拼接板的板材漸進成形方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了拼接板的板材漸進成形方法和系統(tǒng)。一種從拼接板制備金屬板材部件的方法，該方法包括：改變從第一材料形成的初始板，以便通過以下至少一種形成拼接板：(i)將額外材料耦接至第一材料的一部分；以及(ii)從初始板的一部分去除第一材料。該方法還包括：通過板材漸進成形處理從拼接板形成金屬板材部件。
【專利說明】
拼接板的板材漸進成形方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開領(lǐng)域總體上涉及板材漸進成形，并且更具體地，涉及用于拼接板的板材漸進成形的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多結(jié)構(gòu)(諸如，但不限于飛機)包括從金屬板材形成的部件。至少一些這種部件可至少部分由板材漸進成形工藝形成，在該工藝中，金屬板材的整塊平坦板保持在夾具中，同時至少一個觸針用于使該板變形為金屬板材部件的期望三維形狀。例如，可使用單個觸針(可選地與成形模協(xié)作)，或者在板的相對側(cè)上可使用雙觸針。從這種板材漸進成形工藝得到的期望幾何形狀變化通常對于局部變薄的程度及變化具有特定要求，但是實際變形處理可能傾向于導致金屬板材的某些部分的局部、不均勻的變薄，其可能是難以控制的。在至少一些情況中，板材漸進成形導致完成的部件表現(xiàn)出不期望的剛度特性、導致“回彈”傾向的殘余應力以及其它不期望效果中的一個或多個。此外，由板材漸進成形形成的部件的經(jīng)濟可行性部分取決于能夠完成成形處理的速度，但是該處理速度的提高在某些情況下傾向于導致成形處理中的意外的應力分布以及微結(jié)構(gòu)改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個方面中，提供了一種從拼接板制備金屬板材部件的方法。該方法包括:改變從第一材料形成的初始板板以便通過以下至少一種形成拼接板:(i)將額外材料耦接至第一材料的一部分，以及(i i)從初始板板的一部分去除第一材料。該方法還包括:通過板材漸進成形處理從拼接板形成金屬板材部件。
[0004]已論述的特征、功能以及優(yōu)點可以以各種實施方式獨立地實現(xiàn)，或者可結(jié)合其他實施方式來實現(xiàn)，各種實施方式的更多細節(jié)可參考以下說明和附圖而了解到。
【附圖說明】
[0005]圖1是金屬板材部件的示例性實施方式的示意性透視圖，該金屬板材部件可用于圖8中示出的示例性飛機；
[0006]圖2是圖1中示出的示例性金屬板材部件的徑向部分的示意性透視圖；
[0007]圖3是拼接板的一部分的示例性實施方式的示意性平面圖，該拼接板可用于形成圖1中示出的金屬板材部件；
[0008]圖4是板材漸進成形系統(tǒng)的第一示例性實施方式的示意圖，該板材漸進成形系統(tǒng)可用于從圖3中示出的示例性拼接板形成圖1和圖2中示出的示例性部件；
[0009]圖5是板材漸進成形系統(tǒng)的第二示例性實施方式的示意圖，該板材漸進成形系統(tǒng)可用于從圖3中示出的示例性拼接板形成圖1和圖2中示出的示例性部件；
[0010]圖6是從拼接板(諸如，圖3中示出的示例性拼接板)制備金屬板材部件(諸如，圖1和圖2中示出的示例性金屬板材部件)的示例性方法的流程圖；[0011 ]圖7是示例性飛機生產(chǎn)和保養(yǎng)方法的流程圖；以及[0012I圖8是示例性飛機的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本文中描述的方法和系統(tǒng)的實施方式提供了:在板材漸進成形處理之前和/或處理中，改變金屬板材板以形成拼接板。使用拼接板以用于板材漸進成形改變從拼接板形成的金屬板材部件的局部剛度和/或局部厚度。在某些實施方式中，改變的性質(zhì)可被選擇以改進漸進成形處理、與制備部件有關(guān)的額外制造處理、或者部件在其預期使用處理中的性能中的至少一個。例如，改變拼接板以改進金屬板材部件的至少一部分與指定厚度、指定剛度以及指定幾何形狀中的至少一個的適應性。在某些實施方式中，從第一材料形成初始板，并且在板材漸進成形處理之前和/或處理中，改變初始板以通過以下至少一種改進這種適應性:(i)將額外材料耦接至第一材料的一部分，(ii)從板的一部分去除第一材料。
[0014]除非另有指示，否則如本文使用的“耦接”包括直接相關(guān)的元件以及間接相關(guān)的元件。例如，親接至構(gòu)件B的構(gòu)件A可與構(gòu)件B直接相關(guān)、或者可例如，經(jīng)由另一構(gòu)件C與構(gòu)件B間接相關(guān)。此外，除非另有指示，否則對一起“耦接”的構(gòu)件的引用包括:緊固、粘附、或者以另外方式固定在一起的兩個元件；以及例如，通過物理接觸而以非固定的方式親接的元件。此夕卜，除非另有指示，否則本文使用的術(shù)語“第一”、“第二”等僅用作標記，并且并非旨在對這些術(shù)語所指代的項目強加序數(shù)、位置、或?qū)蛹壱?。此外，對例如“第二”項的引用不需要或者不排除例如，“第一”或更低編號項，?或例如，“第三”或更高編號項的存在。此外，除非另有指示，否則本文使用的諸如“大體上”和“基本”的近似語言表示被如此修飾的術(shù)語可僅應用于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的近似程度，而不是絕對程度或完美程度。
[0015]更具體地參考附圖，可在如圖7所示的示例性飛機制造和保養(yǎng)方法100以及如圖8所示的示例性飛機102的環(huán)境中描述本公開的實施方式。然而，應理解，盡管示出了航空航天示例，但是本公開的原理事實上可應用于其他結(jié)構(gòu)而不受限制。
[0016]圖1是形成飛機102的零件的金屬板材部件200的示例性實施方式的示意性透視圖，圖2是示例性金屬板材部件200的徑向部分201的示意性透視圖，圖3是可用于形成金屬板材部件200的拼接板300的示例性實施方式的一部分的示意性平面圖。在所示實施方式中，部件200包括:中央圓頂形結(jié)構(gòu)件203，該圓頂形結(jié)構(gòu)件203延伸出由部件200的外周限定的平面207。圓頂形結(jié)構(gòu)件203進一步包括:中央反轉(zhuǎn)區(qū)域205，該反轉(zhuǎn)區(qū)域205朝平面207向后延伸。圖2視圖中的徑向部分201從圖1的視圖旋轉(zhuǎn)約180度。
[0017]盡管金屬板材部件200被描述為飛機102的部件，但是應理解，在可替換實施方式中，金屬板材部件200可以是任意其他合適結(jié)構(gòu)的部件。此外，盡管為了描述目的，金屬板材部件200和拼接板300均被示出為具有特定形狀，但是應理解，金屬板材部件200和拼接板300中的每一個可具有任意合適形狀，以便根據(jù)本文中所描述的實施方式，可從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0018]本文中將參考圖2和圖3詳細描述拼接板300的每個部分與從拼接板300形成的完成部件200的對應部分的關(guān)系。然而，首先，啟發(fā)性地描述可用在板材漸進成形處理中的系統(tǒng)的示例性的、非限制性的實施方式。例如，使用板材漸進成形系統(tǒng)的任意合適單點或兩點，可將拼接板300形成為金屬板材部件200。圖4是板材漸進成形系統(tǒng)500的第一示例性實施方式的示意圖，該板材漸進成形系統(tǒng)500可用于從拼接板300形成金屬板材部件200。系統(tǒng)500包括夾具502，該夾具502被構(gòu)造成夾持拼接板300的周邊306。當夾具502將拼接板300的周邊306保持在基本固定的位置時，制造機器手504將工具506(諸如，但不限于觸針)施加至板300的第一面302上的一系列預定位置。例如，工具506耦接至制造機器手504的端部執(zhí)行器505。對于單點漸進成形，制造機器手504在每個預定位置施加工具506，以產(chǎn)生例如板300的預定局部位移或施加至板300的預定局部力。在一些實施方式中，制造機器手504進一步將工具506施加至板300的預定位置中的至少一些，以便使板300局部符合于工具支撐件508的輪廓表面(未示出)，該工具支撐件508定位于拼接板300的第二側(cè)304(與第一側(cè)302相對)上。此外，在某些實施方式中，在板材漸進成形處理中，工具支撐件508相對于夾具502可移動。
