熱塑性零件的形成制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及熱塑性零件的形成。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及一種防護(hù)性可拆卸元件以及方法。基于三維模型從第一熱塑性材料的熱塑性片材切出一部分。將所述部分固定至模具。在真空下加熱所述部分和所述模具以形成一結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)防護(hù)罩的形式。在一些示例實(shí)施例中，可以使用添加制造基于所述三維模型由第二熱塑性材料形成所述模具。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開(kāi)內(nèi)容總體涉及熱塑性零件的形成，具體地涉及防護(hù)性可拆卸元件的形成。更具體地，本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種用于由熱塑性片材形成熱塑性零件的方法和設(shè)備。
技術(shù)介紹
聚合物材料可以用在包括一些航空器內(nèi)部零件的多種產(chǎn)品中。聚合物材料可以表現(xiàn)為熱塑性材料或熱固定性材料的形式。熱塑性材料可以為在高于選定溫度時(shí)變得柔軟或適于模壓并且一旦冷卻就恢復(fù)到固態(tài)的聚合物。熱塑性材料可以能夠反復(fù)加熱和冷卻。熱固性材料可以在加熱時(shí)變硬。熱固性材料可以在加熱時(shí)不可逆地固化。聚合物材料可以使用包括擠壓成形、拉擠成形、添加制造(additivemanufacturing)以及模壓成形的多種方法形成零件。使用擠壓成形或拉擠成形形成零件可能限制所產(chǎn)生的零件的形狀。另外，擠壓成形或拉擠成形可能具有不期望的刀具加工成本。使用添加制造由聚合物材料形成零件可能導(dǎo)致零件具有不期望的性質(zhì)。例如，添加制造可能導(dǎo)致具有離散層的零件。另外，添加制造技術(shù)可能限制可以用來(lái)形成零件的聚合物材料。用在模壓成形聚合物材料中的模具可以使用銑削或其他材料去除工藝由金屬制成。模具可以由金屬形成，因?yàn)榻饘倌＞呖梢远啻斡迷谀撼尚尉酆衔锊牧希粫?huì)對(duì)模具形成不良影響。然而，生產(chǎn)金屬模具可能是十分昂貴的。另外，生產(chǎn)金屬模具可能需要大量時(shí)間。此外，存儲(chǔ)金屬模具可能需要大量的空間。因此，金屬模具可能適于生產(chǎn)幾種類似的聚合物零件。另外，使用金屬模具制造的每件聚合物零件的成本可能隨著制造零件數(shù)量的增加而降低。然而，由聚合物材料形成單個(gè)唯一的零件可能十分昂貴或費(fèi)時(shí)。因此，期望具有一種考慮到上述問(wèn)題中至少一些問(wèn)題以及其他可能問(wèn)題的方法和設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開(kāi)內(nèi)容的示例實(shí)施方式可以提供一種防護(hù)性可拆卸元件。所述防護(hù)性可拆卸元件可以包括均勻厚度的熱塑性材料，所述熱塑形材料成形為模壓形狀，所述熱塑形材料構(gòu)造成附著至零件的表面的外部形狀。所述模壓形狀包括內(nèi)部形狀，所述內(nèi)部形狀具有構(gòu)造成將所述防護(hù)性可拆卸元件附著至所述零件的特征。本公開(kāi)內(nèi)容的另一示例實(shí)施方式可以提供一種方法。可以基于三維模型從第一熱塑性材料的熱塑性片材切出一部分。可以將所述部分固定至模具。可以在真空下加熱所述部分和所述模具以形成一結(jié)構(gòu)。本公開(kāi)內(nèi)容的另一示例實(shí)施方式可以提供一種方法。可以從零件的三維模型識(shí)別所述零件的表面。可以基于所述三維模型設(shè)計(jì)用于模具表面的表面形狀。可以改變所述表面形狀以形成改變的表面形狀。可以使用添加制造基于所述改變的表面形狀形成所述模具。可以基于所述三維模型設(shè)計(jì)平坦形狀。可以從熱塑性片材切出所述平坦形狀以形成一部分。可以將所述部分固定至所述模具。可以在真空下加熱所述部分和所述模具以形成一結(jié)構(gòu)。本公開(kāi)內(nèi)容的又一示例實(shí)施方式可以提供一種設(shè)備。所述設(shè)備包括:設(shè)計(jì)工具、成形器以及模壓系統(tǒng)。所述設(shè)計(jì)工具可以構(gòu)造成識(shí)別零件的表面并且產(chǎn)生用于結(jié)構(gòu)的平坦形狀，所述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為覆蓋所述零件的所述表面。所述成型器可以構(gòu)造成使用所述平坦形狀由熱塑性片材來(lái)形成一部分。所述模壓系統(tǒng)可以構(gòu)造成使用具有所述平坦形狀的所述熱塑性片材形成設(shè)計(jì)為覆蓋所述零件的所述表面的所述防護(hù)結(jié)構(gòu)。綜上所述，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供一種防護(hù)性可拆卸元件，所述防護(hù)性可拆卸元件包括:均勻厚度的熱塑性材料，所述熱塑形材料成形為模壓形狀，所述熱塑形材料構(gòu)造成附著至零件的表面的外部形狀，所述模壓形狀包括內(nèi)部形狀，所述內(nèi)部形狀具有構(gòu)造成將所述防護(hù)性可拆卸元件附著至所述零件的特征。有利地，在所述防護(hù)性可拆卸元件中，構(gòu)造成將所述防護(hù)性可拆卸元件附著至所述零件的所述特征包括拔模斜度。有利地，所述防護(hù)性可拆卸元件還包括標(biāo)記特征，所述標(biāo)記特征構(gòu)造成將所述防護(hù)性可拆卸元件定位在模具上。有利地，所述防護(hù)性可拆卸元件還包括標(biāo)示部(indicator)，所述標(biāo)示部構(gòu)造成從所述零件拆下所述防護(hù)性可拆卸元件。