[發明專利]通過3D打印技術來制造定位控制工具的方法

在審

• 申請號: 201811454851.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109940872A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 阿爾瓦羅·托雷斯薩拉斯;阿爾瓦羅·亞拉羅德爾戈;帕洛馬·略倫特加西亞;埃琳娜·莫亞桑斯
• 申請（專利權）人: 空中客車西班牙運營有限責任公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/20;B29C64/393;B22F3/115;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;杜誠

本發明涉及一種通過3D打印技術來制造定位控制工具的方法，所述方法包括以下一組步驟：比如：?用與粉狀石墨烯混合的聚合物材料(12a)來在基材(205)上3D打印(400)多個特征(410)，所述特征(410)包括：?用于產生第一表面聲波(215)的諧振器(411)換能器；?用于反射所述第一表面聲波(215)的一對反射器(412a，412b)；?結構(413)，其中，作用于所述結構(413)上的科里奧利力產生第二表面聲波(230)；以及?用于感測所述第二表面聲波(230)的第一傳感器換能器(414)；以及?第二傳感器換能器(415)，所述第二傳感器換能器用于感測來自所述表面(210)的沒有能夠被所述科里奧利力作用的任何結構的第二區域的殘余表面聲波。

技術領域

本發明涉及一種智能工具以及一種制造這種工具的方法。更確切地，本發明涉及一種通過3D打印技術來制造定位控制工具的方法。

背景技術

陀螺儀在現有技術中是眾所周知的、并且被包含在一些用于測量或維持取向和角速度的裝置中。如今陀螺儀在船舶、飛行器、航天器或車輛工業中、而且在移動電話、自行車、操縱桿、護目鏡、機器人等中有一些應用。

對于任何機械陀螺儀，存在質量體(m)的穩定參照振動運動(V)，比如，垂直于振動運動方向(V)的角旋轉(Ω)以振動運動的頻率(V)產生與振動運動(V)和角旋轉(Ω)兩者的方向垂直的科里奧利力。因此，科里奧利力F＝2.m.VxΩ的作用是對角旋轉速率(Ω)的量度。

受呈框架的剛度元件約束的質量體可以被輸入動力源置于z方向上的振蕩運動中。如果框架圍繞x軸旋轉，則振蕩質量體將在y方向上經受與所施加的旋轉速率成比例的科里奧利力。作用在質量體上的科里奧利力試圖引起質量體在y方向上與旋轉速率成比例的位移。

常規的MEM(微機電)陀螺儀是硅基振動傳感器，該振動傳感器利用機械結構的兩種振動模式之間的能量傳遞。為了在經受旋轉時實現高靈敏度，來自這些振動模式的能量必須以高Q水平從激勵方向高效地傳遞到感測方向。需要相當大的努力來設計和制造振動結構及其支持電子器件，以實現小于一度每秒的分辨率。

常規的MEM陀螺儀由于其基本的工作原理而受到固有的性能限制，該工作原理基于懸掛的機械結構的振動，即梳狀結構、梁、盤或環結構的振動。設計和制造兩種振動模式具有匹配的共振頻率的機械結構通常是困難且昂貴的。由于需要用于控制和檢測振動結構的狀態以改善動態范圍的電子電路，最終產品的成本也可能增加。此外，懸掛的振動機械結構易受以與距陀螺儀的工作頻率相差不遠的頻率發生的外部沖擊和振動的影響。這樣的干擾可能影響振動結構。因此，該結構由于其共振而不能剛性地附接在基材上，由此也限制了其動態范圍。

發明內容

本發明提出了根據這組權利要求所述的一種經由3D打印技術來制造定位控制工具的方法，所述方法包括以下步驟以形成陀螺儀：

-用絕緣3D打印聚合物材料來3D打印框架的第一部分以形成在打印床上引導的接納器；

-基于在所述框架的第一部分內的與粉狀石墨烯混合的聚合物材料來在所述框架的第一部分內3D打印一組壓電基材層；

-3D打印具有穿過其中的多個孔的圖案；

-用與粉狀石墨烯混合的聚合物材料、使用所述圖案來在所述基材上3D打印多個特征，所述特征包括：

-用于在所述壓電基材的所述表面上產生第一表面聲波的諧振器換能器，

-一對反射器，這對反射器用于反射所述第一表面聲波以在所述表面的在所述這對反射器之間的第一區域內形成駐波，

-在所述區域內的結構，其中，作用于所述結構上的科里奧利力產生第二表面聲波，以及

-第一傳感器換能器，所述第一傳感器換能器布置在所述表面上、用于感測所述第二表面聲波，以及