[发明专利]3D打印的模具和用于制作该模具的方法

说明书

公开了用于3‑D打印模具壳体的技术，所述模具壳体用于制作用于运输结构(比如，汽车、船舶、飞行器或其它交通工具，或者其它机械结构)的面板。可以使用3‑D打印机来制作包含因瓦合金和/或用于模制面板的一些其它材料的模具壳体。通道可以形成在3‑D打印的模具壳体中，以能够进行树脂灌注、真空生成或热量传递。替代地或附加地，一个或更多个中空部段可以形成在3‑D打印的模具壳体内以减少壳体的重量。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月10日提交的并且题为“3D-PRINTED TOOLING AND METHODSFOR PRODUCING THE SAME(3D打印的模具和用于制作该模具的方法)”的美国专利申请No.15/430,385的权益，其内容通过引用整体清楚地并入本文。

技术领域

本公开总体涉及制作中的模具技术，并且更具体地涉及用于在制作车辆、船舶、飞行器和其它机械结构的面板中所使用的3-D打印的模具。

背景技术

很多类型的面板被广泛地制造并使用在运输结构中，比如交通工具、卡车、火车、摩托车、船舶、飞行器等。面板可以在结构的主体的内部，比如例如，交通工具中的内部门面板。面板还可以包括外部主体面板，其被组装作为交通工具的底盘的部分。除了其它功能，这种外部面板限定了交通工具的外部形状和结构，并且可由该交通工具外的观察者看到。

在这种面板的制造中也使用了各种各样的材料。材料的选择通常取决于面板的目的、功能和预期用途。最近，制造商特别重视使用可以使车辆的重量最小化以增加燃料效率的材料。强度、耐用性、寿命和美学外观是有助于选择在面板中使用的这种材料的其它因素。例如，内部面板可以由模制塑料、金属、玻璃纤维和木材以及其它材料构成。相反，组成运输结构的框架的外部面板可能需要被设计成满足现有安全规范的更专用的材料。

近年来特别重视的焦点是使用复合材料来形成面板。通常，复合材料由两种或更多种不同的材料形成，所述材料被结合在一起以形成优于单独材料的原始特性的特定特性。复合材料(比如玻璃纤维和碳纤维)被用于制造在运输结构中使用的复合面板。

碳纤维是一种用于形成多种高性能结构的常用材料，所述高性能结构需要刚度、强度和耐用性而没有通常与替代候选材料相关的重的重量。碳纤维加强聚合物(CFRP)是一种极其坚固且轻质的纤维加强塑料。顾名思义，CFRP包括通过使用碳纤维和聚合物基树脂(或其它结合剂)的组合而形成以形成具有超过其组成材料的耐用特性的新型复合材料的材料。由于其强度和轻质的性质，除了具有许多其它工业和商业应用之外，CFRP还频繁用于制造用于车辆、船舶、摩托车、飞行器和其它机械组装件的主体面板和其它部件。

近年来已经出现的挑战包括确定更高效、环境友好、更快且成本更少的使用复合材料来制作面板的技术。在传统的制作技术中，用于模制复合材料的工具通常是通过使用劳动密集型方法制造的。例如，机械加工方法可以被用来制造一对模具壳体，所述模具壳体的每一个可以组成模子的阳模部段与阴模部段中的一个。材料与树脂可以被放置在模子中，位于阳模具壳体部段与阴模具壳体部段之间，从而成形为组成目标复合材料的面板。模具壳体继而通常由在化学性质和结构上适于在模制主题材料中使用的一种或更多种材料构成。