CN105755406B - 使由自然时效合金制成的工件成形的方法 - Google Patents

使由自然时效合金制成的工件成形的方法 Download PDF

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Abstract

使由自然时效合金制成的工件成形的方法。公开了一种使用具有坐标系统和与所述工件的最终形状对应的工具路径的增量片材成形(ISF)机器来使具有初始热处理并且由自然时效合金制成的工件成形为最终形状的方法。所述方法包括以下步骤：将所述工件定位在所述ISF机器中；使用所述ISF机器对所述工件执行初始成形操作；对所述工件执行最终热处理；将所述工件再定位在所述ISF机器中；以及，在所述工件在所述ISF机器中在最终工件定向上并且所述ISF机器的所述工具路径在所述ISF机器中在最终工具路径定向上情况下，使用所述ISF机器对所述工件执行最终成形操作以实现所述工件的所述最终形状。还可以在所述ISF机器中执行中间热处理和中间成形操作。

Description

使由自然时效合金制成的工件成形的方法
技术领域
本发明涉及使由自然时效(aging)合金制成的工件成形的方法。
背景技术
当在低生产运行中用金属片材制造零件时，增量片材成形(ISF)是有利工艺。为了改进完成零件的强度，可以设想自然时效合金(诸如铝的特定合金)的使用。然而，因为工件材料的硬度在相对较短的时间段内由于这些合金的自然时效而增加，所以尤其当复杂零件正在成形时，可用于ISF操作的窗口可能不足。当利用了由于自然时效而硬化的合金时，ISF因此可能在其生产大和/或复杂零件的能力方面受限制。
发明内容
因此，旨在解决以上标识的关注点的方法将找到效用。
以下是符合本公开的主题的可要求或可不要求保护的示例的非详尽列表。
本公开的一个示例涉及一种使由自然时效合金制成的工件成形为最终形状的方法。所述方法包括提供具有坐标系统和与所述工件的所述最终形状对应的工具路径的ISF机器。所述方法还包括对所述工件执行初始热处理。所述方法进一步包括在所述ISF机器的所述坐标系统中在初始工件定向上将所述工件定位在所述ISF机器中。所述方法还包括，在所述工件在所述ISF机器的所述坐标系统中在所述初始工件定向上并且所述ISF机器的所述工具路径在所述ISF机器的所述坐标系统中在初始工具路径定向上情况下，使用所述ISF机器对所述工件执行初始成形操作。所述方法进一步包括对所述工件执行最终热处理。所述方法还包括在所述ISF机器的所述坐标系统中在最终工件定向上将所述工件再定位在所述ISF机器中。所述方法进一步包括，在所述工件在所述ISF机器的所述坐标系统中在所述最终工件定向上并且所述ISF机器的所述工具路径在所述ISF机器的所述坐标系统中在最终工具路径定向上情况下，使用所述ISF机器对所述工件执行最终成形操作以实现所述工件的所述最终形状。
本公开的另一示例涉及一种使由自然时效合金制成的工件成形为最终形状的方法。所述工件有初始热处理。所述方法包括提供具有坐标系统和与所述工件的所述最终形状对应的工具路径的ISF机器。所述方法还包括在所述ISF机器的所述坐标系统中在初始工件定向上将所述工件定位在所述ISF机器中。所述方法进一步包括，在所述工件在所述ISF机器的所述坐标系统中在所述初始工件定向上并且所述ISF机器的所述工具路径在所述ISF机器的所述坐标系统中在初始工具路径定向上情况下，使用所述ISF机器对所述工件执行初始成形操作。所述方法还包括对所述工件执行最终热处理。所述方法进一步包括在所述ISF机器的所述坐标系统中在最终工件定向上将所述工件再定位在所述ISF机器中。所述方法还包括，在所述工件在所述ISF机器的所述坐标系统中在所述最终工件定向上并且所述ISF机器的所述工具路径在所述ISF机器的所述坐标系统中在最终工具路径定向上情况下，使用所述ISF机器对所述工件执行最终成形操作以实现所述工件的所述最终形状。
附图说明
已经用通用术语如此描述了本公开的示例，现在将参照附图，附图未必按比例绘制，并且其中，同样的附图标记在数个视图中自始至终标明相同或类似的部分，并且其中：
图1是根据本公开的一个或更多个示例的在使工件成形时使用的设备的框图；
图2是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的方法的操作的示意图形表示；
图3是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的另一方法的操作的示意图形表示；
图4是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的再一个方法的操作的示意图形表示；
图5是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的另一个方法的操作的示意图形表示；
图6示出了图6A至图6H之间的关系；
图6A至图6H是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的方法的框图的部分；
图7示出了图7A至图7H之间的关系；
图7A至图7H是根据本公开的一个或更多个示例的使工件成形的方法的框图的部分；
图8是飞机生产与服务方法学的框图；以及
图9是飞机的示意例示。
具体实施方式
在图6至图8中，参照上文，连接各种元件和/或部件的实线(若有的话)可以表示机械、电气、流体、光学、电磁和/或其它耦接和/或其组合。如本文所使用的，“耦接”意指直接以及间接关联。例如，构件A可以与构件B直接相关联，或者可以例如经由另一元件C与其间接相关联。应当理解，并非各种公开的元件之间的所有关系被必定表示。因此，除框图所描绘的那些以外的耦接也可能存在。连接标明各种元件和/或部件的块的虚线(若有的话)表示在功能和目的方面与由实线表示的那些类似的耦接；然而，由虚线表示的耦接可以被选择性地提供或可以涉及本公开的另选的或可选的示例。同样地，用虚线表示的元件和/或部件(若有的话)指示本公开的另选的或可选的示例。环境元件(若有的话)用点线表示。为了清楚还可以示出虚拟(虚)元件。本领域技术人员将了解，即使未在本文中显式地例示这样的一个或多个组合，也可以按照各种方式组合图6至图8所例示的特征中的一些，而无需包括图6至图8所描述的其它特征、其它附图和/或附随公开。类似地，不限于所呈现的示例的附加特征可以与本文所示出和描述的特征中的一些或全部组合。
在图6至图8中，参照上文，块可以表示操作和/或其部分并且连接各种块的线不暗示操作或其部分的任何特定顺序或依赖。由虚线表示的块指示可选操作和/或其部分。连接各种块的虚线(若有的话)表示操作或其部分的可选依赖。应当理解，并非各种公开的操作之间的所有依赖被必定表示。图6至图8和描述本文所阐述的方法的操作的附随公开不应该被解释为必定确定操作将被执行的顺序。相反，尽管指示了一个例示性顺序，但是应当理解，可以在适当时修改操作的顺序。因此，可以按照不同顺序或同时执行特定操作。另外，本领域技术人员将了解并非所描述的所有操作需要被执行。
在以下描述中，阐述了许多特定细节以提供对可以在没有这些详情中的一些或全部的情况下实践的所公开的构思的彻底理解。在其它情况下，已经省略了已知装置和/或过程的细节以避免不必要地使本公开混淆。虽然将结合特定示例描述一些构思，但是应当理解，这些示例不旨在为限制性的。
除非另外指示，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅仅被用作标签，并且不旨在将顺序、位置或层次要求强加于这些术语指代的项。此外，对例如“第二”项的参照不需要或排除例如“第一”或低序项和/或例如“第三”或高序项的存在。
在本文中对“一个示例”的参照意味着连同该示例一起描述的一个或更多个特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。在本说明书中的各个地方的短语“一个示例”可能指代或可能不指代同一示例。
下面提供了符合本公开的主题的可能要求或可能不要求保护的例示性非详尽示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6(块202)，公开了使由自然时效合金制成的工件102成形为最终形状的方法200。方法200包括提供具有坐标系统和与工件102的最终形状对应的工具路径的ISF机器100。方法200进一步包括对工件102执行初始热处理。方法200还包括在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上将工件102定位在ISF机器100中。方法200进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在初始工具路径定向上情况下，使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作。方法200还包括对工件102执行最终热处理。方法200进一步包括在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中。方法200还包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在最终工具路径定向上情况下，使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状。本段落的前面主题是根据本公开的示例1的。
与限于一个热处理的ISF方法相比，示例1的方法延伸了可以通过ISF方法给予工件102的变形的量。
