闭合面板的制作方法

本公开涉及由多个增材层(additive layers)形成的一件式闭合构件。

背景技术：

常规的车辆闭合组件(比如发动机罩组件)通常包括冲压的金属板发动机罩外板、冲压的发动机罩内板、发动机罩闩锁、铰链加强件以及为了发动机罩组件的功能所需的强度和稳定性所需要的其它加强件。加强件通过焊接、结构粘合剂、螺纹紧固件、铆钉或类似的接合技术固定到发动机罩内板，以组装发动机罩内部子组件。该发动机罩内部子组件可以在周界处使用结构粘合剂和摺边凸缘处理而与发动机罩外板接合。组装在一起以制造车辆闭合构件的大量部件增加了制造过程的成本和复杂性。发动机罩组件的部件可以由SMC、碳纤维、钢、铝或其他金属制成，导致组装由不同材料制成的部件时出现问题。

通常称为3D印刷工艺的增材制造工艺用于通过以印刷机顺序地沉积材料并随后硬化所沉积的材料以完成部件制造工艺来形成物体。粉末形式的金属或聚合物材料以及粘合剂可以通过打印头在3-D印刷机床上沉积，其随后被熔化以软化材料并且随后通过施加热或光而固化。固化印刷层的不同方法包括选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、熔丝制造(FFF)、立体光刻(SLA)和分层实体制造(LOM)。另一种方法是用挤出机挤出熔融材料的薄层，其随后被固化。

增材制造工艺利用计算机辅助设计(CAD)数据或来自另一电子数据源的数据来产生3D对象。CAD被提供给3D打印机以直接从CAD数据产生对象。

原型汽车零件已经通过增材工艺制造，但是大量生产零件所需的时间阻止了用于制造的增材工艺的采用。采用增材制造工艺的潜在优点包括消除了开发冲压模具组和焊接或接合机器人及工具以将组件的多个部件连接在一起的需要。

上述问题和其他问题通过如下概括的本公开来解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一件式的闭合面板。

根据本实用新型的实施例，提供了一种闭合面板，包括：外壳，外壳形成车辆的外表面的一部分；内部，内部包括在外壳的内表面上绕外壳的周界延伸的整体式加厚边缘；整体式闩锁支撑件，整体式闩锁支撑件形成在内部的内表面上；以及第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件，第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件形成在内部的内表面上。

根据本实用新型的实施例，整体式加厚边缘在内部与外壳之间限定狭槽形空隙，狭槽形空隙绕外壳的周界延伸并且朝向闭合面板的内部开口。

根据本实用新型的实施例，整体式闩锁支撑件是位于闭合面板的内部的前部上的增材沉积物。

根据本实用新型的实施例，第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件是位于闭合面板的内部的后部上的增材沉积物。

根据本实用新型的实施例，外壳、内部、整体式加厚边缘、整体式闩锁支撑件以及第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件是整体的一件式结构。

根据本实用新型的实施例，整体式闩锁支撑件还包括：突出部，突出部从整体式闩锁支撑件的内表面朝向外壳延伸。

根据本实用新型的实施例，整体式闩锁支撑件限定位于整体式闩锁支撑件与外壳之间的空间。

根据本实用新型的实施例，第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件还包括：螺纹突出部，螺纹突出部从第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件的内表面朝向外壳延伸。

根据本实用新型的实施例，第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件限定位于第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件与外壳之间的空间。

根据本实用新型的实施例，整体式加厚边缘包括绕闭合面板的周界延伸的圆角壁。

根据本实用新型的实施例，外壳由具有厚度T₁的第一多个增材沉积层形成，并且内部、整体式加厚边缘、整体式闩锁支撑件以及第一整体式铰链支撑件和第二整体式铰链支撑件由具有厚度T₂的第二多个增材沉积层形成，其中厚度T₂比厚度T₁厚。

