芯310。例如但不作為限制，內型芯材料326作為漿液注入中空結構320中，并且內型芯材料326在中空結構320內干燥以形成有護套型芯310。而且，在某些實施例中，中空結構320在結構上顯著地加固內型芯324，因此減少在一些實施例中將與生產、處理、和使用未加固的內型芯324以形成構件80相關聯的潛在問題。例如，在某些實施例中，內型芯324是存在相對高的破裂、裂縫、和/或其他損傷風險的相對脆的陶瓷材料。因此，在一些這種實施例中，相比于使用無護套內型芯324，形成和輸送有護套型芯310呈現對內型芯324的低得多的損傷風險。類似地，在一些這種實施例中，相比于使用無護套內型芯324，諸如通過圍繞有護套型芯310將蠟模材料注入型模中來形成圍繞有護套型芯310形成用于模具300的熔模鑄造的合適的模型呈現對內型芯324的低得多的損傷風險。因此，在某些實施例中，相比較于如果使用無護套內型芯324而非有護套內型芯310來執行的相同的步驟，有護套型芯310的使用呈現低得多的無法生產具有限定在其中的內部通道82的可接受的構件80的風險。因此，有護套型芯310利于獲得與關于模具300定位內型芯324以限定內部通道82相關的優點，同時減少或消除與內型芯324相關的脆性問題。在備選實施例中，中空結構320不顯著地在結構上加固內型芯324。

例如，在某些實施例中，內型芯324的特征寬度330在從大約0.050厘米(0.020英寸)到大約1.016厘米(0.400英寸)的范圍內，且中空結構320的壁厚328被選擇成在從大約0.013厘米(0.005英寸)到大約0.254厘米(0.100英寸)的范圍內。更具體而言，在一些這種實施例中，特征寬度330在從大約0.102厘米(0.040英寸)到大約0.508厘米(0.200英寸)的范圍內，且壁厚328被選擇成在從大約0.013厘米(0.005英寸)到大約0.038厘米(0.015英寸)的范圍內。對于另一示例，在一些實施例中，內型芯324的特征寬度330大于大約1.016厘米(0.400英寸)，并且/或者壁厚328被選擇成大于大約0.254厘米(0.100英寸)。在備選實施例中，特征寬度330是使得內部通道82能夠執行其預定功能的任何合適的值，并且壁厚328被選擇為使得有護套型芯310能夠如本文所述的那樣起作用任何合適的值。

在某些實施例中，使用合適的添加制造過程形成中空結構320。例如，圖7是由第一材料322和第一催化劑362形成的中空結構320的實施例的示意截面圖。在示范實施例中，中空結構320從第一端350延伸到相反的第二端352，并且包括第一催化劑362的徑向內層和第一材料322的徑向外層，它們各自從第一端350延伸到第二端352，使得第一催化劑362限定中空結構320的內部分360，并且，第一材料322限定中空結構320的外壁380。

為了形成中空結構320，中空結構320的計算機設計模型被切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322和第一催化劑362在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322和第一催化劑362的連續層，以形成中空結構320。例如，添加制造過程被適當地構造成交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和第一催化劑362的所限定的分布。三個這種代表性的層示為層366、368、和370。在一些實施例中，使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)、和自動澆鑄擠壓型添加過程(robocastingextrusion-typeadditiveprocess)中的至少一種來沉積各自包括第一材料322和第一催化劑362的連續的層。此外或備選地，使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程來沉積第一材料322和第一催化劑362的連續層。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320使得中空結構320能夠形成為具有通過形成中空結構320的其他方法將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的第一催化劑362的分布，特別是但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。相應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有接近內壁100的第一催化劑362的整體分布(integraldistribution)(例如如圖6所示)，該整體分布對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方法來產生，并且/或者(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。

備選地，在一些實施例中，通過對中空結構320的內部分360應用第一催化劑362以作為涂層形成有護套型芯310。在一些此種實施例中，與添加制造相比，對中空結構320應用第一催化劑362以作為涂層是相對廉價的。

