CN105073309B - 通过对包括主要元件和刚性辅助元件的粉末进行选择性熔融获得的部件 - Google Patents

通过对包括主要元件和刚性辅助元件的粉末进行选择性熔融获得的部件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过选择性熔融支承板(2)上的粉末获得的部件，该部件(1)包括主要元件(3)和刚性辅助元件(5a、5b、5c)，这些辅助元件(5a、5b、5c)在该主要元件的下表面(7)与支承板(2)之间支承主要元件(3)。该辅助元件(5a、5b、5c)预定要从主要元件(3)拆卸。因此，主要元件的下表面(7)包括第一表面部分(9)和至少一个第二表面部分(11)，并且第一表面部分(9)与支承板(2)形成小于预定值的角度α1，并且第二表面部分(11)与该支承板(2)形成大于或等于该预定值的角度α2。因此，第一表面部分(9)完全由辅助元件(5a)支承，而第二表面部分(11)部分地由辅助元件(5b)支承。预定值在20°与30°之间。

Description

通过对包括主要元件和刚性辅助元件的粉末进行选择性熔融 获得的部件
技术领域
本发明涉及模制元件的制造，所述模制元件用于硫化和模制轮胎，更具体地说，涉及通过粉末的选择性熔融获得的模制元件的制造。
背景技术
已知的惯例是利用选择性熔融(更通常称作烧结)的方法来生成模制元件。该方法使用能量束来熔融粉末。“能量束”意指电磁辐射(例如，激光束)或颗粒束(例如，电子束)。
从文档EP 1641580中已知利用激光的烧结方法，下文中称作激光烧结方法。在该文档中，将第一层粉末通过分层构件铺在支承板上。该第一层粉末的粉末颗粒的全部或一部分随后根据将获得的对象的形状通过激光束被凝聚。一旦执行该步骤，将第二层粉末铺在第一层粉末上，以使得其可利用激光依次选择性地熔融。通过重复铺设一层和利用激光熔融的这些操作，一层一层地建立烧结的对象。
文档WO 2010072960公开了一种用于利用烧结制造模制元件的方法。在该方法中，在与模制元件相同的时间生产刚性辅助元件，以支承该模制元件。因此，该模制元件包括在该文档中以24标出的条状物和翅片26。辅助元件明显地包括支承部分36和连接部分28。支承部分36的厚度基本对应于它们支承的模制元件的表面部分的厚度，并且连接部分的厚度小于这些支承部分的厚度，从而它们可形成有利于将模制元件从支承板拆卸的断裂线。然而，这些厚度比模制元件的厚度更小的连接部分的存在意味着该模制元件部分由被制造出的未烧结的粉末支承。现在，发明人已发现，针对模制元件的特定形状，这种部分支承可导致该模制元件的制造的问题。
因此，需要利用烧结改进模制元件的制造，同时优化支承这些模制元件的辅助元件的使用。
定义：
“轮胎”意指所有类型的弹性胎面，无论其是否受到内压。
轮胎的“胎面”意指通过侧表面和通过两个主表面限定的一定量的橡胶材料，其中一个主表面旨在当轮胎行驶时与路面接触。
“模具”意指分离的模制元件的集合，当它们合在一起时，限制用于硫化和模制轮胎的环状模制空间。
“模制元件”意指模具的一部分。例如，模制元件是旨在模制轮胎的胎面中的隆起的元件的内衬的一部分。
发明内容
本发明涉及一种通过选择性熔融在支承板上的粉末而获得的部件。该部件包括主要元件和刚性辅助元件，这些辅助元件在主要元件的下表面与支承板之间支承主要元件。辅助元件旨在从主要元件上拆卸。此外，主要元件的下表面包括第一表面部分和至少一个第二表面部分。本发明值得注意的部分在于，第一表面部分与支承板形成小于预定值的角度α1，并且第二表面部分与该支承板形成大于或等于该预定值的角度α2。该预定值在20°与30°之间。第一表面部分完全由辅助元件支承，并且第二表面部分由辅助元件部分地支承。
烧结方法可一层一层地生产例如模制元件的元件。在该方法中，第一层粉末铺在支承板上，并且该第一层粉末旨在支承随后铺设的第二层粉末。根据将被制造的部件的形状，第一层粉末可部分地熔融，并且将被熔融的第二层粉末的表面部分可随后由属于该第一层的未熔融的粉末支承。现在，第一层粉末对第二层粉末的不稳定支承使得主要元件的整体制造更加困难。一种方案应该提供完全支承该部件的主要元件的辅助元件。然而，该方案是昂贵的，这是因为其需要熔融大量粉末以生成这些辅助元件，一旦获得主要元件，随后将这些元件去除。面对该问题，发明人已发现，令人惊讶的是，不是总需要利用辅助元件完全支承该主要部件以确保该主要部件的良好制造。更具体地说，发明人已发现，当该部件的下表面与支承板的角度大于或等于特定值时，例如在20°与30°之间的角度，主要元件在该表面部分中的全部支承是非必要的，而部分支承已足够确保主要元件的高质量制造。因此，可限制辅助元件在主要元件的特定构造中的使用，从而可更好地将其制造合理化。