根据本实用新型的实施例，还包括：间隙能量吸收元件，间隙能量吸收元件在外壳和内部限定空腔的位置处设置在外壳与内部之间。

根据本实用新型的实施例，间隙能量吸收元件是从外壳延伸至内部的弹性壁。

根据本实用新型的实施例，弹性壁包括多个分离的壁部，壁部以一定角度连接至相邻的壁部。

根据本实用新型的实施例，间隙能量吸收元件包括多个一体成型的增材沉积层，增材沉积层在外壳和内部上施加弹簧力。

根据本实用新型的实施例，提供了一种闭合面板，包括：用于关闭由车辆限定的开口的外壳；以及与外壳同时形成为多个增材层的内部加强件，内部加强件包括：围绕外壳的周界形成的造型边缘；设置在内部加强件的第一侧上的闩锁支撑件；以及设置在内部加强件的第二侧上的一对铰链支撑件。

根据本实用新型的实施例，造型边缘在内部加强件与外壳之间限定狭槽形空隙，狭槽形空隙绕外壳的周界延伸并且朝向闭合面板的内部开口。

根据本实用新型的实施例，外壳由具有厚度T₁的第一多个增材沉积层形成，并且内部加强件、造型边缘、闩锁支撑件以及一对铰链支撑件由具有厚度T₂的第二多个增材沉积层形成，其中厚度T₂比厚度T₁厚。

根据本实用新型的实施例，还包括：间隙能量吸收元件，间隙能量吸收元件在外壳和内部加强件限定空腔的位置处设置在外壳与内部加强件之间，其中，间隙能量吸收元件是从外壳延伸至内部加强件的弹性壁，并且其中，弹性壁包括多个分离的壁部，壁部以一定角度连接至相邻的壁部。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于车辆的一件式闭合面板。该闭合面板包括形成车辆的外表面的一部分的外壳和内部。内部包括在外壳的内表面上绕外壳的周界延伸的加厚的圆角的边缘。内部包括闩锁支撑件，闩锁支撑件形成在外壳的内表面上。内部还包括第一和第二铰链支撑件，第一和第二铰链支撑件形成在外壳的内表面上。

加厚边缘可以在内部与外壳之间限定狭槽形空隙，狭槽形空隙绕外壳的周界延伸并且朝向面板的内部开口。

闩锁支撑件可以是位于闭合面板的前部上的增材沉积物。第一和第二铰链支撑件可以是位于闭合面板的后部上的增材沉积物。外壳、周界加厚的边缘、闩锁安装部以及第一和第二铰链安装部可以是整体的一件式结构的部分。

闩锁支撑件还可以包括内部带有螺纹的突出部，突出部从前部的内表面朝向外面板延伸。闩锁支撑件可以限定位于闩锁支撑件与外面板之间的空间。

铰链支撑件还可以包括内部带有螺纹的突出部，突出部从后部的内表面朝向外面板延伸。铰链支撑件可以限定位于铰链支撑件与外面板之间的空间。

闭合面板可以进一步包括由外壳的周界面向外部的边缘。边缘在外壳和内部的外侧。边缘可以是绕闭合面板的周界延伸的圆角壁。

根据本公开的另一方面，外壳可以由具有厚度T₁的第一多个增材沉积层形成，并且内部、加厚边缘、闩锁支撑件以及第一和第二铰链支撑件可以由具有厚度T₂的第二多个增材沉积层形成，其中厚度T₂比厚度T₁厚。

闭合面板还可以包括间隙能量吸收元件，该间隙能量吸收元件在外壳和内部限定空腔的位置处设置在外壳与内部之间。间隙能量吸收元件可以是从外壳延伸至内部的弹性壁。壁可以包括多个分离的壁部，壁部以一定角度连接至相邻的壁部。间隙能量吸收部可以包括多个一体成型的增材沉积层，增材沉积层在外壳和内部上施加弹簧力。

