汽车结构部件及其制造方法技术

一种汽车结构部件，包括网格结构。该网格结构限定多个单元。该多个单元包括大量至少部分填充的单元以及大量中空单元，每个至少部分填充的单元填充有填充物，中空单元分布在大量至少部分填充的单元之间，用于分配和定向负载。

Automobile structural component and manufacturing method thereof

A vehicle structural component including a grid structure. The grid structure defines multiple units. The plurality of units includes a large number of at least partially filled units and a large number of hollow units, each of which is partially filled with a filler, and the hollow units are distributed between a large number of at least partially filled units for distributing and directing loads.

【技术实现步骤摘要】
汽车结构部件及其制造方法引言本专利技术涉及汽车结构部件，更具体地涉及增材制造的汽车结构部件及其制造方法。汽车结构部件用于支撑车辆的各种元件，这些元件包括动力传动系、油箱、悬架、底盘主体、驾驶室以及其他元件。这些部件可以被设计为动态地承受由车辆在各种地形上运动而产生的各种力，并且在某些情况下为车辆的驾驶员提供一定的保护。通常，结构支撑力度越大，重量越大。此外，各种结构部件的设计定向和配置可能受到现有制造技术的限制。因此，我们希望提供与制造汽车结构部件相关的改进和设计方案。
技术实现思路
在本专利技术的一个示例性非限制性实施例中，汽车结构部件包括网格结构。该网格结构限定多个单元。该多个单元包括大量至少部分填充的单元以及大量中空单元，每个至少部分填充的单元填充有填充物，中空单元分布在大量至少部分填充的单元之间，用于分配和定向负载。另外地，在前述实施例中，该大量中空单元是开放单元。替代地或另外地，在前述实施例中，该网格结构和填充物是增材层制造的。替代地或另外地，在前述实施例中，至少该网格结构是增材制造的。替代地或另外地，在前述实施例中，该网格结构是金属的。替代地或另外地，在前述实施例中，该网格结构和填充物是一个均质件。替代地或另外地，在前述实施例中，该多个单元具有相同的尺寸。替代地或另外地，在前述实施例中，该汽车结构部件包括包围网格结构的增材制造外蒙皮。替代地或另外地，在前述实施例中，该网格结构、填充物和外蒙皮是一个整体件。替代地或另外地，在前述实施例中，该大量至少部分填充的单元形成至少一个第一行，大量中空单元形成至少一个第二行，该至少一个第二行与该至少一个第一行相邻设置。替代地或另外地，在前述实施例中，该至少一个第一行是V形的。替代地或另外地，在前述实施例中，该至少一个第二行是V形的。替代地或另外地，在前述实施例中，网格结构包括多个叠放的薄片，每个薄片包括多个单元。在本专利技术的另一个非限制性实施例中，车架包括第一部件、第二部件和增材制造部件。该增材制造部件在第一部件与第二部件之间延伸，并与第一和第二部件啮合。该增材制造部件包括限定多个单元的网格结构。该多个单元包括大量至少部分填充的单元以及大量中空单元，中空单元分布在大量至少部分填充的单元之间，用于分配和定向负载。另外地，在前述实施例中，该第一部件包括正面防撞护栏。替代地或另外地，在前述实施例中，该第二部件包括架梁。在本专利技术的另一个非限制性实施例中，一种形成汽车结构部件的方法包括增材制造网格结构的步骤。该网格结构限定具有大量至少部分填充的单元的多个单元以及大量空心单元。该大量空心单元分布在多个至少部分填充的单元中，用于分配和定向负载。另外地，在前述实施例中，该方法包括在增材制造网格结构的同时，增材制造填充物，该填充物设置在大量至少部分填充的单元中的每一个中。替代地或另外地，在前述实施例中，该增材制造是增材层制造。替代地或另外地，在前述实施例中，该方法包括排空大量中空单元中未使用的粉末，该中空单元是开放单元。从以下结合附图的详细描述中，本专利技术的以上特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。附图说明仅通过示例的方式，在以下实施例的详细描述中呈现了其他特征、优点和细节，详细描述是参考附图进行的，附图中：图1是作为本专利技术的一个非限制性示例性实施例的车架的局部透视图；图2是示出了汽车结构部件并沿图1的线2-2截取的车架的横截面图；图3是根据图2的圈3截取的汽车结构部件的网格结构的局部透视图；图4是用于至少制造车架的汽车结构部件的网格结构的增材制造系统的示意图；图5是沿图3的线5-5截取的汽车结构部件的网格结构的横截面图；图6是网格结构的第二实施例的顶剖面的平面图；以及图7是图6的网格结构的透视图，示出了多个剖面。