CN107776907A - 工具组件及使用支撑工具运输工具组件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种工具组件及使用支撑工具运输工具组件的方法，该工具组件包括支撑框架，该支撑框架包括支撑梁以及支撑支撑梁的支撑架。支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件。支撑工具由支撑框架支撑并且包括由一系列AM层限定的面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构。面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面。支撑网格结构接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递。支撑框架将支撑工具在运输过程中以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
Description
技术领域
本公开总体上涉及添加(additive，加成)制造的支撑工具。
背景技术
用于制造工作部件(诸如复合材料飞机零件)的支撑工具需要待使用支撑工具生成的定制表面，以支撑工作部件。例如，在修整过程中，工作部件保持在夹具中，使得可修整部件的边缘。然而，在一些应用，诸如飞机应用中，工作部件非常大。例如，待修整机翼部件，诸如飞机的机翼或机身的前缘、襟翼或其他零件。这些部件具有大的表面面积。为了支撑大的工作部件，支撑工具应该至少与部件一样大。
通常，支撑工具是大的金属板型支撑工具，其具有与机械加工成金属板的部件的成形表面匹配的成形表面。上金属板必须足够厚以容纳成形表面，但其昂贵并且具有显著的重量。支撑工具通常包括使得多个部件装配在一起并且互锁的蛋箱式金属结构，其需要定制机器加工操作以匹配上板的轮廓。该结构需要组装以支撑上板，这会是耗时且难以实现的。所得到的支撑工具相当沉重并且制造成本高昂。
一些小规模制造过程使用添加制造的零件。然而，对于大规模的支撑工具，支撑工具表面太大以使添加制造的支撑工具不实用。例如，支撑工具本身可能无法承受某些力，例如在支撑工具的运输或移动期间引发的力，而在其自身重量下不会断裂。此外，由于支撑工具的材料缺乏所需的刚度，所以支撑工具可能无法保持尺寸稳定性。例如，某些应用可能需要支撑工具来维持制造过程的尺寸稳定性以便是有效的。一个具体的应用是修整支撑工具，其需要复合材料零件的精确修整，例如用作飞机机翼。如果支撑工具翘曲或损坏使得零件的支撑表面偏斜多于容许公差，则支撑工具不能再用于修整零件，并且将需要制造新的支撑工具。
发明内容
根据一个实施方式，一种工具组件包括支撑框架，该支撑框架包括支撑梁和支撑架(support mount，支撑座)。支撑架支撑支撑梁。支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件。支撑工具由支撑框架支撑。支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构。面板和支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造(AM)层限定，其中支撑网格结构定位在下方并支撑面板。面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面。支撑表面由形成在最顶部AM层中的凹口成形和限定。支撑网格结构接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递。支撑框架将支撑工具在运输过程中以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
