用于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用于增材制造复合零件的系统和方法。用于增材制造复合零件的系统包括相对于表面可移动的递送导向器。递送导向器配置为沿着印刷路径至少沉积连续的软线的段。连续的软线包括非树脂组件和热固性树脂组件。热固性树脂组件包括第一部分和第二部分。系统进一步包括第一树脂‑部分涂抹器，其配置为施加第一数量的第一部分至非树脂组件，和第二树脂‑部分涂抹器，其配置为施加第二数量的第二部分至施加至非树脂组件的第一数量的第一部分的热固性树脂。系统还包括进给机构，其配置为拉动非树脂组件通过第一树脂‑部分涂抹器和第二树脂‑部分涂抹器，并且推动连续的软线离开递送导向器。

【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。该系统包括相对于表面可移动的递送导向器。递送导向器配置为沿着印刷路径至少沉积连续的软线的段。连续的软线包括非树脂组件和热固性树脂组件。热固性树脂组件包括第一部分的热固性树脂和第二部分的热固性树脂。印刷路径相对于表面是固定的。该系统进一步包括第一树脂-部分涂抹器，其配置为施加第一数量的第一部分的热固性树脂至非树脂组件。该系统还包括第二树脂-部分涂抹器，其配置为施加第二数量的第二部分的热固性树脂至施加至非树脂组件的至少一部分的第一数量的第一部分的热固性树脂。该系统额外地包括进给机构，其配置为拉动非树脂组件通过第一树脂-部分涂抹器和通过第二树脂-部分涂抹器，并且推动连续的软线离开递送导向器。本公开内容的另一个实例涉及用于增材制造复合零件的系统。该系统包括相对于表面可移动的递送导向器。递送导向器配置为沿着印刷路径至少沉积连续的软线的段。连续的软线包括非树脂组件和热固性树脂组件。热固性树脂组件包括第一部分的热固性树脂和第二部分的热固性树脂。印刷路径相对于表面是固定的。非树脂组件包括至少第一元件和第二元件。该系统进一步包括第一树脂-部分涂抹器，其配置为施加第一数量的第一部分的热固性树脂至非树脂组件的第一元件。该系统还包括第二树脂-部分涂抹器，其配置为施加第二数量的第二部分的热固性树脂至非树脂组件的第二元件。该系统额外地包括进给机构，其配置为拉动非树脂组件的第一元件通过第一树脂-部分涂抹器，拉动非树脂组件的第二元件通过第二树脂-部分涂抹器，并且推动连续的软线离开递送导向器。本公开内容的另一个实例涉及增材制造复合零件的方法。该方法包括通过拉动非树脂组件通过第一树脂-部分涂抹器——其中第一数量的第一部分的热固性树脂被施加至非树脂组件，并且通过拉动非树脂组件通过第二树脂-部分涂抹器——其中第二数量的第二部分的热固性树脂被施加至已经施加至非树脂组件的至少一部分的第一数量的第一部分的热固性树脂，将热固性树脂施加至非树脂组件以产生连续的软线。该方法进一步包括使连续的软线进入递送导向器，并且经由递送导向器沿着印刷路径沉积连续的软线的段。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。该方法包括通过拉动非树脂组件的第一元件通过第一树脂-部分涂抹器，将第一数量的第一部分的热固性树脂施加至非树脂组件的第一元件。该方法进一步包括通过拉动非树脂组件的第二元件通过第二树脂-部分涂抹器，将第二数量的第二部分的热固性树脂施加至非树脂组件的第二元件。该方法还包括将具有第一数量的第一部分的第一元件和具有第二数量的第二部分的第二元件结合，以产生连续的软线。连续的软线包括非树脂组件和热固性树脂组件，所述热固性树脂组件包括至少一些第一数量的第一部分的热固性树脂和至少一些第二数量的第二部分的热固性树脂。该方法额外地包括使连续的软线进入递送导向器，并且经由递送导向器沿着印刷路径沉积连续的软线的段。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，并且其中遍及数个视图，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用于增材制造复合零件的另一个系统的示意图；图3是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的第一树脂-部分涂抹器的示意性横截面视图；图4是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的第二树脂-部分涂抹器的示意性横截面视图；图5是根据本公开内容的一个或多个实例的图2的系统的第一树脂-部分涂抹器的示意性横截面视图；图6是根据本公开内容的一个或多个实例的图2的系统的第二树脂-部分涂抹器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通过图1或2的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图9是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1或2的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图10是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1或2的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图11是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1或2的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图12是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1或2的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图；图13是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2的系统的一部分的示意图，其图解了同时固化的两层连续的软线；图14是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2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15是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2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16是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2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17是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2的系统的递送导向器和包括压实辊的压实机的示意图；图18是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实辊的压实机的图1或2的系统的一部分的示意图；图19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或2的系统的一部分的示意图；图20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或2的系统的一部分的示意图；图21是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括裙部(skirt)的压实机的图1或2的系统的一部分的示意图；图22是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2的系统的包括可变隔膜(iris-diaphragm)的切割机的示意图；图23是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1或2的系统的一部分的示意图，所述切割机包括相对于递送导向器可移动的两个刀刃；图24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或2的系统的一部分的示意图，所述切割机包括位于递送导向器内的至少一个刀刃；图25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或2的系统的示意图；图26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来源的图1或2的系统的示意图；图27是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2的系统的进给部件和递送导向器的示意图；图28是根据本公开内容的一个或多个实例的图1或2的系统的进给机构的辊和刮板的示意图；图29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30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2的系统的视图；图31是根据本公开内容的一个或本文档来自技高网...