例如，在某些實施例中，在大批涂層過程(例如但不限于氣相沉積過程或化學氣相沉積過程)中將第一催化劑362應用于中空結構320。在一些這種實施例中，中空結構320的外壁380被遮蔽，使得僅中空結構320的內部分360得到涂覆。備選地，外壁380和內部分360都得到涂覆，并且，在鑄造構件80時，外壁380上的涂層例如擴散到構件材料78中。

對于另一示例，在漿液注入過程中將第一催化劑362應用到中空結構320的內部分360，例如但不限于，將包括第一催化劑362和/或其前體的漿液注入中空結構320中，熱處理該漿液以產生第一催化劑362的層，并然后從中空結構320移除剩余的漿液。在一些這種實施例中，僅將涂層應用到中空結構320使得能夠利用漿液沉積過程，而不需要在熱處理過程期間連續地定向整個構件80以產生第一催化劑362的均勻厚度。

此外或備選地，在一些實施例中，在漿液浸漬過程中將第一催化劑362應用于中空結構320的內部分360，例如但不限于將中空結構320整體浸到包含第一催化劑362和/或其前體的漿液中。在一些這種實施例中，遮蔽中空結構320的外壁380，使得僅中空結構320的內部分360得到涂覆。備選地，外壁380和內部分360都被涂覆，并且在鑄造構件80時，外壁380上的涂層例如擴散到構件材料78中。

在備選實施例中，以使有護套型芯310能夠如本文所述的那樣起作用的任何其他合適的方式將第一催化劑362應用于中空結構320。而且，在額外的材料(例如但不限于第二材料327)用于形成中空結構320的某些實施例中在以上關于第一催化劑362所述的任何過程中并且/或者在使有護套型芯310能夠如本文所述的那樣起作用的任何其他合適的方式中使中空結構320與該額外材料一體地形成并且/或者被涂覆該額外材料。

對于另一個示例，圖8是由第一材料322和第一催化劑362形成的中空結構320的另一實施例的示意截面圖。在示范實施例中，中空結構320再次包括從第一端350伸到第二端352的第一材料322的層。中空結構320還包括第一催化劑362的層，其在第一材料322的徑向內側延伸遍布中空結構320的內部分360的至少一個預定第一縱向部分354延伸。在示范實施例中，該至少一個預定第一縱向部分354是多個間隔開的第一縱向部分354。

為了形成中空結構320，再次將中空結構320的計算機設計模型切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362中的各個在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322，且對于第一縱向部分354，第一催化劑362的連續層，以形成中空結構320。例如，該添加制造過程被適當地構造成用于交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，并且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362的所限定的分布。三個這種代表性的層表示為層366、368和370。在一些實施例中，各自包括第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362的連續層是使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種沉積的。此外或備選地，第一材料322和第一催化劑362的連續層是使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程沉積的。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320再次使得中空結構320能夠形成為具有通過形成中空結構320的其他方式將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的第一催化劑362的分布，特別是，但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。相應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80再次能夠形成為具有接近內壁100的第一催化劑362的整體分布(如圖6所示)，該整體分布對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方式來產生，并且/或者(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。具體而言，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有僅在沿內壁100的選定縱向部位處分布的第一催化劑362。

對于另一示例，圖9是由第一材料322、第一催化劑362、和第二催化劑382形成的中空結構320的另一實施例的示意截面圖。例如，內部通道82構造成利于雙催化劑化學反應。在示范實施例中，中空結構320再次包括從第一端350延伸到第二端352的第一材料322的層。中空結構320還包括第一催化劑362的層和第二催化劑382的層，第一催化劑362的層在第一材料322的徑向內側延伸遍布中空結構320的內部分360的至少一個預定第一縱向部分354；第二催化劑382的層在第一材料322的徑向內側延伸遍布中空結構320的內部分360的至少一個預定第二縱向部分356。在示范實施例中，該至少一個預定第一縱向部分354是多個第一縱向部分354，且該至少一個預定第二縱向部分356是沿著內部分360與該多個第一縱向部分354交替的多個第二縱向部分356。