根据另一个实施方式，一种工具组件设置为包括支撑框架，该支撑框架包括支撑梁、横梁和支撑架。支撑架支撑支撑梁。横梁在支撑梁之间延伸。支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件。支撑架每个具有用于在运输期间吊起支撑框架的吊环。横梁具有用于接收用于在运输期间提升支撑框架的叉车(forklift，叉式升降机)的叉子的叉车套筒。通过吊环或者通过叉车套筒对支撑框架引发的提升力传递至支撑梁。支撑工具由支撑框架支撑。支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构。面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面。支撑网格结构接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递。提升力从支撑梁传递到支撑网格结构，并且通过支撑网格结构经由支撑工具散布。
根据另一实施方式，提供了一种工具组件，包括金属支撑框架，该金属支撑框架包括支撑梁、横梁和支撑架。横梁连接在支撑梁之间并且使支撑梁相对于彼此固定在位。每个支撑梁在第一端和第二端之间延伸。支撑架设置在支撑梁处并且将支撑梁支撑在第一端和第二端处。每个支撑梁沿着其顶部包括多个附接点。支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件。支撑工具可移除地耦接至支撑框架。支撑工具由支撑框架支撑。支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构。面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面。支撑网格结构在附接点处接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递。支撑工具可从金属支撑框架移除，使得具有用于支撑不同工作部件的不同面板的不同支撑工具被配置为组装到支撑框架并由支撑框架支撑。支撑框架限定了不同支撑工具的共同支撑结构。
根据另一实施方式，提供了一种使用支撑工具运输工具组件的方法，该支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构，面板和支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造(AM)层限定，其中支撑网格结构定位在面板的下方并且支撑面板，面板在支撑工具的顶部处包括用于支撑工作部件的支撑表面，支撑表面由形成到最顶部AM层中的凹口成形和限定。该方法包括将支撑工具附接到支撑框架，该支撑框架包括支撑梁以及通过将支撑网格结构耦接到支撑梁而支撑支撑梁的支撑架，以及提升支撑框架并移动支撑框架以移动更脆弱的支撑工具。该方法包括使用支撑框架将支撑工具在运输过程中的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
根据另一实施方式，一种制造用于加工工作部件的工具组件的方法包括通过添加制造过程在构建表面上构建支撑工具，其中，支撑工具以支撑工具的面板位于构建表面上的方式倒置构建。支撑工具构建为包括用于面板的与面板作为整体结构的支撑网格结构。该方法包括将支撑网格结构附接至支撑框架的支撑梁，支撑框架包括支撑支撑梁的支撑架，使得支撑框架通过移除面板的部分来刚性地保持支撑工具和支撑工具的面板，以形成用于支撑在支撑表面上加工工作部件的支撑表面。
已讨论的特征和功能可在各个实施方式中独立地实现或者可组合在其他实施方式中来实现，其进一步的细节可参照以下说明和附图来理解。
附图说明
图1是根据示例性实施方式形成的工具组件的示意图。
图2是根据示例性实施方式的示出了支撑框架和支撑工具的工具组件的立体图。
图3是示出了支撑梁和横梁的支撑框架的一部分的底部立体图。
图4是支撑框架的一部分的前立体图。
图5是支撑框架的一部分的后立体图。
图6是示出了底架和支撑架的支撑框架的前立体图。
图7是示出了附接至底架的支撑架的支撑框架的前立体图。
图8是支撑框架的一部分的后立体图。
图9是根据示例性实施方式的支撑工具的底视图。
图10是支撑工具的底部立体图。
图11是支撑工具的底部立体图。
图12是支撑工具的一部分的底部立体图。
图13是支撑工具的一部分的底部立体图。
图14是示出了支撑工具的面板的支撑表面的工具组件的顶部立体图。
图15是工具组件的顶视图。
图16是工具组件的底视图。
图17是工具组件的另一底视图。
图18是工具组件的底部立体图。
图19是工具组件的侧视图。
图20是工具组件的另一侧视图。
图21是工具组件的一部分的截面图。
图22是工具组件的一部分的另一截面图。
图23是工具组件的一部分的底部截面图。
