[发明专利]增材制造的能量吸收结构

说明书

本文提供了用于增材制造具有增加的能量吸收特性的结构的设备和方法。三维(3D)增材制造结构可以构造有空间相关的特征以形成碰撞部件。当用在运输交通工具的构造中时，具有空间相关的增材制造的特征的碰撞部件可以加强并增加碰撞能量吸收。这继而吸收并重新分布更多碰撞能量远离交通工具的乘员(们)，从而提高了乘员的安全性。

技术领域

本公开总体涉及用于制造具有增加的能量吸收特性的结构的技术，并且更具体地涉及增材制造运输交通工具的撞击部件。

背景技术

三维(3D)打印(还被称为增材制造)呈现出高效构建用于汽车和其它运输结构(比如，飞机、船舶、摩托车等)的部件的新机遇。将增材制造过程施用于生产这些产品的行业已经证明将生产在结构上更高效的运输结构。使用3D打印的部件生产的汽车可以被制成更牢固、更轻、并且因此更具有燃料效率。

安全性也是运输结构中的考虑因素。根据国际公路安全旅行协会(ASIRT)的报道，全世界每年有超过一百万人死于道路碰撞。很多因素导致了致命的碰撞，包括例如驾驶员行为和交通工具设计的各个方面。碰撞期间，乘员由于冲击碰撞能量而经历加速的方式还可以决定生存的可能性。需要通过解决这种碰撞能量被吸收与被分布的方式来提高交通工具安全性。

发明内容

将在下文参考三维(3D)打印技术更加全面地描述用于增材制造具有增加的能量吸收特性的结构的技术的几个方面。

在一方面，运输交通工具包括第一结构区域、第二结构区域、以及增材制造的碰撞部件。增材制造的碰撞部件定位在第一结构区域与第二结构区域之间。增材制造的碰撞部件包括至少一个壳体层和空间相关的轮廓，所述增材制造的碰撞部件被构造成吸收并重新分布来自第一结构区域和第二结构区域中的至少一个的碰撞能量。

增材制造的碰撞部件可以包括热处理区域，其被构造成吸收来自第一结构区域和第二结构区域中的至少一个的碰撞能量。

载荷承受部件可以使载荷能够通过限定的载荷路径传递或转移至其它部件。另一方面，增材制造的碰撞部件可以被构造成通过吸收一定量的碰撞能量(例如，当制造的碰撞部件经历受控变形时)来吸收来自第一结构区域和第二结构区域中的至少一个的碰撞能量。吸收的一定量的碰撞能量可以基于空间相关的轮廓。

空间相关的轮廓可以包括壳体参数。壳体参数可以是壳体厚度。壳体厚度可以被构造成根据位置而改变。壳体参数可以是壳体密度；壳体密度可以被设置为根据位置而改变。此外，一方面，空间相关的轮廓还可以是横截面的几何构型、形状或尺寸的函数。

空间相关的轮廓可以包括壳体材料。

增材制造的碰撞部件可以被构造成基于预期的安全气囊的展开轮廓来吸收一定量的碰撞能量。增材制造的碰撞部件可以被构造成基于预期的减速曲线来吸收一定量的碰撞能量。

内部空腔可以包括泡沫。泡沫可以包括金属。

增材制造的碰撞部件可以是框架挤压导轨。

另一方面，增材制造运输交通工具中的碰撞部件的方法包括：形成被壳体区域包围的中空区域；并且根据位置来控制壳体区域的轮廓。

控制壳体区域轮廓可以包括改变壳体厚度。控制壳体区域轮廓可以包括改变材料密度。控制壳体区域轮廓可以包括改变壳体区域的材料。此外，一方面，空间相关的轮廓还可以是横截面的几何构型、形状或尺寸的函数。

增材制造运输交通工具中的碰撞部件的方法可以进一步包括将泡沫注射到中空区域中。

另一方面，运输交通工具包括增材制造的碰撞部件。增材制造的碰撞部件包括内部中空区域和壳体。壳体具有可变的横截面轮廓。

增材制造的碰撞部件可以进一步包括至少一个增材制造的加强元件。