為了形成中空結構320，中空結構320的計算機設計模型再次被切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322、對于第一縱向部分354的第一催化劑362、和對于第二縱向部分356的第二催化劑382中的各個在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322、第一催化劑362、和/或第二催化劑382的連續層，以形成中空結構320。例如，該添加制造過程被適當地構造成用于交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362以及對于第二縱向部分356的第二催化劑382的所限定的分布。三個此種代表性的層表示為層366、368和370。在一些實施例中，各自包括第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362以及對于第二縱向部分356的第二催化劑382的連續層是使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)、和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種沉積的。此外或備選地，第一材料322、第一催化劑362、和/或第二催化劑382的連續層是使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程沉積的。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320使得中空結構320能夠形成為具有通過形成中空結構320的其他方法將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的第一催化劑362和第二催化劑382的分布，特別是，但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。相應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有接近內壁100的選定部分的第一催化劑362的整體分布(如圖6所示)和接近內壁100的其他選定部分的第二催化劑382的類似的整體分布，這些整體分布對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方法來生產，并且/或者(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。

對于另一示例，圖10是由第一材料322、第一催化劑362和第二催化劑382形成的中空結構320的另一實施例的示意截面圖。該示范實施例基本上類似于圖9所示的實施例，除了多個第二縱向部分356和多個第一縱向部分354中的至少一個沿內部分360與多個第二縱向部分356和多個第一縱向部分354中的其他間隔開。

為了形成中空結構320，中空結構320的計算機設計模型再次被切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322、對于第一縱向部分354的第一催化劑362以及對于第二縱向部分356的第二催化劑382中的各個在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322、第一催化劑362、和/或第二催化劑382的連續層，以形成中空結構320。例如，該添加制造過程被適當地構造成用于交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362以及對于第二縱向部分356的第二催化劑382的所限定的分布。三個此種代表性的層表示為層366、368和370。在一些實施例中，各自包括第一材料322和對于第一縱向部分354的第一催化劑362以及對于第二縱向部分356的第二催化劑382的連續層是使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種沉積的。此外或備選地，第一材料322、第一催化劑362、和/或第二催化劑382的連續層是使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程沉積的。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320再次使得中空結構320能夠形成為具有通過形成中空結構320的其他方式將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的第一催化劑362和第二催化劑382的分布，特別是，但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。相應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有接近內壁100的選定部分的第一催化劑362的整體分布(如圖6所示)和接近內壁100的其他選定部分的第二催化劑382的類似的整體分布，這些整體分布對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方法來生產，并且/或者(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。

在某些實施例中，有護套型芯310構造成形成具有增大的表面積的內部通道82以改善第一催化劑362的催化性能。例如，中空結構320的內部分360形成為具有復雜的截面周邊(未示出)，使得在形成構件80時，內型芯324限定內部通道82的對應的復雜截面周邊。限定內部通道82的復雜截面周邊的，接近內壁100配置的第一催化劑362對于內部通道82的給定截面占用空間增大內部通道82的每單位長度限定的第一催化劑362的總表面積。

對于另一示例，圖11是沿圖3所示的4-4線截取的有護套型芯310的另一實施例的示意截面。在示范實施例中，有護套型芯310包括鄰近內型芯324的至少一部分配置在中空結構320的內部分360上配置的第一催化劑362、和鄰近外壁380配置的第一材料322。在一些實施例中，第一催化劑362再次被選擇為利于在內部通道82內的合適的化學反應。

此外，在示范實施例中，中空結構320包括至少一個支柱390，該至少一個支柱390從鄰近內部分360上的第一部位的第一端394延伸到鄰近內部分360上的第二部位的第二端396。該至少一個支柱390因此將內型芯324分成多個縱向地延伸的室392。在示范實施例中，各支柱390的內部分由第一材料322形成，并且第一催化劑362也在各室392中鄰近內型芯324沿著該至少一個支柱390配置。在備選實施例中，各支柱390基本上由第一催化劑362形成。