在图1中示意性地示出的ISF机器100可以是针对ISF操作而制造的或适于ISF操作的任何机器。ISF机器100可以包括操作锤击工具或触针的机器人(未示出)，可以包括诸如适于促使触针靠着工件102支承的机器工具或车床这样的CNC机器(在图1中示意性地示出)，或者可以包括适于促使锤击工具或触针靠着工件102支承的任何其它动力的自动控制的机器。触针可以包含接触工件102的滚动或可旋转元件，或压靠并且沿着工件102滑动的圆顶元件。ISF机器100可以是商业上可购自Amino North America Corporation,15Highbury Avenue,St.Thomas,Ontario,Canada N5P 4M1的诸如型号DLNC-RA、DLNC-RB、DLNC-PA、DLNC PB、DLNC-PC和DLNC-PD的商业产品。
ISF机器100有指示锤工具或触针沿着预定路径进行使得该锤工具或触针渐进地撞击工件102直到实现了期望的最终形状为止的计算机指令。预定路径未必暗示锤工具或触针限于仅一个轨迹。也就是说，工具路径可以变化，因为可以在其它部分之前实现预定路径的不同部分。例如，随着工件102被从ISF机器100去除并且被放回在ISF机器100中以用于热处理(例如，在图1中示意性地示出的烘箱104中)，ISF操作可以在它们因为工件102的去除而停止的地方恢复，或者另选地，可以在其它位置处恢复。因此，工具路径将被理解为包含导致实现工件102的最终期望的形状的任何工具轨迹，并且不应该被理解为暗示连续路径。
并且，工具路径不限于遍及工件102的各个点的单次扫描。在例如将对工件102执行相对大量的变形的情况下，可能在连续的ISF操作中需要遍及那些点的两次或更多次扫描。
ISF机器100的坐标系统可以是映射到当工件102被最初放置在ISF机器100中时建立的三维空间中的特定参照点的虚拟坐标系统。传感器(未示出)可以随着加工进行而记录参照点以用于工具路径的后续定向。
热处理是导致使工件102软化使得工件102在锤工具或触针的影响下容易地变形的那些。初始热处理被视为图2中的固溶退火(solution annealing)，并且视为图3至图5中的轧制退火(mill annealing)。固溶退火包括淬火，例如，通过将工件102浸在水槽(未示出)中。在ISF操作出现之前，轧制退火包括被动冷却或空气冷却。最终热处理被示出为图2至图5中的固溶退火。图2至图5还示出了要在下文中描述的中间热处理。在图2至图5中，ISF操作跟随在各个热处理之后。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块204)，对工件102执行初始热处理包括使工件102轧制退火和冷却或使工件102固溶退火和淬火中的一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例2的，并且示例2包括以上示例1的主题。
轧制退火和固溶退火是使工件102软化使得工件102可以在ISF机器100中容易地成形的热处理。
轧制退火使工件102软化，而不引起通过自然时效使工件102硬化。这许可延长的时间段在轧制退火与后续ISF操作之间经过。固溶退火比轧制退火更使工件102软化，但是工件102通过自然时效的后续硬化将发生。固溶退火可以适应通过ISF处理的变形，而对于轧制退火，这将不可能的。固溶退火需要将组成合金带到接近于其熔点的温度。例示地，利用铝合金，华氏800或900度的温度将满足固溶退火的要求。相反，轧制退火可能需要华氏500或600度的温度。本文所示出的温度范围是示例性的，并且可以从所列举的值扩展。所公开的方法还可以适用于镁、铜、镍、钛和一些不锈钢的合金，在此情况下用于轧制退火和固溶退火的温度将与适用于铝合金的那些温度不同。
通常参照例如图1和图2并且具体地参照图6A(块206)，当对工件102的初始热处理包括使工件102固溶退火和淬火时，使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作包括在使工件102淬火之后在初始预定时间段内执行初始成形操作。本段落的前面主题是根据本公开的示例3的，并且示例3包括以上示例1的主题。
在初始预定时间段内执行初始成形操作使得工件102能够在由于自然时效而导致的硬化抵抗成形过程中的进一步变形或另选地对ISF机器100导致损坏之前被加工。
通常参照例如图1和图2并且具体地参照图6，初始预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例4的，并且示例4包括以上示例3的主题。
将初始预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的一些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过一个小时的合金的示例。
通常参照例如图1和图2并且具体地参照图6，初始预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例5的，并且示例5包括以上示例3的主题。
将初始预定时间段限于半小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过半小时的合金的示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块208)，对工件102执行最终热处理包括使工件102固溶退火和淬火。本段落的前面主题是根据本公开的示例6的，并且示例6包括以上示例1至示例5中的任一个的主题。
当最终热处理包括固溶退火和淬火时，工件102将由于在自然时效的同时硬化而最后达到它最大的强度。这将在轧制退火情况下不发生。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块210)，使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状包括在使工件102淬火之后在最终预定时间段内执行最终成形操作。本段落的前面主题是根据本公开的示例7的，并且示例7包括以上示例6的主题。
如上所述，在淬火之后在最终预定时间段内执行最终成形操作适应由于自然时效而硬化(这将干扰ISF处理)的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6，最终预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例8的，并且示例8包括以上示例7的主题。
如上所述，将最终预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的一些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过一个小时的合金的示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6，最终预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例9的，并且示例9包括以上示例7的主题。
将最终预定时间段限于半小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过半小时的合金的示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块212)，对工件102执行最终热处理在工件102中产生残余应力。方法200进一步包括在对工件102执行最终成形操作时将工件102的至少一部分拉长预定量。本段落的前面主题是根据本公开的示例10的，并且示例10包括以上示例6至示例9中的任一个的主题。
将工件102拉长预定量减轻残余应力并且避免工件102的最终变形。拉长工件102不是对它本身的离散步骤；相反，ISF操作被布置为使得它们最低限度地导致预定量的拉长。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块214)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长至少1％。本段落的前面主题是根据本公开的示例11的，并且示例11包括以上示例10的主题。
将工件102拉长至少1％在一些合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块216)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长至少2％。本段落的前面主题是根据本公开的示例12的，并且示例12包括以上示例10的主题。
将工件102拉长至少2％在其中残余应力将不减轻例如1％拉长的一些合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6A(块218)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长在1％到3％之间。本段落的前面主题是根据本公开的示例13的，并且示例13包括以上示例10的主题。
将工件102拉长在1％到3％之间在非大多数也是许多铝合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6B(块220)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的最终工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例14的，并且示例14包括以上示例1至示例13中的任一个的主题。
相同的初始工件定向和最终工件定向使得ISF操作能够在初始成形操作之后在被中断以用于后续热处理之后无缝地进行。也就是说，在初始成形操作之后跟随热处理之后工件102在ISF机器100中在相同工件定向上的重新放置(replacement)将不在恢复ISF操作时引入工具路径的失真，如果工具路径的已完成部分和未完成部分未被适当地对准，则此失真可能出现。