[0019]以任意合適方式選擇預定位置、預定位移、預定力、和/或輪廓表面，以便使拼接板300形成為金屬板材部件200。例如但并非作為限制性方式，制造機器手504按次序(該次序包括多次施加)將工具506施加至拼接板300的預定位置中的至少一些。在一些實施方式中，制造機器手504是計算機數(shù)字控制(CNC)設(shè)備，該設(shè)備被合適編程為施加工具506以使拼接板300形成為金屬板材部件200。在某些實施方式中，工具506是與制造機器手504的端部執(zhí)行器505相關(guān)聯(lián)的多個工具506。例如，多個工具506包括觸針，該觸針具有點、墊(pad，盤)、球、角度施加表面以及另一合適形狀中的一種，如本文所述，該觸針使工具506能夠從拼接板300形成金屬板材部件200。在一些實施方式中，系統(tǒng)500被構(gòu)造成在編程板材成形順序的處理中，使多個工具506中的一個能夠被多個工具506中的另一個所代替。
[0020]此外，在某些實施方式中，工具支撐件508是CNC設(shè)備，該CNC設(shè)備被合適編程為重新定位以與制造機器手504協(xié)作。例如，工具支撐件508是由用于制造機器手504的CNC控制器以及獨立CNC控制器中的一個可控制的。應理解，盡管系統(tǒng)500被示出具有夾具502(其被構(gòu)造成將板300保持在水平位置)和制造機器手504(其被構(gòu)造成在板300的上表面上操作)，但是在可替換實施方式中，夾具502具有任意合適方向方向(諸如，但不限于垂直方向或傾斜方向)，并且制造機器手504被構(gòu)造成在板300的任意合適表面上操作，使得如本文所述，能夠從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0021]對于另一實例，可使用任意合適的雙側(cè)板材漸進成形系統(tǒng)，將拼接板300形成為金屬板材部件200。圖5是板材漸進成形系統(tǒng)600的第二示例性實施方式的示意圖，該板材漸進成形系統(tǒng)600可用于從拼接板300形成金屬板材部件200。系統(tǒng)600包括:夾具602，該夾具602被構(gòu)造成夾持拼接板300的周邊306;以及一對制造機器手604和654，該一對制造機器手604和654定位于夾具602的相對側(cè)上。當夾具602將拼接板300的周邊306保持在基本固定的位置時，制造機器手604和654均將各自的工具606和656(諸如，但不限于一對觸針)共同或連續(xù)地施加至拼接板300的相對側(cè)上的一系列預定位置。例如，工具606耦接至制造機器手604的端部執(zhí)行器605，并且工具656耦接至制造機器手654的端部執(zhí)行器655。每個制造機器手604和654均在每個各自預定位置處施加各自的工具606和656，以便產(chǎn)生例如板300的預定局部位移或施加至板300的預定局部力。在某些實施方式中，相對的制造機器手604和654操作，使得在板材漸進成形處理的任意給定步驟中，相對工具606和656中的任一個作為成形工具而執(zhí)行，而相對工具606和656中的另一個作為工具支撐件而執(zhí)行。
[0022]以任意合適方式選擇預定位置、預定位移、和/或預定力，以便使拼接板300形成為金屬板材部件200。例如，并非作為限制性方式，每個制造機器手604和654按次序(該次序包括多次施加)將各自的工具606和656施加至拼接板300的預定位置中的至少一些。在某些實施方式中，一對制造機器手604和654中的每一個是計算機數(shù)字控制(CNC)設(shè)備，該設(shè)備被合適編程為配合地施加各自的工具606和656，以使拼接板300形成為金屬板材部件200。例如，制造機器手654由制造機器手604的CNC控制器以及獨立CNC控制器中的一個是可控制的。在某些實施方式中，工具606是與制造機器手604的端部執(zhí)行器605相關(guān)聯(lián)的多個工具606，并且工具656是與制造機器手654的端部執(zhí)行器655相關(guān)聯(lián)的多個工具656。例如，多個工具606和656中的每一個包括觸針，該觸針具有點、墊、球、角度施加表面、合適工具支撐表面或者另一合適形狀中的一種，如本文所述，該觸針使工具606和656能夠從拼接板300形成金屬板材部件200。在一些實施方式中，系統(tǒng)500被構(gòu)造成在編程板材成形序列的過程中，使多個工具606和656中的一個相應地能夠被多個工具606和656中的另一個所代替。
[0023]應理解，盡管系統(tǒng)600被示出具有夾具602，該夾具602被構(gòu)造成將板300保持在垂直位置，但是在可替換實施方式中，夾具602具有任意合適方向(諸如，但不限于水平方向或傾斜方向)，并且每個制造機器手604和654被構(gòu)造成在板300的任意合適表面上操作，使得如本文所述，能夠從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0024]在某些實施方式中，端部執(zhí)行器505、605以及655中的至少一個被構(gòu)造成將熱能施加至板300上的緊鄰相應工具506、606以及656的末端的變形區(qū)域。例如，端部執(zhí)行器505、605以及655中的至少一個被構(gòu)造成將熱能施加至板300上的相應工具506、606以及656的末端前方的位置，以軟化板300的材料從而促進板300的變形。對于另一實例，端部執(zhí)行器505、605以及655中的至少一個被構(gòu)造成將熱能施加至板300上的、相應工具506、606以及656的末端后方的位置，以在變形之后使板300的材料退火。在某些實施方式中，端部執(zhí)行器505、605以及655中的至少一個被構(gòu)造成使用以下至少一個將熱能施加至板300:阻抗加熱源、熱氣體源、輻射熱源(例如，但不限于紅外燈)、連續(xù)波激光源、脈沖激光源、電流源、超聲波生成器以及熱能中的其他合適源。
[0025]在一些實施方式中，系統(tǒng)500和600被構(gòu)造成:在成形處理中，防止拼接板300在至少一個預定位置344處變形。例如，板300在每個至少一個預定位置344處包括:意欲包含在部件200上的結(jié)構(gòu)件(諸如，但不限于表面302和304中的一個以及嵌入式設(shè)備上的標簽中的至少一個)，并且該結(jié)構(gòu)件可能由于工具506、606以及656中的任一個的直接施加而損壞。在某些實施方式中，與系統(tǒng)500和系統(tǒng)600關(guān)聯(lián)的CNC控制器被配置為防止工具506、606以及656在至少一個預定位置344處直接接觸板300，以便促進在部件200上包括未損壞的結(jié)構(gòu)件。
[0026]應理解，本文所述的板材漸進成形系統(tǒng)500和600的特定特征是用于說明性目的，并非旨在限制本文所述的用于從拼接板形成金屬板材部件的實施方式。在可替換實施方式中，如本文所述，可使用能夠從拼接板300形成金屬板材部件200的任意合適的板材漸進成形系統(tǒng)。
[0027]返回圖2和圖3，將參考拼接板300的指定區(qū)域(在圖3中示出)的示例性改變來描述從拼接板300形成金屬板材部件200的示例性實施方式，以及通過合適的板材漸進成形處理從拼接板300形成的金屬板材部件200的對應區(qū)域(在圖2中示出)的所得特性。通常，金屬板材部件200限定第一表面202以及相對的第二表面204。金屬板材部件200具有限定在第一表面202與第二表面204之間的厚度206。在示例性實施方式中，由于拼接板300的配置以及由板材漸進成形處理造成的金屬板材部件200的材料的變形和拉伸中的至少一個，厚度206在金屬板材部件200的不同區(qū)域局部變化。金屬板材部件200也具有在金屬板材部件200的不同區(qū)域局部變化的剛度。
[0028]在某些實施方式中，從第一材料308形成初始板。在一些實施方式中，第一材料308是均勻金屬材料，諸如，但不限于鈦、鋼、銅以及鋁中的一種。應理解，第一材料308可在其外表面上包括涂層。例如，初始板可包括以下至少一個:金屬涂層、從第一材料形成的氧化化合物、抗腐蝕涂層、電介質(zhì)涂層、導電性增強涂層、摩擦優(yōu)化涂層、磨損降低涂層、反射涂層、防反射涂層、吸收涂層、反應涂層、彩色涂層、審美涂層以及任意其他涂層，其促進板材漸進成形處理和/或向第一材料308、拼接板300以及金屬板材部件200中的任一個提供期望性會K。
[0029]在板材漸進成形處理之前和/或處理中，隨后拼接初始板以通過以下至少一種形成拼接板300:(i)將額外材料耦接至第一材料308的一部分，(ii)從初始板的一部分去除第一材料308，以便促進金屬板材部件200的至少一部分與指定厚度、指定剛度以及指定幾何形狀的改善適應性。
