打印的阻尼元件制造技术

一种用于对运输工具内的结构元件(12、14)进行阻隔的阻隔元件(16)包括支撑元件(11)和可膨胀元件(13)。支撑元件由第一材料的至少一个打印的材料股线(1)组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态，可膨胀元件由第二材料的至少一个打印的材料股线(3)组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀。在此阻隔元件在垂直于阻隔元件的平面(22)测量的最厚点(5)处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。

Printed Damping Elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】打印的阻尼元件
本专利技术涉及一种包括支撑元件和可膨胀元件的阻隔元件，特别是用于阻隔运输工具中的具有空腔的结构元件。本专利技术还涉及一种包括结构元件和在结构元件中布置的阻隔元件的系统，并且还涉及一种用于制造阻隔元件的方法。
技术介绍
为了允许轻量化设计，模块(诸如运送装置和传送装置、特别是水上运输工具或陆地运输工具或飞机的车身和/或框架)通常具有带空腔的结构。然而，所述空腔引起各种各样的问题。为了防止可能导致模块腐蚀的水分和污染物的进入，必须根据空腔的类型来密封空腔。通常还希望显著增强空腔和因此显著增强模块，但是保持低重量。通常还需要稳定空腔并因此稳定模块，以便减少否则将沿空腔或穿过空腔传输的噪声。许多这些空腔具有不规则的形状或小的尺寸，由此增加了实现所述空腔的有效密封、增强和消声的难度。特别是在汽车制造中和在飞机制造和造船中，因此使用挡板以密封空腔和/或提供其隔音，或者使用增强元件用于增强空腔。图1是汽车车身的示意图。车身10包括具有空腔的各种不同结构，例如支柱14和支架或牵条12。这些具有空腔的结构元件12、14通常由密封和/或增强元件16密封或增强。图2a和2b示意示出已知的用于密封地和/或增强地封闭机动车辆中的开口或空腔的构思。在此图2a示出了在可膨胀材料13膨胀之前的阻隔元件16。图2b示出了同一阻隔元件16，但是在可膨胀材料13膨胀之后，即具有已经膨胀的材料13'。阻隔元件16位于车身结构的空腔内，如其例如在图1中所示。车身的这种结构元件12、14的一个部段在图2a和2b中示意示出。阻隔元件16包括支撑元件11，该支撑元件具有边缘区域21。可膨胀材料13在此基本上设置在支撑元件11的边缘区域21上。在可膨胀材料13膨胀之前，在阻隔元件16和结构元件12、14之间存在间隙。该间隙允许给结构元件12、14涂层，以保护结构元件12、14免受腐蚀。在所述涂层之后，可膨胀材料13通常通过暴露于热而膨胀，于是膨胀材料13'封闭了阻隔元件16和结构元件12、14之间的间隙。通过可膨胀材料13的膨胀也同时实现了固定。这样固定在结构元件12、14中的阻隔元件16'一方面增强了结构元件12、14，另一方面封闭结构元件12、14中的空腔。这种阻隔元件16的一个不利方面是其制造需要在相应工具方面的大量投资。其原因在于传统的阻隔元件16通常通过注塑成型工艺制造，例如单组分或双组分注塑成型工艺。这种传统的注塑工艺对于生产大量件数是经济的，因为工具的高资本支出可以通过单个阻隔元件的非常低的生产成本来补偿。然而，为了生产较少数量的单元，这种关系以这样的方式移动，使得单个阻隔元件的低生产成本不能抵偿工具的高投资费用。已经提出了替代的制造方法以克服该问题，例如型材挤出或多层冲压工艺。尽管这种替代技术不需要大量的工具资本支出，但是它们在阻隔元件的几何形状方面具有局限性。然而，车辆中的空腔通常具有复杂的形状，因此必须具有制造相应复杂形状的阻隔元件的能力。在WO2014/108857A1中例如描述了另一种替代方法。这里将可膨胀材料挤出到基底上。这允许为小批量的可膨胀材料制造单独的形状。然而，该方法不允许效率高地制造阻隔元件，因为在每种情况下必须单独制造可膨胀材料的支撑件并将其引入系统中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供上述类型的一种阻隔元件以及一种阻隔元件制造方法，其中所述阻隔元件可以在没有大量工具投资成本的情况下制造，并且所述方法也可以产生较为复杂的阻隔元件三维形状。另外，阻隔元件和制造阻隔元件制造方法适合于低成本生产，因此也可以实现相对大批量的单元在经济上有效的生产。所述目的首先通过一种用于对运输工具内的结构元件进行阻隔的阻隔元件实现，其中所述阻隔元件首先包括支撑元件。支撑元件由第一材料的至少一个打印的材料股线组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态。此外，所述阻隔元件包括可膨胀元件，其由第二材料的至少一个打印的材料股线组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀。在此，阻隔元件在垂直于阻隔元件的平面测量的最厚点处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。该解决方案的优点在于，通过使用有限数量的相互叠置的层可以提供非常有效率的制造方法。随着必须打印的相互叠置的层的数量增加，制造元件所需的时间通常增加，这导致更高的生产成本。因此，限制相互叠置的层的数量减少了生产这种类型的打印的阻隔元件所消耗的时间和成本。本专利技术的核心构思是，对于该应用目的，支撑元件和可膨胀元件的表面都不具有精细结构的设计。可膨胀元件在受热膨胀时改变其形状，因此可膨胀元件的原始外部形状对于其功能而言不是特别重要。而支撑元件的功能特别在于将可膨胀元件定位在结构元件内以及对整个系统进行结构增强。通过使用由相对较大的部件(特别是相对较粗的材料股线)组成的支撑元件，也可以确保这两种功能。发现使用具有相对大尺寸的材料股线来制造打印的阻隔元件是特别有利的，因为由此可以实现明显更有效的制造过程。