可以按照不同方式在ISF机器100中重新放置工件102。当例如手动地做这个时，最终工件定向将不和初始工件定向匹配也许是可能的。相同的初始工件定向和最终工件定向减少ISF机器100能够机器补偿不同的初始工件定向和最终工件定向的要求。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6F(块222)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例15的，并且示例15包括以上示例14的主题。
相对于初始工具路径定向相同的最终工具路径定向确保后续ISF操作的无缝连续性，从而实现工件102的预定最终形状。利用相同的初始工具路径定向和最终工具路径定向，ISF机器100可以在不用不得不补偿工具路径的未完成部分与已完成部分的失准的情况下恢复ISF操作。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6F(块224)，方法200进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，建立与ISF机器100相关联的至少一个第一参照和与工件102相关联的至少一个第二参照。至少一个第二参照对应于至少一个第一参照。方法200还包括在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中，使得与工件102相关联的至少一个第二参照对应于与ISF机器100相关联的至少一个第一参照。本段落的前面主题是根据本公开的示例16的，并且示例16包括以上示例14和示例15中的任一个的主题。
在ISF机器100和工件102上的对应参照使得工件102能够在热处理之后在ISF机器100中被重新放置在适当位置处，从而使得后续ISF操作导致无缝地恢复ISF机器100的预定工具路径。可以手动地执行在ISF机器中重新放置工件102。
可以按照许多方式获得参照。例如，传感器(未示出)可以标识工件102上的预定点，并且相对于ISF机器100的坐标系统记录这些点。另选地，光学扫描可以被用来将工件102上的预定点或机器标识的点映射到ISF机器100的参照点。参照还可以由ISF机器100的操作员手动地确定。例如，可以根据ISF机器100的工件支持表面(未示出)上的任意点测量工件102的边缘或在工件102上的点的位置，其中测量值当跟随热处理之后在ISF机器100中重新放置工件102时重复。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6C(块226)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的最终工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例17的，并且示例17包括以上示例1至示例13中的任一个的主题。
如果无需被相同地定向在ISF机器100的坐标系统内，则能够更迅速地执行在ISF机器100内重新放置工件102，从而在由于自然时效而导致的硬化限制ISF处理之前为ISF操作留下更多时间。
例如，当跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，工件102的不同的初始定向和最终定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6C(块228)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例18的，并且示例18包括以上示例17的主题。
不同的最终工具路径定向适应在新定向上在ISF机器100中重新放置工件102，使得在不重复先前的工具路径的情况下，后续ISF操作导致无缝地恢复或继续ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。例如，当跟随热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，工具路径的不同的初始定向和最终定向可能出现。
工具路径的恢复可以包括针对不同的最终工具路径定向的机器补偿，使得假想的工具路径不受不同的最终工具路径定向影响。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6C(块230)，方法200进一步包括，在在使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作之后工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，生成工件102的初始虚拟模型，所述初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中具有初始虚拟模型定向。方法200还包括，在在使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状之前工件102在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上情况下，生成工件102的最终虚拟模型，所述最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中具有最终虚拟模型定向。方法200进一步包括将工件102的最终虚拟模型的最终虚拟模型定向与工件102的初始虚拟模型的初始虚拟模型定向相比较。方法200还包括生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的最终虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第一空间变换。方法200进一步包括通过对在初始工具路径定向上的工具路径应用第一空间变换来将ISF机器100的工具路径从在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向重定向为在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向。本段落的前面主题是根据本公开的示例19的，并且示例19包括以上示例17和示例18中的任一个的主题。
即使当工件102已跟随热处理之后在ISF机器100中被再定位在新定向上时，从初始工具路径定向重定向ISF机器100的工具路径也导致无缝地恢复或完成ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。
初始虚拟模型和最终虚拟模型使得每一个模型的选择的点能够被标识和比较以用于工具路径在ISF操作的恢复时的后续调整。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照6C(块232)，生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的最终虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第一空间变换包括生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个最终坐标和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个初始坐标之间的差异相对应的第一空间变换。至少三个最终坐标在工件102的最终虚拟模型中的最终位置对应于至少三个初始坐标在工件102的初始虚拟模型中的初始位置。本段落的前面主题是根据本公开的示例20的，并且示例20包括以上示例19的主题。
在ISF机器100中，工具路径的未完成部分相对于完成部分的适当调整可以基于工件102的基于至少三个初始坐标和最终坐标的感测位置。
工件102的初始虚拟模型和最终虚拟模型的至少三个坐标对应于要标识和比较的所选择的点。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6D(块234)，方法200进一步包括在使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作之后对工件102执行中间热处理。方法200还包括在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中。方法200进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在中间工具路径定向上情况下，在对工件102执行最终热处理之前使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作，以实现工件102的中间形状。本段落的前面主题是根据本公开的示例21的，并且示例21包括以上示例1至示例20中的任一个的主题。
中间热处理使得延长的ISF操作能够在工件102上进行，从而使得工件102即使大或复杂也能够通过ISF工艺成功地形成。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6D(块236)，对工件102执行中间热处理包括使工件102轧制退火和冷却或使工件102固溶退火和淬火中的一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例22的，并且示例22包括以上示例21的主题。
轧制退火和固溶退火是使工件102软化以使得工件102将在后续ISF操作中容易地形成的热处理。