[0030]例如，在某些實施方式中，金屬板材部件200包括從拼接板300的對應第一區(qū)域310形成的至少一個第一區(qū)域210。拼接板300的每個第一區(qū)域310的特征在于:在每個第一區(qū)域310中，從板300去除用于初始形成板300的第一材料308的一部分。例如，以以下中的至少一種從第一區(qū)域310去除每個第一區(qū)域310內(nèi)的第一材料308的一部分:機械加工、研磨、切割(包括，但不限于水噴射切割)、鉆刻、蝕刻掉、溶解以及使第一區(qū)域310能夠起到如本文所述的作用的任意其他合適方式。因此，相對于從相似板形成第一區(qū)域210但未從第一區(qū)域310去除第一材料308的情況下所得到的厚度，金屬板材部件200的每個對應的第一區(qū)域210的所得局部厚度206降低。
[0031]在某些實施方式中，盡管每個對應第一區(qū)域210的所得局部厚度206相對于從相似板形成但未從第一區(qū)域310去除第一材料308的第一區(qū)域210的所得厚度是減小的，但是該局部厚度206保留得足夠滿足至少一個第一區(qū)域210的局部剛度和局部強度要求。因此，相對于從未從第一區(qū)域310去除第一材料308制造的相似板形成的金屬板材部件200的所得重量，從每個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分使得金屬板材部件200的重量降低。在某些實施方式中，諸如金屬板材部件200是飛機102的部件的那些實施方式中，這種重量降低表示出巨大的性能優(yōu)勢。此外，在某些實施方式中，相比較在板材漸進成形處理之前和/或處理中從基本平坦的拼接板300的第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分，在金屬板材部件200形成為復雜幾何形狀之后從至少一個第一區(qū)域210去除相同量的第一材料308將呈現(xiàn)顯著更大的技術(shù)難題，并且因此相應的更多時間和費用。
[0032]在某些實施方式中，金屬板材部件200的至少一個第一區(qū)域210鄰近于金屬板材部件200的具有相對于平面207具有大的或“陡峭”的坡度的一部分。在所示實施方式中，例如，至少一個第一區(qū)域210包括:一對第一區(qū)域210，該一對第一區(qū)域210形成反轉(zhuǎn)杯狀形狀的基本平坦的蓋表面。每個第一區(qū)域210的周邊由反轉(zhuǎn)杯狀形狀的壁部分212限定。由于壁部分212相對于平面207具有相對大的坡度，所有在板材漸進成形處理中，壁部分212的厚度206顯著變薄。因此，拼接板300的第一材料308的厚度被選擇為相對大以確保壁部分212的厚度206保留得足夠滿足局部剛度和局部強度要求。相反，在板材漸進成形處理中，基本平坦的第一區(qū)域210的厚度206沒有變薄那么多，并且第一材料308的相對大的初始厚度不必滿足第一區(qū)域210的局部剛度和局部強度要求。此外，如上所述，相比較在板材漸進成形處理之前和/或處理中從拼接板300的對應第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分，在金屬板材部件200形成之后從第一區(qū)域210去除相同量的第一材料308將呈現(xiàn)顯著更大的技術(shù)難題，并且因此相應的更多時間和費用。
[0033]此外或可替換地，在板材漸進成形處理之前和/或處理中，從拼接板300的對應第一區(qū)域310移除第一材料308的一部分改變在板材漸進成形處理中鄰近于第一區(qū)域310的區(qū)域中的第一材料308的變形行為和流動(flow)行為。在某些實施方式中，在鄰近于第一區(qū)域310的區(qū)域中的板材漸進成形處理中，第一材料308的變形行為和流動行為的改變能夠?qū)崿F(xiàn)以下至少一個:(i)金屬板材部件200的第一區(qū)域210滿足局部剛度和局部強度要求，(ii)鄰近于第一區(qū)域210的區(qū)域滿足局部剛度和局部強度要求，(iii)從板300形成金屬板材部件200所需的能量降低，以及(iv)從板300形成金屬板材部件200所需的工具路徑(例如，工具506或606的工具路徑(在圖4和圖5中示出))的簡單化。
[0034]應理解，在可替換實施方式中，金屬板材部件200的至少一個第一區(qū)域210不鄰近于金屬板材部件200的具有大坡度的一部分。例如，至少一個第一區(qū)域210不限于所示出的一對反轉(zhuǎn)杯形區(qū)域，而是相反，至少一個第一區(qū)域210包括任意合適數(shù)量的第一區(qū)域210，并且每個第一區(qū)域210具有任意合適形狀，以便金屬板材部件200能夠起到如本文所述的作用，并且如本文所述的從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0035]在某些實施方式中，當拼接板300耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行從至少一個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分。例如，參考圖4和圖5，當拼接板300耦接至板材漸進成形系統(tǒng)500的夾具502或板材漸進成形系統(tǒng)600的夾具602時，執(zhí)行從至少一個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分。在一些實施方式中，在板材漸進成形工具(諸如，但不限于觸針)與機械加工工具(諸如，但不限于，研磨機)之間可選擇板材漸進成形系統(tǒng)500的工具506和/或板材漸進成形系統(tǒng)600的至少一個工具606，該機械加工工具被構(gòu)造成從至少一個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分。在可替換實施方式中，每個工具506和/或606限制為板材漸進成形工具，并且系統(tǒng)500和/或系統(tǒng)600包括額外制造機器手(未示出)，該額外制造機器手包括機器研磨工具。當拼接板300耦接至夾具502或602時，從至少一個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分促進在非常嚴格的公差范圍內(nèi)將至少一個第一區(qū)域210的成形和放置，因為執(zhí)行了機械加工處理和板材漸進成形處理，而不需要相對于每個工具重新定位拼接板300。此外，因為拼接板300保持固定在夾具502或602中，所以經(jīng)過機械加工和板材漸進成形的多個迭代順序，可保持在非常嚴格的公差范圍內(nèi)將至少一個第一區(qū)域210的成形和放置。在可替換實施方式中，當拼接板300未耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，至少部分地執(zhí)行從至少一個第一區(qū)域310去除第一材料308的一部分。
[0036]再次返回圖2和圖3，對于另一示例，在某些實施方式中，金屬板材部件200包括:從拼接板300的對應第二區(qū)域320形成的至少一個第二區(qū)域220。拼接板300的每個第二區(qū)域320的特征在于:覆層材料322耦接至用于初始形成板300的第一材料308。例如，覆層材料322通過焊接、銅焊、鍍覆、粘合、緊固(諸如，例如，鉚釘、螺桿以及螺栓中的至少一個)、夾持中的至少一種耦接至第二區(qū)域320內(nèi)的第一材料308，并且以能夠第二區(qū)域320使起到如本文所述的作用的任意其他合適方式，另外耦接至第二區(qū)域320。如其他示例，在某些實施方式中，端部執(zhí)行器505、605以及655(在圖5和圖6示出)中的至少一個被構(gòu)造成:在分別使用系統(tǒng)500或600執(zhí)行板材漸進成形處理之前或處理中，將覆層材料322耦接至拼接板300。由于覆層材料322耦接至拼接板300，所以相對于在沒有覆層材料322從相似板形成的第二區(qū)域220的所得厚度，金屬板材部件200的每個對應第二區(qū)域220的所得局部厚度206增加。
[0037]在某些實施方式中，圓周地圍繞部件200的圓頂形特征件203(在圖1中最好觀看)來涂布覆層材料322。在其他實施方式中，覆層材料322僅涂布在部件200的一個或多個截面201上。此外，在一些實施方式中，覆層材料322不跨過徑向部分201的寬度延伸，而是相反，覆層材料322涂布至板300的具有任意合適形狀和尺寸的第二區(qū)域320。更一般地，應理解，盡管為了描述目的，金屬板材部件200和拼接板300均被示出為具有特定形狀，但是金屬板材部件200和拼接板300中的每一個可具有任意合適形狀，并且覆層材料322可涂布至拼接板300的任意合適部分，以便根據(jù)本文所述的實施方式，可從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0038]在某些實施方式中，每個對應第二區(qū)域220的所得局部厚度206使得至少一個第二區(qū)域220滿足至少一個第二區(qū)域220的局部剛度和局部強度要求，而不增加金屬板材部件200的其他部分的厚度206。因此，相對于從均勻厚的第一材料308制成的板形成的金屬板材部件200的所得重量，將覆層材料322耦接至拼接板300的第二區(qū)域320中的第一材料308使得金屬板材部件200的重量降低。在某些實施方式中，諸如金屬板材部件200是飛機102的部件的那些實施方式中，這種重量降低表示出巨大的性能優(yōu)勢。此外，在某些實施方式中，諸如，在至少一個第二區(qū)域220存在彎曲輪廓的實施方式中，相比于在板材漸進成形處理之前和/或處理中將覆層材料322耦接至基本平坦的拼接板300的第二區(qū)域320中的第一材料308，在金屬板材部件200形成之后將覆層材料322耦接至至少一個第二區(qū)域220中的第一材料308將呈現(xiàn)顯著更大的技術(shù)難題，并且因此相應地將需要更多時間和費用。
