增材制造复合零件的系统和方法技术方案

本发明专利技术的题目是增材制造复合零件的系统和方法。用于增材制造复合零件(102)的系统(100)，其包括递送部件(266)、进给机构(104)和固化能量(118)的来源(116)。递送部件(266)包括递送导向器(112)，其相对于表面(114)可移动并且配置为沿着印刷路径(122)沉积连续的软线(106)。递送部件(266)进一步包括第一入口(170)，其配置为接收非树脂组件(108)，和第二入口(250)，其配置为接收感光聚合物树脂(252)。递送部件(266)施加感光聚合物树脂(252)至非树脂组件(108)。进给机构(104)推动连续的软线(106)离开递送导向器(112)。固化能量(118)的来源(116)在其离开递送导向器(112)之后递送固化能量(118)至连续的软线(106)的部分(124)。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
一般而言，制造典型的复合零件依靠连续分层复合材料的多个层片，其中每个层片包含，例如，单向增强纤维或无规定向的短纤维。以此方式制造的零件必然具有层状构造，其非期望地增加成品零件的重量，因为不是所有增强纤维都沿着施加至零件的力(一种或多种)的方向(一个或多个)定向。此外，制造复合材料的层状技术的固有限制不利于实施许多类型的先进的结构设计。
技术实现思路
因此，意欲解决至少上述问题的设备和方法将发现实用性。下列是根据本公开内容的主题的实例的非穷尽列举，其可以或可以不要求保护。本公开内容的一个实例涉及用于增材制造复合零件的系统。该系统包括递送部件、进给机构、和固化能量的来源。递送部件包括相对于表面可移动并且配置为沿着印刷路径沉积至少一段连续的软线的递送导向器。该印刷路径相对于表面是固定的。递送部件进一步包括第一入口，其配置为接收非树脂组件，和第二入口，其配置为接收感光聚合物树脂。递送部件配置为施加感光聚合物树脂至非树脂组件。进给机构配置为推动连续的软线离开递送导向器。连续的软线包括非树脂组件并且进一步包括感光聚合物树脂组件，该感光聚合物树脂组件包括至少一些通过递送部件施加至非树脂组件的感光聚合物树脂。固化能量的来源配置为在该段连续的软线离开递送导向器之后，至少递送固化能量至一部分该段连续的软线。本公开内容的另一个实例涉及增材制造复合零件的方法。方法包括沿着印刷路径沉积一段连续的软线。连续的软线包括非树脂组件并且进一步包括未固化的感光聚合物树脂组件。方法进一步包括，在朝向印刷路径推动连续的软线时并且在该段连续的软线沿着印刷路径沉积之后，以控制的速率将预定的或主动确定的量的固化能量至少递送至该段连续的软线的部分，以至少部分地固化该段连续的软线的至少该部分。本公开内容的又另一个实例涉及增材制造复合零件的方法。方法包括施加感光聚合物树脂至非树脂组件，同时推动连续的软线通过递送部件。连续的软线包括非树脂组件和感光聚合物树脂组件，该感光聚合物树脂组件包括施加至非树脂组件的至少一些感光聚合物树脂。方法也包括通过递送部件，沿着印刷路径沉积一段连续的软线。方法进一步包括递送固化能量至沿着印刷路径沉积的该段连续的软线的至少一部分。附图说明已经如此概括地描述了本公开内容的实例，现在将参照附图进行描述，附图不必然按比例绘制，并且其中遍及几个视图，相同的附图标记代表相同或相似的零件，并且其中：图1是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的系统的示意图；图2是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的递送部件和溢流储罐(overflowreservoir)的示意图；图3是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给部件和递送部件的示意图；图4是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给部件和递送部件的示意图；图5是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给机构的辊和刮板的示意图；图6是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图7是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图8是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图，其中两层连续的软线同时固化；图9是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图，其中递送导向器包括固化能量通道；图10是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图，其中递送导向器包括固化能量通道并且固化能量以环的形式递送；图11是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的的系统的一部分的示意图，其中固化能量以环的形式递送；图12是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的包括压实辊的压实机的示意图；图13是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实辊的压实机的图1的系统的一部分的示意图；图14是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实辊的压实机的图1的系统的一部分的示意图；图15是