在示范實施例中，當構件80(圖2所示)在模具300中形成(圖3所示)時，第一材料322和第一催化劑362被至少部分地吸收到構件材料78中，包括配置在該至少一個支柱390內的第一材料322和/或第一催化劑362。因此，各室392限定在內部通道82內的對應的室，并且壁限定在與該至少一個支柱390對應的內部通道82的各室之間。在一些實施例中，構件80再次包括如圖6所示的接近內壁100的第一催化劑362的整體分布，并且包括接近與支柱390對應的壁的第一催化劑362的類似的整體分布。因此，使用包括將內型芯324分成室392的至少一個支柱390的有護套型芯310對于內部通道82的給定截面占用空間增大了內部通道82的每單位長度限定的第一催化劑362的總表面積。

在一些實施例中，第一催化劑362如上面關于圖8描述的那樣在第一材料322的徑向內側延伸遍布中空結構320的內部分360和支柱390的至少一個預定第一縱向部分354。備選地，第一催化劑362延伸遍布內部分360和支柱390的基本上整個縱向范圍。

在一些實施例中，中空結構320再次使用合適的添加制造過程形成，如上面關于圖7和8所示的實施例描述的那樣。備選地，中空結構320是以使中空結構320如本文所述的那樣起作用的任何合適的方式形成的。

對于另一示例，圖12是沿著圖3所示的4-4線截取的有護套型芯310的另一實施例的示意截面圖。圖12所示的實施例與關于圖11描述的相同，除了該至少一個支柱390實現為將內型芯324分成四個室392的一對支柱390。與例示單個支柱390的圖11的實施例相比，使用包括將內型芯324分成四個室392的兩個支柱390的有護套型芯310對于內部通道82的給定截面占用空間進一步增大了內部通道82的每單位長度限定的第一催化劑362的總表面積。然而，內部通道82的截面流動面積對應地減小。

對于另一示例，圖13是沿著圖3所示的4-4線截取的有護套型芯310的另一實施例的示意截面。圖13所示的實施例類似于關于圖11所描述的。然而，在該示范實施例中，第一催化劑362配置在中空結構320的內部分360上，并且第二催化劑382在各室392中鄰近內型芯324沿至少一個支柱390配置。在備選實施例中，至少一個室392包括以任何合適的方式接近內型芯324配置在內部分360和該至少一支柱390上的第一催化劑362和第二催化劑382。

在示范實施例中，當構件80(圖2所示)在模具300中形成(圖3所示)時，第一材料322、第一催化劑362和第二催化劑382被至少部分地吸收到構件材料78中，包括配置在該至少一支柱390內的第一材料322和/或第二催化劑382。此外，各室392限定內部通道82內的對應的室，且壁限定在與該至少一個支柱390對應的內部通道82的各室之間。在一些實施例中，如圖6所示，構件80還包括接近內壁100的第一催化劑362的整體分布，并且包括接近與支柱390對應的壁的第二催化劑382的類似的整體分布。因此，在構件80形成在模具300中之后，各室392限定內部通道82中的雙催化劑室。

在一些實施例中，在各室392中，第一催化劑362延伸遍布內部分360的至少一個預定第一縱向部分354，并且第二催化劑382延伸遍布中空結構320的支柱390的至少一個預定第二縱向部分356，類似于上面關于圖9和10描述的那樣。備選地，第一催化劑362和第二催化劑382中的至少一者延伸遍布內部分360和/或支柱390的基本上整個縱向范圍。

在一些實施例中，中空結構320再次是使用合適的添加制造過程形成的，如上面關于圖9和10所示的實施例描述的那樣。備選地，中空結構320以使中空結構320能夠如本文所述的那樣起作用的任何合適的方式形成。

對于另一示例，圖14是包括內部通道82的另一示范構件80的一部分的示意截面圖，該內部通道82具有多個內通道特征98。圖15是另一示范有護套型芯310的示意立體剖視圖，該有護套型芯310用于模具組件301中，以形成如圖14所示的具有內通道特征98的構件80。具體而言，在圖15的視圖中，切掉了中空結構320的一部分，以例示內型芯324的特征。圖16是用于形成有護套型芯310的另一中空結構320的一部分的示意截面圖。在該示范實施例中，中空結構320再次由第一材料322和第一催化劑362形成。

