[發(fā)明專利]用于基于增材制造外骨骼的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827629.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109290570B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布羅克·威廉·坦恩豪特恩;凱文·羅伯特·辛格;斯圖亞特·保羅·梅西;大衛(wèi)·查爾斯·奧康奈爾;喬恩·保羅·岡納爾;安東尼奧·伯納德·馬丁內(nèi)斯;納倫德·尚卡爾·拉克什曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴弗根特技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y80/00;B62D29/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王瑞朋;胡彬

本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及增材制造車輛外部結(jié)構(gòu)，該車輛外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為封裝車輛表面并且支撐所需的操作負(fù)載。車輛結(jié)構(gòu)包括腔體，使用外部接口的部件被插入到腔體中。多個(gè)部件被裝配并集成到車輛結(jié)構(gòu)中。該結(jié)構(gòu)可以是使用以并行或串行方式施加的多種打印技術(shù)的3D打印的。在實(shí)施例中，部件和結(jié)構(gòu)是模塊化的，使用多種材料和制造技術(shù)并且能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)零件的可修復(fù)性和替換。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2017年7月25日提交的名為“用于基于增材制造外骨骼的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.15/659,601的權(quán)益，其整體通過(guò)引用的方式明確地結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于增材制造(AM)的技術(shù)，更具體地，涉及用于3D打印運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和用作這種運(yùn)輸結(jié)構(gòu)中的模塊化部件的子結(jié)構(gòu)的技術(shù)。

背景技術(shù)

增材制造(AM)工藝包括使用用于在“建造板”上堆積層狀材料的存儲(chǔ)幾何模型，以制造具有由模型定義的特征的三維(3D)物體。AM技術(shù)能夠使用許多種材料打印復(fù)雜部件。基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型來(lái)制造3D物體。AM工藝可使用CAD模型產(chǎn)生固體三維物體。

一個(gè)這種方法叫做直接金屬沉積(DMD)。DMD是一種使用激光熔化金屬粉末從而將其轉(zhuǎn)變成固體金屬物體的AM技術(shù)。與許多其他AM技術(shù)不同，DMD并不以粉末床為基礎(chǔ)。相反，DMD使用進(jìn)料噴嘴將粉末推入激光束中。然后激光使粉末金屬熔合。雖然支撐件或者自由基襯底在一些情況中可用來(lái)維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，但是DMD中的幾乎所有粉末都轉(zhuǎn)變成固體金屬，因此留下很少的廢粉末以回收利用。使用逐層策略，由激光束和進(jìn)料噴嘴構(gòu)成的打印頭可掃描襯底以沉積連續(xù)的層。可使用此技術(shù)處理所有類型的金屬材料，包括，例如，鋼、鋁、鎳合金、鈦、鈷、銅等。

諸如粉末床熔合(PBF)的其他AM工藝使用激光燒結(jié)或者熔化沉積在粉末床中的金屬粉末，然后這會(huì)使粉末顆粒在目標(biāo)區(qū)域中粘結(jié)在一起，以產(chǎn)生具有預(yù)期幾何形狀的3D結(jié)構(gòu)。在PBF中可使用不同的材料或者材料的組合，例如金屬、工程塑料、熱塑性彈性體、金屬，和陶瓷，以產(chǎn)生3D物體。其他更先進(jìn)的AM技術(shù)，包括下面進(jìn)一步討論的那些，也是可獲得的或者是目前正在發(fā)展中的，并且各自可適用于這里的教導(dǎo)。

由于AM工藝持續(xù)改進(jìn)，制造商越來(lái)越多地研究在其設(shè)計(jì)中使用AM部件的好處。盡管最近在AM特征(例如，建造板尺寸、打印速度和精度，以及基于AM技術(shù)的其他越來(lái)越復(fù)雜的特征)方面取得了進(jìn)展，但是當(dāng)與運(yùn)輸結(jié)構(gòu)整體的尺寸相比時(shí)，AM在各種運(yùn)輸結(jié)構(gòu)行業(yè)中的使用多半仍限于生產(chǎn)相對(duì)小尺度的部件。因此，使用AM來(lái)發(fā)展這種機(jī)構(gòu)的更大的和越來(lái)越復(fù)雜的子結(jié)構(gòu)的可能性在很大程度上仍是未開(kāi)發(fā)的。

發(fā)明內(nèi)容

參考三維打印技術(shù)此后將更詳細(xì)地描述用于增材制造(AM)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的技術(shù)的若干方面，其包括，在一個(gè)示例性方面中，車輛AM結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)成封裝車輛外部表面并且支撐所需的操作負(fù)載。

用于裝配到運(yùn)輸結(jié)構(gòu)中的裝置的一個(gè)方面包括增材制造(AM)結(jié)構(gòu)，其包括外部表面，該AM結(jié)構(gòu)構(gòu)造為接受操作負(fù)載并在撞擊事件中保護(hù)乘員，其中，所述外部表面包括多個(gè)腔體，所述多個(gè)腔體用于容納使用外部接口的部件。

運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的一個(gè)方面包括增材制造仿形夾層面板，以及裝配在夾層面板的內(nèi)部的多個(gè)部件，其中所述夾層面板被構(gòu)造為支撐運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)負(fù)載。

用于生產(chǎn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的方法的一個(gè)方面包括增材制造(AM)框架，該AM框架包括構(gòu)造為接受操作負(fù)載并在撞擊事件中保護(hù)乘員的結(jié)構(gòu)，并且將多個(gè)部件裝配到AM框架中，其中，AM框架包括多個(gè)腔體，所述多個(gè)腔體用于容納多個(gè)部件的需要外部接口的部件。

多方位打印機(jī)的一個(gè)方面包括限定建造區(qū)域的襯底，構(gòu)造為提供用于在所述建造區(qū)域建造結(jié)構(gòu)的材料的涂抹器，以及構(gòu)造為在所述建造區(qū)域上方延伸的第一處理器控制臂組件和第二處理器控制臂組件，其中，其中，所述第一臂組件和第二臂組件各自構(gòu)造為執(zhí)行對(duì)應(yīng)于不同的增材制造(AM)技術(shù)的功能。