在一个特定的实施例中，在第二表面部分具有给定的表面积的情况下，该第二表面部分的表面积的至多50％由辅助元件支承。
由于本发明，不需要使主要元件由熔融粉末完全支承。因此，在第一主要元件的制造中未熔融的一定比例的粉末可在另一主要元件的制造中再使用。因此，粉末的使用合理化。
在一个优选的实施例中，第二表面部分的表面积的至少20％由辅助元件支承。
发明人已发现，对于制造主要元件在其第二表面部分的区域中，最小量的支承是必须的。这些发明人因此确定有必要支承该第二表面部分的至少20％，以在主要元件的制造中获得足够的质量。
本发明的另一目的是一种用于设计通过选择性熔融在支承板上的粉末获得的部件的方法。该部件包括主要元件和刚性辅助元件。这些辅助元件在该主要元件的下表面与支承板之间支承主要元件。辅助元件旨在从主要元件上拆卸。主要元件的下表面包括至少两个表面部分。本发明的该方法值得注意的部分在于其包括这样的步骤，即其中，针对主要元件的下表面的各个表面部分确定角度，该角度通过表面部分与支承板形成。在另一步骤中，将通过辅助元件支承表面部分的特征确定为由该表面部分与支承板形成的角度的函数。在表面部分的角度小于预定值的情况下，该表面部分完全由辅助元件支承。在表面部分的角度大于或等于该预定值的情况下，该表面部分由辅助元件部分地支承，该预定值在20°与30°之间。
因此，本发明的该设计方法提供了允许预先限定辅助元件的特征的步骤。按照这种方式，找到了主要元件的足够支承，同时，限制了辅助元件的使用。这些辅助元件的特征随后在将烧结该部件的机器中参数化，因此，可优化烧结操作。
附图说明
本发明的其它特征和优点将参照附图从通过非限制性示例给出的以下描述中变得清楚，图中：
图1示意性地示出了根据本发明的部件的截面示图；
图2示意性地示出了用于设计图1的所述部件的方法的步骤。
具体实施方式
在以下描述中，基本相同或相似的元件将由相同标号指示。
图1示意性地示出了通过选择性地熔融在支承板2上的粉末获得的部件1的截面示图。该部件1包括主要元件3和支承该元件的辅助元件5a、5b、5c。该主要元件3在这里形成用于硫化和模制轮胎胎面的全部或一部分的模制元件。更具体地说，主要元件3包括第一表面部分9、第二表面部分11、第三表面部分12。第一表面部分9在这里与支承板形成零度角度α1。第二表面部分11形成绝对值大于或等于20°的角度α2。根据选择，第二表面部分11形成绝对值大于或等于30°的角度α2。第三表面部分12同样形成零度角度α3。所有这些表面部分一起形成主要元件的下表面7。针对各个表面部分，存在特定相关的辅助元件。因此，第一表面部分9由截面总体为矩形的辅助元件5a完全支承。第二表面部分11多个辅助元件5b部分地由支承。这些辅助元件由薄主体形成。第三表面部分12由辅助元件5c支承。这些辅助元件包括主体13和头部15。在这种情况下，各种辅助元件5c中的头部15完全按照次序符合要求以支承第三表面部分12。
应该注意，在这种情况下，第二表面部分11在其表面的至多50％的范围内由辅助元件5b支承。同样，第二表面部件11在其表面的至少20％的范围内由辅助元件5b支承。
如已经强调的，主要元件3和辅助元件5a、5b、5c由粉末的选择性熔融形成，该粉末可为金属、有机(陶瓷)或塑料粉末。该粉末还可为不同类型的粉末的混合物。
图2示意性地示出了用于设计图1的部件1的方法的步骤。
该方法包括：第一步骤E1，其中针对主要元件的下表面的各个表面部分确定角度，该角度由表面部分与支承板形成。
在方法的第二步骤E2中，将辅助元件支承的表面部分的特征确定为由该表面部分与支承板形成的角度的函数。如果表面部分的角度小于预定值，则该表面部分完全由辅助元件支承，并且如果表面部分的角度大于或等于该预定值，则表面部分由辅助元件部分地支承。如已经强调的，预定值在20°与30°之间。例如，该预定值等于20°。作为替代，该预定值等于30°。
本发明不限于描述和描绘的示例，并且在不脱离其范围的情况下，可对其做出各种修改。
在图1中，辅助元件5b、5c沿着主要元件的宽度延伸，即沿着与这些图的截面的平面垂直的方向延伸。作为替代，辅助元件可沿着主要元件的长度延伸。
最后，可将本发明应用于除模制元件以外的任何类型的元件的制造。

