[发明专利]增材制造结构中的复合材料镶嵌

说明书

公开了用于将复合材料镶嵌到器具壳体中的技术。在一方面，提供了一种增材制造的器具壳体，复合材料镶嵌和固化在该器具壳体中。器具壳体的表面设置有凹槽或其它机构，以使得能够在复合材料和器具壳体之间粘合。得到的整体结构被用作运输结构中的部件。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月11日提交的且名称为“增材制造结构中的复合材料镶嵌”的美国专利申请No.15/730,675的权益，其内容通过引用明确地整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及制造技术，并且更具体地涉及用于车辆，船，飞行器和其它运输结构的3-D打印的部件。

背景技术

许多类型的部件被制造并用在运输结构中，比如车辆、卡车、火车、摩托车、船、飞行器以及类似物。这样的部件可以包括“现成的”和定制的部件两者，其可以在运输结构内或作为其部分用于功能、结构或美学目的中的任一个或多个。

许多类型的这种部件构成了由金属、合金、聚合物或其它合适材料组成的一般的刚性结构构件。该结构构件可以具有预定形状，并且可以包括被制造成粘合到适当模制的复合材料的单独层上的一个或多个表面、凹槽或空腔。例如，车辆中的内门板的部分可包括镶嵌有碳纤维加强聚合物(CRFP)的金属或塑料结构。在该示例中，CRFP层可以被包括以增加面板的强度和耐用性，同时保持相对轻质和美观的设计。根据像运输结构的类型以及部件的性质与预期用途之类的因素，可以使用许多其它类型的复合材料。

将用于模制复合材料层的器具壳体加工成用于这种结构的所需形状常常是昂贵且耗时的工艺。在传统的生产技术中，用于模制复合材料的器具通常使用劳动密集型的工艺制造。例如，可以使用加工工艺来制造一对器具壳体，每个器具壳体可以各自构成模具的正部分和负部分中的一个。材料和树脂可以放置在正和负器具壳体部分之间的模具中，从而形成结构。器具壳体继而通常由一种或多种材料组成，这些材料在化学上和结构上适用于在模制主体材料中使用。通常，这种结构具有使它们得难以精确切割成所需模具形状或难以形成细节特征的性质。

在完成复合材料层的模制之后，器具壳体在形成单一类型的部件的用途范围外可以具有局限地或者不再具有其它的用途。进一步地，其中要镶嵌模制材料的结构可能必须使用不相关的技术单独加工，从而可能致使制造工艺甚至更加昂贵和费力。

发明内容

在下文中将参考三维打印技术更全面地描述镶嵌在增材制造器具壳体的复合材料。

制造用于运输结构的部件的方法的一个方面包括，三维(3-D)打印器具壳体，器具壳体包括被构造成粘合到材料上的表面，使用作为模具部件的器具壳体将材料施加到表面，并形成包括器具壳体和材料的整体结构，该整体结构用于装配为运输结构中的部件。

制造用于运输结构的部分的方法的另一方面包括，三维(3-D)打印器具壳体，并且生产整体结构，其包括器具壳体和施加于器具壳体的表面的材料，该整体结构用作运输结构中的部件，生产整体结构进一步包括使用器具壳体来模制复合材料，以及将复合材料固定到器具壳体上。

应当理解，对于本领域技术人员，用于运输结构的部件的生产方法的其它方面将从以下详细描述中变得显而易见，其中通过示例的方式仅描述示出与描述了几个实施例。如本领域技术人员将认识到的，部件与制造部件的方法能够具有其它且不同的实施例，并且其若干细节能够在各个其它方面进行修改，所有这些都不脱离本发明的范围。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而不是限制性的。

附图说明

现在将在附图中通过示例而非限制的方式在详细描述中介绍镶嵌增材制造的器具壳体的复合材料，其中：

图1示出了启动3-D打印过程的示例性过程的流程图。

图2示出了示例性3-D打印机的框图。