根据本公开的另一方面，公开了一种闭合面板，其包括用于关闭由车辆限定的开口的外壳以及内部加强件。外壳和内部加强件形成为多个增材层。内部加强件包括围绕外壳的周界形成的圆角造型边缘、设置在内部加强件的第一侧上的闩锁支撑件、以及设置在内部加强件的第二侧上的一对铰链支撑件。

闭合面板可以进一步包括间隙能量吸收元件，间隙能量吸收元件包括多个分离的壁部，壁部以一定角度连接至相邻的壁部以形成活动铰链。

本实用新型的有益效果在于能够提供一件式的闭合面板。

本公开的以上方面以及其它方面将在以下参照附图进行描述。

附图说明

图1是车辆的立体图。

图2是现有技术的车辆闭合面板的分解立体图。

图3是包括发动机罩闩锁加强件的闭合面板的现有技术截面图。

图4是示出了摺边凸缘的现有技术的闭合面板的局部截面图。

图5是示出了铰链加强板的闭合面板的现有技术局部截面图。

图6是一件式闭合面板的俯视平面图。

图7是一件式闭合面板的底部平面图。

图8是示出了闩锁支撑件的一件式闭合面板的截面图。

图9是示出了沿图8中的圆形截取的加厚的圆角边缘的一个实施例的局部截面图。

图10是闭合面板的加厚的圆角边缘的另一实施例的局部截面图。

图11是示出了铰链支撑部的一件式闭合面板的截面图。

具体实施方式

所示实施例参照附图进行公开。然而，应该理解，所公开的实施例仅为可以多种替代形式实施的实例。附图未必按比例绘制，并且可放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限定，而是教导本领域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。

参照图1，示出了包括多个闭合面板的车辆10。示出的一个闭合面板是发动机罩12A。替代性地，闭合面板可以是车门12B或者行李箱盖12C。本公开的范围应被解释为包括具有一件式闭合面板的车辆，该闭合面板可以是发动机罩12A、车门12B或者行李箱盖12C。

参照图2，以分解立体图示出了现有技术的发动机罩12A。该发动机罩12A包括接合至内面板18的外面板16。粘合剂20的沉积物被示出为绕闭合面板的周界施加至外面板16或内面板18。闩锁安装板22组装至内面板18。一对铰链安装板24组装至内面板18。闩锁(未示出)适于固定至闩锁安装板24。一对铰链(未示出)适于附接至铰链安装板24。

参照图3和图4，以截面图部分地示出了现有技术的发动机罩12A。该发动机罩12A包括在摺边凸缘26处接合在一起的外面板16和内面板18。闩锁安装板22通过焊接或通过紧固件附接至内面板18。闩锁安装板22适于接收发动机罩闩锁并且可以包括锁扣杆，该锁扣杆可以附接至闩锁安装板22或形成为闩锁安装板22的一部分。在图4中，现有技术的外面板16形成在摺边凸缘26中并且围绕内部凸缘28和粘合剂20。内部凸缘28是内面板18的一部分。摺边凸缘26和粘合剂20用于将内面板18牢固地附接至外面板16。

参照图5，提供了现有技术的发动机罩12A的局部截面图，其示出了外面板16如何附接至具有铰链安装板24的内面板18。铰链安装板24通过使用紧固件、焊接或粘合剂组装至内面板18。外面板16通过摺边凸缘26连接至内面板18。

参照图6，示出了包括外蒙皮32的一件式闭合面板30。外蒙皮32可以更细的金属粉末(例如，0.7密耳)形成或者铺设成较薄的层以改善外蒙皮32的表面光洁度。内部34不是A级表面并且可以制成较厚的层或由较大的粉末颗粒(例如，2.5密耳)制成。例如，形成外蒙皮32的层可以具有0.01mm的厚度T₁，并且内部34可以具有0.05mm的厚度T₂。使用较小颗粒印刷的外蒙皮32积聚在较薄的层中。内部34可以由应用在较厚层中的较厚的颗粒形成。通过提供更薄的层，可以相信一件式闭合面板30的外蒙皮32可以被固化成更光滑的表面。