图24示出了制造期间的支撑工具。
图25示出了安装至底板(floor)的工具组件。
图26是工具组件的一部分的顶部立体图。
图27是工具组件的一部分的顶部立体图。
图28是根据示例性实施方式的工具组件的底部立体图。
图29是根据示例性实施方式的用于制造工具组件的方法的一个实施方式的流程图。
图30是根据示例性实施方式的用于运输工具组件的方法的一个实施方式的流程图。
具体实施方式
本文中所述的实施方式提供了一种添加制造的支撑工具，其具有足够的强度和刚度，以将尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。当结合附图阅读时，将更好地理解以下特定实施方式的详细说明。应当理解，各种实施方式不限于附图中示出的布置和手段。
如在本文中所使用的，以单数形式陈述的或以词语“一(a)”或“一个(an)”开始的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确陈述这种排除。此外，参考“一个实施方式”并非旨在被解释为排除也包括所陈述的特征的另外实施方式的存在。此外，除非明确声明与之相反，否则“包括(comprising)”或“具有(having)”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施方式可包括不具有那个性质的这种元件。
图1是根据示例性实施方式形成的工具组件100的示意图。工具组件100包括支撑框架102和由支撑框架102支撑的支撑工具104。支撑工具104用于支撑工作部件106以用于在工作部件106的制造过程期间加工工作部件106。支撑框架102是刚性的并且用于运输工具组件100。例如，支撑框架102可被提起并且移动以移动更脆弱的支撑工具104。支撑框架102用于将支撑工具104在运输过程中的尺寸稳定性保持在支撑工具104的容许公差内。
可定制支撑工具104以适当地支撑工作部件106。例如，支撑工具104可具有工作部件106的互补轮廓以用于支撑工作部件106。支撑工具104可成形为接收和支撑工作部件106。可设置不同的支撑工具104来加工不同的部件106。可选地，支撑工具104可与支撑框架102交换以加工不同的部件106。
在示例性实施方式中，工作部件106可以是大部件，并且支撑工具104可具有大的表面面积以容纳大的工作部件106。例如，工作部件106可以是飞机部件，诸如飞机的外部部件。工作部件106可以是飞机的蒙皮的一部分。工作部件106可以是飞机的机身的一部分。工作部件106可以是飞机的机翼的一部分，例如机翼的前缘，机翼的襟翼等。工作部件106可以是飞机的内部部件。在其他各种实施方式中，工作部件106可以是非飞机部件，例如另一类型的交通工具(诸如汽车、船等)的部件。在其他各种实施方式中，工作部件106可以是非交通工具部件，例如工业部件。可选地，工作部件是复合材料零件。替代地，工作部件106可以是金属零件。
支撑工具104用于在制造过程期间支撑工作部件106。例如，在工作部件106的修整过程期间可使用支撑工具104。在形成工作部件106之后，可从工作部件106移除多余的材料以限定工作部件106的精确的、可重复的形状。在诸如修整的加工期间，支撑工具104固定工作部件106的位置。支撑工具104可用于辅助工作部件106的加工。例如，支撑工具104可包括用于成形工具108的定位特征以加工工作部件106。支撑工具104可包括用于在修整过程期间引导成形工具108的刳刨机凹口(well)。支撑工具104可包括在其他过程期间使用的用于其他类型的支撑工具的其他特征。例如，在工作部件106的挤压和成形过程期间可使用支撑工具104。在这种实施方式中，支撑工具104可包括芯轴或者保持工作部件106的其他表面。成形工具108可在挤压和成形过程期间挤压工作部件106以使工作部件106成形。在替代实施方式中，支撑工具104可用于其他过程中，并且不限于下面进一步详细描述的修整过程。
在示例性实施方式中，支撑工具104包括面板110，并且形成有面板110的支撑网格结构112是整体结构。面板110和支撑网格结构112由一系列构建在彼此上的添加制造(AM)层114限定以形成支撑工具104。可设置任何数量的AM层114以形成支撑工具104。例如，支撑工具104可包括20个以上的层114，诸如40个以上的层。面板110限定用于支撑工作部件106的支撑表面116。支撑工具104在顶部120和底部122之间延伸。底部122搁置在支撑框架102上。顶部120用于支撑工作部件106。在示例性实施方式中，面板110设置在顶部120处，而支撑网格结构112设置在底部122处。