通常参照例如图1、图2和图5并且具体地参照图6D(块238)，当对工件102的中间热处理包括使工件102固溶退火和淬火时，使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作包括在使工件102淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作。本段落的前面主题是根据本公开的示例23的，并且示例23包括以上示例21的主题。
在固溶退火和淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作使得由于自然时效而硬化的那些合金能够在硬化干扰ISF处理之前通过ISF处理来加工。
通常参照例如图1至图3和图5并且具体地参照图6，中间预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例24的，并且示例24包括以上示例23的主题。
将中间预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图3和图5并且具体地参照图6，中间预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例25的，并且示例25包括以上示例23的主题。
将中间预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6(块240)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的中间工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例26的，并且示例26包括以上示例21至示例25中的任一个的主题。
相同的初始工件定向和中间工件定向使得ISF操作能够在初始成形操作之后在被中断以用于后续热处理之后无缝地进行，而没有工具路径的失真。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6(块242)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例27的，并且示例27包括以上示例26的主题。
相对于初始工具路径定向相同的中间工具路径定向确保后续ISF操作的无缝连续性，从而实现工件102的预定最终形状。利用相同的初始工具路径定向和最终工具路径定向，ISF机器100能够在不用不得不补偿工具路径的未完成部分与已完成部分的失准的情况下恢复ISF操作。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6(块244)，方法200进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，建立与ISF机器100相关联的至少一个第三参照和与工件102相关联的至少一个第四参照。至少一个第四参照对应于至少一个第三参照。方法200还包括在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中，使得与工件102相关联的至少一个第四参照对应于与ISF机器100相关联的至少一个第三参照。本段落的前面主题是根据本公开的示例28的，并且示例28包括以上示例26和示例27中的任一个的主题。
这使跟随热处理之后在ISF机器100中重新放置工件102的努力最小化，从而保存然后可以在工件102由于自然时效而硬化之前被用于ISF操作的时间。
第三参照和第四参照可以在性质上对应于以上所描述的第一参照和第二参照。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6G(块246)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的中间工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例29的，并且示例29包括以上示例21至示例25中的任一个的主题。
这使当在ISF机器100中重新放置工件102时对准确性并且因此对时间的需求最小化。例如，当在新位置中跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，工件102的不同的初始定向和中间定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6D(块248)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例30的，并且示例30包括以上示例29的主题。
如果无需被相同地定向在ISF机器100的坐标系统内，则能够更迅速地执行在ISF机器100内重新放置工件102，从而在由于自然时效而导致的硬化限制ISF工艺之前为ISF操作留下更多时间。例如，当跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中在新位置中手动地重新放置工件102时，不同的初始工具路径定向和最终工具路径定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6E(块250)，方法200进一步包括，在在使用ISF机器对工件102执行初始成形操作之后工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，生成工件102的初始虚拟模型。初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中有初始虚拟模型定向。方法200还包括，在在使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作以实现工件102的中间形状之前工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上情况下，生成工件102的中间虚拟模型。中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中有中间虚拟模型定向，其中工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上。方法200进一步包括将工件102的中间虚拟模型的中间虚拟模型定向与工件102的初始虚拟模型的初始虚拟模型定向相比较。方法200还包括生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的中间虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第二空间变换。方法200进一步包括通过对初始工具路径定向应用第二空间变换来将ISF机器100的工具路径从在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向重定向为在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向。本段落的前面主题是根据本公开的示例31的，并且示例31包括以上示例29和示例30中的任一个的主题。
基于初始虚拟模型和中间虚拟模型从初始工具路径定向重定向ISF机器100的工具路径导致即使当工件102已跟随热处理之后在ISF机器100中被再定位在新定向上时也无缝地恢复ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照6H(块252)，生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的中间虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第二空间变换包括生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个中间坐标和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个初始坐标之间的差异相对应的第二空间变换。至少三个中间坐标在工件102的中间虚拟模型中的中间位置对应于至少三个初始坐标在工件102的初始虚拟模型中的初始位置。本段落的前面主题是根据本公开的示例32的，并且示例32包括以上示例31的主题。
这许可工具路径的未完成部分的适当调整基于工件102在ISF机器100中的感测位置。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6E(块254)，方法200进一步包括在在ISF机器100中对工件102执行初始成形操作之后并且在对工件102执行最终热处理之前，执行中间热处理。方法200还包括在ISF机器100中对工件102执行中间成形操作。中间热处理和中间成形操作彼此交替。本段落的前面主题是根据本公开的示例33的，并且示例33包括以上示例1至示例20中的任一个的主题。
中间热处理使得延长的ISF操作能够在工件102上进行，从而使得工件102即使大或复杂也能够通过ISF工艺成功地形成。
中间热处理在初始ISF成形操作之后并且在最终热处理之前发生。在图2至图5中，存在两个中间热处理，每个都包括如果热处理是固溶退火则淬火(图2、图3和图5)或如果热处理是轧制退火则空气冷却(图4和图5)的冷却步骤，后面是工件102在ISF机器100中的再定位。图2描绘了总共四个热处理和ISF操作。图3至图5描绘了总共五个热处理和ISF操作。利用铝合金，三至六个热处理和ISF操作是可实行的。
在图2中，热处理中的全部是固溶退火。这使工件102的软度最大化，从而在进行ISF操作时许可最大量的变形。图3示出了初始轧制退火热处理，其中所有后续热处理是固溶退火。当热处理是轧制退火时，从随后成为工件102的片料的制造到第一ISF操作的时间不受限制。因此，可以在ISF设施处或在制备片料的设施处进行初始轧制退火。