在该应用领域中，通常在一定程度上可接受相对粗糙结构的表面的缺点，例如较大的制造公差。在本专利技术的上下文中，术语“阻隔元件”包括用于对结构元件进行隔离和/或加固(增强)和/或消音的元件，尤其是不仅包括技术术语“挡板”而且包括技术术语“增强体”。所述阻隔元件的各种性质在此可以单独地或者彼此组合地出现。在本专利技术的上下文中，术语“打印”或“被打印”特别包括一种方法和其结果，其通常称为三维打印。将材料的材料股线铺设或相互叠置到支承元件上以形成结构。材料股线在此例如如此形成，使得在它们并排放置和/或相互叠置之后彼此连接，同时基本上保持它们在打印过程中的原始横截面。在本专利技术的上下文中，术语“材料股线”包括在打印时置于支承元件上或置于先前打印的材料股线上的元件。在此，股线可以由各种不同材料形成，并且可以具有各种不同的横截面。在本专利技术的上下文中，术语“层”包括打印在共同的支承元件上的材料股线。在平面的支承元件的情况下，一个层的所有股线因此位于一个共同的平面内。在非平支承元件的情况下，一个层的材料股线不位于一个共同平面内，而是基本上复制非平面的支承元件的形貌。这里的支承元件可以是单次使用或多次重复使用的元件，或者可以是已经存在的层，这些层本身已经打印在支承元件上或一个层上。此外，层可以由单一打印材料或多种不同的打印材料组成。在本专利技术的上下文中，术语“线路”包括由连续打印的材料股线构成的元件，即这样的单元，其在打印头不抽出并且材料流不中断的情况下被置于支承元件上或一个已经打印的层上。根据造型，一个元件例如支撑元件或可膨胀元件可仅由一个线路组成。特别地，一个单个线路也可以形成多个相互叠置的层。用于形成支撑元件的第一材料可包括各种不同材料。优选的材料是塑料、特别是聚氨酯、聚酰胺、聚酯和聚烯烃，优选耐高温聚合物，如聚(亚苯基醚)、聚砜或聚醚砜。特别优选聚酰胺、特别是聚酰亚胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺11、聚酰胺12或其混合物。也可以使用与纤维(例如玻璃纤维、矿物纤维、植物纤维、纺织纤维或碳纤维)的组合。该第一材料的打印优选通过熔融沉积成型进行。在优选的变型中，将第一材料的粒料熔化以形成可打印的材质。作为用于形成可膨胀元件的第二材料的材料原则上是适合于热发泡的各种不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对运输工具内的结构元件(12、14)进行阻隔的阻隔元件(16)，所述阻隔元件(16)包括：支撑元件(11)，其由第一材料的至少一个打印的材料股线(1)组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态；可膨胀元件(13)，其由第二材料的至少一个打印的材料股线(3)组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀，其中，阻隔元件(16)在垂直于阻隔元件(16)的平面(22)测量的最厚点(5)处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.09 EP 16203278.31.一种用于对运输工具内的结构元件(12、14)进行阻隔的阻隔元件(16)，所述阻隔元件(16)包括：支撑元件(11)，其由第一材料的至少一个打印的材料股线(1)组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态；可膨胀元件(13)，其由第二材料的至少一个打印的材料股线(3)组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀，其中，阻隔元件(16)在垂直于阻隔元件(16)的平面(22)测量的最厚点(5)处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。2.根据权利要求1所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述阻隔元件(16)具有至少一个臂(4)，所述臂至少部分地与所述阻隔元件(16)的所述平面(22)成一角度，并且所述臂由第一材料或由第二材料或由第一材料和第二材料构成。3.根据权利要求1或2所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述第一材料和/或所述第二材料的打印的材料股线(1，3)具有直径为1mm至6mm的圆形横截面，或具有高度为1毫米至6毫米且宽度为2毫米至30毫米的横截面。4.根据前述权利要求中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述支撑元件(11)和/或所述可膨胀元件(13)由至少一个且至多十个线路构成。5.根据前述权利要求中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述阻隔元件(16)包括用于紧固所述阻隔元件(16)的紧固元件(8)。6.根据权利要求5所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有注塑成型塑料和/或具有金属。7.根据权利要求5或6所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有基部(18)，所述基部位于所述阻隔元件(16)的平面(22)内，并且所述基部夹紧在两个相互叠置的层之间或仅贴靠在一个层上。8.根据权利要求5至7中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有突出部(17)，所述突出部垂直于...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·贝尔佩尔，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH