[發(fā)明專利]用于制造工具的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010072253.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN111452353A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬里亞·皮拉爾·穆尼奧斯洛佩斯;里卡多·皮尼略斯馬丁尼茲;何塞·安東尼奧·迭斯特馬西亞爾;阿爾韋托·拉吉亞佩雷斯;伊萬·蒙松卡塔蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 空中客車西班牙有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29C64/112
• 分類號(hào): B29C64/112;B22F3/115;B23P15/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 黃霖;李新燕

用于制造工具的方法，該方法包括以下步驟：形成形狀部(1)；在所述形狀部(1)上形成金屬板(2)；在所述金屬板(2)上形成結(jié)構(gòu)件(3)；從金屬板(2)上移除材料以用于獲得最終的工具。這種方法可以節(jié)省材料，因?yàn)楫a(chǎn)生的廢料更少，工具設(shè)計(jì)和制造的靈活性更大，對(duì)后期設(shè)計(jì)修改進(jìn)行快速反應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造工具的方法，特別是用于制造用于飛行器復(fù)合材料部件的工具的方法，該方法通過基于將增材技術(shù)和減法技術(shù)相結(jié)合的混合方法來進(jìn)行工具制造。

背景技術(shù)

用于固化復(fù)合材料部件的工具行業(yè)自過去30年以來一直停滯不前，并且用于大型金屬工具制造的技術(shù)是純減法的。這些工具非常沉重(其中一些大約30噸至32噸)并且難以操作。

疊層和固化模具的結(jié)構(gòu)基本上包括板和提供結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的重型子結(jié)構(gòu)。

該板復(fù)制要制造的部件幾何形狀，并且根據(jù)應(yīng)用情況通常具有大約8mm至15mm的厚度。

對(duì)該板進(jìn)行銑削以獲得良好的表面質(zhì)量和幾何上的緊密公差，并且將板錨定在基于框架(縱向和橫向定向)的結(jié)構(gòu)上，從而使工具堅(jiān)硬并防止不穩(wěn)定和巨大變形。

這些框架通常是從金屬材料(鋁、鋼、不變鋼等)的實(shí)心板上激光切割而成的，并且這些框架焊接在一起以獲得所需的幾何形狀，因此大部分是廢料(約70％至80％)。通常，這些框架形成步長(zhǎng)固定的“蛋箱”形狀的結(jié)構(gòu)。

通過這種技術(shù)制造的固化工具在高壓釜內(nèi)的效率很低，因?yàn)樗鼈凅w積很大，而且需要很長(zhǎng)時(shí)間才能加熱。因此，制造復(fù)合材料零件的固化周期非常耗時(shí)，并且加熱非常不均勻，零件之間的梯度約為30℃至35℃。

加上所有這些因素，工具的交付時(shí)間非常長(zhǎng)，并且需要對(duì)工具進(jìn)行早期設(shè)計(jì)，因此很難對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。工具維修也相當(dāng)昂貴。

因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種增材層制造技術(shù)，以產(chǎn)生具有復(fù)雜且優(yōu)化的構(gòu)型的大型工具，與通過常規(guī)切割、焊接和銑削操作制造的工具相比，該工具提供更高的性能。

本發(fā)明的目的還在于解決重量問題以及隨后解決在部件制造期間的不均勻加熱問題。增材技術(shù)和減法技術(shù)的結(jié)合使工具的設(shè)計(jì)具有更大的靈活性，因?yàn)楦菀走M(jìn)行修改?？梢酝ㄟ^增加材料來制造新的復(fù)雜構(gòu)型，從而解決了高廢料量的問題。

發(fā)明內(nèi)容

通過根據(jù)本發(fā)明的方法，可以解決上述缺點(diǎn)，并提供以下描述的其他優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的用于制造工具的方法包括以下步驟：

-形成形狀部；

-在所述形狀部上形成金屬板；

-在所述金屬板上形成結(jié)構(gòu)件；以及

-從金屬板上移除材料以獲得最終的工具。

優(yōu)選地，通過增材層制造來形成形狀部。此外，所述形狀部由滿足將材料物沉積在其上的需求的樹脂或其他廉價(jià)材料、比如聚氨酯樹脂制成。

還優(yōu)選地，通過在形狀部上噴涂金屬涂層來形成金屬板，并且根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，通過在金屬線材之間施加電弧來實(shí)施所述噴涂，從而使金屬熔融，然后吹氣使金屬凝固?？梢允褂锰峁┝司哂械蜔嵝?yīng)的均勻材料層沉積的其他沉積技術(shù)作為替代方案。

此外，該結(jié)構(gòu)件優(yōu)選地通過電弧增材制造形成。

根據(jù)兩個(gè)替代性實(shí)施方式，通過銑削或機(jī)械加工金屬板來實(shí)施從金屬板上移除材料。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括在形成結(jié)構(gòu)件之前的模擬步驟，其中，該模擬步驟可以包括對(duì)熱和沉積策略進(jìn)行的模擬。

此外，該方法還可以包括在形成結(jié)構(gòu)件的步驟之后并且在銑削步驟之后的釋放結(jié)構(gòu)件中的熱應(yīng)力的步驟。