图4示出了其中除最终热处理之外的热处理中的全部都是轧制退火的工艺。图4的工艺在由于自然时效而导致的硬化强迫ISF操作的中断之前在ISF成形操作中允许最大延长的加工时间。
图5示出了轧制退火和固溶退火的混合。这个选项利用一些ISF成形操作在ISF成形操作中使得能实现长或延长的加工时间的混合，从而提供工件102的相对较大的变形。
图2至图5的示例可以利用方法200，或者另选地，在图3至图5的情况下，可以利用要在下文中描述的方法300。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6E(块256)，执行中间热处理包括使工件102轧制退火和冷却或工件102的固溶退火和淬火中的至少一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例34的，并且示例34包括以上示例33的主题。
轧制退火和固溶退火是使工件102软化以使得工件102能够通过后续ISF操作成功地成形的热处理。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6H(块258)，当对工件102的中间热处理包括使工件102固溶退火和淬火时，使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作包括在前面紧邻的中间热处理操作中使工件102淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作中的每一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例35的，并且示例35包括以上示例33的主题。
在中间预定时间段内执行中间成形操作使得工件102能够在由于自然时效而导致的硬化妨碍进一步成形或损坏ISF机器之前被加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6，中间预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例36的，并且示例36包括以上示例35的主题。
将初始预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图6，中间预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例37的，并且示例37包括以上示例35的主题。
将初始预定时间段限于半小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7C(块302)，公开了使由自然时效合金制成的工件102成形为具有初始热处理的最终形状工件102的方法300。方法300包括提供具有坐标系统和与工件102的最终形状对应的工具路径的ISF机器100。方法300进一步包括在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上将工件102定位在ISF机器100中。方法300进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在初始工具路径定向上情况下，使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作。方法300还包括对工件102执行最终热处理。方法300进一步包括在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中。方法300进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在最终工具路径定向上情况下，使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状。本段落的前面主题是根据本公开的示例38的。
与限于一个热处理的ISF方法相比，示例38的方法扩大了能够通过ISF方法给予给工件102的变形的量。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7A(块304)，对工件102执行最终热处理包括使工件102固溶退火和淬火。本段落的前面主题是根据本公开的示例39的，并且示例39包括以上示例38的主题。
当最终热处理包括固溶退火和淬火时，工件102将由于在自然时效的同时硬化而最后增加强度。
固溶退火比轧制退火更使工件102软化，但是工件102通过自然时效的后续硬化将发生。固溶退火可以适应通过ISF处理的变形，对于轧制退火，这将是不可能的。固溶退火需要将组成合金带到接近于其熔点的温度。例示地，利用铝合金，华氏800或900度的温度将满足固溶退火的要求。相反，轧制退火可能需要华氏500或600度的温度。本文所示出的温度范围是示例性的，并且可以从所列举的值延长。所公开的方法还可以适用于镁、铜、镍、钛和一些不锈钢的合金，在此情况下用于轧制退火和固溶退火的温度将与适用于铝合金的那些温度不同。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7(块306)，其中，使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状包括在使工件102淬火之后在最终预定时间段内执行最终成形操作。本段落的前面主题是根据本公开的示例40的，并且示例40包括以上示例39的主题。
在最终预定时间段内执行最终成形操作使得工件102能够在由于自然时效而导致的硬化妨碍进一步成形或损坏ISF机器之前被加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7，最终预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例41的，并且示例41包括以上示例40的主题。
将初始预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的那些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过一个小时的合金的示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7，最终预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例42的，并且示例42包括以上示例40的主题。
将初始预定时间段限于半小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。铝合金2024是能够被加工持续多达但是优选地不超过半小时的合金的示例。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7A(块308)，对工件102执行最终热处理在工件102中产生残余应力。方法300进一步包括在对工件102执行最终成形操作时将工件102的至少一部分拉长预定量。本段落的前面主题是根据本公开的示例43的，并且示例43包括以上示例39至示例42中的任一个的主题。
将工件102拉长预定量减轻残余应力并且避免工件102的潜在总变形。拉长工件102不是对它本身的离散步骤；相反，ISF操作被布置为使得它们最低限度地导致预定量的拉长。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7A(块310)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长至少1％。本段落的前面主题是根据本公开的示例44的，并且示例44包括以上示例43的主题。
将工件102拉长至少1％在一些合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7(块312)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长至少2％。本段落的前面主题是根据本公开的示例45的，并且示例45包括以上示例43的主题。
将工件102拉长至少2％在将不减轻例如1％拉长的一些合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7A(块314)，将工件102的至少部分拉长预定量包括将工件102的至少部分拉长在1％到3％之间。本段落的前面主题是根据本公开的示例46的，并且示例46包括以上示例43的主题。
将工件102拉长在1％到3％之间在非大多数也是许多铝合金中减轻残余应力。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7B(块316)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的最终工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例47的，并且示例47包括以上示例38至示例46中的任一个的主题。
相同的初始工件定向和最终工件定向使得ISF操作在初始成形操作之后在被中断以用于后续热处理之后无缝地进行，而不在恢复ISF操作时引入工具路径的失真。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7B(块318)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例48的，并且示例48包括以上示例47的主题。