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实擦具的压实机的图1的系统的一部分的示意图；图16是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括裙部(skirt)的压实机的图1的系统的一部分的示意图；图17是根据本公开内容的一个或多个实例的包括可变隔膜(iris-diaphragm)的切割机的图1的系统的示意图；图18是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的示意图，该切割机包括相对于递送导向器可移动的两个刀刃；图19是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的示意图，该切割机包括位于递送导向器内的至少一个刀刃；图20是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括切割激光器的切割机的图1的系统的示意图；图21是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括一个或多个固化激光器的固化能量的来源的图1的系统的示意图；图22是根据本公开内容的一个或多个实例的包括框架和驱动部件的图1的系统的视图；图23是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机、压实机、表面粗化机、和包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图24是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图25是根据本公开内容的一个或多个实例的具有压实机和包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图26是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图27是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括两个固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图28是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括四个固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图；图29是根据本公开内容的一个或多个实例的具有进给机构的图1的系统的一部分的视图；图30是图29的部分的另一个视图；图31是图29的部分的另一个视图；图32是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的视图，该切割机包括相对于递送导向器可移动的两个刀刃；图33是图32的部分的另一个视图；图34A、34B和34C共同地是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的方法的框图；图35A、35B和35C共同地是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的方法的框图；图36是代表航空器生产和服务方法的框图；和图37是航空器的示意图。具体实施方式在图1中，参考上述，连接各种元件和/或组件的实线，若有的话，可以代表机械的、电气的、流体的、光学的、电磁的和其它连接和/或其组合。如本文所使用，“连接的”意思是直接地以及间接地相关联。例如，构件A可以直接地与构件B相关联，或者可以间接地与其相关联，例如，经由另一个构件C。将理解，不必然展示各种公开的元件之间的所有关系。因此，除在示意图中描绘的那些之外的连接也可以存在。连接标明各种元件和/或组件的方框的虚线，若有的话，代表在功能和目的上与由实线代表的那些相似的连接；然而，由虚线代表的连接可以选择性地提供或者可以涉及本公开内容的可选的实例。同样地，用虚线代表的元件和/或组件，若有的话，指示本公开内容的可选的实例。以实线和/或虚线显示的一个或多个元件可以从特定的实例省略，而不背离本公开内容的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于增材制造复合零件(102)的系统(100)，所述系统(100)包括：递送部件(266)，其中：所述递送部件(266)包括递送导向器(112)，其相对于表面(114)可移动并且配置为沿着印刷路径(122)沉积至少连续的软线(106)的段(120)，其中所述印刷路径(122)相对于所述表面(114)是固定的，所述递送部件(266)进一步包括第一入口(170)，其配置为接收非树脂组件(108)，和第二入口(250)，其配置为接收感光聚合物树脂(252)，并且所述递送部件(266)配置为施加所述感光聚合物树脂(252)至所述非树脂组件(108)；进给机构(104)，其配置为推动所述连续的软线(106)离开所述递送导向器(112)，所述连续的软线(106)包括所述非树脂组件(108)并且进一步包括感光聚合物树脂组件(110)，所述感光聚合物树脂组件(110)包含通过所述递送部件(266)施加至所述非树脂组件(108)的至少一些所述感光聚合物树脂(252)；和固化能量(118)的来源(116)，其中所述来源(116)配置为在所述连续的软线(106)的所述段(120)离开所述递送导向器(112)之后递送所述固化能量(118)至少至所述连续的软线(106)的所述段(120)的部分(124)。...

【技术特征摘要】
2015.07.31 US 62/199,665;2015.08.31 US 14/841,4701.用于增材制造复合零件(102)的系统(100)，所述系统(100)包括：递送部件(266)，其中：所述递送部件(266)包括递送导向器(112)，其相对于表面(114)可移动并且配置为沿着印刷路径(122)沉积至少连续的软线(106)的段(120)，其中所述印刷路径(122)相对于所述表面(114)是固定的，所述递送部件(266)进一步包括第一入口(170)，其配置为接收非树脂组件(108)，和第二入口(250)，其配置为接收感光聚合物树脂(252)，并且所述递送部件(266)配置为施加所述感光聚合物树脂(252)至所述非树脂组件(108)；进给机构(104)，其配置为推动所述连续的软线(106)离开所述递送导向器(112)，所述连续的软线(106)包括所述非树脂组件(108)并且进一步包括感光聚合物树脂组件(110)，所述感光聚合物树脂组件(110)包含通过所述递送部件(266)施加至所述非树脂组件(108)的至少一些所述感光聚合物树脂(252)；和固化能量(118)的来源(116)，其中所述来源(116)配置为在所述连续的软线(106)的所述段(120)离开所述递送导向器(112)之后递送所述固化能量(118)至少至所述连续的软线(106)的所述段(120)的部分(124)。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：所述递送部件(266)进一步包括相对于所述进给机构(104)与所述递送导向器(112)相对的上游部分(268)，所述进给机构(104)配置为推动所述连续的软线(106)通过所述递送导向器(112)并且拉动所述连续的软线(106)通过所述上游部分(268)，所述上游部分(268)包括所述第二入口(250)、通过其所述连续的软线(106)离开所述上游部分(268)的上游出口(270)、和从所述第一入口(170)延伸至所述上游出口(270)的上游线通道(272)，并且所述上游部分(268)的所述第二入口(250)与所述上游线通道(272)流体连通。3.根据权利要求2所述的系统(100)，进一步包括溢流储罐(274)，其被定位以收集从所述上游部分(268)的所述第二入口(250)流动通过所述上游线通道(272)并且离开所述第一入口(170)的所述感光聚合物树脂(252)。4.根据权利要求2或3中任一项所述的系统(100)，进一步包括树脂计量系统(256)，其配置为主动控制所述感光聚合物树脂(252)至所述上游部分(268)的所述第二入口(250)的流动，其中所述树脂计量系统(256)包括至少一个传感器(254)，所述至少一个传感器(254)配置为检测所述上游线通道(272)中所述感光聚合物树脂(252)的水平。5.根据权利要求4所述的系统(100)，其中：所述至少一个传感器(254)包括位于所述上游部分(268)的所述第二入口(250)上游的高水平传感器(258)，其配置为检测所述感光聚合物树脂(252)的所述水平何时处于或高于所述上游线通道(272)中的上阈水平；所述树脂计量系统(256)配置为响应于所述感光聚合物树脂(252)处于或高于所述上游线通道(272)中的所述上阈水平减少所述感光聚合物树脂(252)的所述流动。6.根据权利要求4所述的系统(100)，其中：所述至少一个传感器(254)包括低水平传感器(260)，其配置为检测所述感光聚合物树脂(252)的所述水平何时处于或高于所述上游线通道(272)中的下阈水平；并且所述树脂计量系统(256)配置为响应于所述感光聚合物树脂(252)处于或低于所述上游线通道(272)中的所述下阈水平增加所述感光聚合物树脂(252)的所述流动。7.根据权利要求4所述的系统(100)，其中所述至少一个传感器(254)包括饱和传感器(276)，其被定位以在所述感光聚合物树脂(252)离开所述递送导向器(112)之前检测所述非树脂组件(108)中所述感光聚合物树脂(252)的饱和水平。8.根据权利要求4所述的系统(100)，其中所述树脂计量系统(256)进一步包括泵(264)，其配置为响应于来自所述至少一个传感器(254)的输入选择性地增加和减少所述感光聚合物树脂(252)的所述流动。9.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(100)，其中：所述递送导向器(112)进一步包括导向器入口(284)、所述第二入口(250)、通过其所述连续的软线(106)离开所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·埃文斯，F·托雷斯，R·G·齐格勒，S·F·哈里森，C·J·格里哈尔瓦三世，H·S·奥斯本，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US