有利地，在所述防護(hù)性可拆卸元件中，所述熱塑性材料具有選自可塑性、韌性、滲透性、防水性、耐化學(xué)性、抗菌性、維護(hù)性、表面粘附力、透明度或其它期望性質(zhì)中的至少一種性質(zhì)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供一種方法，所述方法包括:基于三維模型從第一熱塑性材料的熱塑性片材切出一部分；將所述部分固定至模具；以及在真空下加熱所述部分和所述模具以形成一結(jié)構(gòu)。有利地，所述方法還包括:使用添加制造基于所述三維模型由第二熱塑性材料形成所述模具。有利地，所述方法還包括:從所述三維模型來(lái)識(shí)別零件的表面；基于所述三維模型設(shè)計(jì)用于模具表面的表面形狀；以及改變所述表面形狀以形成改變的表面形狀，其中，形成所述模具的步驟包括:使用添加制造、使用所述改變的表面形狀由所述第二熱塑性材料形成所述模具。有利地，所述方法還包括:通過(guò)將所述結(jié)構(gòu)放置在零件的表面之上在所述零件上形成防護(hù)罩。有利地，在所述方法中，在真空下加熱所述部分和所述模具以形成所述結(jié)構(gòu)的步驟包括:將所述部分和所述模具加熱至低于所述第二熱塑性材料的熔化溫度但足以軟化所述第一熱塑性材料的溫度。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供一種方法，所述方法包括:從零件的三維模型識(shí)別所述零件的表面；基于所述三維模型設(shè)計(jì)用于模具表面的表面形狀；改變所述表面形狀以形成改變的表面形狀；使用添加制造基于所述改變的表面形狀形成模具；基于所述三維模型設(shè)計(jì)平坦形狀；從熱塑性片材切出所述平坦形狀以形成一部分；將所述部分固定至所述模具；在真空下加熱所述部分和所述模具以形成一結(jié)構(gòu)。有利地，所述方法還包括:將所述結(jié)構(gòu)放置在所述零件的所述表面之上。有利地，在所述方法中，改變所述表面形狀以形成所述改變的表面形狀的步驟包括:引入特征以在加熱期間影響真空袋的圓角形成(radiusing)。有利地，在所述方法中，改變所述表面形狀以形成所述改變的表面形狀的步驟包括:引入特征以減小所述結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形狀。有利地，在所述方法中，使用添加制造基于所述改變的表面形狀形成模具的步驟包括:使用激光燒結(jié)由熱塑性材料形成模具，所述模具具有底座、半徑以及所述模具表面。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:設(shè)計(jì)工具，所述設(shè)計(jì)工具構(gòu)造成識(shí)別零件的表面并且產(chǎn)生用于結(jié)構(gòu)的平坦形狀，所述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為覆蓋所述零件的所述表面；成形器，所述成形器構(gòu)造成使用所述平坦形狀由熱塑性片材來(lái)形成一部分；以及模壓系統(tǒng)，所述模壓系統(tǒng)構(gòu)造成使用具有所述平坦形狀的所述熱塑性片材形成設(shè)計(jì)為覆蓋所述零件的所述表面的防護(hù)結(jié)構(gòu)。有利地，在所述設(shè)備中，所述設(shè)計(jì)工具構(gòu)造成使用所述零件的三維模型識(shí)別所述零件的所述表面并且產(chǎn)生用于所述結(jié)構(gòu)的所述平坦形狀，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)造成覆蓋所述零件的所述表面。有利地，在所述設(shè)備中，所述結(jié)構(gòu)為防護(hù)罩。有利地，在所述設(shè)備中，所述熱塑性材料包括第一熱塑性材料，以及所述設(shè)備還包括添加制造裝備，所述添加制造裝備構(gòu)造成由第二熱塑性材料形成所述模壓系統(tǒng)的模具。有利地，在所述設(shè)備中，所述第二熱塑性材料具有比所述第一熱塑性材料的熔化溫度高的熔化溫度。所述特征和功能可以在本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施方式中獨(dú)立獲得或者可以在其他實(shí)施方式中組合起來(lái)，在所述其他實(shí)施方式中可以參照以下描述和附圖看到進(jìn)一步的細(xì)-K-T。【附圖說(shuō)明】附帶的權(quán)利要求書中列出了認(rèn)為是示例實(shí)施方式的特征的新穎特點(diǎn)。然而，參照下面對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的示例實(shí)施方式的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，會(huì)更好地理解示例實(shí)施方本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種防護(hù)性可拆卸元件，所述防護(hù)性可拆卸元件包括：均勻厚度的熱塑性材料，所述熱塑形材料成形為模壓形狀，所述熱塑性材料構(gòu)造成附著至零件的表面的外部形狀，所述模壓形狀包括內(nèi)部形狀，所述內(nèi)部形狀具有構(gòu)造成將所述防護(hù)性可拆卸元件附著至所述零件的特征。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·R·小哈克特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：波音公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US