相对于初始工具路径定向相同的最终工具路径定向确保后续ISF操作的无缝连续性，从而实现工件102的预定最终形状。利用相同的初始工具路径定向和最终工具路径定向，ISF机器100可以在不用不得不补偿工具路径的未完成部分与已完成部分的失准的情况下恢复ISF操作。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7B(块320)，方法300进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，建立与ISF机器100相关联的至少一个第一参照和与工件102相关联的至少一个第二参照。至少一个第二参照对应于至少一个第一参照。方法300还包括在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中，使得与工件102相关联的至少一个第二参照对应于与ISF机器100相关联的至少一个第一参照。本段落的前面主题是根据本公开的示例49的，并且示例49包括以上示例47和示例48中的任一个的主题。
在ISF机器100和工件102上的对应参照使得工件102能够在热处理之后在适当位置处被重新放置在ISF机器100中，从而使得后续ISF操作导致无缝地恢复ISF机器100的预定工具路径。可以手动地执行在ISF机器中重新放置工件102。
可以按照许多方式获得参照。例如，传感器(未示出)可以标识工件102上的预定点，并且相对于ISF机器100的坐标系统记录这些点。另选地，光学扫描可以被用来将工件102上的预定点或机器标识的点映射到ISF机器100的参照点。参照还可以由ISF机器100的操作员手动地确定。例如，可以根据ISF机器100的工件支持表面(未示出)上的任意点测量工件102的边缘或在工件102上的点的位置，其中测量值当跟随热处理之后在ISF机器100中重新放置工件102时重复。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7C(块322)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的最终工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例50的，并且示例50包括以上示例38至示例46中的任一个的主题。
如果无需被相同地定向在ISF机器100的坐标系统内，则能够更迅速地执行在ISF机器100内重新放置工件102，从而在由于自然时效而导致的硬化限制ISF工艺之前为ISF操作留下更多时间。例如，当跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，工件102的不同的初始定向和最终定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7F(块324)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例51的，并且示例51包括以上示例50的主题。
不同的最终工具路径定向可以适应工件102在新定向上在ISF机器100中的重新放置，使得后续ISF操作导致无缝地恢复ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。
工具路径的恢复可以包括针对不同的最终工具路径定向的机器补偿，使得假想的工具路径不受不同的最终工具路径定向影响。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7F(块326)，方法300进一步包括，在在使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作之后工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，生成工件102的初始虚拟模型，所述初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中具有初始虚拟模型定向。方法300还包括，在在使用ISF机器100对工件102执行最终成形操作以实现工件102的最终形状之前工件102在ISF机器100的坐标系统中在最终工件定向上情况下，生成工件102的最终虚拟模型，所述最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中具有最终虚拟模型定向。方法300进一步包括将工件102的最终虚拟模型的最终虚拟模型定向与工件102的初始虚拟模型的初始虚拟模型定向相比较。方法300还包括生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的最终虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第一空间变换。方法300进一步包括通过在初始工具路径定向上对工具路径应用第一空间变换来将ISF机器100的工具路径从在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向重定向为在ISF机器100的坐标系统中的最终工具路径定向。本段落的前面主题是根据本公开的示例52的，并且示例52包括以上示例50和示例51中的任一个的主题。
即使当工件102已跟随热处理之后在ISF机器100中被再定位在新定向上时，从初始工具路径定向重定向ISF机器100的工具路径也导致无缝地恢复ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。
初始虚拟模型和最终虚拟模型使得选择的各个点能够被标识和比较以用于工具路径的轨迹在ISF操作的恢复时的后续调整。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照7F(块328)，生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的最终虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第一空间变换包括生成与在工件102的最终虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个最终坐标和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个初始坐标之间的差异相对应的第一空间变换。至少三个最终坐标在工件102的最终虚拟模型中的最终位置对应于至少三个初始坐标在工件102的初始虚拟模型中的初始位置。本段落的前面主题是根据本公开的示例53的，并且示例53包括以上示例52的主题。
工具路径的未完成部分相对于完成部分的适当调整从而可基于工件102在ISF机器100中的感测位置而实现。
工件102的初始虚拟模型和最终虚拟模型的至少三个坐标对应于要标识和比较的所选择的点。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7B(块330)，方法300进一步包括在使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作之后对工件102执行中间热处理。方法300还包括在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中。方法300进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上并且ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中在中间工具路径定向上情况下，在对工件102执行最终热处理之前使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作，以实现工件102的中间形状。本段落的前面主题是根据本公开的示例54的，并且示例54包括以上示例38至示例53中的任一个的主题。
中间热处理使得延长的ISF操作能够在工件102上进行，从而使得工件102即使大或复杂也能够通过ISF工艺成功地形成。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7D(块332)，对工件102执行中间热处理包括使工件102轧制退火和冷却或使工件102固溶退火和淬火中的一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例55的，并且示例55包括以上示例54的主题。
轧制退火和固溶退火是使工件102软化使得将在后续ISF操作中成功地形成工件102的热处理。
通常参照例如图1至图3和图5并且具体地参照图7D(块334)，当对工件102的中间热处理包括使工件102固溶退火和淬火时，使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作包括在使工件102淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作。本段落的前面主题是根据本公开的示例56的，并且示例56包括以上示例54的主题。
在淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作使得由于自然时效而硬化的那些合金能够在硬化干扰ISF处理之前通过ISF处理来加工。
通常参照例如图1至图3和图5并且具体地参照图7，中间预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例57的，并且示例57包括以上示例56的主题。
将中间预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图3和图5并且具体地参照图7，中间预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例58的，并且示例58包括以上示例56的主题。
