用于在机械化组件中实施节点对节点连接的系统和方法技术方案

本文中提出了用于接合节点和子部件的技术。加成制造的第一节点或子部件具有槽。加成制造的第二节点或子部件具有榫，其构造为延伸到槽中并与槽配合，以在第一和第二节点或子部件之间形成榫槽连接部。在一些方面中，榫槽连接部可以大致围绕节点或子部件的周缘延伸。在其它方面中，具有流体管界面的第一子部件可以经由榫槽连接部联接到具有流体管界面的第二子部件，从而允许流体在所得集成部件的子部件之间流动。

System and Method for Implementing Node-to-Node Connection in Mechanized Components

In this paper, a technique for joining nodes and sub-components is proposed. The first node or sub-component of additive manufacturing has a slot. The second node or sub-component of the addition manufacturing has a tenon, which is constructed to extend into the groove and cooperate with the groove to form a tenon-groove connection between the first and second nodes or sub-components. In some respects, the mortise-groove joint may extend roughly around the periphery of the node or sub-component. In other aspects, the first component with a fluid-pipe interface can be connected to the second component with a fluid-pipe interface via a mortise-groove connection, thus allowing fluid to flow between the components of the resulting integrated component.

【技术实现步骤摘要】
用于在机械化组件中实施节点对节点连接的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORIMPLEMENTINGNODETONODECONNECTIONSINMECHANIZEDASSEMBLIES”并且于2017年7月7日提交的美国专利申请No.15/644,719的权益，该申请明确地通过引用以其整体并入本文中。
本公开总体上涉及用于接合子部件的技术，并且更具体地涉及使用加成制造的零部件和技术来接合节点和其它子部件。
技术介绍
三维(3D)打印，也称为加成制造(AM)，近来提供了新的机会来更有效地构建汽车和其它运输结构，比如航空器、船只、摩托车、巴士、火车等。将AM工艺应用于生产这些产品的行业已被证实能生产在结构上更有效的运输结构。例如，使用3D打印部件生产的汽车能被做得更坚固、更轻，并且因此燃料效率更高。此外，AM允许制造商3D打印零部件，其是更复杂的，并且其配备有比经由常规机加工和铸造技术制造的零部件更先进的特征和能力。尽管有这些最新进展，但是相对于在运输结构和其它机械化组件中实际实施AM技术仍然存在许多障碍。例如，不管AM是否被用于生产这类装置的各种部件，制造商通常依赖于劳动密集型的和昂贵的技术比如焊接、铆接等，来将部件(比如在运输结构中使用的节点)接合在一起。与焊接和类似技术相关的不足同样适用于目前过大以至于无法在单个AM步骤中3D打印的部件，比如车辆齿轮箱。给定的3D打印机通常仅限于提供具有有限尺寸的物体，常常由3D打印机的构建板的可用表面面积和打印机所能容纳的许容体积决定。在这些情况下，制造商常常降格为使用常规的、昂贵的且耗时的机加工技术来构建部件。替代地，制造商可以3D打印多个子部件并组合它们以形成完整的功能部件。
技术实现思路