在示例性实施方式中，AM层114由热塑性聚合物材料、热固性聚合物材料或另一种聚合物材料制成。例如，AM层114可由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料(例如碳填充的ABS材料)制成。使用添加制造过程(诸如熔结丝制作(FFF)、塑料喷射印刷(PJP)、3D印刷、粉末床加工、选择性热烧结(SHS)等)来施加或建立AM层114。与金属板型支撑工具相比，添加制造支撑工具104可显著减小制作成本和制作的前置时间。另外，与金属板型支撑工具相比，添加制造的支撑工具104重量上明显较轻。
AM层114的形状和布局(topology，拓扑)可基于工作部件106在表面处的支撑载荷和支撑工具104在支撑框架102上的支撑载荷来设计或优化。可考虑许多设计约束条件，例如重量和材料成本、用于形成工作部件106的支撑表面的可加工性、结构的尺寸、强度、刚度、挠度等。尽管支撑工具104可由与金属材料相比重量更轻、更易于制造且更易于加工的材料制造，但是必须考虑如何处理该材料。例如，特别是当支撑工具104具有大的面积(例如，与深度相比的长度和宽度)时，材料可能是脆弱的并且易受损，例如断裂或翘曲。例如，根据支撑工具104的尺寸(例如，与长度和宽度相比相对薄)，支撑工具104可在运输过程中在其自身重量下断裂。
支撑框架102用于为支撑工具104提供刚性和支撑，例如在运输期间，以防止损坏支撑工具104。支撑框架102可由高强度材料(诸如钢材料)制造，这为支撑工具104提供刚性支撑。在工具组件100的运输期间，支撑框架102在支撑工具104处可被提升而不是直接提升。支撑框架102上的提升力可以使得支撑工具104在运输期间不被损坏的方式通过经由支撑工具104消散力而传递到支撑工具104。例如，支撑工具104可在支撑工具104接合支撑框架102的区域中变厚。支撑工具104可在与支撑框架102的附接点处具有拱形，以有效地在支撑框架102和支撑工具104之间传递载荷。
在示例性实施方式中，支撑工具104应该设计成保持尺寸稳定性。例如，支撑工具104应当将工作部件106在支撑表面处的尺寸保持在支撑工具104的容许公差内。因此，加工后的成品工作部件106的尺寸在支撑工具104的整个寿命期间在部分间可保持。在示例性实施方式中，工具组件100可在支撑工具104的寿命期间将尺寸稳定性保持在支撑表面116的设计尺寸的约0.25mm内。在一些实施方式中，在支撑工具104的寿命期间，工具组件100可保持支撑表面116的设计尺寸的约0.1mm的尺寸稳定性，这对于具有约30cm以上深度的支撑工具104是极小量的挠曲。
在其他实施方式中，根据被加工的工作部件106，可不需要这样小的公差。支撑框架102将支撑工具104在运输过程中以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具104的容许公差内。例如，因为支撑框架102是刚性的并且支撑工具104连接至支撑框架102，所以支撑框架102保持了支撑工具104的尺寸稳定性。支撑工具104在受到强的力(诸如来自提升工具组件100的力)时可能不能保持其自己的尺寸稳定性。然而，通过支撑框架102的添加，由于由支撑框架102提供的强度和刚度，提升力被克服。支撑工具104的容许公差可基于支撑工具104的材料、支撑工具的形状、支撑工具104的厚度或高度、支撑工具104的表面面积、支撑工具的重量、支撑网格结构的网格壁的布置、面板的厚度、到支撑框架102的连接点的位置等。
可选地，面板110可包括位于顶部122处的密封层124。密封层124可被配置为在支撑表面116处保持真空压力。因此，当工具组件100包括用于在支撑表面116处产生真空压力的真空系统时，密封层124可用于保持真空压力，以将工作部件106固定到支撑表面116。密封层124可由与AM层114不同的材料(诸如具有比AM层114更少的空隙的材料)制造。密封层124可在支撑表面116成形之后施加于支撑表面116。密封层124可包括聚合树脂。密封层124可包括增强垫，诸如玻璃纤维垫。密封层124可以是滑石和塑料的混合物。在替代实施方式中，可提供其他类型的密封层124。在示例性实施方式中，密封层124是不吸湿性的，以防止水或其他液体使面板110翘曲或损坏面板110。
图2是根据示例性实施方式的工具组件100的立体图。在所示实施方式中，工具组件100用作用于修整飞机的表面部件(诸如襟翼)的保持夹具；然而，工具组件100可用作用于其他类型的工作部件106和/或用于除修整之外的其他制造过程的保持夹具。图2示出了耦接至支撑框架102的支撑工具104。示出了支撑框架102包括用于运输工具组件100的各种特征；然而，支撑框架102可设置有运输特征的任一个或全部或者其他类型的运输特征，同时仍然为支撑工具104提供支撑。支撑工具104接合支撑框架102，使得载荷在支撑工具104与支撑框架102之间传送，以将支撑工具104在运输期间以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具104的容许公差内。
在示例性实施方式中，支撑框架102包括用于诸如使用起重机、升降机、牵引机或其他机器吊起工具组件100的吊环130。可使用任意数量的吊环130。吊环130可适当地间隔开，以确保可提升工具组件100而不损坏支撑工具104。在示出的实施方式中，工具组件100包括靠近工具组件100的四个间隔开的角的四个吊点(hoist point)。吊点可被定位成在提升期间平衡工具组件100的载荷，以将支撑工具104保持在大致水平方向上。在示出的实施方式中，吊环130靠近支撑框架102的顶部设置，以从上方提升工具组件100。
在示例性实施方式中，工具组件100包括被配置为接收诸如叉车、起重机或另一机器的叉子的叉车套筒132以提升支撑框架102。叉车套筒132可适当地彼此间隔开。叉车套筒132可适当地定位，诸如靠近工具组件100的中心，以平衡工具组件100在机器的叉子上的重量。在示出的实施方式中，叉车套筒132靠近支撑框架102的底部设置，以从下方提升工具组件100。
在示例性实施方式中，工具组件100包括用于沿着底板滚动工具组件100的脚轮134。可选地，工具组件100包括位于支撑框架102的一部分处的一个或多个牵引杆136以用于牵引工具组件100。例如，牵引杆136可设置在工具组件100的两端处。可选地，脚轮134可以是可移除的，使得支撑框架102可栓接到底板，而不是可沿着底板移动。
支撑框架102包括可耦接在一起以形成支撑框架102的各种金属梁或其他结构。例如，在所示实施方式中，支撑框架102包括支撑梁140、在支撑梁140之间延伸的横梁142、以及用于支撑支撑梁140的支撑架144。在替代实施方式中，可包括其他梁或部件。支撑框架的金属材料具有大于支撑工具104的刚度和强度。
图3是示出了支撑梁140和横梁142的支撑框架102的一部分的底部立体图。图4是示出了支撑梁140和横梁142的支撑框架102的一部分的前立体图。图5是示出了支撑梁140和横梁142的支撑框架102的一部分的后立体图。支撑梁140和横梁142形成支撑框架102的底架146。支撑架144(图1中所示)可耦接到底架146以支撑底架146。在其他实施方式中，支撑架144可以是底架146(例如支撑梁140)的一体或永久性零件，并且因此形成底架146的一部分。
支撑梁140用于支撑支撑工具104(图1中所示)。例如，支撑工具104可直接接合支撑梁140。在所示的实施方式中，提供了两个支撑梁140，以支撑支撑工具104的前部和支撑工具104的后部。然而，在替代实施方式中，可提供额外的支撑梁140。可选地，支撑工具104可附加地或替代地直接接合横梁142。横梁142在支撑梁140之间延伸并连接到支撑梁140以形成刚性支撑框架102。支撑梁140和横梁142可以是任何类型的金属梁，诸如中空结构管、实心金属杆、I梁、槽形梁、结构三通等。横梁142可诸如通过焊接、栓接、夹持或其他附接方式耦接到支撑梁140。
在所示实施方式中，叉车套筒132附接到横梁142，诸如大致在支撑梁140之间居中。叉车套筒132可设置在横梁142下方。叉车套筒132可焊接到横梁142；然而，在替代实施方式中，叉车套筒132可通过其他方式(例如栓接或夹持)附接。在所示的实施方式中，牵引杆136附接至前支撑梁140。牵引杆136可另外地或者替代地附接至后支撑梁140。牵引杆136可焊接到支撑梁140；然而，在替代实施方式中，牵引杆136可通过其他方式(诸如栓接或夹持)附接。