将中间预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7D(块336)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的中间工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例59的，并且示例59包括以上示例54至示例58中的任一个的主题。
相同的初始工件定向和中间工件定向使得ISF操作能够在初始成形操作之后在被中断以用于后续热处理之后无缝地进行，而没有工具路径的失真。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7(块338)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向相同。本段落的前面主题是根据本公开的示例60的，并且示例60包括以上示例59的主题。
相对于初始工具路径定向相同的中间工具路径定向确保后续ISF操作的无缝连续性，从而实现工件102的预定最终形状。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7G(块340)，方法300进一步包括，在工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，建立与ISF机器100相关联的至少一个第三参照和与工件102相关联的至少一个第四参照。至少一个第四参照对应于至少一个第三参照。方法300还包括在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上将工件102再定位在ISF机器100中，使得与工件102相关联的至少一个第四参照对应于与ISF机器100相关联的至少一个第三参照。本段落的前面主题是根据本公开的示例61的，并且示例61包括以上示例59和示例60中的任一个的主题。
这使跟随热处理之后在ISF机器100中重新放置工件102的努力最小化，从而保存如下的时间，即，该时间延长在工件102由于自然时效而硬化之前可用于ISF操作的时间。
第三参照和第四参照可以在性质上对应于以上所描述的第一参照和第二参照。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7D(块342)，工件102在ISF机器100的坐标系统中的中间工件定向与工件102在ISF机器100的坐标系统中的初始工件定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例62的，并且示例62包括以上示例54至示例58中的任一个的主题。
这使当在ISF机器100中重新放置工件102时对准确性并且因此对时间的需求最小化。例如，当跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，工件102的不同的初始定向和中间定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7(块344)，ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向与ISF机器100的工具路径在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向不同。本段落的前面主题是根据本公开的示例63的，并且示例63包括以上示例62的主题。
如果无需被相同地定向在ISF机器100的坐标系统内，则更迅速地实现了在ISF机器100内重新放置工件102，从而在由于自然时效而导致的硬化限制ISF工艺之前为ISF操作留下更多时间。例如，当跟随(多个)热处理之后在ISF机器100中手动地重新放置工件102时，不同的初始工具路径定向和最终工具路径定向可能出现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7(块346)，方法300进一步包括，在在使用ISF机器100对工件102执行初始成形操作之后工件102在ISF机器100的坐标系统中在初始工件定向上情况下，生成工件102的初始虚拟模型。初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中有初始虚拟模型定向。方法300还包括，在在使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作以实现工件102的中间形状之前工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上情况下，生成工件102的中间虚拟模型。中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中有中间虚拟模型定向，其中工件102在ISF机器100的坐标系统中在中间工件定向上。方法300进一步包括将工件102的中间虚拟模型的中间虚拟模型定向与工件102的初始虚拟模型的初始虚拟模型定向相比较。方法300还包括生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的中间虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第二空间变换。方法300进一步包括通过对初始工具路径定向应用第二空间变换来将ISF机器100的工具路径从在ISF机器100的坐标系统中的初始工具路径定向重定向为在ISF机器100的坐标系统中的中间工具路径定向。本段落的前面主题是根据本公开的示例64的，并且示例64包括以上示例62和示例63中的任一个的主题。
基于初始虚拟模型和中间虚拟模型从初始工具路径定向重定向ISF机器100的工具路径导致即使当工件102已跟随热处理之后在ISF机器100中被再定位在新定向上时也无缝地恢复ISF机器100相对于工件102的预定工具路径。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照7H(块348)，生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的中间虚拟模型定向和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的初始虚拟模型定向之间的差异相对应的第二空间变换包括生成与在工件102的中间虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个中间坐标和工件102的初始虚拟模型在ISF机器100的坐标系统中的至少三个初始坐标之间的差异相对应的第二空间变换。至少三个中间坐标在工件102的中间虚拟模型中的中间位置对应于至少三个初始坐标在工件102的初始虚拟模型中的初始位置。本段落的前面主题是根据本公开的示例65的，并且示例65包括以上示例64的主题。
在ISF机器100中，工具路径的未完成部分相对于完成部分的适当调整可通过工件102基于至少三个初始坐标和最终坐标的感测位置来实现。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7E(块350)，方法200进一步包括在在ISF机器100中对工件102执行初始成形操作之后并且在对工件102执行最终热处理之前，执行中间热处理。方法300还包括在ISF机器100中对工件102执行中间成形操作。中间热处理和中间成形操作彼此交替。本段落的前面主题是根据本公开的示例66的，并且示例66包括以上示例38至示例53中的任一个的主题。
中间热处理使得延长的ISF操作能够在工件102上进行，从而使得工件102即使大或复杂也能够通过ISF工艺成功地形成。
中间热处理在初始ISF成形操作之后并且在最终热处理之前发生。在图2至图5中，存在两个中间热处理，每个都包括在固溶退火的情况下淬火(图2、图3和图5)或在轧制退火情况下空气冷却(图4和图5)的冷却步骤，后面是工件102在ISF机器100中的再定位。图2描绘了总共四个热处理和ISF操作。图3至图5描绘了总共五个热处理和ISF操作。利用铝合金，三至六个热处理和ISF操作是可实行的。
在图2中，热处理中的全部是固溶退火。这使工件102的软度最大化，从而在进行ISF操作时许可最大量的变形。图3示出了初始轧制退火热处理，其中所有后续热处理是固溶退火。当热处理是轧制退火时从随后成为工件102的片料的制造到第一ISF操作的时间不受限制。因此，可以在ISF设施处或在制备片料的设施处进行初始轧制退火。
图4示出了其中除最终热处理之外的热处理中的全部是轧制退火的工艺。图4的工艺在由于自然时效而导致的硬化强迫ISF操作的中断之前在ISF成形操作中允许最大延长的加工时间。
图5示出了轧制退火和固溶退火的混合。这个选项利用一些ISF成形操作在ISF成形操作中使得能实现长或延长的加工时间的混合，从而提供工件102的相对较大的变形。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7E(块352)，执行中间热处理包括使工件102轧制退火和冷却或工件102的固溶退火和淬火中的至少一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例67的，并且示例67包括以上示例66的主题。
轧制退火和固溶退火是使工件102软化使得将在后续ISF操作中成功地形成工件102的热处理。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7E(块354)，当对工件102的中间热处理包括使工件102固溶退火和淬火时，使用ISF机器100对工件102执行中间成形操作包括在前面紧邻的中间热处理操作中使工件102淬火之后在中间预定时间段内执行中间成形操作中的每一个。本段落的前面主题是根据本公开的示例68的，并且示例68包括以上示例66的主题。