[0039]在所示實施方式中，例如，至少一個第二區(qū)域220是跨過金屬板材部件200延伸的單個傾斜區(qū)域。由于坡度，在板材漸進成形處理中，第二區(qū)域220中的厚度206經(jīng)歷大幅變薄。拼接板300的覆層材料322的厚度被選擇為確保第二區(qū)域220的所得厚度206足夠滿足局部剛度和局部強度要求。
[0040]此外或可替換地，在板材漸進成形處理之前和/或處理中添加至第二區(qū)域320的覆層材料322改變在板材漸進成形處理中第二區(qū)域320以及鄰近于第二區(qū)域320的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為。在某些實施方式中，在板材漸進成形處理中第二區(qū)域320以及鄰近于第二區(qū)域320的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為的改變使得:(i)金屬板材部件200的第二區(qū)域220滿足局部剛度和局部強度要求，(ii)鄰近于第二區(qū)域220的區(qū)域滿足局部剛度和局部強度要求，(iii)從板300形成金屬板材部件200所需的能量降低，以及(iv)從板300形成金屬板材部件200所需的工具路徑(例如，工具506或606的工具路徑(在圖4和圖5中示出))的簡單化。此外，在一些實施方式中，SP使覆層材料322的所有或部分隨后從金屬板材部件200中去除，在板材漸進成形處理中在第二區(qū)域320以及鄰近于第二區(qū)域320的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為的改變也能夠?qū)崿F(xiàn)這些益處。在一些這種實施方式中，在完成板材漸進成形處理的至少一部分之后，覆層材料322的至少一部分從第二區(qū)域220分離，并且不被包括在完成的金屬板材部件200中。例如，覆層材料322的至少一部分以解開、松開、機械加工、研磨、切割、蝕刻掉、溶解以及以使得第二區(qū)域220能夠起到如本文所述的作用的任意其他合適方式進行去除中的至少一種)被分離。在某些實施方式中，如上所述，相對于第一區(qū)域310的形成，當拼接板300耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行覆層材料322的去除。在可替換實施方式中，當拼接板300不耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行覆層材料322的至少一部分的去除。可替換地，基本上所有覆層材料322保持耦接至完成的金屬板材部件200。
[0041]應理解，在可替換實施方式中，至少一個第二區(qū)域220不限于所示的單個傾斜區(qū)域，而是相反，至少一個第二區(qū)域220包括任意合適數(shù)量的第二區(qū)域220，并且每個第二區(qū)域220具有任意合適形狀，以便金屬板材部件200能夠起到如本文所述的作用，并且如本文所述的，從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0042]在某些實施方式中，從與第一材料308基本完全相同的材料形成覆層材料322，該第一材料308用于初始形成拼接板300。在可替換實施方式中，從與第一材料308基本完全相同的材料以外的材料形成覆層材料322。
[0043]對于另一示例，在某些實施方式中，金屬板材部件200包括:從拼接板300的對應第三區(qū)域330形成的至少一個第三區(qū)域230。拼接板300的每個第三區(qū)域330的特征在于:至少一個加強構(gòu)件332耦接至用于初始形成板300的第一材料308。例如，通過焊接、銅焊、鍍覆、粘合、緊固中的至少一種，至少一個加強構(gòu)件332耦接至每個第三區(qū)域330內(nèi)的第一材料308，并且以使第三區(qū)域330能夠起到本文所述的作用的任意其他合另外耦接至第三區(qū)域330。在某些實施方式中，每個至少一個加強構(gòu)件332耦接至板300的第一表面302和第二表面304中的一個。在可替換實施方式中，至少一個加強構(gòu)件332耦接在以第一材料308形成的凹槽或凹口(未示出)內(nèi)，使得加強構(gòu)件332至少部分地凹入到第一表面302和第二表面304中的一個的下方。由于至少一個加強構(gòu)件332耦接至拼接板300，所以相對于在沒有加強構(gòu)件332的情況下從相似板形成的第三區(qū)域230的所得剛度，金屬板材部件200的每個對應第三區(qū)域230的所得局部剛度增加。
[0044]在某些實施方式中，在不增加金屬板材部件200的其他部分的厚度206的情況下，每個對應第三區(qū)域230的所得局部剛度使得至少一個第三區(qū)域230能夠滿足至少一個第三區(qū)域230的局部剛度要求。例如，并非作為限制性方式，至少一個加強構(gòu)件332抑制金屬板材部件200在至少一個第三區(qū)域230中表現(xiàn)出“回彈”特性的傾向，S卩，至少一個第三區(qū)域230的輪廓傾向于卷曲或折彎為符合其設(shè)計或預期形狀。因此，相對于從第三區(qū)域330中的均勻厚的第一材料308制成的板形成的金屬板材部件200的所得重量，將至少一個加強構(gòu)件332耦接至拼接板300的第三區(qū)域330中的第一材料308使得金屬板材部件200的重量降低。在某些實施方式中，諸如金屬板材部件200是飛機102的部件的那些實施方式中，這種重量降低表示出巨大的性能優(yōu)勢。此外，在某些實施方式中，諸如，在至少一個第三區(qū)域230存在彎曲輪廓的實施方式中，相比于在板材漸進成形處理之前和/或處理中將至少一個加強構(gòu)件332耦接至基本平坦的拼接板300的第三區(qū)域230中的第一材料308，在金屬板材部件200形成之后將至少一個加強構(gòu)件332耦接至至少一個第三區(qū)域230中的第一材料308將呈現(xiàn)顯著更大的技術(shù)難題，并且因此相應地將需要更多時間和費用。
[0045]在所示實施方式中，例如，至少一個第三區(qū)域230是跨過金屬板材部件200延伸的單個區(qū)域，其中，金屬板材部件200從相對平坦部分過渡至傾斜部分。由于該過渡，板材漸進成形處理導致第三區(qū)域230的厚度206顯著改變，其傾向于增加第三區(qū)域230對回彈的敏感性。至少一個加強構(gòu)件332增加第三區(qū)域230繞橫向于伸長方向的軸線334的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度。拼接板300的至少一個加強構(gòu)件332的數(shù)量、方向、截面形狀以及厚度中的至少一個被選擇為抑制金屬板材部件200圍繞軸線334的回彈，并且此外或可替換地，確保第三區(qū)域230的所得剛度以另外方式足夠滿足局部剛度要求。例如，圖2和圖3所示的示例中的至少一個加強構(gòu)件332包括三個均勻間隔的伸長加強構(gòu)件332，并且每個加強構(gòu)件332是線段和帽形加強件中的一種。應理解，在可替換實施方式中，至少一個加強構(gòu)件332不限于三個均勻間隔的、平行伸長的構(gòu)件，而是相反，至少一個加強構(gòu)件332具有任意合適數(shù)量、配置以及間隔，使得金屬板材部件200能夠起到本文所述的作用，并且如從本文所述的，從拼接板300形成金屬板材部件200。例如，在一些實施方式中，至少一個加強構(gòu)件332包括多個加強構(gòu)件332，其中，一些定向為相對于其他是垂直或傾斜的。在一些這種實施方式中，多個加強構(gòu)件332定向為網(wǎng)格布置，該網(wǎng)格布置向第三區(qū)域230增加多個方向上的剛度。對于另一示例，在某些實施方式中，至少一個加強構(gòu)件332包括至少一個彎曲加強構(gòu)件332。
