擠出裝置及方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]熔融沉積成型包括從噴嘴擠出材料并且使材料以層或滴珠(bead)形式沉積在平臺上。多數(shù)商購擠出噴嘴的出口孔是圓形，由此限制了沉積層之間的接觸面積并且相應(yīng)地降低最終零件的強(qiáng)度。在一些情況下，噴嘴設(shè)置有非圓形孔。然而，這樣的噴嘴被使用被動定位技術(shù)相對于工件定位。例如，通過從噴嘴延伸并且遵循材料之前沉積的滴珠的側(cè)表面的鏟式導(dǎo)向件可被動地提供噴嘴與工件的定位。包括鏟式導(dǎo)向件的噴嘴可限制通過熔融沉積成型所生產(chǎn)的零件形狀，這是因為鏟式導(dǎo)向件可能不精確地遵循工件的周線并且在沿著工件移動噴嘴時可能刺入到之前沉積的材料中，從而損壞工件和/或噴嘴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]因此，發(fā)現(xiàn)旨在解決上述所確定的問題的擠出裝置和方法具有實用性。
[0003]本公開的一種實施例涉及一種包括擠出噴嘴的裝置。噴嘴包括入口端、與入口端相對的出口端、以及在入口端與出口端之間延伸的軸線。擠出噴嘴被配置為圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。擠出噴嘴還包括位于入口端與出口端之間的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動嚙合部。擠出噴嘴進(jìn)一步包括腔體，腔體包括位于入口端的入口開口和位于出口端的出口開口。入口開口具有不同于出口開口的配置。
[0004]本公開的一種實施例涉及一種擠出材料的方法。該方法包括提供擠出噴嘴，擠出噴嘴包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動嚙合部、入口端、位于入口端的入口開口、出口端、以及位于出口端的出口開口。該方法還包括沿著加工路徑移動擠出噴嘴并且同時使用旋轉(zhuǎn)區(qū)域嚙合部圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)擠出噴嘴，以在從出口開口擠出材料的同時，將擠出噴嘴的出口開口維持在相對于加工路徑的預(yù)定方位上。
【附圖說明】
[0005]因此，已經(jīng)從整體上參考附圖描述了本公開的實施例，附圖不一定必須按比例繪制，其中，貫穿幾幅圖中，類似參考符號指相同或者相似零件，并且其中:
[0006]圖1是根據(jù)本公開的各方面的飛機(jī)生產(chǎn)和保養(yǎng)方法的流程圖；
[0007]圖2是飛機(jī)的簡圖；
[0008]圖3是根據(jù)本公開的一方面的裝置的框圖；
[0009]圖4是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的擠出噴嘴的示意圖；
[0010]圖5是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的擠出噴嘴的一部分的示意圖；
[0011]圖6是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的擠出噴嘴的示意性側(cè)面立體圖；
[0012]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一方面的圖6中的裝置的擠出噴嘴的示意性底部立體圖；
[0013]圖8是根據(jù)本公開的一方面的圖7中的裝置的擠出噴嘴的示意性底部平面圖；
[0014]圖8A是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的擠出噴嘴的示意性底部立視圖；
[0015]圖9是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的示意圖；
[0016]圖10是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的細(xì)節(jié)的示意性立體圖；
[0017]圖10A是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的細(xì)節(jié)的示意性立體圖；
[0018]圖11是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的裝置的細(xì)節(jié)的示意性側(cè)立視圖；
[0019]圖12是根據(jù)本公開的一方面的圖3中的擠出噴嘴和加熱元件的示意圖；
[0020]圖13是根據(jù)本公開的一方面的沿著加工路徑沉積材料的圖3中的擠出噴嘴的一部分的示意圖；
[0021]圖14是根據(jù)本公開的一方面的沉積材料的示意圖；并且
[0022]圖15是根據(jù)本公開的一方面的擠出材料的方法的框圖。
[0023]在上述提及的框圖中，連接各種元件和/或部件的實線可表示機(jī)械耦接、電耦接、液力耦接、光學(xué)耦接、電磁耦接、以及其他耦接和/或其組合。如在此使用的，“耦接”指直接以及間接相關(guān)聯(lián)。例如，元件A可與元件B直接相關(guān)聯(lián)、或者例如經(jīng)由零件元件C與元件B間接相關(guān)聯(lián)。還可存在不同于框圖中所描述的耦接。連接各種元件和/或部件的虛線(如有)表示類似于由實線所表示的各種元件和/或部件的功能和目的的耦接；然而，以虛線表示的耦接或是選擇性地提供，或是接涉及本公開可替代性的或者可選的各個方面。同樣，以虛線表示的任何元件和/或部件指示本公開的可替代的或者可選的各個方面。以虛線表示周圍元件(如有)。
【具體實施方式】
[0024]在下列描述中，闡述了無數(shù)種具體細(xì)節(jié)以提供對本公開構(gòu)思的全面理解，在不具備一些或者全部這些具體細(xì)節(jié)的情況下可實現(xiàn)所公開的構(gòu)思。在其他情況下，已經(jīng)省去已知設(shè)備和/或過程的細(xì)節(jié)，以避免混淆本公開。盡管將結(jié)合具體實施例描述一些構(gòu)思，然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實施例并不旨在受限制。
