[发明专利]用于基于增材制造内骨骼的运输结构的方法和设备

说明书

本发明的一些实施例涉及一种增材制造运输结构。运输结构包括腔体，使用外部接口的部件被插入到腔体中。多个部件被装配并集成到车辆中。在实施例中，部件和框架是模块化的，使得在孤立故障的事件中能够维修和替换单个零件。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月25日提交的名为“用于基于增材制造内骨骼的运输结构的方法和设备”的美国专利申请No.15/659,607的权益，其整体通过引用的方式明确地结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及用于增材制造(AM)的技术，更具体地，涉及用于AM运输结构和用作这种运输结构中的模块化部件的子结构的技术。

背景技术

增材制造(AM)工艺包括使用用于在“建造板”上堆积层状材料的存储几何模型，以制造具有由模型定义的特征的三维(3D)物体。AM技术能够使用许多种材料打印复杂部件。基于计算机辅助设计(CAD)模型来制造3D物体。AM工艺可使用CAD模型产生固体三维物体。

一个这种方法叫做直接金属沉积(DMD)。DMD是一种使用激光熔化金属粉末从而将其转变成固体金属物体的AM技术。与许多其他AM技术不同，DMD并不以粉末床为基础。相反，DMD使用进料喷嘴将粉末推入激光束中。然后激光使粉末金属熔合。虽然支撑件或者自由基衬底在一些情况中可用来维持结构稳固，但是DMD中的几乎所有粉末都转变成固体金属，因此留下很少的废粉末以回收利用。使用逐层策略，由激光束和进料喷嘴构成的打印头可扫描衬底以沉积连续的层。可使用此技术处理所有类型的金属材料，包括，例如，钢、铝、镍合金、钛、钴、铜等。

诸如粉末床熔合(PBF)的其他AM工艺使用激光烧结或者熔化粉末材料，然后粉末材料使粉末颗粒在目标区域中粘结在一起，以产生具有预期几何形状的3D结构。在PBF中可使用不同的材料或者材料的组合，例如工程塑料、热塑性弹性体、金属，和陶瓷，以产生3D物体。其他更先进的AM技术，包括下面进一步讨论的那些，也是可获得的或者是目前正在发展中的，并且各自可适用于这里的教导。

由于AM工艺持续改进，制造商越来越多地研究在其设计中使用AM部件的好处。尽管最近在AM特征(例如，建造板尺寸、打印速度和精度，以及基于AM技术的其他越来越复杂的特征)方面取得了进展，但是当与运输结构整体的尺寸相比时，AM在各种运输结构行业中的使用多半仍限于生产相对小尺度的部件。因此，使用AM来发展这种机构的更大的和越来越复杂的子结构的可能性在很大程度上仍是未开发的。

发明内容

将参考三维打印技术在下文中更充分地描述用于增材制造(AM)运输结构的技术的若干方面。

运输结构的一个方面包括3D打印框架，其具有构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构；多个腔体，其通过3D打印框架突出，用于相应的需要外部接口的多个部件；和设置于3D打印框架的外表面上方的本体。

用于生产运输结构的方法的一个方面包括3D打印框架，该3D打印框架包括构造为接受道路负载并在碰撞事件中保护乘员的结构。

该方法进一步包括，在3D打印框架的外表面上方形成本体。

该方法还包括，将多个模块化部件装配到3D打印框架中，其中，3D打印框架包括多个腔体，所述多个腔体用于容纳多个部件的需要外部接口的部件。

将理解的是，对于本领域技术人员来说，增材制造运输结构的其他方面从以下详细描述中将变得显而易见，其中，通过例证仅示出并描述了若干实施例。如本领域技术人员将认识到的，增材制造运输结构能够具有其他不同的实施例，并且其若干细节能够在各种其他方面中改变，所有这些改变都不脱离本发明。因此，将附图和详细描述认为本质上是说明性的而不是限制性的。

附图说明

现在将在附图中通过实例而不是通过限制在详细描述中提供用于增材制造运输结构的方法和设备的各种方面，其中：