每个支撑梁140在第一端150与第二端152之间延伸。支撑梁140包括顶部边缘154和底部边缘156。支撑梁140包括在边缘154、156和端部150、152之间延伸的相对侧158。横梁142附接到支撑梁140的相应侧158。顶部边缘154可限定支撑工具104的多个附接点。例如，支撑工具104可沿着顶部边缘154在多个附接点处附接到支撑梁140。
在示例性实施方式中，支撑梁140包括位于第一端150和第二端152处的附接板160。附接板160可焊接至端部150、152。附接板160用于将支撑架144附接到支撑梁140。然而，在替代实施方式中，支撑架144可直接附接到支撑梁140。在示例性实施方式中，附接板160连接至支撑工具104，诸如以下进一步详细描述的。附接板160包括被配置为接收用于将附接板160连接到支撑架144和/或连接到支撑工具104的螺栓的螺栓开口162。可选地，附接板160包括被配置为接收相应的销钉(dowel)的销钉开口164，以将附接板160连接到支撑架144、支撑工具104和/或其他部件。附接板160具有大的表面面积，以包括多个螺栓开口162和/或销钉开口164，以使载荷散布在支撑架144和/或支撑工具104与附接板160之间。可选地，附接板160可针对支撑梁140而加强，这可增强对支撑梁140的载荷传递。
图6是示出了底架146和支撑架144的支撑框架102的前立体图。图7是示出了底架146和附接至底架146的支撑架144的支撑框架102的前立体图。图8是支撑框架102的一部分的后立体图。在所示的实施方式中，支撑框架102包括总体上支撑工具组件100的四个角的四个支撑架144。然而，在替代实施方式中，可提供任意数量的支撑架144。
支撑架144用于支撑底架146，该底架146又用于支撑支撑工具104(图1中所示)。在所示的实施方式中，支撑架144与底架146分离，并且使用被配置为穿过支撑工具104的螺栓166附接至底架146。在示例性实施方式中，每个支撑架144包括在顶部172与底部174之间延伸的柱桩170。在所示的实施方式中，柱桩170具有圆形截面；然而，在替代实施方式中，柱桩170可具有其它形状，例如矩形形状。吊环130(图8)可在顶部172处或附近附接至柱桩170。
支撑架144在底部174处包括螺栓下板178。螺栓下板178可焊接到柱桩170；然而，螺栓下板178可通过其他方式(诸如栓接或夹持)附接到柱桩170。在示例性实施方式中，脚轮134(图1中示出)可连接至螺栓下板178，诸如使用螺栓。然而，可移除脚轮134，使得支撑架144可直接附接到诸如底板的另一结构。螺栓下板178可直接栓接至底板，以将支撑框架102刚性地固定至底板。
支撑架144包括连接至柱桩170(诸如在顶部172处或附近)的附接板180。附接板180可焊接至柱桩170。然而，附接板180可通过其他方式(诸如栓接或夹持)附接到柱桩170。附接板180使用螺栓166连接到底架146的附接板160。在示例性实施方式中，衬套182定位在附接板180、160之间。衬套182穿过支撑工具104。衬套182包括直接接合支撑工具104的支承表面184。运输过程中的提升力可通过支承表面184从衬套182传递到支撑工具104。在示例性实施方式中，提供了许多螺栓166和相应的衬套182以使提升力散布到支撑工具104，以减小损坏支撑工具104的风险。
在示例性实施方式中，在附接板180、160和支撑工具104之间设置有耐磨垫片186(图8)。例如，耐磨垫片186可直接邻接附接板180、160并且支撑工具104可设置在耐磨垫片186之间的空间中。衬套182和螺栓166穿过耐磨垫片186。可选地，耐磨垫片186还可包括用于接收连接至附接板180、160的销钉的销钉开口188。可选地，销钉可延伸到支撑工具104中。图8示出了工具组件100，其中移除了一些部件以示出附接板160、180和耐磨垫片186。例如，在所示的视图中，示出了两个右侧支撑架144，但是移除了左侧支撑架以示出耐磨垫片186。在前端处仅示出了一个耐磨垫片186，而在后端处示出了两个耐磨垫片186。在示例性实施方式中，每个安装位置将包括两个耐磨垫片和相关联的附接板160、180。