[0046]此外或可替換地，在板材漸進成形處理之前和/或處理中添加至第三區(qū)域330的至少一個加強構(gòu)件332改變在漸進成形處理中第三區(qū)域330以及鄰近于第三區(qū)域330的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為。在某些實施方式中，在板材漸進成形處理中在第三區(qū)域330以及鄰近于第三區(qū)域330的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為的改變使得:(i)金屬板材部件200的第三區(qū)域230滿足局部剛度和局部強度要求，(ii)鄰近于第三區(qū)域230的區(qū)域滿足局部剛度和局部強度要求，(iii)從板300形成金屬板材部件200所需的能量降低，以及(iv)從板300形成金屬板材部件200所需的工具路徑(例如，工具506或606的工具路徑(在圖4和圖5中示出))的簡單化。此外，在一些實施方式中，即使至少一個加強構(gòu)件332的所有或部分隨后從金屬板材部件200中去除，在第三區(qū)域330以及鄰近于第三區(qū)域330的區(qū)域中的至少一個中的板材漸進成形處理的第一材料308的變形行為和流動行為的改變也能夠提供這些益處。在一些這種實施方式中，在完成板材漸進成形處理的至少一部分之后，至少一個加強構(gòu)件332的至少一部分從第三區(qū)域230中分離，并且不被包括在完成的金屬板材部件200中。例如，至少一個加強構(gòu)件332的至少一部分以解開、松開、機械加工、研磨、切割、蝕刻掉、溶解以及任意其他合適方式的去除中的至少一種被分離，該任意其他合適方式使第三區(qū)域230能夠起到如本文所述的作用。在某些實施方式中，如上所述，相對于第一區(qū)域310的形成，當拼接板300耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行至少一個加強構(gòu)件332的去除。在可替換實施方式中，當拼接板300不耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行至少一個加強構(gòu)件332的至少一部分的去除。可替換地，至少一個加強構(gòu)件332的基本上全部保持耦接至完成的金屬板材部件 200。
[0047]應理解，在可替換實施方式中，至少一個第三區(qū)域230不限于所示的單個區(qū)域，在該單個區(qū)域中，金屬板材部件200從相對平坦部分過渡至傾斜部分，而是相反，至少一個第三區(qū)域230包括任意合適數(shù)量的第三區(qū)域230，并且每個第三區(qū)域230具有任意合適形狀，使得金屬板材部件200能夠起到本文所述的作用，并且如本文所述的能夠使從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0048]在某些實施方式中，從與第一材料308基本相同的材料形成至少一個加強構(gòu)件332，該第一材料308用于初始形成拼接板300。在可替換實施方式中，從與第一材料308基本相同的材料以外的材料形成至少一個加強構(gòu)件332。例如，并非作為限制性方式，從相對于第一材料308具有增強的剛度的材料形成至少一個加強構(gòu)件332。
[0049]對于另一示例，在某些實施方式中，金屬板材部件200包括從拼接板300的對應第四區(qū)域340形成的至少一個第四區(qū)域240。拼接板300的每個第四區(qū)域340的特征在于:用于初始形成板300的第一材料308從第四區(qū)域340完全去除，并且第四材料342耦接至第一材料308的鄰接第四區(qū)域340的至少一部分。例如，諸如通過對接焊或其他合適的對接焊處理，第四材料342邊對邊地耦接至第一材料308的鄰接每個第四區(qū)域340的至少一部分?？商鎿Q地，以使得第四區(qū)域340能夠用作如本文所述的作用的任意其他合適方式，將第四材料342耦接至第一材料308的鄰接每個第四區(qū)域340的至少一部分。由于第四材料342耦接至拼接板300，所以相對于從相似板形成的第四區(qū)域240的所得材料性能，金屬板材部件200的每個對應第四區(qū)域240的至少一種材料性能(諸如，重量和/或局部剛度)改變，該相似板沒有使用第四材料342取代第一材料308。
[0050]在某些實施方式中，從第一材料308形成的初始板具有基本均勻的厚度。此外，在某些實施方式中，第四材料342被選擇具有板材漸進成形處理之前的初始厚度，該初始厚度與初始板的初始厚度基本相同?？商鎿Q地，從第一材料308形成的初始板并非具有基本均勻的厚度，和/或第四材料342被選擇具有板材漸進成形處理之前的初始厚度，該初始厚度不與板材漸進成形處理之前的板300的第一材料308的初始厚度基本相同。
[0051]在某些實施方式中，至少一個第四區(qū)域340的初始厚度基本上等于拼接板300的周邊306的其他部分的初始厚度，這促進將拼接板300固定在標準板材漸進成形系統(tǒng)的夾具(諸如，系統(tǒng)500的夾具502(在圖4中示出)或系統(tǒng)600的夾具602(在圖5中示出))中，同時產(chǎn)生位于金屬板材部件200的周邊上的至少一個第四區(qū)域240內(nèi)的不同的材料性能。例如，在不必對夾具502或夾具602進行修改以便適應沿周邊306的厚度改變的情況下，第四材料342使得至少一個第四區(qū)域240能夠滿足局部剛度和局部強度要求，該厚度改變是由于沿周邊306使用覆層材料322或加強構(gòu)件332所造成的。此外，在某些實施方式中，諸如，在至少一個第四區(qū)域240存在彎曲輪廓的實施方式中，相比較在板材漸進成形處理之前和/或處理中在基本平坦的拼接板300的至少一個第四區(qū)域340中使用第四材料342代替第一材料308，在金屬板材部件200形成之后將覆層材料322或加強構(gòu)件332耦接至金屬板材部件200將呈現(xiàn)顯著更大的技術(shù)難題，并且因此相應地將需要更多時間和費用。
[0052]在所示實施方式中，例如，至少一個第四區(qū)域240是金屬板材部件200的外圍區(qū)域，該外圍區(qū)域被設(shè)計為用作另一部件(未示出)的附接點或參考定位點。因此，完全由第一材料308形成的板將需要增強的厚度，以便使金屬板材部件200符合第四區(qū)域340的局部強度要求。相對于第一材料308的強度性能，第四材料342被選擇具有增加的強度性能，使得第四區(qū)域240中的第四材料342的較小厚度206足夠滿足局部強度要求。在拼接板300的第四區(qū)域340中使用第四材料342代替第一材料308使能夠滿足金屬板材部件200的第四區(qū)域240的局部強度要求，而沒有增加板300的其他部分的總體厚度，并且因此不增加金屬板材部件200的其他區(qū)域的厚度206。因此，相對于從均勻厚的第一材料308制成的板形成的金屬板材部件200的所得重量，將第四材料342耦接至第一材料308的鄰近于拼接板300的第四區(qū)域340的至少一部分，使得金屬板材部件200的重量降低。
[0053]此外或可替換地，在板材漸進成形處理之前將第四材料342添加至第四區(qū)域340改變了在漸進成形處理中鄰近于第四區(qū)域340的區(qū)域中的第一材料308的變形行為和流動行為。在某些實施方式中，在板材漸進成形處理中第四區(qū)域340中的第一材料308的變形行為和流動行為的改變使得:(i)金屬板材部件200的第四區(qū)域240滿足局部剛度和局部強度要求，(ii)鄰近于第四區(qū)域240的區(qū)域滿足局部剛度和局部強度要求，(iii)從板300形成金屬板材部件200所需的能量降低，以及(iv)從板300形成金屬板材部件200所需的工具路徑(例如，工具506或606的工具路徑(在圖4和圖5中示出))的簡單化。此外，在一些實施方式中，SP使第四材料342的所有或部分隨后從金屬板材部件200中去除，在板材漸進成形處理在第四區(qū)域340以及鄰近于第四區(qū)域340的區(qū)域中的至少一個中的第一材料308的變形行為和流動行為的改變也能夠有這些益處。在一些這種實施方式中，在完成板材漸進成形處理的至少一部分之后，第四材料342的至少一部分從第四區(qū)域240中分離，并且不被包括在完成的金屬板材部件200中。例如，第四材料342的至少一部分以解開、松開、機械加工、研磨、切割、蝕刻掉、溶解以及任意其他合適方式的去除中的至少一種被分離，該任意其他合適方式使金屬板材部件200能夠起到如本文所述的作用。在某些實施方式中，如上所述，相對于第一區(qū)域310的形成，當拼接板300耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行第四材料342的去除。在可替換實施方式中，當拼接板300不是耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的相同系統(tǒng)時，執(zhí)行第四材料342的至少一部分的去除。可替換地，基本全部第四材料342保持耦接至完成的金屬板材部件200。
[0054]應理解，在可替換實施方式中，至少一個第四區(qū)域240不限于所示的外圍區(qū)域和/或用作另一部件的附接點，而是相反，至少一個第四區(qū)域240包括任意合適數(shù)量的第四區(qū)域240，并且每個第四區(qū)域240在拼接板300上具有任意合適形狀和位置，使得金屬板材部件200能夠起到本文所述的作用，并且如本文所述的，從拼接板300形成金屬板材部件200。
[0055]圖6是從拼接板(諸如，拼接板300)制備金屬板材部件(諸如，金屬板材部件200)的方法700的示例性實施方式的流程圖。參考圖1至圖6，在示例性實施方式中，該方法700包括:改變從第一材料(諸如，第一材料308)形成的初始板，以便通過以下至少一個形成拼接板(704): (i)將額外材料(諸如，覆層材料322、加強構(gòu)件332、以及第四材料342中的至少一個)耦接至第一材料的一部分，以及(ii)從初始板的一部分去除第一材料。方法700進一步包括:通過板材漸進成形處理(諸如，但不限于由諸如系統(tǒng)500的系統(tǒng)執(zhí)行的單點板材漸進成形處理或兩點板材漸進成形處理，或者由諸如系統(tǒng)600的系統(tǒng)執(zhí)行的雙側(cè)板材漸進成形處理)從拼接板形成金屬板材部件(706)。
[0056]在某些實施方式中，金屬板材部件具有限定在金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，諸如限定在金屬板材部件200的第一表面202與第二表面204之間的厚度206，并且金屬板材部件的形成706包括:形成金屬板材部件，使得厚度在金屬板材部件的不同區(qū)域局部改變(708)。此外或可替換地，金屬板材部件具有剛度，并且金屬板材部件的形成706包括:形成金屬板材部件，使得剛度在金屬板材部件的不同區(qū)域局部改變(710)。
[0057]在一些實施方式中，初始板的改變704包括:從拼接板的至少一個第一區(qū)域(諸如，第一區(qū)域310)去除第一材料的一部分(712)。此外，在某些實施方式中，金屬板材部件具有限定在金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，諸如限定在金屬板材部件200的第一表面202與第二表面204之間的厚度206，并且從拼接板的至少一個第一區(qū)域去除第一材料的一部分(712)包括:局部減小金屬板材部件的至少一個第一區(qū)域(諸如，至少一個第一區(qū)域210)的厚度(714)，該金屬板材部件的至少一個第一區(qū)域?qū)谄唇影宓闹辽僖粋€第一區(qū)域。此外，在一些這種實施方式中，金屬板材部件的至少一個第一區(qū)域鄰近于金屬板材部件的具有大坡度的一部分，諸如，但不限于壁部分212。
[0058]在一些實施方式中，當拼接板耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的系統(tǒng)(諸如系統(tǒng)500或系統(tǒng)600)時，執(zhí)行從拼接板的至少一個第一區(qū)域去除第一材料的一部分(712)。
[0059]在某些實施方式中，初始板的改變704包括:將覆層材料(諸如，覆層材料322)耦接至拼接板的至少一個第二區(qū)域(諸如，第二區(qū)域320)中的第一材料。在一些這種實施方式中，金屬板材部件具有限定在金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，諸如，限定在金屬板材部件200的第一表面202與第二表面204之間的厚度206，并且將覆層材料耦接至拼接板的至少一個第二區(qū)域中的第一材料(716)包括:局部增加金屬板材部件的至少一個第二區(qū)域(諸如，至少一個第二區(qū)域220)的厚度(718)，該金屬板材部件的至少一個第二區(qū)域?qū)谄唇影宓闹辽僖粋€第二區(qū)域。
[0060]在某些實施方式中，方法700進一步包括:在完成板材漸進成形處理的至少一部分之后，從金屬板材部件的第二區(qū)域分離覆層材料的至少一部分(720)。在一些這種實施方式中，當拼接板耦接至用于執(zhí)行板材漸進成形處理的系統(tǒng)(諸如，系統(tǒng)500或系統(tǒng)600)時，執(zhí)行從金屬板材部件的第二區(qū)域分離覆層材料的至少一部分的步驟720。
[0061]在一些實施方式中，從與第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成覆層材料。
[0062]在某些實施方式中，初始板的改變704包括:將至少一個加強構(gòu)件(諸如，至少一個加強構(gòu)件332)耦接至拼接板的至少一個第三區(qū)域(諸如，至少一個第三區(qū)域330)中的第一材料(722)。在一些這種實施方式中，將至少一個加強構(gòu)件耦接至拼接板的至少一個第三區(qū)域中的第一材料的步驟722包括:局部增加金屬板材部件的至少一個第三區(qū)域(諸如，至少一個第三區(qū)域230)的剛度，該金屬板材部件的至少一個第三區(qū)域?qū)谄唇影宓闹辽僖粋€第三區(qū)域。此外，在一些這種實施方式中，方法700進一步包括:選擇至少一個加強構(gòu)件的數(shù)量、方向、截面形狀以及厚度中的至少一個以抑制金屬板材部件的回彈特性(726)。
[0063]在一些實施方式中，從與第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成至少一個加強構(gòu)件。
[0064]在某些實施方式中，改變初始板(704)包括:從拼接板的至少一個第四區(qū)域(諸如，至少一個第四區(qū)域340)去除第一材料(728)，并且將第四材料(諸如，第四材料342)耦接至第一材料的鄰接拼接板的至少一個第四區(qū)域的至少一部分(730)。在一些實施方式中，將第四材料耦接至第一材料的鄰接拼接板的至少一個第四區(qū)域的至少一部分(730)包括:將第四材料對接至第一材料的至少一部分(732)。在某些實施方式中，從第一材料形成的初始板具有厚度，并且將第四材料耦接至第一材料的鄰接拼接板的至少一個第四區(qū)域的至少一部分(730)包括:具有板材漸進成形處理之前的初始厚度的第四材料耦接(734)，該初始厚度與初始板的厚度基本完全相同。在一些實施方式中，將第四材料耦接至第一材料的鄰接拼接板的至少一個第四區(qū)域的至少一部分(730)包括:局部改變金屬板材部件至少一個第四區(qū)域(諸如，至少一個第四區(qū)域240)的至少一個材料性能(736)，該金屬板材部件的至少一個第四區(qū)域?qū)谄唇影宓闹辽僖粋€第四區(qū)域。
[0065]再次參考如圖7所示的示例性飛機制造和保養(yǎng)方法100，以及如圖8所示的示例性飛機102，在預生產(chǎn)過程中，示例性方法100可包括:飛機102的規(guī)格與設(shè)計104以及材料采購106。在生產(chǎn)過程中，進行組件和子組件制造108以及飛機102的系統(tǒng)集成110。此后，飛機102可通過認證和交付112以便被投入使用114。在為客戶服務的過程中，安排對飛機102進行例行維護和保養(yǎng)116(其還可包括改造、重新配置、翻新等)。
[0066]方法100的各個過程可由系統(tǒng)集成商、第三方、和/或運營商(例如，客戶)來執(zhí)行或?qū)嵤?。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任意數(shù)量的飛機制造商和主系統(tǒng)分包商;第三方可包括但不限于任意數(shù)量的承包商、分包商以及供應商;并且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍事企業(yè)、服務機構(gòu)等。
[0067]如圖8所示，通過示例性方法100生產(chǎn)的飛機102可包括:具有多個系統(tǒng)120的機身118和內(nèi)部構(gòu)造122。高級系統(tǒng)120的實例包括:一個或多個推進系統(tǒng)124、電力系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)128以及環(huán)境系統(tǒng)130。任意數(shù)量的其他系統(tǒng)可包括在內(nèi)。盡管示出了航空航天實例，但是本發(fā)明的原理可應用于諸如汽車工業(yè)的其他工業(yè)。
[0068]在生產(chǎn)和保養(yǎng)方法100的任何一個或多個階段中，尤其是在例如，組件和子組件制造108、系統(tǒng)集成110、以及機身118的日常維修和保養(yǎng)116中的至少一個的過程中，可采用本文體現(xiàn)的裝置和方法。例如，可以以與飛機102在服務時生產(chǎn)組件或子組件類似的方式來制作或制造對應于生產(chǎn)過程108的組件或子組件。另外，一個或多個裝置實施方式、方法實施方式、或其組合可在生產(chǎn)階段108和110期間使用，例如通過大幅加快飛機102的組件或降低飛機102的成本。類似地，當飛機102服務時，例如但不限于維修和保養(yǎng)116，可利用一個或多個裝置實施方式、方法實施方式、或其組合。例如，并非作為限制性方式，該裝置和方法提供單獨或小批量部件的快速的、低成本的制造，除了以上參考的原型、生產(chǎn)、保養(yǎng)、維護、翻修以及修復步驟，其促進設(shè)計階段的概念評估以及需求備用零件的制造，并且使得庫存/存儲的需要降低。
[0069]本文描述的實施方式提供對形成金屬板材部件的至少一些已知方法的改進。相比較用于形成金屬板材部件的至少一些已知方法，本文所述的實施方式提供了在板材漸進成形處理中使用拼接板以使得能夠?qū)崿F(xiàn)從板形成的金屬板材部件的至少一部分的指定厚度、指定剛度以及指定幾何圖形的至少一個的改進適應性。相比較用于形成金屬板材部件的至少一些已知方法，本文所述的實施方式提供了用于局部改變金屬板材部件的厚度和/或剛度，其在一些實施方式中導致金屬板材部件的重量降低以及形成金屬板材部件的速度增加中的至少一個。此外，本文所述的實施方式提供了:當拼接板耦接至用于板材漸進成形處理的夾具時，去除拼接板的材料的一部分，其促進在非常嚴格的公差范圍內(nèi)進行拼接板的改變的成形和放置。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了:
[0071]Al.—種從拼接板制備金屬板材部件的方法，所述方法包括以下步驟:
[0072]改變從第一材料形成的初始板，以便通過以下至少一個形成所述拼接板:(i)將額外材料耦接至所述第一材料的一部分，以及(ii)從所述初始板的一部分去除所述第一材料，所述第一材料包括其外表面上的涂層；以及
[0073]通過板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件。
[0074]A2.還提供了，根據(jù)段落Al所述的方法，其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，形成所述金屬板材部件的所述步驟包括:形成所述金屬板材部件，以便所述厚度在所述金屬板材部件的不同區(qū)域局部變化。
[0075]A3.還提供了，根據(jù)段落Al或段落A2所述的方法，其中，所述金屬板材部件具有剛度，形成所述金屬板材部件的所述步驟包括:形成所述金屬板材部件，以便所述剛度在所述金屬板材部件的不同區(qū)域局部變化。
[0076]A4.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A3中的任一項所述的方法，其中，改變所述初始板的所述步驟包括:從所述拼接板的至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的一部分，其包括以下至少一個:
[0077]其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，從所述拼接板的所述至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的所述一部分的步驟包括:局部減小所述金屬板材部件的至少一個第一區(qū)域的厚度，所述金屬板材部件的所述至少一個第一區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第一區(qū)域；
[0078]其中，所述金屬板材部件的所述至少一個第一區(qū)域鄰近于所述金屬板材部件的具有大坡度的一部分；以及
[0079]其中，當所述拼接板耦接至用于執(zhí)行所述板材漸進成形處理的系統(tǒng)時，執(zhí)行從所述拼接板的所述至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的所述一部分的步驟。
[0080]A5.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A4中的任一項所述的方法，其中，改變所述初始板的所述步驟包括:將覆層材料耦接至所述拼接板的至少一個第二區(qū)域中的所述第一材料，其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，將所述覆層材料耦接至所述拼接板的所述至少一個第二區(qū)域中的所述第一材料的步驟優(yōu)選地包括:局部增加所述金屬板材部件的至少一個第二區(qū)域的厚度，所述金屬板材部件的所述至少一個第二區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第二區(qū)域。
[0081 ] A6.還提供了，根據(jù)段落A5所述的方法，進一步包括:在完成所述板材漸進成形處理的至少一部分之后，從所述金屬板材部件的第二區(qū)域分離所述覆層材料的至少一部分，
[0082]其中，當所述拼接板耦接至用于執(zhí)行所述板材漸進成形處理的系統(tǒng)時，執(zhí)行從所述金屬板材部件的所述第二區(qū)域分離所述覆層材料的至少一部分的步驟。
[0083]A7.還提供了，根據(jù)段落A5所述的方法，其中，從與所述第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成所述覆層材料。
[0084]AS.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A7中的任一項所述的方法，其中，改變所述初始板的所述步驟包括:將至少一個加強構(gòu)件耦接至所述拼接板的至少一個第三區(qū)域中的所述第一材料，
[0085]其中，將所述至少一個加強構(gòu)件耦接至所述拼接板的所述至少一個第三區(qū)域中的所述第一材料的步驟包括:局部增加所述金屬板材部件的至少一個第三區(qū)域的剛度，所述金屬板材部件的所述至少一個第三區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第三區(qū)域，
[0086]進一步包括:選擇所述至少一個加強構(gòu)件的數(shù)量、方向、截面形狀以及厚度中的至少一個，以便抑制所述金屬板材部件的回彈特性。
[0087]A9.還提供了，根據(jù)段落AS所述的方法，其中，從與所述第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成所述至少一個加強構(gòu)件。
[0088]A10.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A9的任一項所述的方法，其中，改變所述初始板的所述步驟包括:
[0089]從所述拼接板的至少一個第四區(qū)域去除所述第一材料；以及
[0090]將第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分；
[0091 ]其中，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的步驟包括:將所述第四材料對接至所述第一材料的至少一部分。
[0092]AU.還提供了，根據(jù)段落AlO所述的方法，其中，從所述第一材料形成的所述初始板具有厚度，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的所述步驟包括:耦接具有所述板材漸進成形處理之前的初始厚度的所述第四材料，所述初始厚度與所述初始板的厚度基本完全相同。
[0093]A12.還提供了，根據(jù)段落AlO所述的方法，其中，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的所述步驟包括:局部改變所述金屬板材部件的至少一個第四區(qū)域的至少一個材料性能，所述金屬板材部件的所述至少一個第四區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第四區(qū)域。
[0094]A13.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A12中的任一項所述的方法，其中，通過所述板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件的步驟進一步包括:防止所述拼接板在至少一個預定位置處的變形。
[0095]A14.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A13中的任一項所述的方法，其中，通過所述板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件的所述步驟進一步包括:將熱能施加至所述拼接板上的變形區(qū)域，其包括以下至少一個:
[0096]軟化所述拼接板以促進所述拼接板的變形；
[0097]在所述拼接板已在所述變形區(qū)域中變形之后，使所述變形區(qū)域退火；以及
[0098]使用阻抗加熱源、熱氣體源、輻射熱源、連續(xù)波激光源、脈沖激光源、電流源以及超聲波生成器中的至少一種。
[0099]A15.還提供了，根據(jù)段落Al至段落A14中的任一項所述的方法，其中，所述涂層包括以下至少一種:金屬涂層、從所述第一材料形成的氧化化合物、抗腐蝕涂層、電介質(zhì)涂層、導電性增強涂層、摩擦優(yōu)化涂層、磨損降低涂層、反射涂層、抗反射涂層、吸收涂層、反應涂層、彩色涂層以及審美涂層。
[0100]本書面說明書使用實例公開了包括最優(yōu)模式的各種實現(xiàn)方式，其包括使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)這些實現(xiàn)方式的最佳方式，包括制造和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何結(jié)合的方法。專利性范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他實例。如果其他實例具有與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)元件，那么這種其他實例旨在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種從拼接板制備金屬板材部件的方法，所述方法包括以下步驟: 改變從第一材料形成的初始板，以便通過以下至少一種形成所述拼接板:(i)將額外材料耦接至所述第一材料的一部分，以及(ii)從所述初始板的一部分去除所述第一材料，所述第一材料在其外表面上包括涂層；以及 通過板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，形成所述金屬板材部件的步驟包括:以使得所述厚度在所述金屬板材部件的不同區(qū)域局部變化的方式形成所述金屬板材部件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述金屬板材部件具有剛度，形成所述金屬板材部件的步驟包括:以使得所述剛度在所述金屬板材部件的不同區(qū)域局部變化的方式形成所述金屬板材部件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述初始板的步驟包括:從所述拼接板的至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的一部分，其包括以下至少一個: 其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，從所述拼接板的至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的一部分的步驟包括:局部減小所述金屬板材部件的至少一個第一區(qū)域的厚度，所述金屬板材部件的所述至少一個第一區(qū)域?qū)谒銎唇影宓闹辽僖粋€第一區(qū)域； 其中，所述金屬板材部件的所述至少一個第一區(qū)域鄰近于所述金屬板材部件的具有大坡度的一部分；以及 其中，當所述拼接板耦接至用于執(zhí)行所述板材漸進成形處理的系統(tǒng)時，執(zhí)行從所述拼接板的至少一個第一區(qū)域去除所述第一材料的一部分的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述初始板的步驟包括:將覆層材料耦接至所述拼接板的至少一個第二區(qū)域中的所述第一材料，其中，所述金屬板材部件具有限定在所述金屬板材部件的第一表面與第二表面之間的厚度，將覆層材料耦接至所述拼接板的至少一個第二區(qū)域中的所述第一材料的步驟包括:局部增加所述金屬板材部件的至少一個第二區(qū)域的厚度，所述金屬板材部件的所述至少一個第二區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第二區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括:在完成所述板材漸進成形處理的至少一部分之后，從所述金屬板材部件的第二區(qū)域分離所述覆層材料的至少一部分，其中，當所述拼接板耦接至用于執(zhí)行所述板材漸進成形處理的系統(tǒng)時，執(zhí)行從所述金屬板材部件的第二區(qū)域分離所述覆層材料的至少一部分的步驟。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，從與所述第一材料相同的材料以外的材料形成所述覆層材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述初始板的步驟包括:將至少一個加強構(gòu)件耦接至所述拼接板的至少一個第三區(qū)域中的所述第一材料， 其中，將所述至少一個加強構(gòu)件耦接至所述拼接板的至少一個第三區(qū)域中的所述第一材料的步驟包括:局部增加所述金屬板材部件的至少一個第三區(qū)域的剛度，所述金屬板材部件的所述至少一個第三區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第三區(qū)域， 進一步包括:選擇所述至少一個加強構(gòu)件的數(shù)量、方向、截面形狀以及厚度中的至少一個，以便抑制所述金屬板材部件的回彈特性。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，從與所述第一材料完全相同的材料以外的材料形成所述至少一個加強構(gòu)件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述初始板的步驟包括: 從所述拼接板的至少一個第四區(qū)域去除所述第一材料；以及 將第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分； 其中，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的步驟包括:將所述第四材料對接至所述第一材料的至少一部分。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，從所述第一材料形成的所述初始板具有厚度，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的所述步驟包括:耦接具有所述板材漸進成形處理之前的初始厚度的所述第四材料，所述初始厚度與所述初始板的厚度相同。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述第四材料耦接至所述第一材料的鄰接所述拼接板的所述至少一個第四區(qū)域的至少一部分的所述步驟包括:局部改變所述金屬板材部件的至少一個第四區(qū)域的至少一個材料性能，所述金屬板材部件的所述至少一個第四區(qū)域?qū)谒銎唇影宓乃鲋辽僖粋€第四區(qū)域。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件的步驟進一步包括:防止所述拼接板在至少一個預定位置處變形。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過板材漸進成形處理從所述拼接板形成所述金屬板材部件的步驟進一步包括:將熱能施加至所述拼接板上的變形區(qū)域，其包括以下至少一個: 軟化所述拼接板以促進所述拼接板的變形； 在所述拼接板已在所述變形區(qū)域中變形之后，使所述變形區(qū)域退火；以及 使用阻抗加熱源、熱氣體源、輻射熱源、連續(xù)波激光源、脈沖激光源、電流源以及超聲波生成器中的至少一種。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂層包括以下至少一種:金屬涂層、從所述第一材料形成的氧化化合物、抗腐蝕涂層、電介質(zhì)涂層、導電性增強涂層、摩擦優(yōu)化涂層、磨損降低涂層、反射涂層、防反射涂層、吸收涂層、反應涂層、彩色涂層以及審美涂層。
【文檔編號】B21D39/02GK106040829SQ201610195739
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月30日 公開號201610195739.1, CN 106040829 A, CN 106040829A, CN 201610195739, CN-A-106040829, CN106040829 A, CN106040829A, CN201610195739, CN201610195739.1
【發(fā)明人】約翰·亨特利·貝爾克, 奧姆·普拉卡什
【申請人】波音公司