实施环氧树脂接头的激光固化的制造系统技术方案

一种制造系统，该制造系统可包括至少一个夹具，所述夹具被配置成在第一部件和第二部件之间保持间隔距离，以在其中设置环氧树脂。所述制造系统还可包括激光器，以及与所述激光器通信的控制器。所述控制器可被配置为使得所述激光器将至少一个光束引导到所述第一部件和所述第二部件中的一者上，以通过传导加热所述环氧树脂到固化温度。

A laser curing manufacturing system for epoxy resin joints

A manufacturing system can include at least one fixture, which is configured to maintain an interval between the first and second components, in order to set epoxy resin therein. The manufacturing system can also include a laser, and a controller communicating with the laser. The controller can be configured to enable the laser to guide at least one beam to one of the first component and the second component to heat the epoxy to the curing temperature by conduction.

【技术实现步骤摘要】
实施环氧树脂接头的激光固化的制造系统
本专利技术通常涉及制造系统，并且更具体的，涉及实施环氧树脂接头(epoxiedjoints)的激光固化的制造系统。
技术介绍
焊接是通过高热的局部涂敷连接两个部件(通常是金属或热塑性塑料)的工序。在一些情况下，部件的基材在暴露于热量时熔化，导致部件彼此直接熔合。在其他情况下，热量导致填充材料在部件之间的接头内熔化。冷却后，熔化的材料硬化以形成牢固连接。一种常见的焊接方法称为激光束焊接(LaserBeamWelding，LBW)，其中用于熔化材料的热量由激光产生。虽然焊接是有效的，但熔化材料所需的高温可能会导致不希望的材料性能变化和/或材料变形。一种连接两个部件的替代方法涉及热固化环氧树脂的应用。具体地，可以在待连接的两个部件之间涂敷环氧树脂。然后，将两个部件彼此机械连接(例如，通过铆钉)，并将所得的组件放置在烤箱内并在环氧树脂的固化温度之上加热。在一些情况下，组件必须在高温下保持一段指定的时间才能完成固化。虽然固化接头可以用作熔化接头的替代物，但是热固化环氧树脂的传统使用方法耗时、复杂且昂贵。本专利技术所公开的制造系统旨在减轻或克服现有技术中出现的一个或多个上述问题和/或其他问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种制造系统。该制造系统可包括至少一个夹具，该至少一个夹具被配置为在第一部件和第二部件之间保持间隔距离，以在其中设置环氧树脂。该制造系统还可包括激光器，以及与所述激光器通信的控制器。该控制器可以被配置为使得所述激光器将至少一个光束引导到所述第一部件和所述第二部件中的一者上，以通过传导将所述环氧树脂加热到固化温度。本专利技术的另一方面涉及一种制造方法。该制造方法可包括在第一部件和第二部件之间的空间中设置一定量的环氧树脂。该制造方法还可包括将光束引导到所述第一部件和所述第二部件中的至少一者，以通过传导将所述环氧树脂加热到固化温度。本专利技术的再一个方面涉及一种车辆车身。该车辆车身可包括具有第一凸缘的第一主体面板，以及第二主体面板和框架中的至少一者，该者具有第二凸缘。该车辆车身还可包括被夹在所述第一凸缘和第二凸缘之间的热固化环氧树脂。所述第一凸缘和所述第二凸缘仅通过所述热固化环氧树脂相互连接。附图说明图1是示例性的公开的制造系统的立体图。图2是可由图1所示的制造系统制造的示例性公开的接头的立体图。图3是可由图1所示的制造系统执行的示例性工序的流程图。具体实施方式本专利技术涉及可以减少将两个或多个部件彼此连接的时间、复杂性和/或成本的制造系统。在一些实施方式中，该制造系统可用于连接车辆的部件，例如车辆的车身面板。该系统可以利用激光热源来固化位于部件之间的环氧树脂(例如，在部件的凸缘之间)。一旦环氧树脂固化，部件就可以仅通过环氧树脂在凸缘处彼此刚性连接。由激光热源提供的用于固化环氧树脂的热量可能足够低以确保部件的材料性质基本上不受影响。图1是可用于制造车辆12的示例性的制造系统10的立体图。虽然车辆12在图1中被示为轿车，可以设想的是，车辆12可以替换为皮卡车、摩托车、多用途车、货车或本领域已知的任何其他类型的车辆。制造系统10可以用于将车辆12的两个或多个部件彼此永久地连接起来。如果需要，制造系统10还可以用于将非车辆部件彼此连接。在图1所示的示例性实施方式中，系统10被包括在工厂装配线的车身站14内。具体来说，在工厂中，车辆12可以安装在制造平台16上，该制造平台16用于在不同的站之间输送车辆12(例如，从车身站14到油漆站，到内部站，到动力系统站等)。并且当车辆12进入车身站14时，系统10可被配置成在车辆12的部件之间的预定位置处自动生成刚性接头17。例如，制造系统10可用于通过在第一主体面板18与第二主体面板20和/或框架构件22之间形成刚性接头17来将第一主体面板18连接到第二主体面板20和/或框架构件22。制造系统10还可以或者可选地用于将框架构件22连接到另一个框架构件24或车辆12的任何其他部件。通过制造系统10连接的车辆12的部件可以由类似的材料(例如，铝材料)或不同的材料(例如，铝材料、塑料、碳纤维和钢)制成。制造系统10可以包括多个部分，其协作以在车辆12的部件之间(例如，在第一主体面板18和第二主体面板20之间)生成接头17。这些部分可以包括环氧树脂分配器26、一个或多个夹具28、激光器30和控制器32。如将在下面更详细地解释的，环氧树脂分配器26可以手动和/或自动操作，以将一层环氧树脂34(仅在图2中示出)放置在车辆12的部件之间的空间内；夹具28可使得车辆12的部件夹住环氧树脂34；激光器30可以产生一个或多个光束36，其将环氧树脂34加热到固化温度，同时部件和环氧树脂34由夹具28保持；以及控制器32可以调节环氧树脂分配器26、夹具28和/或激光器30的操作。环氧树脂34可以手动或自动地以液体或软固体的形式(例如糊剂或凝胶)涂敷到车辆12的部件上。例如，环氧树脂34可以使用分配器26涂在一个或两个部件上，从分配器26喷射到部件上，从分配器26挤出到部件之间的接头空间中，或以某种其它方式涂敷的。环氧树脂34可以是由热固性聚合物制成的热固化型粘合剂，并且当环氧树脂34的温度保持在升高的固化温度一段特定的时间时，可以更有效地完成环氧树脂34的固化。根据一些实施方式，固化温度约低于由环氧树脂34连接的部件的最低熔化温度三分之一(例如，10％以内)，特定时间段随着更高的固化温度而缩短。例如，当被连接的部件由熔化温度为约450-700℃的铝或铝合金制成时，环氧树脂34的固化温度可以为约150-233℃，并且特定时间段可以为约60秒(例如，45-65秒)。通过保持固化温度约低于环氧树脂34连接的部件的熔化温度三分之一，在固化期间改变部件的材料性能的可能性较低。本领域已知的任何类型的夹具28可用于在环氧树脂34固化之前、期间和/或之后保持车辆12的部件。例如，夹具28可以是C型夹具、管夹具、杆夹具、弹簧夹具、棘轮夹具、凸轮夹具、轮夹具或其他类型的夹具。夹具28可根据需要手动驱动或自动驱动(例如，通过与控制器32连接的马达)。激光器30可以被配置为产生一个或多个偏振光束36，并向接头17引导一个或多个偏振光束36。激光器30可以包括，例如，准分子激光器(Excimerlaser)、Yb：谐振激光器(Yb:tunstateslaser)、CO2激光器(CO2laser)、Nd：YAG激光器(Nd:YAGlaser)、激光二极管泵浦的固体激光器(DPSSlaser)或能够将环氧树脂34加热到其固化温度的任何其他类型的激光器中的一种或多种。在所公开的实施方式中，激光器30被配置为产生具有圆形或正方形横截面的光束36，其尺寸(例如，直径或宽度)小于接头17内的环氧树脂34的涂敷宽度。控制器32可以包括单个处理器或多个处理器，其包括用于控制制造系统10的操作的工具。许多市售的处理器可以实现控制器32的功能。控制器32可以包括存储器或与存储器相连接，以存储数据，例如，操作规范；设计限制；环氧树脂34、夹具28和激光器30的性能特征或规格；操作说明；和接头17对应的质量参数。各种其他已知的电路可以与控制器32相关联，包括电源电路、信号调节电路、螺线管驱动器电路、通信电路和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造系统，该制造系统包括：至少一个夹具，该至少一个夹具被配置为在第一部件和第二部件之间保持间隔距离，以在其中设置环氧树脂；激光器；以及控制器，该控制器与所述激光器通信并被配置为使得所述激光器将至少一个光束引导到所述第一部件和所述第二部件中的一者上，以通过传导将所述环氧树脂加热到固化温度。

