[发明专利]增材制造结构中基于粘合剂零部件保持特征的系统和方法

说明书

公开了用于增材制造结构中基于粘合剂零部件保持特征的系统和方法。结构包括第一AM零部件，该第一AM零部件构造成经由施加于第一AM零部件与第二零部件之间的界面的初级连接而连接至第二零部件。该结构包括包括次级连接的至少一个保持元件。该次级连接包括构造成固定第一AM零部件和第二零部件的第一粘合剂。该次级连接可以定位成在第一AM零部件与第二零部件之间提供连接。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月8日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FOR ADHESIVE-BASED PART RETENTION FEATURES IN ADDITIVELY MANUFACTURED STRUCTURES”的美国专利申请号16/184,801的权益，其明确地通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及制造中的设备和技术，并且更具体地涉及用于生产车辆、船舶、飞机和其它机械结构的增材制造结构中的基于粘合剂的零部件保持特征的系统和方法。

背景技术

三维(3D)打印，也可称为增材制造(AM)，是用于创建3D对象的工艺。3D对象可以基于对象的数字模型数据使用材料层来形成。3D打印机可以通过一次一层地打印结构来形成由数字模型数据定义的结构。3D打印的对象几乎可以是任何形状或几何结构。

3D打印机可以在操作表面上散布粉末层(例如，粉末金属)。3D打印机然后可以例如通过使用激光将粉末层的粉末熔化或烧结在一起，从而将粉末层的特定区域固结到对象的层中。这些步骤可以重复以顺次地形成每个层。因此，3D打印的对象可以逐层地构建以形成3D对象。

3D打印是非设计特定的，它提供了常规制造工艺无法提供的几何结构和设计灵活性。更进一步，3D打印技术可以生产具有非常小的特征尺寸和使用常规制造工艺很难或不可能生产的几何形状的零部件。

超过打印机尺寸规格的非常大的部件可以在设计阶段分开、并行打印然后组合。3D打印的多样性及其创建高度复杂结构的能力正在推动其被业界越来越多地采用。

然而，随着3D打印零部件的特征的复杂性增加，产量将会减少。产量还随着3D打印部件的尺寸增加而减少。这些实际限制通常是某些3D打印工艺所固有的，这些工艺可能依赖较慢的打印速度来精确地渲染复杂的几何形状。

增材制造(AM)在车辆和其它运输结构的开发和制造中迈出了非常重要的进化步骤。在AM引入之前的近一个世纪里，制造商已经被束缚于使用常规机加工来构造和组装车辆零部件的车辆生产组装线技术。因为机加工的零部件通常是特定于车型设计的，并且获取新工具来构造改进的零部件可能成本过高，所以制造商对既定车辆设计进行修改的灵活性有限。因此，制造工厂通常使用仅限于生产单一车型的组装线。

由于非设计特定性，AM能够建造几乎无限多种具有不同几何形状和材料特性的结构。不同的AM打印机可以使用各种材料(包括金属、合金和热塑性塑料)提供这些结构。在申请人之前提出的新基础设施中，AM成为开发定制零部件的主要手段。经由传统机加工和铸造制造的零部件、以及广泛可获得的商业现货(COTS)零部件，可以经由这些定制的AM结构以模块化形式连结在一起，以形成车辆底盘、飞机机体、海船本体及诸如此类。AM模块化零部件也可以打印，从而形成运输结构的内部。设计修改直截了当，并且可能通过打印改进的AM结构来实现，这避免了获取新工具的费用。

AM可以包括制造一个或更多个节点。节点是结构构件，其可以包括用于连接至其它节点或跨接部件(比如管、挤压件、面板及诸如此类)的一个或更多个界面。利用AM，可以根据目标将节点构造成包括附加的特征和功能(包括界面功能)。