下面将参考三维(3D)打印技术更全面地描述使用粘合剂来接合节点和子部件的技术的数个方面。设备的一个方面包括：加成制造的具有槽的第一节点，以及加成制造的具有榫的第二节点，所述榫延伸到槽中以在第一节点与第二节点之间形成榫槽连接部。设备的另一个方面包括：加成制造的第一子部件，其包括沿着其第一周缘区域设置的榫结构；以及加成制造的第二子部件，其包括沿着其第二周缘区域设置的槽结构，其中榫结构构造为沿着第一周缘区域和第二周缘区域与槽结构配合。设备的另一个方面包括加成制造的包括：第一外壁的第一子部件，以及加成制造的包括第二外壁的第二子部件，其中，所述第一子部件和第二子部件经由榫槽连接部配合，所述榫槽连接部围绕所述第一外壁和第二外壁的相应边缘周向地设置。用于制造用于运输结构的部件的方法的一个方面包括：加成制造包括沿着第一周缘区域设置的榫结构的第一子部件；加成制造包括沿着第二周缘区域设置的槽结构的第二子部件；以及使榫结构与槽结构沿着第一周缘区域和第二周缘区域配合。方法的另一方面包括：加成制造包括第一外壁的第一子部件；加成制造包括第二外壁的第二子部件；以及使所述第一子部件和第二子部件经由榫槽连接部配合，所述榫槽连接部围绕所述第一外壁和第二外壁的相应边缘周向地设置。应该明白的是，以粘合剂接合节点和子部件的其它方面将从以下详细描述中对于本领域的技术人员变得显而易见，其中仅通过示例的方式示出和描述了数个实施例。如本领域的技术人员将理解的，加成制造的节点和子部件的接合也能用其它实施例实现，而不背离本专利技术。因此，附图和详细描述应被视为在本质上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的方式而不是通过限制的方式在详细描述中提出用于以粘合剂接合节点和子部件的设备和方法的多个不同方面，附图中：图1示出了说明加成制造的节点-节点接合部的透视图。图2示出了说明图1的节点-节点接合部的剖视图。图3示出了说明相对于大规格选择性激光熔化(SLM)机器的构建板的齿轮箱的俯视图。图4示出了说明相对于构建板402示出的齿轮箱的俯视图，其中构建板402处于不同取向。图5示出了说明图3的齿轮箱的透视图。图6示出了说明加成制造的榫槽接合部的剖视图。图7示出了说明包括用于在子部件之间输送流体的管的截面的流体管界面的界面平面图。图8示出了说明构造为经由多个榫槽连接部接合在一起作为部件的多个加成制造的子部件的透视图。图9示出了说明多个子部件的透视图，所述多个子部件具有邻近子部件的壁以输送流体通过组合部件的流体管界面。图10示出了说明具有金属节点的齿轮箱的侧视图。图11示出了说明使用节点和剪切面板所构造的六边形齿轮箱的剖视图。图12A示出了说明六边形齿轮箱的透视图。图12B示出了与如在图12A的齿轮箱中使用的节点配合的两个示例性面板的分解透视图。图13示出了说明用于加成制造运输结构中的部件的示例性方法的流程图。图14示出了说明用于在部件中加成制造流体管界面的示例性方法的流程图。具体实施方式下面结合附图阐述的详细描述旨在提供接合加成制造的节点和子部件的示例性实施例的描述，并且其并不旨在代表可以在其中实施本专利技术的仅有实施例。贯穿本公开使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”，并且不应必须被解释为比本公开中提出的其它实施例更优选或更有优势。详细描述包括具体细节，目的是提供彻底和完整的公开，其将本专利技术的范围充分传达给本领域的技术人员。然而，本专利技术也可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，众所周知的结构和部件可能以框图形式示出，或被完全省略，以避免模糊贯穿本公开提出的各种构思。在接合两个或更多个零部件的情况下使用加成制造提供显著的灵活性和节省成本的好处，其允许机械结构和机械化组件的制造商以较低的成本制造具有复杂几何形状的零部件给消费者。在前文中描述的接合技术涉及用于连接AM零部件和/或商用现货(COTS)部件的工艺。AM零部件是打印的三维(3D)零部件，其通过基于预编程的设计逐层增加材料打印而成。前文中描述的零部件可以是用于组装运输结构(比如汽车)的零部件。然而，本领域的技术人员应理解的是，所制造的零部件可用于组装其它复杂的机械产品，比如车辆、卡车、火车、摩托车、船只、航空器等，以及其它机械化组件，而不脱离本专利技术的范围。在本公开的一个方面中，公开了用于加成制造的节点的接合技术。节点是AM零部件的示例。节点可以是任何3D打印的零部件，其包括用于接收比如管和/或面板等部件的插口或其它机构(例如，用以接收这些零部件的特征)。节点可以具有构造为接收特定类型的部件的内部特征。替代地或联合地，节点可以成形为接收特定类型的部件。在本公开的一些实施例中，节点可以具有用于将部件定位在节点的插口中的内部特征。然而，如本领域的普通技术人员将理解的，节点可以利用包括各种几何形状的任何特征来接收任何类型的部件而不脱离本公开的范围。例如，某些节点可以包括简单的凹入部、槽或凹口，用于接收其它结构，其可以经由粘合剂、紧固件或其它机构被进一步结合。如本文中所描述的节点可以进一步包括用于接合用于在运输结构或其它机械组件中使用的管、面板和其它部件的结构。例如，节点可以包括可用作用于两个或更多个面板、连接管或其它结构的相交点的接合部。为此，节点可以构造有孔或凹入部，所述孔或凹入部构造为接收这种其它结构，使得所述结构被牢固地装配在节点处。节点可以接合连接管以形成空间框架车辆底盘。节点也可以用于接合内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：加成制造的具有槽的第一节点；和加成制造的具有榫的第二节点，所述榫延伸到所述槽中，以在所述第一节点与所述第二节点之间形成榫槽连接部。

