[發明專利]結構和用于使用接口節點來高產量生產復雜結構的方法

有效

• 申請號: 201811330197.X
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109759583B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 凱文·羅伯特·辛格;布羅克·威廉·坦恩豪特恩;安東尼奧·伯納德·馬丁內斯;史蒂文·布萊爾·梅西;納倫德·尚卡爾·拉克什曼;比爾·大衛·克雷格;喬恩·保羅·岡納爾;大衛·布萊恩·滕霍滕;亞哈·納吉·艾爾·那加;穆罕默德·法贊·扎法爾
• 申請（專利權）人: 戴弗根特技術有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 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

本申請公開了一種高精度接口節點。該接口節點包括整體結構，其包括一種或多種復雜或精巧的特征和功能。接口節點可以與另一部件或鏈接節點連接。接口節點制造成在能夠量產的同時實現高精度功能。在一方面減小該接口節點的尺寸以便至少部分地克服由生成高精度接口節點所引起的較低的生產量。該接口節點連接的部件及鏈接節點可以只具有基本的特征和功能。因此，后者這種類型的部件可以使用高打印速率和因此高的生產量。在其它實施例中，這些低精度部件還可以使用非打印的制造技術來生產，這些技術可以提供必需的高生產量，或者對于高精度的機械加工零件，其缺少接口節點的幾何形狀靈活性。在實施例中，接口節點可以通過鏈接節點連接至其它部件。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年11月10日提交的并且題為“STRUCTURES AND METHODS FORHIGH VOLUME PRODUCTION OF COMPLEX STRUCTURES USING INTERFACE NODES”(結構和用于使用接口節點來高產量生產復雜結構的方法)的美國專利申請No.15/809,913的權益，其通過引用整體明確地并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及運輸結構和其它機械組件，并且更具體地說，涉及用于在整體結構中連接部件的接口節點。

背景技術

增材制造(AM)、也稱為三維(3D)打印，使用計算機輔助數據模型，以用于在基底上沉積和操縱分層的材料，以生產具有由模型限定的特征的3D結構。當前AM技術的顯著優點是，它們可以使用具有精密限定特性的材料出產具有多層面幾何特征和復雜結構的部件。例如，最近的3D打印機能夠打印非常小的特征尺寸和分層高度，并且可以因此渲染出具有非常精細的細節水平的部件。進一步地，基于PBF技術、DED技術和其它AM技術中的激光和基于電子的能量源可以使用各種普遍的金屬和合金來打印對象。AM還允許顯著的設計靈活性，因為它是非設計特定的。因為AM是非設計特定的，所以它提供了其它制造工藝不能提供的幾何和設計的靈活性。與通常用于生產單一形狀零件的模制不同，AM可以生產具有無數形狀和尺寸的對象。超過打印機尺寸規格的非常大的對象還可以在設計階段分離、并行打印并組合。簡而言之，AM在工業部門迅速變得普及，其中主要是生產復雜且多樣的機械結構。

在AM中，設計者所面對的一個權衡是：一般地，設計用在需被3D打印的部件中的特征或功能越復雜精巧，預期產量越低。該產量還隨著3D打印部件的尺寸的增加而減少。這些實際限制通常是某些AM工藝中固有的，其可能依靠減慢打印速度以精確渲染復雜幾何形狀，而且其必須施加更多總體層以渲染大的結構。仍有其它依賴技術的因素對決定特定AM技術的總體產值(包括產量)有重要意義。

AM可以與傳統的制造技術比如機械加工、銑削、模制、鍛造、鑄造和類似技術形成對比。例如，鑄造可以以高產量高效地生產結構，甚至其中是龐大或沉重的結構。然而，鑄造和其它傳統技術通常在經濟上不適于高產量地生產更復雜的結構。這些包括具有復雜精巧內部特征、具有精密材料性能、具有剛性公差要求、和/或具有其它復雜的內部架構特質的結構。使用傳統的制造技術來生產這些類型的精密部件會是非常昂貴的。例如，機械加工技術可以生產具有錯綜復雜特征的非常精密且幾何形狀復雜的結構。然而，對于依靠任何種類的這種復雜結構的高產量生產的應用來說，機械加工本質上是不劃算的并且通常過于昂貴。此外，由于該工藝固有的物理限制，一些結構不能使用機械加工來制造。示例包括網格結構，由于它們的通用性和重量輕的性質，網格結構被應用在一些現代機械化技術中。因此必須考慮其它替代方案。

因此，一方面需要技術來集成AM的益處和其創建具有復雜精巧特征的復雜結構的能力，另一方面，利用更高產量制造技術的技術以實現減少生產周期并增加生產能力，從而使得結構的制造能夠享受二者結合的益處。

發明內容

本文公開了接口節點和使用接口節點的結構的若干方面。