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如何生产具有高成本效益的几何形状复杂零件制造技术

技术编号:40450121 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-22 23:09
如何生产具有高成本效益的几何形状复杂零件。其中,涉及一种冷却在热冲压模或模具中形成的片材的方法,该方法包括以下步骤:a)提供热冲压模或模具;b)将已经加热的片材放置在热冲压模或模具中;c)形成片材;以及d)在形成后,以57K/s或更高的非常快的冷却速率冷却片材直到550℃的温度,并且在90℃或更低的低温下以24K/s或更低的低冷却速率冷却,其中,非常快的冷却包括利用液体蒸发的潜热来冷却片材。

【技术实现步骤摘要】

专利
本专利技术涉及生产含金属几何状复杂零件和/或部件的方法。该方法特别适用于高性能元件与大体积元件。该方法也适用于具有内部特征件的元件与孔洞元件的构造。该方法可以应用于轻型建筑。该方法允许复制仿生结构与其他高级结构,以优化拓扑性能。本专利技术还涉及热冲压技术,在组件(工具、冲模、模具等)中形成片状或管状元件,组件可以是热成型冲模或模具。需要特别指出,本专利技术还涉及在热冲压冲模或模具中对片状或管状组件进行冷却件的方法。在一些应用中,组件可能包括内部冷却通道。


技术介绍


技术实现思路

0、概述

1、技术进步很大程度上受到现有材料与设计的影响,这些材料与设计可以在特定的应用中充分发挥特性。在人类的创新史上,人们一直致力于发展改进材料的属性以及生产开发新的设计实现方法,在这两大领域也涌现了大量的相关专利申请。设计能否被实现,不仅受到专利技术者与设计者的能力限制,还受到用于实现设计的现有制造能力的限制。

2、近年来,先进制造方法的发展促进了设计的灵活性,其中包括几种增材制造(am)的方法。特别是随着微尺度技术的发展,拓扑优化设计也取得了很大进步。在仿生结构领域,人们也进行了进一步的优化,还对某些应用进行了性能优化与性能折衷。

3、然而,材料领域的发展似乎稍微滞后,特别是在金属和含金属的材料方面,要找到一种材料,在所有相关性能方面都优于目前使用的锻造材料,仍具有挑战性。此外,还存在一些其他挑战,例如大多数增材制造(am)方法对金属所存在的固有的各向异性特征。除了性能之外,用于增材制造(am)的金属比用于锻造制造的金属要贵几个数量级,并且现有的用于金属的增材制造(am)方法也非常耗费成本。当前,生产大型高性能的增材制造(am)金属部件是一项尖端技术与经济挑战。在生产大型复杂几何状零件时,大多数现有的增材制造(am)技术都会产生过大的残余应力,甚至产生裂纹。

4、本专利技术从性能与成本层面出发,帮助克服了与金属增材制造有关的许多挑战,同时保持了极佳的设计灵活性。因此,本专利技术特别适用于制造具有复杂几何形状的高性能部件、具有复杂几何形状的大型部件,以及任何具有设计灵活性中的组件。本专利技术还特别适用于金属或含金属的部件,但同时也适用于其他材料类型。

5、发展情况

6、在增材制造(am)技术的蓬勃发展的阶段,诞生了许多含金属复杂几何状零件的生产技术。其中大多数技术,几乎不可能获得各向同性、无裂纹且复杂的几何形状零件,尤其是当这些零件尺寸较大时。而且,大多数现有的增材制造(am)方法成本很高,并且不能生产大尺寸的元件。用于制造复杂几何状零件的其他技术(不被认为是增材制造(am))在获得具有内部特征而无裂纹的元件时会遇到严重的困难。

7、当涉及到模具、冲模或片材的冷却时,由于喷射液体的蒸发,在铝注射过程中通常会使用喷雾来冷却模具的外部。有时,冷却过程还与润滑剂的应用相结合,以改善片材的可成型性,并与防腐剂的应用相结合,以保护冲模。另一方面,在一些应用中,会将水直接喷到制造的零件或片材上。还有一些系统中,在闭合冲模之后,水会在冲模和片材之间的通道或通孔中循环。在此过程中,水被用来冷却模具,因此当片材被放置在模具上时,模具温度较低。但是在任何情况下,水都不会被保留在冲模中以冷却片材。

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【技术保护点】

1.一种冷却在热冲压模或模具中形成的片材的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤a)中提供的所述热冲压模或模具在其表面上包括液体,并且在步骤b)中,所述片材被放置成与所述液体直接接触。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其中,所述热冲压模或模具在其表面上包括以g/dm2计的量在0.02*ST至9.8*ST之间的液体,ST为以mm计的所述片材的厚度。

4.一种用于热冲压片材的装置,包括热冲压模或模具,其中,所述片材在所述热冲压模或模具中形成,所述热冲压模或模具在其表面上包括以gr/dm2计的量在0.12*ST至4.8*ST之间的液体,ST为以mm计的所述片材的厚度,其中,所述液体中的至少部分液体呈液滴形式。

5.一种冷却在模中形成的管或管状部件的方法,所述方法包括以下步骤:

6.一种总组成如下的材料,所有百分比以重量百分比表示:

7.一种用于生产含金属部件的方法,所述方法包括以下步骤:

8.一种获得高密度的方法,包括以下步骤:

9.一种获得非常高密度的方法,包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种冷却在热冲压模或模具中形成的片材的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤a)中提供的所述热冲压模或模具在其表面上包括液体,并且在步骤b)中,所述片材被放置成与所述液体直接接触。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其中,所述热冲压模或模具在其表面上包括以g/dm2计的量在0.02*st至9.8*st之间的液体,st为以mm计的所述片材的厚度。

4.一种用于热冲压片材的装置,包括热冲压模或模具,其中,所述片材在所述热冲压模或模...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾萨克·沃斯盎格鲁斯
申请(专利权)人:沃斯贝茨公司
类型:发明
国别省市:

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