【技术特征摘要】
2016.04.26 US 62/327,7861.一种制造系统，该制造系统包括：至少一个夹具，该至少一个夹具被配置为在第一部件和第二部件之间保持间隔距离，以在其中设置环氧树脂；激光器；以及控制器，该控制器与所述激光器通信并被配置为使得所述激光器将至少一个光束引导到所述第一部件和所述第二部件中的一者上，以通过传导将所述环氧树脂加热到固化温度。2.根据权利要求1所述的制造系统，其中，所述第一部件和所述第二部件之间的所述间隔距离为约0.25mm。3.根据权利要求1所述的制造系统，其中，所述固化温度低于所述第一部件和所述第二部件的最低熔化温度的约三分之一。4.根据权利要求1所述的制造系统，其中，所述控制器进一步被配置成使所述激光器通过所述至少一个光束将所述环氧树脂的温度在所述固化温度下保持固化时间。5.根据权利要求4所述的制造系统，其中，所述固化时间少于约60秒。6.根据权利要求1所述的制造系统，其中，所述控制器被配置成使得所述激光器引导所述至少一个光束到所述第一部件和所述第二部件中的一者的沿着接头的隔开的区间，所述接头形成为用于使所述第一部件和所述第二部件相互连接。7.根据权利要求6所述的制造系统，其中，每个所述隔开的区间定位为紧邻所述至少一个夹具。8.根据权利要求6所述的制造系统，其中，所述制造系统进一步包括定位器，该定位器被配置为检测所述接头上的位置，其中，所述控制器与所述定位器通信并被配置为基于所述定位器检测的所述接头上的位置引导所述激光器。9.根据权利要求8所述的制造系统，其中，所述定位器包括相机。10.根据权利要求1所述的制造系统，其中，所述制造系统进一步包括分配器，该分配器被配置为：在通过所述至少一个夹具将所述第一部件和所述第二部件放在一起之前，在所述第一部件和...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·希斯赫三世，M·布谢洛，
申请(专利权)人：法拉第未来公司，
类型：发明
国别省市：美国,US