增材制造运输结构制造技术

本实用新型专利技术的一些实施例涉及一种增材制造运输结构。运输结构包括腔体，使用外部接口的部件被插入到腔体中。多个部件被装配并集成到车辆中。在实施例中，部件和框架是模块化的，使得在孤立故障的事件中能够维修和替换单个零件。

【技术实现步骤摘要】
增材制造运输结构相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月25日提交的名为“用于基于增材制造内骨骼的运输结构的方法和设备”的美国专利申请No.15/659,607的权益，其整体通过引用的方式明确地结合于此。
本技术总体上涉及用于增材制造(AM)的技术，更具体地，涉及用于AM运输结构和用作这种运输结构中的模块化部件的子结构的技术。
技术介绍
增材制造(AM)工艺包括使用用于在“建造板”上堆积层状材料的存储几何模型，以制造具有由模型定义的特征的三维(3D)物体。AM技术能够使用许多种材料打印复杂部件。基于计算机辅助设计(CAD)模型来制造3D物体。AM工艺可使用CAD模型产生固体三维物体。一个这种方法叫做直接金属沉积(DMD)。DMD是一种使用激光熔化金属粉末从而将其转变成固体金属物体的AM技术。与许多其他AM技术不同，DMD并不以粉末床为基础。相反，DMD使用进料喷嘴将粉末推入激光束中。然后激光使粉末金属熔合。虽然支撑件或者自由基衬底在一些情况中可用来维持结构稳固，但是DMD中的几乎所有粉末都转变成固体金属，因此留下很少的废粉末以回收利用。使用逐层策略，由激光束和进料喷嘴构成的打印头可扫描衬底以沉积连续的层。可使用此技术处理所有类型的金属材料，包括，例如，钢、铝、镍合金、钛、钴、铜等。诸如粉末床熔合(PBF)的其他AM工艺使用激光烧结或者熔化粉末材料，然后粉末材料使粉末颗粒在目标区域中粘结在一起，以产生具有预期几何形状的3D结构。在PBF中可使用不同的材料或者材料的组合，例如工程塑料、热塑性弹性体、金属，和陶瓷，以产生3D物体。其他更先进的AM技术，包括下面进一步讨论的那些，也是可获得的或者是目前正在发展中的，并且各自可适用于这里的教导。由于AM工艺持续改进，制造商越来越多地研究在其设计中使用AM部件的好处。尽管最近在AM特征(例如，建造板尺寸、打印速度和精度，以及基于AM技术的其他越来越复杂的特征)方面取得了进展，但是当与运输结构整体的尺寸相比时，AM在各种运输结构行业中的使用多半仍限于生产相对小尺度的部件。因此，使用AM来发展这种机构的更大的和越来越复杂的子结构的可能性在很大程度上仍是未开发的。
技术实现思路
将参考三维打印技术在下文中更充分地描述用于增材制造(AM)运输结构的技术的若干方面。运输结构的一个方面包括3D打印框架，其具有构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构；多个腔体，其通过3D打印框架突出，用于相应的需要外部接口的多个部件；和设置于3D打印框架的外表面上方的本体。用于生产运输结构的方法的一个方面包括3D打印框架，该3D打印框架包括构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构。该方法进一步包括，在3D打印框架的外表面上方形成本体。该方法还包括，将多个模块化部件装配到3D打印框架中，其中，3D打印框架包括多个腔体，所述多个腔体用于容纳多个部件的需要外部接口的部件。将理解的是，对于本领域技术人员来说，增材制造运输结构的其他方面从以下详细描述中将变得显而易见，其中，通过例证仅示出并描述了若干实施例。如本领域技术人员将认识到的，增材制造运输结构能够具有其他不同的实施例，并且其若干细节能够在各种其他方面中改变，所有这些改变都不脱离本技术。因此，将附图和详细描述认为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实例而不是通过限制在详细描述中提供用于增材制造运输结构的方法和设备的各种方面，其中：图1举例说明了直接金属沉积(DMD)3D打印机的某些方面的示例性实施例。图2举例说明了用于使用3D打印机增材制造物体的工艺的概念流程图。图3A至图3D举例说明了不同操作阶段过程中的实例粉末床熔合(PBF)系统。图4举例说明了根据本技术的方面的多方面打印机(MAP)的概念图。图5举例说明了具有根据这里公开的概念的内骨骼框架的增材制造(AM)的车辆的侧视图。图6A举例说明了具有根据这里公开的概念的鼻锥和金属本体的车辆的透视图。图6B示出了图6A的运输结构的侧视图。图7示出了在内骨骼类型运输结构中使用的安全单元架构的图示。图8示出了3D打印件，其包括本体结构、上控制臂、下控制臂和3D打印铝组件的其他部分。图9示出了使用在几何上不同的标称间隙在两个不同位置之间移动以实现不同的物理特征的控制臂的图示。图10举例说明了带有在枢转轴线处安装到下控制臂的电动机的短长臂(SLA)悬架几何结构。图11举例说明了耦接到在枢转点处安装到下控制臂的电动机的麦弗逊支柱式悬架的一个实例。图12A至图12C举例说明了带有安装在不同构造中的电动机的车辆的不同实施例。图13示出了可在需要头部碰撞保护的地方增加的增材制造结构内饰。图14示出了带有为了空气动力学、美观和行人保护而增加的外部面板的增材制造结构内饰。图15是装配在车架中的增材制造仪表板的透视总览。图16是3D打印仪表板的透视图。图17是带有策略性地沿着车辆中心定位的氢燃料箱的车辆的平面图。图18是本体下部碰撞结构的平面图。图19是传统车辆封装的后剖视图。图20是3D打印骨架燃料箱的后剖视图。图21是举例说明了用于增材制造运输结构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增材制造运输结构的各种示例性实施例的描述，并非旨在仅代表可实践本技术的实施例。在本技术中使用的术语“示例性的”表示“用作实例、例子，或者例证”，不应必须解释为比本技术中提供的其他实施例优选或者有利。为了提供将本技术的范围完全传达给本领域技术人员的充分且完整的公开的目的，该详细描述包括具体细节。然而，没有这些具体细节也可实践本技术。在一些情况中，可以以框图形式示出众所周知的结构和部件，或者将其完全省略，以避免使在本技术中提供的各种概念模糊。本技术总体上涉及使用AM技术装配运输结构。在本技术的一个方面中，AM用来打印车辆或者其他运输结构的整个框架和本体。另外，可将组成运输结构的部件(发动机、挡风玻璃、灯，等等)作为模块化部件集成到运输结构中。也就是说，可将其经由许多互连装置、匹配的穿孔，或者螺母/螺栓连接而固定到车辆，但是当需要维修时，当希望升级时，或者当出现影响某些部件而不是其他部件的碰撞时，容易将其从运输结构和其余部件移除。如下面示出的，增材制造技术与运输结构的模块化特性的组合可用来特别对运输结构增加价值和效率，一般是对制造工艺增加价值和效率。另外，这种技术可对用户提供独特的优点。这些点在下面更详细地提出。将要受益于此所提出的特征组合的制造商包括那些实际上制造任何机械化运输工具的制造商，其通常严重依赖于复杂的且劳动密集的机器工具和模制技术，并且其产品通常需要复杂面板、节点和将与复杂机器(例如内燃机、变速器和越来越复杂的电子电路)集成的互连装置的发展。除了别的以外，这种运输结构的实例包括卡车、火车、轮船、飞机、拖拉机、摩托车、公共汽车、火车，等等。增材制造(3D打印)。已经使用许多不同的AM技术来3D打印由各种类型的材料构成的部件。例如，直接能量沉积(DED)AM系统使用源自激光束或者电子束的直接能量来熔化金属。这些系统利用送粉和送丝。送丝系统有利地具有比其他主流AM技术更高的沉积速度。单通道喷射(SPJ)结合两个粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造运输结构，其特征在于，包括：3D打印框架，其包括构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构；多个腔体，其通过所述3D打印框架突出，用于接收使用外部接口的部件；和本体，其设置于所述3D打印框架的外表面上方。

