【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用感应加热使物体成型的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月19日提交的第62/747,892号美国临时申请的优先权和权益，其通过引用整体并入本文。
本公开涉及使用感应加热和电磁力使物体成型的方法和系统。
技术介绍
成型的金属板或面板具有多种用途。例如，成型的金属面板经常被用来制造射电望远镜或天线。通常，这种天线盘将由许多不同表面形状的面板段制成。这种面板制造可能是困难并且昂贵的，每个不同成型的面板都是从不同形状的模具复制而来。制造这些面板的先进工艺包括旋压、冷冲压、热冲压以及机械加工。对这种弯曲的金属面板进行机械加工可以实现高精度，但是可能很耗时，并且可能浪费移除的材料。旋压和冲压通常涉及使用通过将模具机械加工成精细的表面精度(这可能是耗时的)而制成的模具。冷冲压要求相对大的力来使冷金属成型。大型刚性模具可能需要很厚才能在这些载荷下保持它们的形状精度。热冲压可能要求将毛坯工件面板预热，然后对热的、较软的毛坯工件进行冲压。这种加热经常是通过辐射和/或对流炉完成的。对流/辐射模制工艺的一个问题是，它要求在工件达到成形温度之前加热熔炉(包括其壁)、模具、传送带以及周围的空气。这一要求使得工艺实行起来既慢又低效。另外，辐射/对流炉自然倾向于等温加热，从而使得很难将工件的特定区域加热到不同的温度，这使得所述工艺不太适合成形具有复杂几何形状的面板，例如带肋面板。而且，在高温下使用计算机可调节模具是困难的，因为模具的表面必须处于高温下而调节模具的电子致动器则需要维持在低得多的温...
【技术保护点】
1.一种使用感应加热将工件面板成型为预选形状的方法，所述方法包括：/n将包括预选材料的工件面板定位在至少第一感应线圈附近或与所述至少第一感应线圈邻接；/n使所述工件面板经受至少一个预选成型条件；/n使用交流电流(AC)源产生具有预选振幅和预选频率的第一AC电流；以及/n在所述工件面板经受所述至少一个预选成型条件的同时，使具有所述预选振幅和所述预选频率的所述第一AC电流穿过至少第一感应线圈，从而使所述第一感应线圈产生第一交变电磁场，所述第一交变电磁场在所述工件面板中产生涡流，所述涡流将所述工件面板加热到预选温度达预选时间段，其中在所述工件面板经受所述至少一个预选成型条件的同时，将所述工件面板加热到所述预选温度达所述预选时间段使得所述工件面板获得所述预选形状。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181019 US 62/747,8921.一种使用感应加热将工件面板成型为预选形状的方法，所述方法包括：
将包括预选材料的工件面板定位在至少第一感应线圈附近或与所述至少第一感应线圈邻接；
使所述工件面板经受至少一个预选成型条件；
使用交流电流(AC)源产生具有预选振幅和预选频率的第一AC电流；以及
在所述工件面板经受所述至少一个预选成型条件的同时，使具有所述预选振幅和所述预选频率的所述第一AC电流穿过至少第一感应线圈，从而使所述第一感应线圈产生第一交变电磁场，所述第一交变电磁场在所述工件面板中产生涡流，所述涡流将所述工件面板加热到预选温度达预选时间段，其中在所述工件面板经受所述至少一个预选成型条件的同时，将所述工件面板加热到所述预选温度达所述预选时间段使得所述工件面板获得所述预选形状。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板由金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板由非金属材料制成，所述非金属材料中设置有磁性颗粒。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述工件面板改变形状以获得所述预选形状的同时，所述工件面板被加热到低于所述预选材料的熔点的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板中感应加热的趋肤深度通过将所述AC电流的频率设定为所述预选频率来进行控制。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个预选成型条件包含将所述工件面板放置成与至少第一模制表面接触，以获得所述预选形状。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少第一模制表面包括刚性的、不变的形状。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少第一模制表面包括多个段，所述多个段具有相对于所述工件面板的各自可调节的位置和取向，以使所述工件面板获得所述预选形状。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板是金属板，并且其中所述至少第一感应线圈包括缠绕在所述金属板周围的多个感应线圈。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个感应线圈缠绕在所述金属板和所述至少第一模制表面周围。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述感应线圈缠绕在所述金属板周围，并且穿过所述至少第一模制表面，以减小所述线圈与所述金属板之间的距离。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少第一感应线圈具有平螺旋的或扁平的几何形状。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少第一感应线圈包括多于一个感应线圈的阵列，所述多于一个感应线圈的阵列定位在所述工件面板的至少第一侧附近或与所述至少第一侧邻接，以通过感应将所述工件面板的至少所述第一侧加热到所述预选温度达所述预选时间段。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述阵列的至少一个感应线圈定位在所述工件面板的至少第一侧附近或与所述至少第一侧邻接，并且所述阵列的至少一个感应线圈定位在至少第二侧附近或与所述至少第二侧邻接，以通过感应将所述工件面板的至少所述第一侧和所述第二侧加热到所述预选温度达所述预选时间段。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少第一感应线圈基本上嵌入在至少第一模制表面中。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少第一感应线圈包括至少第一感应线圈和第二感应线圈，其中所述工件面板的第一部分和第二部分分别定位在所述第一感应线圈和所述第二感应线圈附近或与所述第一感应线圈和所述第二感应线圈邻接，所述方法进一步包括：
独立地控制所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，从而独立地设定所述第一感应线圈和所述第二感应线圈的所述预选振幅和所述预选频率，以分别独立地控制所述第一感应线圈和所述第二感应线圈对所述工件面板的所述第一部分和所述第二部分的感应加热。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述工件面板的所述第一部分和所述第二部分分别由所述第一感应线圈和所述第二感应线圈以不同的速度加热和/或加热到不同的温度。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板的定位和取向以及所述工件面板的所述经受所述至少一个预选成型条件使得所述工件面板由于加热期间施加在所述工件面板上的重力和加热期间施加在所述工件面板上的所述电磁场的力中的至少一种而下垂，以使所述工件面板获得所述预选形状，并且其中一旦所述工件面板已经被加热到预选温度，就可以通过修改振幅和频率来控制所述电磁场的所述力以增加所述电磁场的所述力。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一个预选成型条件包含至少在所述工件面板上的一个或多个点处支撑所述工件面板，使得所述工件面板由于至少一个预选成型条件而被允许在所述一个或多个点之间下垂，以使所述工件面板获得所述预选形状。
20.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在加热期间测量所述工件面板的至少一部分的形状，以获得至少第一形状变形测量值。
21.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：
至少部分地基于所述第一形状变形测量值来调节至少所述第一感应线圈的所述预选频率和/或所述预选振幅和/或位置或取向，以调节所述交变电磁场的强度。
22.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件面板是其上...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·达维拉佩拉尔塔，贾斯汀·海特，
申请(专利权)人：代表亚利桑那大学的亚利桑那校董会，
类型：发明
国别省市：美国;US
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