在中间预定时间段内执行中间成形操作使得工件102能够在由于自然时效而导致的硬化妨碍进一步成形或损坏ISF机器之前被加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7，中间预定时间段不超过一个小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例69的，并且示例69包括以上示例68的主题。
将中间预定时间段限于一个小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达一个小时的那些合金的加工。
通常参照例如图1至图5并且具体地参照图7，中间预定时间段不超过半小时。本段落的前面主题是根据本公开的示例70的，并且示例70包括以上示例68的主题。
将初始预定时间段限于半小时适应能够在由于自然时效而导致的硬化干扰ISF处理之前被加工持续多达半小时的那些合金的加工。
可以在如图8所示的飞机制造与服务方法1100和如图9所示的飞机1102的上下文中描述本公开的示例。在预生产期间，例示性方法1100可以包括飞机1102的规格与设计(块1104)和材料采购(块1106)。在生产期间，飞机1102的部件与子组件制造(块1108)和系统集成(块1110)可以发生。其后，飞机1102可以经历认证与交付(块1112)以置于服务中(块1114)。当在服务中时，飞机1102可以被按照时间安排以得到例行维护与保养(块1116)。例行维护与保养可以包括对飞机1102的一个或更多个系统的修改、重构、翻新等。
例示性方法1100的过程中的每一个可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)执行或实行。出于本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞机制造商和主系统转包商；第三方可以包括但不限于任何数量的厂商、转包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图9所示，通过例示性方法1100生产的飞机1102可以包括具有多个高级系统1120和内饰1122的机身1118。高级系统1120的示例包括推进系统1124、电气系统1126、液压系统1128以及环境系统1130中的一个或更多个。可以包括任何数目的其它系统。尽管示出了航天示例，但是本文所公开的原理可以应用于其它工业，诸如汽车工业。因此，除飞机1102之外，本文所公开的原理可以适用于其它交通工具，例如，陆地交通工具、海上交通工具、太空交通工具等。
可以在制造与服务方法1100的阶段中的任一个或更多个期间采用本文所示出或描述的设备和方法。例如，可以按照与在飞机1102在服务中的同时生产的部件或子组件类似的方式制作或制造与部件和子组件制造1108对应的部件或子组件。并且，可以例如通过基本上加快飞机1102的组装或降低飞机1102的成本在生产阶段1108和生产阶段1110期间利用设备、方法或其组合的一个或更多个示例。类似地，可以例如但不限于在飞机1102在服务(例如，维护与保养阶段(块1116))中的同时利用设备或方法实现或其组合的一个或更多个示例。
本文所公开的设备和方法的不同示例包括各种部件、特征和功能性。应该理解，本文所公开的设备和方法的各种示例可以包括按照任何组合本文所公开的设备和方法的其它示例中的任一个的部件、特征和功能性中的任一个，并且这些可能性中的全部旨在为在本公开的精神和范围内。
已受益于前面描述和所关联的附图中呈现的教导的本公开所涉及的本领域的技术人员将想起本文所阐述的示例的许多修改。
因此，应当理解，本公开将不限于所呈现的特定示例并且修改和其它示例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前面描述和所关联的附图在元件和/或功能的特定例示性组合的上下文中描述本公开的示例，但是应该了解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以通过另选的实施方式来提供元件和/或功能的不同组合。

Claims (7)

1.一种使由自然时效合金制成的工件(102)成形为最终形状的方法，该方法包括以下步骤：
提供具有坐标系统和与所述工件(102)的所述最终形状对应的工具路径的ISF机器(100)；
对所述工件(102)执行初始热处理；
在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在初始工件定向上将所述工件(102)定位在所述ISF机器(100)中；
在所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在所述初始工件定向上并且所述ISF机器(100)的所述工具路径在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在初始工具路径定向上的情况下，使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行初始成形操作；
对所述工件(102)执行最终热处理；
在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在最终工件定向上将所述工件(102)再定位在所述ISF机器(100)中；以及
在所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在所述最终工件定向上并且所述ISF机器(100)的所述工具路径在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在最终工具路径定向上的情况下，使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行最终成形操作以实现所述工件(102)的所述最终形状，
其中，对所述工件(102)执行所述初始热处理包括以下步骤中的一个：
使所述工件(102)轧制退火和冷却，或
使所述工件(102)固溶退火和淬火，
其中，当对所述工件(102)的所述初始热处理包括使所述工件(102)固溶退火和淬火时，使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行所述初始成形操作包括在使所述工件(102)淬火之后在初始预定时间段内执行所述初始成形操作，
其中，对所述工件(102)执行所述最终热处理包括使所述工件(102)固溶退火和淬火，
其中，使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行最终成形操作以实现所述工件(102)的所述最终形状包括在使所述工件(102)淬火之后在最终预定时间段内执行所述最终成形操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述工件(102)执行所述最终热处理在所述工件(102)中产生残余应力，所述方法进一步包括在对所述工件(102)执行所述最终成形操作时将所述工件(102)的至少一部分拉长预定量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中的所述最终工件定向与所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中的所述初始工件定向相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中的所述最终工件定向与所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中的所述初始工件定向不同。
5.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括以下步骤：
在使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行所述初始成形操作之后对所述工件(102)执行中间热处理；
在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在中间工件定向上将所述工件(102)再定位在所述ISF机器(100)中；以及
在所述工件(102)在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在所述中间工件定向上并且所述ISF机器(100)的所述工具路径在所述ISF机器(100)的所述坐标系统中在中间工具路径定向上的情况下，在对所述工件(102)执行所述最终热处理之前，使用所述ISF机器(100)对所述工件(102)执行中间成形操作，以实现所述工件(102)的中间形状。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述工件(102)执行所述中间热处理包括以下步骤中的一个：
使所述工件(102)轧制退火和冷却，或
使所述工件(102)固溶退火和淬火。
7.根据权利要求1所述的方法，在所述ISF机器(100)中对所述工件(102)执行所述初始成形操作之后并且在对所述工件(102)执行所述最终热处理之前，该方法进一步包括：
执行中间热处理；以及
在所述ISF机器(100)中对所述工件(102)执行中间成形操作，
其中，所述中间热处理和所述中间成形操作彼此交替。
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