在制造过程中不同的喷嘴可以用于促进不同的施用率或节省时间。替代性地，可以使用一个喷嘴来形成外蒙皮32和内部34两者。

参照图7，一件式闭合面板30被倒置地示出以显示一件式闭合面板30的内部34的结构。

参照图8，示出了一件式闭合面板30，其中外蒙皮32在加厚边缘36处附接至内部34。加厚边缘36可以具有约2.5mm的半径。包括狭槽形空隙42的中空边缘40旨在具有更轻的重量，但是还可以提供2.5mm半径的造型边缘。

闩锁支撑件46形成在内部34上。内部34和闩锁支撑件46限定锁扣杆孔48，该锁扣杆孔48适于接收发动机罩闩锁机构的锁扣杆。内部34和闩锁支撑件46还限定锁扣杆进入孔50，该锁扣杆进入孔50适于接收能够通过锁扣杆进入孔50进入的发动机罩闩锁。

参照图9，示出了加厚边缘36的一个实施例。图9所示的加厚边缘36是中空的加厚边缘36，其包括限定狭槽形空隙42的中空的内边缘区域40。

在另一替代性实施例中，图10示出了实心的加厚边缘36。在图9和图10中，在闭合面板上设置有圆角边缘44，其类似于现有技术闭合结构的摺边凸缘26。

参照图11，示出了一件式闭合面板30的安装铰链(未示出)的区域。一件式闭合面板30以内部34和外蒙皮32一体地形成。加厚边缘36绕一件式闭合面板30延伸。在图11所示的实施例中，加厚边缘36是包括狭槽形空隙42的中空边缘40。铰链支撑件54一体地形成为内部34的一部分。铰链支撑件54适于接收闭合面板30的铰链(未示出)。一个或多个螺纹突出部56可以形成为铰链支撑件54的一部分。螺纹突出部56接收带螺纹紧固件，该带螺纹紧固件用于将铰链连接至一件式闭合面板30的铰链支撑件54和内部34。

一件式闭合面板30在3-D印刷机上制造，其也被称为增材制造(additive manufacturing)工艺。在增材制造工艺中，金属粉末层印刷至印刷板上，其中添加的粉末金属层施加至先前沉积的层上。通过施加使印刷层固化的热或光来固化每一层。选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、熔丝制造(FFF)、立体光刻(SLA)和分层实体制造(LOM)可以用于固化印刷层。一件式闭合面板30可以在3-D印刷机中定向以首先印刷该一件式闭合面板的前部、后部或其中一个侧部并且随后基于初始沉积创建。

参照图11，弹簧60可以整体地形成在外蒙皮30与内部34之间，以在一件式闭合面板30的选定区域中提供额外的弹性。该弹簧元件可以是Z形，S形或纵长的板簧元件。弹簧元件60可用于局部地加强一件式闭合面板30或者提供额外的弹性和能量吸收。

开口48和50(图8中所示)和螺纹突出部56(图11中所示)可以通过印刷的金属粉末的选择性沉积来形成或者通过在整个区域上施加金属粉末并且随后在金属粉末沉积成留下在成品一件式闭合面板30中可能变为空隙的区域之后选择性地烧结或熔化粉末来形成。狭槽形空隙42(图9和图11中所示)还可以通过选择性地沉积和烧结粉末金属来形成或者通过在整个加厚边缘或中空边缘40中沉积粉末金属并在狭槽形空隙42的任一侧选择性地熔化或烧结粉末金属来形成。

上述实施例是具体示例，其没有描述本公开的所有可能形式。所示实施例的特征可以被组合以形成所公开理念的另外的实施例。说明书中使用的词语为描述性而非限定性词语。所附权利要求的范围比具体公开的实施例宽并且还包括所示实施例的变型。