【技术特征摘要】
2017.07.07 US 15/644,7191.一种设备，包括：加成制造的具有槽的第一节点；和加成制造的具有榫的第二节点，所述榫延伸到所述槽中，以在所述第一节点与所述第二节点之间形成榫槽连接部。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一节点进一步包括从所述第一节点的外表面延伸到所述槽的用于注入粘合剂的通道。3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括介于榫槽之间的粘合剂。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述榫包括对中特征。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述对中特征包括所述榫的近端部分，所述近端部分与所述槽具有间隙配合。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一节点和第二节点协同操作，以在所述榫槽连接部的每侧形成密封剂储存部。7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括横跨所述第一节点和第二节点延伸的支脚凸片。8.一种设备，包括：加成制造的第一子部件，其包括沿着其第一周缘区域设置的榫结构；和加成制造的第二子部件，其包括沿着其第二周缘区域设置的槽结构，其中，所述榫结构构造为沿着所述第一周缘区域和第二周缘区域与所述槽结构配合。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述榫结构与所述槽结构配合，以形成用于在运输结构中使用的部件的至少一部分。10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述部件包括齿轮箱。11.根据权利要求9的所述设备，其中，所述部件包括承载部件。12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述榫槽结构构造为密封相应的第一子部件和第二子部件的第一周缘区域和第二周缘区域。13.根据权利要求9所述的设备，进一步包括被施加在所述榫槽结构之间粘合剂。14.根据权利要求13所述的设备，其中，经由填充端口施加粘合剂，所述填充端口将流提供到所述榫槽结构之间的第一区域。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述粘合剂经由真空端口被抽吸到所述榫槽结构之间的远离所述第一区域的第二区域。16.根据权利要求9所述的设备，进一步包括纵向地设置在所述榫结构的一侧内的榫对中特征。17.根据权利要求9所述的设备，进一步包括第一密封槽和第二密封槽，它们沿着邻近所述榫结构的第一侧和第二侧的第一周缘区域纵向地设置，所述密封槽构造为接收柔性密封件。18.根据权利要求17所述的设备，进一步包括至少一个夹紧特征，其设置在第一周缘区域与第二周缘区域之间并邻近所述第一密封槽或第二密封槽，所述至少一个夹紧特征构造为在第一周缘区域和第二周缘区域的边缘之间提供空隙，以防止不同材料的电偶腐蚀。19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述至少一个夹紧特征是可移除的。20.根据权利要求9所述的设备，进一步包括至少一个密封件膨胀空隙通道，其沿着邻近所述槽结构的第二周缘区域纵向地设置。21.根据权利要求9所述的设备，进一步包括至少一个密封件压缩特征，其沿着邻近所述榫结构的第一周缘区域纵向地设置。22.根据权利要求9的所述设备，其中，所述第一周缘区域和第二周缘区域包括所述齿轮箱的外壁的至少一部分。23.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：流体管界面，其设置为大致正交于并且邻近所述第一周缘区域，所述流体管界面联接到第二榫结构，其大致封闭所述流体管界面并从所述第一周缘区域向外延伸；和相应的流体管界面，其大致正交于并且邻近所述第二周缘区域，所述相应的流体管界面联接到第二槽结构，其大致封闭所述相应的流体管界面并且供第二榫部段配合到其中，其中，第二榫槽配合结构被密封，以允许流体在子部件之间流动。24.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：流体管界面，其设置为大致正交于并且邻近第二周缘区域，所述流体管界面联接到大致封闭所述流体管界面的第二槽结构；和相应的流体管界面，其大致正交于并且邻近第一周缘区域，所述相应的流体管界面联接到第二榫结构，其大致封闭所述相应的流体管界面并且与所述第二槽结构配合，其中，第二榫槽配合结构被密封，以允许流体在子部件之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼奥·伯纳德·马丁内斯，亚哈·纳吉·艾尔·那加，大卫·布莱恩·滕霍滕，约翰·拉塞尔·巴克内尔，布罗克·威廉·坦恩豪特恩，楚科武布凯姆·马赛尔·奥克利，托马斯·塞缪尔·小鲍登，穆罕默德·法赞·扎法尔，
申请(专利权)人：戴弗根特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US