[0025]此處，“一種實施例”或者“一方面”這樣的引用指至少一種實施方式中包括結(jié)合該實施例或者該方面所描述的特性、結(jié)構(gòu)、或者特征中的一種或者多種。在本說明書中，各個地方中的短語“一種實施例”或者“一方面”可涉及或者不涉及同一實施例或者同一方面。
[0026]參照在圖1中所示的飛機(jī)制造和保養(yǎng)方法100和圖2中所示的飛機(jī)102描述本公開的實施例。在預(yù)生產(chǎn)過程中，示出性方法100可包括飛機(jī)102的規(guī)格和設(shè)計104以及材料采購106。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行飛機(jī)102的部件和子組件制造108以及系統(tǒng)集成110。之后，飛機(jī)102可進(jìn)入驗收和交付112以投入使用114。在為客戶提供服務(wù)過程中，安排對飛機(jī)102進(jìn)行例行維護(hù)和保養(yǎng)116 (其還可包括改造、重新配置、翻新等)。
[0027]通過系統(tǒng)集成商、第三方、和/或運(yùn)營商(例如，客戶)可執(zhí)行或者完成示出性方法100的各個工藝。為便于描述，系統(tǒng)集成商可包括，但不限于任意數(shù)目的飛機(jī)制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括，但不限于任意數(shù)目的承包商、分包商以及供應(yīng)商；并且運(yùn)營商可以是航空公司、租賃公司、軍事企業(yè)、服務(wù)組織等。
[0028]如圖2所示，通過示出性方法100所生產(chǎn)的飛機(jī)102可包括具有多個高級系統(tǒng)120和內(nèi)部設(shè)施122的機(jī)身118。高級系統(tǒng)120的實施例包括推進(jìn)系統(tǒng)124、電氣系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)128、以及環(huán)境系統(tǒng)130中的一種或者多種?？砂ㄈ我鈹?shù)目的其他系統(tǒng)。盡管示出了航天實施例，然而，可將本公開的原理應(yīng)用于諸如其他行業(yè)之中的汽車和造船行業(yè)等其他行業(yè)。
[0029]在制造和保養(yǎng)方法100的任意一個或者多個階段可采用本公開中所示或者所描述的裝置和方法。例如，在飛機(jī)102投入運(yùn)行時，可以類似于已生產(chǎn)的部件或者子組件的方式制備或者制造對應(yīng)于部件和子組件制造108中的部件或者子組件。此外，在生產(chǎn)階段108和110過程中可利用裝置、方法、或者其組合的一個或者多個方面，例如，充分加快飛機(jī)102的組裝或者降低飛機(jī)102的成本。同樣，例如但不限于在飛機(jī)102投入使用時，例如，維護(hù)和保養(yǎng)116時，可使用裝置或者其方法實施、或者其組合中的一個或者多個方面。
[0030]參考圖3至13，具體地，參考圖3，本公開的一種實施例涉及一種包括擠出噴嘴300的裝置320。噴嘴包括入口端301、與入口端301相對的出口端302、以及在入口端301與出口端302之間延伸的軸線303。擠出噴嘴300被配置為圍繞軸線303旋轉(zhuǎn)。擠出噴嘴300還包括位于入口端301與出口端302之間的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動嚙合部305。擠出噴嘴300進(jìn)一步包括腔體304，腔體304包括位于入口端301的入口開口 304A以及位于出口端302的出口開口 304B。入口開口 304A具有不同于出口開口 304B的構(gòu)造。就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，擠出噴嘴是單片集成。
[0031]參考圖8A，就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，腔體304的入口開口 304A具有非圓形形狀。當(dāng)材料720是具有呈匹配非圓形形狀的截面的細(xì)絲形式時，非圓形形狀可以是便于材料720(圖9)進(jìn)入到腔體304中的任何合適的形狀，諸如，矩形、三角形、或者任何其他形狀。參考圖4、圖6、圖7、以及圖8，就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，當(dāng)材料720是具有呈圓形形狀的截面的細(xì)絲形式時，腔體304的入口開口 304A具有便于材料720(例如，圖9)進(jìn)入到腔體304中的圓形形狀。
[0032]例如，參考圖5，就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，如圖14所示，腔體304的出口開口 304B具有被配置為使材料720的滴珠1210沉積的非圓形形狀，其中，如下面更為詳細(xì)描述的，例如，各個滴珠1210具有矩形截面，以使隨后沉積的滴珠1210的底邊S4與之前沉積的滴珠1210的頂邊S3平行，從而使沉積層之間的接觸面積最大化，并且相應(yīng)地增加最終零件的強(qiáng)度。
[0033]再次參考圖5和圖13以及圖14，就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，腔體304的出口開口 304B是非平面開口，使得出口開口 304B形成在擠出噴嘴300的多于一個的部分內(nèi)。就本公開的可包括任意之前和/或之后實施例和方面的主題的至少一部分的一方面而言，出口開口 304B的非平面開口至少部分形成在擠出噴嘴300的側(cè)部410上并且被配置為在相對于軸線303成角度的方向上擠出材料720，使得擠出材料720被放置在之前沉積的層1201上(圖14)，而不會由于例如擠出材料與之前沉積層12