用于复合成型的方法和系统与流程

本总体上涉及用于复合成型的方法和系统，更具体地，涉及用于采用增材制造的(additively manufactured)聚合物基模具的复合成型(composite molding)的方法和系统。

背景技术：

1、聚合物基复合材料，诸如碳纤维，可以被用于形成各种零件。为了由复合材料形成零件，通过加热到预定的温度和压力来固化具有复合材料的叠层的模具。模具可以由在复合材料的铺设之前涂覆有模具外壳剂的金属、金属合金或泡沫形成，以承受固化复合材料所需的温度和压力。在某些实例中，可能难以制造金属模具、金属合金模具或泡沫模具以包括复合材料零件的期望特征，这导致在复合材料零件的成型之后需要附加的加工步骤。此外，在某些实例中，可能需要诸如打磨等的附加的加工步骤，以形成具有复合材料零件的所需表面光洁度的模具。

2、因此，期望提供一种用于复合成型的方法和系统，其能够在成型后用很少的(如果有的话)附加的加工步骤形成复合模具和复合零件。此外，结合附图和前述技术领域和背景，从后续详细描述中和所附权利要求中，本发明的其他期望特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

1、根据各种实施例，提供了一种用于复合成型的方法。该方法包括增材制造包括零件形成腔的模具外壳，以及用增强剂填充模具外壳的至少一部分。该方法包括硬化增强剂以形成模具，以及在零件形成腔上铺设复合材料。该方法包括固化模具以形成复合零件。

2、增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳以包括至少一个模具加强结构，该模具加强结构与零件形成腔的一侧配合以限定用增强剂填充的至少一个腔室。增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳以包括第一半模和第二半模，并且第一半模和第二半模中的每一个都包括至少一个腔室。填充模具外壳的至少一部分包括用增强剂填充与第一半模相关联的至少一个腔室，以及用增强剂填充与第二半模相关联的至少一个腔室。第一半模和第二半模的增材制造进一步包括将至少一个模具组件结构增材制造到第一半模和第二半模中的至少一个中。增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳以包括靠近零件形成腔的保形系统。保形系统是被限定在零件形成腔的一侧上的保形管件系统。用增强剂填充模具外壳的至少一部分进一步包括用环氧树脂、树脂、浇铸硅酮和聚氨酯中的一种填充模具外壳的至少一部分，并且硬化增强剂包括固化环氧树脂、树脂、浇铸硅酮和聚氨酯中的一种。增材制造模具外壳进一步包括由聚合物基材料增材制造模具外壳。增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳，使得零件形成腔的腔壁具有可变的壁厚。

3、还提供了一种用于复合成型的系统。该系统包括由聚合物基材料组成的增材制造的模具外壳，该模具外壳包括零件形成腔和至少一个加强结构。至少一个加强结构与零件形成腔的一侧配合以形成至少一个腔室。增强剂被布置在至少一个腔室内。

4、增强剂是环氧树脂、树脂、浇铸硅酮或聚氨酯。增材制造的模具外壳包括被限定在零件形成腔的一侧上的保形系统。保形系统包括被配置为接收加热的或冷却的流体的入口和被配置为从保形系统移除加热的或冷却的流体的出口。

5、还提供了一种用于复合成型的方法。该方法包括由聚合物基材料增材制造模具外壳，该模具外壳包括零件形成腔和至少一个加强结构。零件形成腔包括具有与第二侧相对的第一侧的腔壁，并且第二侧与至少一个加强结构配合以限定至少一个腔室。该方法包括用增强剂填充至少一个腔室，并硬化增强剂以形成模具。该方法包括在零件形成腔的第一侧铺设复合材料，并固化模具以形成复合材料零件。

6、增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳以包括第一半模和第二半模，并且第一半模和第二半模中的每一个都包括至少一个腔室。填充至少一个腔室包括用增强剂填充与第一半模相关联的至少一个腔室，以及用增强剂填充与第二半模相关联的至少一个腔室。第一半模和第二半模的增材制造进一步包括将至少一个模具组件结构增材制造到第一半模和第二半模中的至少一个中。增材制造模具外壳进一步包括增材制造模具外壳以在腔壁的第二侧上包括保形系统。用增强剂填充至少一个腔室进一步包括用环氧树脂、树脂、浇铸硅酮和聚氨酯中的一种填充至少一个腔室，并且硬化增强剂包括固化环氧树脂、树脂、浇铸硅酮和聚氨酯中的一种。

技术特征：

1.一种用于复合成型的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述模具外壳进一步包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述模具外壳进一步包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，填充所述模具外壳的所述至少一部分包括用所述增强剂填充与所述第一半模相关联的所述至少一个腔室，以及用所述增强剂填充与所述第二半模相关联的所述至少一个腔室，并且所述第一半模和所述第二半模的增材制造进一步包括将至少一个模具组件结构增材制造到所述第一半模和所述第二半模中的至少一个中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述模具外壳进一步包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其中，用所述增强剂填充所述模具外壳的所述至少一部分进一步包括用环氧树脂、树脂、浇铸硅酮和聚氨酯中的一种填充所述模具外壳的所述至少一部分，并且硬化所述增强剂包括固化所述环氧树脂、所述树脂、所述浇铸硅酮和所述聚氨酯中的所述一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述模具外壳进一步包括：

8.一种用于复合成型的系统，所述系统包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述增强剂是环氧树脂、树脂、浇铸硅酮或聚氨酯。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述增材制造的模具外壳包括被限定在所述零件形成腔的所述一侧上的保形系统，并且所述保形系统包括被配置为接收加热的或冷却的流体的入口和被配置为从所述保形系统移除所述加热的或所述冷却的流体的出口。

技术总结一种用于复合成型的方法和系统，并且该方法包括增材制造包括零件形成腔的模具外壳。该方法包括用增强剂填充模具外壳的至少一部分。该方法包括硬化增强剂以形成模具，以及在零件形成腔上铺设复合材料。该方法包括固化模具以形成复合零件。技术研发人员：G·莱瑟姆,J·G·普赖斯,A·T·坎宁安,T·柯蒂斯,A·戈伦贝斯基,P·J·伊丁受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12