【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：递送导向器(112)，其相对于表面(114)可移动，其中：所述递送导向器(112)配置为沿着印刷路径(122)至少沉积连续的软线(106)的段(120)，所述连续的软线(106)包括非树脂组件(108)和热固性树脂组件(110)，所述热固性树脂组件(110)包括第一部分(253)的热固性树脂(252)和第二部分(255)的热固性树脂(252)，并且所述印刷路径(122)相对于所述表面(114)是固定的；第一树脂‑部分涂抹器(236)，其配置为施加第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)至所述非树脂组件(108)；第二树脂‑部分涂抹器(237)，其配置为施加第二数量的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)至施加至所述非树脂组件(108)的至少一部分的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)；和进给机构(104)，其配置为拉动所述非树脂组件(108)通过所述第一树脂‑部分涂抹器(236)和通过所述第二树脂‑部分涂抹器(237)，并且推动所述连续的软线(106)离开所述递送导向器(112)。...

【技术特征摘要】
2015.07.31 US 62/199,665;2016.03.07 US 15/063,4001.用于增材制造复合零件(102)的系统(100)，所述系统(100)包括：递送导向器(112)，其相对于表面(114)可移动，其中：所述递送导向器(112)配置为沿着印刷路径(122)至少沉积连续的软线(106)的段(120)，所述连续的软线(106)包括非树脂组件(108)和热固性树脂组件(110)，所述热固性树脂组件(110)包括第一部分(253)的热固性树脂(252)和第二部分(255)的热固性树脂(252)，并且所述印刷路径(122)相对于所述表面(114)是固定的；第一树脂-部分涂抹器(236)，其配置为施加第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)至所述非树脂组件(108)；第二树脂-部分涂抹器(237)，其配置为施加第二数量的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)至施加至所述非树脂组件(108)的至少一部分的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)；和进给机构(104)，其配置为拉动所述非树脂组件(108)通过所述第一树脂-部分涂抹器(236)和通过所述第二树脂-部分涂抹器(237)，并且推动所述连续的软线(106)离开所述递送导向器(112)。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：所述第一树脂-部分涂抹器(236)配置为接收所述非树脂组件(108)，并且排出所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)；所述第二树脂-部分涂抹器(237)配置为接收所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)，并且排出所述连续的软线(106)；所述第一树脂-部分涂抹器(236)包括第一容器(606)，其配置为保存第一体积的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)；并且所述进给机构(104)配置为拉动所述非树脂组件(108)通过保存在所述第一容器(606)中的所述第一体积的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)。3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中：所述第二树脂-部分涂抹器(237)包括第二容器(608)，其配置为保存第二体积的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)；并且所述进给机构(104)配置为拉动所述非树脂组件(108)通过在所述第二容器(608)中保存的所述第二体积的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)。4.根据权利要求3所述的系统(100)，进一步包括所述第二部分(255)的热固性树脂(252)的第二供给(263)，其中：所述第二供给(263)配置为选择性地递送所述第二部分(255)的热固性树脂(252)至所述第二容器(608)以主动将所述第二部分(255)的热固性树脂(252)的流注入所述第二容器(608)，以便施加至所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)。5.根据权利要求3或4中任一项所述的系统(100)，其中：所述第一容器(606)具有第一容器容量，用于保存所述第一体积的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)；所述第二容器(608)具有第二容器容量，用于保存所述第二体积的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)；并且所述第一容器容量大于所述第二容器容量。6.根据权利要求1、3或4中任一项所述的系统(100)，其中所述第一树脂-部分涂抹器(236)配置为当所述进给机构(104)拉动所述非树脂组件(108)通过所述第一树脂-部分涂抹器(236)时，滴注或喷涂所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)至所述非树脂组件(108)上。7.根据权利要求1或2中任一项所述的系统(100)，其中所述第二树脂-部分涂抹器(237)配置为滴注或喷涂所述第二数量的所述第二部分(255)的热固性树脂(252)至所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)。8.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(100)，其中：所述第一树脂-部分涂抹器(236)包括第一涂抹器入口(238)，通过其，所述非树脂组件(108)被接收进入所述第一树脂-部分涂抹器(236)；和第一涂抹器出口(240)，通过其，所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)——从所述第一树脂-部分涂抹器(236)被排出；并且所述第一涂抹器出口(240)包括第一涂抹器会聚通道(242)，其被成形以限制离开所述第一树脂-部分涂抹器(236)的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)的量。9.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(100)，其中：所述第一树脂-部分涂抹器(236)包括第一涂抹器入口(238)，通过其，所述非树脂组件(108)被接收进入所述第一树脂-部分涂抹器(236)；和第一涂抹器出口(240)，通过其，所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)——从所述第一树脂-部分涂抹器(236)被排出；所述第一树脂-部分涂抹器(236)进一步包括第一涂抹器导向器(244)，其被放置以使所述非树脂组件(108)沿着预定路径通过所述第一树脂-部分涂抹器(236)；并且所述第一涂抹器导向器(244)被放置以当所述非树脂组件(108)行进经过所述第一树脂-部分涂抹器(236)时在所述非树脂组件(108)的任意两个连续的段之间不给予小于60度的弯曲。10.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(100)，其中：所述第一树脂-部分涂抹器(236)包括第一涂抹器入口(238)，通过其，所述非树脂组件(108)被接收进入所述第一树脂-部分涂抹器(236)；和第一涂抹器出口(240)，通过其，所述非树脂组件(108)——其具有施加至所述非树脂组件(108)的所述第一数量的所述第一部分(253)的热固性树脂(252)——从所述第一树脂-部分涂抹器(236)被排出；所述第一树脂-部分涂抹器(2...

【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