图9是根据示例性实施方式的支撑工具104的底视图。图10是根据示例性实施方式的支撑工具104的底部立体图。图11是支撑工具104的底部立体图。图12是支撑工具104的一部分的底部立体图。图13是支撑工具104的一部分的底部立体图。
支撑工具104包括面板110以及从面板110的底部200延伸的支撑网格结构112。利用面板110形成的支撑网格结构112是整体结构。支撑网格结构112和面板110由使用添加制造工艺建立的许多AM层形成。在示例性实施方式中，面板110的底部200成形为补充在面板110的顶部120处的支撑表面116的成形形状。因此，可减少材料使用量，从而降低了支撑工具104的成本和支撑工具104的重量。
支撑网格结构112包括在面板110下方限定空腔204的多个网格壁202。在示例性实施方式中，网格壁202延伸到在支撑工具104的底部122处限定基面208的底部边缘206。支撑工具104可在基面208处搁置在基架146(图3中所示)上。例如，底部边缘206中的至少一些可直接接合底架146。提升力可通过搁置在基架146上的底部边缘206从基架146传递到支撑工具104。该力可通过支撑网格结构112散布至面板110。例如，该力可沿网格壁202散布。
在示例性实施方式中，网格壁202中的至少一些包括从基面208下方延伸的支撑壁210。支撑壁210被配置为接合底架146(例如，支撑梁140)。可选地，支撑壁210可以是弯曲的或弧形的，以将载荷和力传递到网格壁202中。在示例性实施方式中，支撑壁210包括接收对应的支撑梁140的袋状部212。支撑壁210可沿着支撑梁140的侧边158延伸。可选地，对应的网格壁202的底部边缘206可暴露在袋状部212中，使得底部边缘206可直接接合支撑梁140。支撑壁210限定配置为在多个附接点处接合支撑梁140的支架214。支架214在支撑工具104和底架146之间传递载荷或力。
支撑工具104包括沿着支撑工具104大致纵向地延伸的第一侧壁220和第二侧壁222、以及跨越支撑工具104大致横向地延伸的第一端壁224和第二端壁226。在图示的实施方式中，支撑工具104的长度长于支撑工具104的宽度。可选地，侧壁220、222可以是非平面的。例如，支撑工具104可在第一端壁224处较宽并且在第二端壁226处较窄。可选地，端壁224、226可以是非平面的。例如，支撑工具104的第一侧壁220可短于第二侧壁222。侧壁220、222和/或端壁224、226可包括相对于彼此成角度的多个区段。侧壁220、222和端壁224、226的尺寸可选择成适应工作部件106(图1中所示)的形状。例如，当以飞机的弯曲机翼部件工作时，部件可从根部或基部到机翼部件的尖端呈锥形。面板110需要在第一端壁224处较宽以容纳机翼部件的较宽部分，同时面板110能够在第二端壁226处较窄。允许的减小尺寸减小了支撑工具104的总体材料和总体重量。
网格壁202可设计成适应支撑工具104的非均匀形状。例如，纵向网格壁202a可在端壁224、226之间沿着侧壁220、222大致纵向地延伸，而横向网格壁202b可在侧壁220、222之间沿着端壁224、226大致横向地延伸。纵向网格壁202a中的一些可彼此平行，而其他纵向网格壁202a可彼此不平行。横向网格壁202b中的一些可彼此平行，而其他横向网格壁202b可彼此不平行。在所示实施方式中，支撑壁210处的纵向网格壁202a彼此平行并且垂直于搁置在支撑梁140上的横向网格壁202b。可选地，纵向网格壁202a中的一些可具有不同的厚度并且横向网格壁202b中的一些可具有不同的厚度。可选地，侧壁220、222和/或端壁224、226可具有与网格壁202类似的厚度。替代地，侧壁220、222和/或端壁224、226可厚于网格壁202。
在示例性实施方式中，支撑工具104包括用于附接至支撑框架102的安装垫片230。例如，安装垫片230可连接至附接板160、180。安装垫片230接收在附接板160、180之间的空间中。安装垫片230接合支撑架144和/或支撑梁140(诸如通过耐磨垫片186)，使得载荷通过安装垫片230在支撑工具104和支撑框架102之间传递。安装垫片230可压缩在附接板160、180之间，使得安装垫片230通过压配合固定在附接板160、180之间。安装垫片230包括用于接收螺栓166和衬套182的螺栓开口232。在示例性实施方式中，安装垫片230包括用于从附接板160和/或180接收销钉的销钉开口234。