Claims (2)

1.一种通过选择性熔融支承板(2)上的粉末获得的部件，该部件(1)包括主要元件(3)和刚性辅助元件(5a、5b、5c)，所述主要元件(3)用于硫化和模制轮胎，这些辅助元件(5a、5b、5c)在该主要元件的下表面(7)与支承板(2)之间支承主要元件(3)，所述辅助元件(5a、5b、5c)预定要从主要元件(3)上拆卸，主要元件的下表面(7)包括第一表面部分(9)和至少一个第二表面部分(11)，其特征在于，第一表面部分(9)与支承板(2)形成小于预定值的角度α1，并且第二表面部分(11)与该支承板(2)形成大于或等于该预定值的角度α2，该预定值为选自于20°与30°之间的值，并且其中，第一表面部分(9)由辅助元件(5a)完全支承，而第二表面部分(11)由辅助元件(5b)部分地支承，在第二表面部分(11)具有给定的表面积的情况下，该第二表面部分(11)的表面积的至多50％由辅助元件(5b)支承，且第二表面部分(11)的表面积的至少20％由辅助元件(5b)支承。
2.一种用于设计通过选择性熔融支承板(2)上的粉末获得的部件(1)的方法，该部件(1)包括主要元件(3)和刚性辅助元件(5a、5b、5c)，所述主要元件(3)用于硫化和模制轮胎，这些辅助元件在该主要元件的下表面(7)与支承板(2)之间支承主要元件(3)，辅助元件(5a、5b、5c)预定要从主要元件(3)上拆卸，主要元件的下表面(7)包括至少两个表面部分(9、11)，该设计方法包括以下步骤(E1、E2)：
-针对主要元件的下表面(7)的各个表面部分(9、11)确定角度，该角度由表面部分(9、11)与支承板(2)形成；
-将通过辅助元件(5a、5b、5c)支承表面部分(9、11)的特征确定为由该表面部分(9、11)与支承板(2)形成的角度的函数；
-如果表面部分(9、11)的角度小于预定值，则该表面部分(9)完全由辅助元件(5a)支承；并且如果表面部分(9、11)的角度大于或等于该预定值，则该表面部分(11)由辅助元件(5b)部分地支承，该预定值为选自于20°与30°之间的值，在该表面部分(11)具有给定的表面积的情况下，该表面部分(11)的表面积的至多50％由辅助元件(5b)支承，且该表面部分(11)的表面积的至少20％由辅助元件(5b)支承。
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