用于3D打印的车辆架构即接头的组装方法技术

提供了一种组装车辆部件的方法，所述方法包括：相对于邻接部件(22)定位节点(20)，测量所述节点或所述邻接部件的至少一个几何特征，基于所述测量3D打印组装调节构件(24)，以及将所述组装调节构件放置在所述节点或所述邻接部件中的至少一者附近。所述组装调节构件被构造成允许所述节点与所述邻接部件之间的相对运动，以用于后续加工操作。

Assembly method of vehicle architecture i.e. joint for 3D printing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于3D打印的车辆架构即接头的组装方法
本公开涉及机动车辆的组装，并且更具体地涉及3D打印或增材制造在机动车辆的制造和组装中的用途。
技术介绍
本章节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。汽车制造商在构建更安全而又更轻量化且更高效的车辆时面临着许多相互冲突的压力。人们不断开发新的技术以试图通过诸如原材料、加工方法和将它们集成到车辆结构中的多种手段来减轻车辆质量。这些新技术使得能够实现更高效设计和制造的结构，这些结构能够满足结构性能要求，同时还减轻车辆质量并因此提高燃油经济性。一个进步领域是金属和塑料的3D增材制造的激增，以及通过3D扫描系统进行的质量管理。对构建质量的管理是重要的，因为较大较硬的部件(诸如铸造或打印节点和长挤出件)可能不满足车身结构中的零件装配要求。配合的部件之间的间隙可使某些接合方法不可行并且还在结构中产生残余应力。因此，当将所有部件及其公差配对并优化以一起使用时，车辆的整体尺寸和制造稳健性得到改善。
技术实现思路
在一种形式中，提供了一种组装方法，特别是组装车辆的方法，该方法包括：相对于邻接部件定位节点，测量节点或邻接部件的至少一个几何特征，基于该测量而3D打印组装调节构件，以及将组装调节构件放置在节点或邻接部件中的至少一者附近。组装调节构件被构造成允许节点与邻接部件之间的相对运动，以用于后续加工操作。后续加工操作是诸如电泳涂装(E-Coat)工艺、喷漆和其他涂装工艺之类的工艺，尤其是用于汽车/车辆制造的那些工艺。这些工艺通常包括热量，由于热膨胀系数的差异，该热量导致正在组装的零件之间的相对运动。在本公开的变型中，3D打印是与组装方法原位执行的，3D打印是离线执行的并且组装调节构件是预先制造的，组装调节构件选自标准组装调节构件的库，并且组装调节构件设置在节点与邻接部件之间。在另外的变型中，节点制造有至少一个工具加工特征，并且将部件坯料放置在节点上并用该至少一个工具加工特征定位，然后将组装调节构件打印到部件坯料上。节点和/或邻接部件本身可以通过3D打印工艺形成。在本公开的其他变型中，邻接部件限定插入件，该插入件至少部分地设置在节点的中空空间内。在后续加工操作之后，可将节点的中空空间至少部分地用粘合剂填充，并且粘合剂可以通过注入口注入节点的中空空间。此外，在后续加工操作之后，可以在节点内机械地固定邻接部件。在另一种形式中，节点还包括渐缩外部几何结构，该外部几何结构被构造成在节点与邻接部件之间提供额外的相对运动。在又一种形式中，测量多个节点和多个邻接部件，并且将3D打印的组装调节构件与节点和邻接部件的最接近的配合几何结构配对。组装调节构件被构造成允许节点与邻接部件之间的相对运动，以用于后续加工操作。在又一种形式中，节点是针对设计负载条件而优化并由3D打印工艺形成的“有机”节点，该节点限定至少一个接收部分和外部几何结构，该外部几何结构以弹性且达到塑性的方式构造以变形从而将节点装配到邻接部件上。应当理解，这些各种零件构造、扫描技术以及制造和组装方法可以单独地或以任何组合实现，同时保持在本公开的范围内。根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅出于说明的目的，而无意限制本公开的范围。附图说明为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图描述通过示例的方式给出的本公开的各种形式，在附图中：图1A是根据本公开的教导构造的节点和配合部件的透视图；图1B是节点和配合部件的沿图1A的线1B-1B截取的剖视图；图2是示出根据本公开的教导的方法的流程图；图3是根据本公开的教导的具有固定/工具加工特征的节点和部件坯料的侧面剖视图；图4A是根据本公开的教导构造的具有滑移面的节点的侧面剖视图；图4B是根据本公开的教导构造的具有滑移面的节点的另一形式的侧面剖视图；图5A是具有渐缩延伸部并根据本公开的教导构造的节点的透视图；图5B是图5A的节点的侧视图，该节点具有垫片并且根据本公开的教导构造；图6是根据本公开的教导构造的具有粘合剂注入口的节点的侧面示意图；以及图7是根据本公开的教导构造的有机节点的透视图。本文所述的附图仅出于说明的目的，而无意以任何方式限制本公开的范围。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，而无意对本公开、应用或用途进行限制。