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本专利技术及其应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相应的零件和特征。根据本专利技术的一个示例性实施例，图1示出了例如车架20的一部分，车架20可以包括三个部件22、24和26。部件22可以在部件24、26之间延伸，并且可以与部件24、26啮合。在一个实施例中，部件22可以是汽车结构部件；部件26可以是副车架、车架附件或其他结构部件；并且部件24可以是护栏(例如正面防撞护栏)、副车架、车架附件或其他结构部件。在一个实施例中，结构部件22可以在正面防撞护栏24与车架附件26之间延伸，并与它们啮合。在一个实施例中，部件或车架附件26可以是横梁、纵梁和/或摇杆面板。部件或正面防撞护栏24可以是前保险杠或前保险杠支架，汽车结构部件22可以是部件24、26之间的连接件。部件24、26可以由任何类型的结构材料制成，包括塑料、铝、钢和其他金属合金。此外，部件24、26可以通过传统方式制造(即，非增材制造方式)，可以通过模制、机械加工和/或冲压方式制造。汽车结构部件22可以是增材制造的，由足以提供所需结构完整性的各种材料制作。在一个实施例中，汽车结构部件22可以直接增材制造到部件24、26中的一个或两个上。在另一个实施例中，汽车结构部件22可以与部件24、26分开进行增材制造，然后通过包括紧固件紧固、焊接、粘合等各种方式啮合到部件24、26上。参照图2，汽车结构部件22可以包括网格结构28和外蒙皮或外壳30。网格结构28通常可以位于外壳30内部。在一个实施例中，网格结构28可以在外壳30的内表面32之间延伸并与内表面32啮合，外壳30的外表面34可以与部件24、26直接接触。网格结构28可以由与外壳30相同的材料制成，可以与外壳30一起形成一个整体均质件。在另一个实施例中，外壳30可以与网格结构28分开形成或制造，随后网格结构28插入外壳30内部。参照图2和图3，汽车结构部件22的网格结构28可以限定多个单元33的边界。每个单元33通常可以具有相同的形状，可以具有重复定向或配置。该多个单元33可以包括大量中空单元36以及大量至少部分填充的单元38。在一个实施例中，每个至少部分填充的单元38可以填充有填充物40。在另一个实施例中，网格结构28的一段可以包括通常包围并限定相应单元38的壁，单元38可以包含衬在四周壁上的材料，有效地增加这段网格结构28的壁厚。衬在壁上的材料可以由与网格结构28相同的材料制成。在一个实施例中，网格结构28和填充物40(或壁厚增加的壁)可以通过增材制造制成或形成为一个整体匀质件。另外地，填充物40可以由与网格结构28不同的材料制成，和/或可以是疏松粉体、液体或固体形式，其可以直接啮合或形成到四周的网格结构28上。虽然所示的每个单元33是菱形的，并且由网格结构28的四个侧面限定，但应当理解的是，每个单元33可以是任何形状的。例如，重复单元33可以是三角形、正方形、六边形或任何其他形状。中空单元36和至少部分填充的单元38可以设置为特定图案，用于分配和/或重新定向施加在部件22上的力。例如，中空单元36和至少部分填充的单元38可以形成互换行42、44，该互换行可以是V形的，如图2所示。中空单元36和至少部分填充的单元38的设置可以进一步促进和/或控制部件22和/或相邻部件24、26在一般预定方向上的塑性变形(即，预定碰撞路径)，这个方向可能与所施加的力的方向不同。可以设想并理解的是，多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车结构部件，包括：限定多个单元的网格结构，所述多个单元具有大量至少部分填充的单元以及大量中空单元，所述每个至少部分填充的单元填充有填充物，所述中空单元分布在所述大量至少部分填充的单元之间，用于分配和定向负载。

【技术特征摘要】
2017.03.03 US 15/4489481.一种汽车结构部件，包括：限定多个单元的网格结构，所述多个单元具有大量至少部分填充的单元以及大量中空单元，所述每个至少部分填充的单元填充有填充物，所述中空单元分布在所述大量至少部分填充的单元之间，用于分配和定向负载。2.如权利要求1所述的汽车结构部件，其中所述大量中空单元是开放单元。3.如权利要求1所述的汽车结构部件，其中至少所述网格结构是增材制造的。4.如权利要求3所述的汽车结构部件，其中所述网格结构是金属的。5.如权利要求4所述的汽车结构部件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·马丁，J·M·波尔沃尔克奇克，P·J·沃尔科特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US