【技术特征摘要】
2017.07.25 US 15/659,6071.一种增材制造运输结构，其特征在于，包括：3D打印框架，其包括构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构；多个腔体，其通过所述3D打印框架突出，用于接收使用外部接口的部件；和本体，其设置于所述3D打印框架的外表面上方。2.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，进一步包括至少部分地集成在所述3D打印框架中的一组通用部件。3.根据权利要求2所述的增材制造运输结构，其特征在于，所述组通用部件的至少一部分包括模块化部件。4.根据权利要求3所述的增材制造运输结构，其特征在于，所述组通用部件的子集包括使用外部接口的部件。5.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，所述本体是3D打印的。6.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，在单次渲染中3D打印所述3D打印框架。7.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，将所述本体与所述3D打印框架分段共同打印，或者在单次渲染中共同打印。8.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，进一步包括联接到所述3D打印框架的前表面和后表面中的一个或两个的至少一个鼻锥。9.根据权利要求8所述的增材制造运输结构，其特征在于，用泡沫或者栅格的分段覆盖所述至少一个鼻锥。10.根据权利要求9所述的增材制造运输结构，其特征在于，所述泡沫或者栅格是3D打印的。11.根据权利要求8所述的增材制造运输结构，其特征在于，联接到所述3D打印框架的前表面的至少一个鼻锥构造为与具有接口中心的铰接柱平台匹配。12.根据权利要求4所述的增材制造运输结构，其特征在于，所述组通用部件包括设置于底板面板上的3D打印踏板。13.根据权利要求8所述的增材制造运输结构，其特征在于，进一步包括前防撞梁，其安装到联接到所述3D打印框架的前表面的所述至少一个鼻锥的前表面。14.根据权利要求8所述的增材制造运输结构，其特征在于，进一步包括前悬架系统，其安装到联接到所述3D打印框架的前表面的所述至少一个鼻锥的内部。15.根据权利要求1所述的增材制造运输结构，其特征在于，进一步包括后悬架系统，其安装到所述3D打印框架的后部。16....

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·罗伯特·辛格，布罗克·威廉·坦恩豪特恩，斯图亚特·保罗·梅西，大卫·查尔斯·奥康奈尔，乔恩·保罗·冈纳尔，安东尼奥·伯纳德·马丁内斯，纳伦德·尚卡尔·拉克什曼，
申请(专利权)人：戴弗根特技术有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US