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的零件和特征。如本文所用，术语“3D打印”或“3D打印的”应被解释为与“增材制造”相同，或者通过材料或颗粒的累积形成零部件的工艺。举例来说，此类工艺可以包括立体光刻、金属烧结和光聚合等，它们包括在材料挤出、材料喷射、粘结剂喷射、片层压、容器内光聚合(vatphotopolymerization)、粉末床熔融和直接能量沉积的大类中。这些工艺应被视为在本公开的范围内。参见图1A和图1B，更详细地示出和描述了“即时”(JIT)3D打印节点配合表面。在这种形式中，车辆总成包括至少一个节点20、适配到节点20上的至少一个部件22以及定制3D打印的界面构件24，本文也更一般地称为“组装调节构件”，设置在所述节点的至少一个表面与所述部件的至少一个配合表面之间，其中定制3D打印的界面构件24包括由节点20和部件22的物理测量值限定的几何结构。节点20和部件22的界面几何结构(诸如节点延伸部21的内径和配合部件22的外径)使用诸如CMM(坐标测量机)、激光几何测量系统和/或摄影测量系统等技术来测量。然后生成这些实际几何界面的CAD模型以创建界面构件24的模型，该模型可以使用3D打印技术快速制造。因此，界面构件24针对特定的各个界面来定制尺寸，并允许部件22通过某些热加工(诸如涂装或喷漆)在节点20内移动。粘合剂和/或机械接头可以在这种热加工之前或之后在总成中施加/固化，以提供结构连接。如本文所用，术语“节点”应该被解释为表示用于接合一个或多个配合部件的零件或构件，所述配合部件可以位于节点的一个或多个位置。节点的示例可以在美国已公开的申请号20170001368及其相关申请家族中找到，这些申请通过引用方式整体并入本文。通常，基本节点几何结构由车辆的包装要求限定，将3D扫描的配合部件数字化并将间隙针对装配而优化。通过配合的节点表面也可以主动管理配合部件的趋势贴合(trend-fit)。填充间隙的3D打印表面被打印并交付以进行构建。因此，如图2所示组装车辆架构的方法包括：制造至少一个节点，制造被构造成装配到节点上的至少一个部件，扫描节点和部件的几何特征，使用3D打印工艺基于扫描的几何特征制造定制界面构件，将定制界面构件交付到构建位置，以及在节点与部件之间插入界面构件以将节点固定到部件上。参考图3，为通过3D打印定制的部件提供夹紧(工具加工/定位)几何结构。通常，提供将部件组装到节点上的方法，该方法包括：制造具有固定/工具加工特征32的节点30，将部件坯料34放置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组装方法，其包括：/n相对于邻接部件定位节点；/n测量所述节点或所述邻接部件的至少一个几何特征；/n基于所述测量3D打印组装调节构件；以及/n将所述组装调节构件放置在所述节点或所述邻接部件中的至少一者附近，/n其中所述组装调节构件被构造成允许所述节点与所述邻接部件之间的相对运动，以用于后续加工操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170301 US 62/465,6281.一种组装方法，其包括：
相对于邻接部件定位节点；
测量所述节点或所述邻接部件的至少一个几何特征；
基于所述测量3D打印组装调节构件；以及
将所述组装调节构件放置在所述节点或所述邻接部件中的至少一者附近，
其中所述组装调节构件被构造成允许所述节点与所述邻接部件之间的相对运动，以用于后续加工操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述3D打印是与所述组装方法原位执行的。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述3D打印是离线执行的，并且所述组装调节构件是预先制造的。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述组装调节构件选自标准组装调节构件的库。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述组装调节构件设置在所述节点与所述邻接部件之间。


6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
制造具有至少一个工具加工特征的所述节点；以及
将部件坯料放置到所述节点上并使用所述至少一个工具加工特征定位所述部件坯料，
其中将所述组装调节构件打印到所述部件坯料上。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述节点和所述邻接部件中的至少一者通过3D打印工艺形成。


8.根据权利要求1所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：加勒特·赫夫，迈克尔·詹姆斯·怀滕，彼得·A·弗里德曼，辛西娅·莫维利·弗拉尼根，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US