參照圖14-16，內部通道82再次大體上由構件80的內壁100限定，并且內通道特征98成形為限定在由內部通道82限定的流動路徑中的局部變化。例如但不作為限制，內通道特征98是擾流部，其從內壁100大體上朝內部通道82的中心徑向向內地延伸，并且成形為干擾沿著內壁100的熱邊界層流，以在旋轉機器10的操作期間(如圖1所示)加強內部通道82中的反應的催化作用。備選地，內通道特征98是成形為限定在由內部通道82限定的流動路徑中的局部變化的任何結構。在示范實施例中，接近各內通道特征98的構件80至少部分地由第一催化劑362形成，如將在本文中描述的。為了清楚起見，從圖11中省略了第一材料322在構件80內的分布。

在某些實施例中，中空結構320的內部分360成形為限定至少一個內通道特征98。在一些此種實施例中，內型芯324由中空結構320的內部分360互補地成形，使得內型芯324限定內部通道82，該內部通道82包括限定在其中的至少一個內通道特征98。例如，內型芯324由內部分360互補地成形，以包括至少一個互補特征331，并且該至少一個互補特征331具有與至少一個內通道特征98的形狀互補的形狀。

例如，在例示的實施例中，該至少一個互補特征331是限定在內型芯324的外表面中的多個凹入特征334。各凹入特征334具有與對應的內通道特征98的形狀互補的形狀。更具體而言，在例示的實施例中，中空結構320的內部分360包括突起341，該突起341形成為多個銷子(stud)形狀，在中空結構320的內部分360上徑向向內地延伸，使得當將內型芯材料326添加到中空結構320時，突起341限定凹入特征334。因此，當將熔融的構件材料78引入模具腔304中并且中空結構320被至少部分地吸收到熔融的構件材料78中時，熔融的構件材料78靠著該至少一互補特征331填充，并且該至少一個互補特征331內的冷卻的構件材料78形成至少一個內通道特征98。此外或備選地，在將熔融的構件材料78引入模具腔304并且冷卻之后，鄰近內型芯324的中空結構320的內部分360的一部分保持完整的程度內，靠著該至少一個互補特征331聯接的內部分360的完整部分限定該至少一個內通道特征98。

在示范實施例中，中空結構320的內部分360至少包括至少部分地由第一催化劑362形成的突起341，和由第一材料322形成的中空結構320的其余部分。在備選實施例中，中空結構320包括第一材料322和第一催化劑362的任何合適的分布。在一些實施例中，在有護套型芯310關于模具300(如圖3所示)定位且熔融的構件材料78被加到模具腔304且冷卻，以形成構件80之后，接近內通道特征98的第一催化劑362的濃度可檢測地高于構件80內其他部位處的第一催化劑362的濃度。而且，在一些此種實施例中，第一催化劑362形成內通道特征98的至少一部分。

為了形成中空結構320，中空結構320的計算機設計模型再次被切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322和第一催化劑362中的各個在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322和對于部分地限定至少一個突起341的層的第一催化劑362的連續層，以形成中空結構320。例如，添加制造過程再次被適當地構造成用于交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和第一催化劑362的所限定的分布。一個此種代表性的層表示為層366。在一些實施例中，各自包括第一材料322以及對于部分地限定至少一突起341的層的第一催化劑362的連續層是使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種沉積的。另外或備選地，第一材料322和第一催化劑362的連續層是使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程沉積的。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320使得中空結構320能夠形成為具有至少部分地由第一催化劑362形成的突起341，該突起341是通過形成中空結構320的其他方式將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的，特別是，但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。對應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有至少部分地由第一催化劑362形成的內通道特征98，該內通道特征98對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方法來產生，和/或(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。因此，在某些實施例中，內部通道82中的流體流動經受擾流和催化作用的組合。

在備選實施例中，至少一些突起341至少部分地由第二催化劑382形成(圖9所示)，使得至少一些內通道特征98至少部分地由第二催化劑382形成，以限定雙催化劑內部通道82。此外或備選地，第一催化劑362延伸遍布內部分360的至少一個預定第一縱向部分354以增大用于催化作用的表面積，并且/或者第二催化劑382延伸遍布內部分360的至少一個預定第二縱向部分356以限定具有用于催化作用的增大的表面積的雙催化劑內部通道82，如在圖9和10中示出的。

圖17是另一示范構件80的一部分的示意截面圖，該部分包括具有多個內通道特征98的內部通道82。圖18是用于在模具組件301中使用以形成具有如圖17所示的內通道特征98的構件80的另一示范有護套型芯310的示意立體剖面圖。具體地，在圖18的視圖中，切掉了中空結構320的一部分以示出內型芯324的特征。圖19是用于形成圖18所示的有護套型芯310的另一中空結構320的一部分的示意截面圖。中空結構320再次由第一材料322和第一催化劑362形成。

參照圖17-19，內部通道82再次大體上由構件80的內壁100限定，且內通道特征98再次成形為限定在由內部通道82限定的流動路徑中的局部變化。在示范實施例中，接近各內通道特征98的構件80至少部分地由第一催化劑362形成，如將在本文中描述的。為了清楚起見，從圖17中省略了第一材料322在構件80內的分布。

在某些實施例中，中空結構320的內部分360再次成形為限定至少一個內通道特征98。在一些此種實施例中，內型芯324再次由中空結構320的內部分360互補地成形，使得內型芯324限定內部通道82，該內部通道82包括限定在其中的至少一個內通道特征98。更具體而言，在示范實施例中，中空結構320的內部分360成形為將該至少一個內通道特征98限定為沿著內部通道82的內壁100的來復線凹槽。對應地，內部分360包括來復線突起341，該來復線突起341成形為在將材料326添加到中空結構320時，將內型芯324的至少一個互補特征331限定為來復線凹槽結構339。因此，當熔融的構件材料78被引入模具腔304中并且中空結構320被至少部分地吸收到熔融的構件材料78中時，熔融的構件材料78靠著該至少一個互補特征331填充，并且該至少一個互補特征331內的冷卻的構件材料78再次形成至少一個內通道特征98。另外或備選地，在將熔融的構件材料78引入模具腔304并且冷卻之后，中空結構320的接近內型芯324的內部分360的一部分保持的程度內，靠著該至少一個互補特征331聯接的內部分360的完整部分再次限定至少一個內通道特征98。

在示范實施例中，中空結構320至少包括至少部分地由第一催化劑362形成的突起341，和由第一材料322形成的中空結構320的其余部分。在備選實施例中，中空結構320包括第一材料322和第一催化劑362的任何合適的分布。在一些實施例中，在有護套型芯310關于模具300定位(如圖3所示)且熔融的構件材料78被加到模具腔304中且冷卻以形成構件80之后，接近內通道特征98的第一催化劑362的濃度可檢測地高于構件80內其他部位處的第一催化劑362的濃度。而且，在一些此種實施例中，第一催化劑362形成內通道特征98的至少一部分。

為了形成中空結構320，中空結構320的計算機設計模型再次被切割成在第一端350與第二端352之間的一系列薄的平行平面，使得限定第一材料322和第一催化劑362在各平面內的分布。計算機數控(cnc)機器根據模型切片從第一端350到第二端352沉積第一材料322和對于部分地限定出突起341的層的第一催化劑362的連續層，以形成中空結構320。例如，添加制造過程再次被適當地構造成用于交替地沉積多種金屬和/或金屬和陶瓷材料中的各個，且根據計算機設計模型適當地控制該交替的沉積，以在各層中產生第一材料322和第一催化劑362的所限定的分布。一個此種代表性的層表示為層366。在一些實施例中，各自包括第一材料322和對于部分地限定突起341的層的第一催化劑362的連續層是使用直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種沉積的。此外或備選地，第一材料322和第一催化劑362的連續層是使用使得中空結構320能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的過程沉積的。

在一些實施例中，通過添加制造過程形成中空結構320再次使得中空結構320能夠形成為具有至少部分地由第一催化劑362形成的突起341，該突起341是通過形成中空結構320的其他方式將難以產生并且/或者產生起來成本相對更高的，特別是，但不僅是對于具有相對高的長度與直徑比的中空結構而言。對應地，通過添加制造過程形成中空結構320使得構件80能夠形成為具有至少部分地由第一催化劑362形成的內通道特征98，該內通道特征98對于以下而言將是困難并且/或者成本相對更高的：(i)通過形成構件80的其他方法來產生，和/或(ii)在最初在模具300中形成構件80之后在單獨的過程中添加到構件80。因此，在某些實施例中，內部通道82中的流體流動經受擾流和催化作用的組合。

在備選實施例中，突起341的至少一部分至少部分地由第二催化劑382形成(圖9所示)，使得內通道特征98的一部分至少部分地由第二催化劑382，形成以限定雙催化劑內部通道82。備選地或此外，第一催化劑362延伸遍布內部分360的至少一個預定第一縱向部分354以增大用于催化作用的表面積，并且/或者第二催化劑382延伸遍布內部分360的至少一個預定第二縱向部分356以限定具有用于催化作用的增大的表面積的雙催化劑內部通道82，如在圖9和10中示出的。

參照圖14-19，雖然內通道特征98例示為銷子和/或來復線凹槽，但應理解的是，本公開構想具有使得內部通道82能夠起作用以用于其預期目的的任何合適的額外或備選的形狀的內通道特征98，和具有使得內通道特征98能夠如本文描述的那樣形成的任何合適的對應形狀的中空結構320的內部分360和內型芯324的互補特征331。而且，雖然例示的實施例將內通道特征98的各實施例示為具有基本上相同的重復形狀，但應當理解的是，本公開構想具有使得內部通道82能夠起作用以用于其預期目的的不同形狀的任何合適的組合的內通道特征98，和具有使得內通道特征98能夠如本文描述的那樣形成的不同形狀的任何合適的對應組合的中空結構320的內部分360和內型芯324的互補特征331。

在圖20和21的流程圖中例示形成具有限定在其中的內部通道(諸如內部通道82)的構件(諸如構件80)的示范方法2000。還參照圖1-19，示范方法2000包括相對于模具(諸如模具300)定位2002有護套型芯(諸如有護套型芯310)。有護套型芯包括至少由第一材料(諸如第一材料322)和第一催化劑(諸如第一催化劑362)形成的中空結構(諸如中空結構320)。該有護套型芯還包括定位在該中空結構內的內型芯(諸如內型芯324)。方法2000還包括將熔融狀態下的構件材料(諸如構件材料78)引入2004到模具腔(諸如模具腔304)中以形成構件，且冷卻2006腔中的構件材料以形成構件。內型芯限定在構件內的內部通道。

在一些實施例中，將構件材料引入2004腔中的步驟包括，引入2008構件材料，使得在形成構件之后，接近內型芯的第一催化劑的濃度足以沿限定構件內的內部通道的內壁(諸如內壁100)的至少一部分建立與第一催化劑相關的催化作用。

在某些實施例中，將構件材料引入2004腔中的步驟包括，引入2010構件材料，使得在形成構件之后，第一催化劑內襯限定構件內的內部通道的內壁(諸如內壁100)的一部分。

在一些實施例中，定位2002有護套型芯的步驟包括定位2012該有護套型芯，其中，第一催化劑選自下列中的一種：(i)重整催化劑、(ii)質子酸、(iii)氧化鋁、和(iv)氧化釩。

在某些實施例中，定位2002有護套型芯的步驟包括定位2014有護套型芯，其中，第一催化劑在第一材料的徑向內側延伸遍布中空結構的內部分(諸如內部分360)的至少一個預定第一縱向部分(諸如第一縱向部分354)。在一些此種實施例中，定位2014有護套型芯的步驟包括定位2016包括中空結構的有護套型芯，該中空結構由第一材料、第一催化劑和第二催化劑(諸如)第二催化劑382形成。第二催化劑在第一材料的徑向內側延伸遍布中空結構的內部分的至少一個預定第二縱向部分(諸如第二縱向部分356)。

在某些實施例中，中空結構的內部分(諸如內部分360)至少部分地由第一催化劑形成，該內部分成形為限定內部通道的至少一個內通道特征(諸如內通道特征98)，并且將構件材料引入2004腔中的步驟包括，引入2018構件材料，使得在形成構件之后，第一催化劑形成該至少一個內通道特征的至少一部分。

在一些實施例中，該中空結構包括至少一個支柱(諸如至少一個支柱390)，該至少一個支柱將內型芯分成多個縱向地延伸的室(諸如室392)，且第一催化劑接近內型芯沿該至少一個支柱配置。將構件材料引入2004腔中的步驟包括，引入2020構件材料，使得在形成構件之后，內型芯的多個室中的各個限定內部通道的對應室。

在某些實施例中，定位2002該有護套型芯的步驟包括定位2022包括中空結構的有護套型芯，該中空結構包括多個層，諸如代表性的層366、368和370，它們各自使用添加制造過程形成。

在一些實施例中，方法2000還包括使用2026添加制造過程形成2024該中空結構。而且，在一些此種實施例中，使用2026添加制造過程的步驟包括交替地沉積2028第一材料和第一催化劑中的各個，以在中空結構的多個層中的各個(諸如代表性的層366、368和370)中產生第一材料和第一催化劑的所限定的分布。此外或備選地，在一些此種實施例中，使用2026添加制造過程的步驟包括使用2030直接金屬激光熔化(dmlm)過程、直接金屬激光燒結(dmls)過程、選擇性激光燒結(sls)過程、電子束熔化(ebm)過程、選擇性激光熔化過程(slm)、和自動澆鑄擠壓型添加過程中的至少一種。

上面描述的有護套型芯提供用于利用沿內部通道選擇性地定位的至少一種催化劑形成包括限定在其中的該內部通道的構件的成本效果合算的方法。具體而言，該有護套型芯包括內型芯且還包括中空結構，該內型芯定位在模具腔內，以限定構件內的內部通道的位置，內型芯配置在該中空結構內，該中空結構至少由第一材料和第一催化劑形成。該第一催化劑諸如通過添加制造過程戰略性地分布在中空結構內，使得當構件在模具中形成時，該第一催化劑沿內部通道選擇性地定位。例如但不作為限制，該第一催化劑選擇性地定位以利于在內部通道中流動的流體中的化學反應。此外，具體而言，該第一材料和該第一催化劑各自能夠由引入到模具腔中的熔融的構件材料至少部分地吸收以形成構件。因此，中空結構的使用不干擾該構件的結構或性能特性，并且不干擾隨后從構件移除內型芯材料以形成內部通道。

本文描述的方法、系統、和設備的示范技術效果包括以下中的至少一種：(a)減少或消除與用于形成具有限定在其中的內部通道的構件的型芯的形成、處理、輸送、和/或存儲相關的脆性問題；和(b)當在模具中形成構件時沿著內部通道可靠且可重復地選擇性地定位至少一種催化劑的能力，即使是對于具有非直線和/或復雜形狀并且/或者以高l/d比為特征的內部通道。

在上面詳細地描述了有護套型芯的示范實施例。該有護套型芯和使用此種有護套型芯的方法和系統不限于本文中描述的特定實施例，相反，系統的構件和/或方法的步驟可以獨立地且與本文描述的其他構件和/或步驟分開地利用。例如，該示范實施例可與當前構造為在模具組件內使用型芯的許多其他應用結合地實現和利用。

雖然本公開的各種實施例的具體特征可能在一些圖中示出但未在其他圖中示出，但這僅是為了方便。根據本公開的原理，附圖的任何特征可與任何其他附圖中的任何特征結合地引用并且/或者要求保護。

此書面描述使用示例來公開實施例，包括最佳實施方式，并且還使本領域技術人員能夠實踐實施例，包括制造和使用任何裝置或系統和執行任何合并的方法。本發明的可取得專利的范圍是由權利要求限定的，并且可包括本領域技術人員想到的其他示例。如果這些其他示例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其他示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，則這些其他示例意圖在權利要求的范圍內。