在示例性实施方式中，安装垫片230与支撑壁210对齐使得安装垫片230与支撑梁140对齐。在图示的实施方式中，安装垫片230在基面208下方延伸。与侧壁220、222的其他部分相比，安装垫片230具有增加的高度和厚度，以支持支撑工具104和支撑框架102之间的载荷传递。安装垫片230形成有作为整体结构的一部分的支撑网格结构112。在添加制造过程中，安装垫片230作为AM层的一部分构建在侧壁220、222中。
图14是示出了支撑工具104的面板110的支撑表面116的工具组件100的顶部立体图。图15是工具组件100的顶视图。支撑表面116的大小和形状形成为适合工作部件106(图1中所示)。支撑工具104是用于与大工作部件106一起工作的大面积支撑工具。为了减少支撑工具104的重量，与支撑工具104的长度和宽度相比，支撑工具104可相对薄(例如，小的高度)。例如，支撑工具104可具有的宽度为至少60.0cm并且长度为至少150.0cm，而具有的深度为至少20.0cm。在各种实施方式中，支撑工具104可具有的宽度为约150.0cm并且长度为约450.0cm，而具有的深度为约30.0cm；然而，支撑工具104可具有任何适当的尺寸以适应工作部件106。
大的表面面积以及相对薄的深度使得支撑工具脆弱且易受损，诸如来自断裂或翘曲。断裂或翘曲导致支撑表面变得尺寸上不稳定，诸如通过将支撑表面的一个或多个部分移到制造公差外。如果支撑工具尺寸上不稳定，则不适合制造工作部件。例如，修整操作将导致不适当地形成的飞机机翼部件，这将不能用于构建飞机。在一些实施方式中，用于保持尺寸上稳定性的容许公差非常小。例如，在各种实施方式中，在支撑工具104的寿命期间将保持支撑表面116的设计尺寸的在约0.25mm内的尺寸稳定性。在一些实施方式中，在支撑工具104的寿命期间，工具组件100保持支撑表面116的设计尺寸的在约0.1mm内的尺寸稳定性，这对于具有约30cm以上深度的支撑工具104是极小量的挠曲。支撑框架102通过刚性地保持支撑工具104来保持更脆弱的支撑工具104的尺寸稳定性。
在示出的实施方式中，支撑表面116是非平面的。例如，支撑表面116包括位于顶部120中的接收工作部件106的凹口(well)240。支撑表面116弯曲为容纳飞机机翼部件的弯曲表面。在示出的实施方式中，凹口240在支撑工具104的第一端壁224处较宽并且在支撑工具104的第二端壁226处较窄。另外地，在示出的实施方式中，凹口240在前端和后端之间弯曲。例如，凹口240的第一侧242可以是弯曲的和/或凹口240的第二侧244可以是弯曲的。可选地，凹口240可在支撑工具104的前端和后端处敞开。因而，在制造过程期间，可允许流体从凹口240流出。
在示例性实施方式中，工具组件100包括真空组件250(图15)。真空组件250在支撑表面116处保持真空压力，以将工作部件106保持在支撑表面116上。真空组件250包括真空发生器252以及延伸至支撑表面116的多个真空管线254。在示例性实施方式中，真空管线254在支撑工具104下方穿过支撑网格结构112延伸至面板110。面板110包括穿过其中延伸的多个端口256。真空管线254延伸到端口256中或者延伸至端口256以在支撑表面116处保持真空压力。在示例性实施方式中，支撑工具104沿着支撑表面116包括多个离散的真空区域258。每个真空区域258包括连接到对应的真空管线254的至少一个端口256。密封件260包围每个真空区域258。密封件260可密封于工作部件106以在对应的真空区域258内产生真空。
图16是根据示例性实施方式的工具组件100的底视图。图17是工具组件100的另一底视图。图18是工具组件100的底部立体图。图19是工具组件100的侧视图。图20是工具组件100的另一侧视图。图18和图20中示出的真空组件250沿着第二侧壁222延伸。真空管线254可在支撑工具104下方传送到诸如空腔204中以用于连接至面板110。
支撑工具104被示出为耦接至支撑框架102。当组装时，支撑工具104搁置在支撑梁140上。例如，支架214沿着支撑梁140的顶部边缘154和侧边158在附接点270处接合支撑梁140。支撑梁140被接收在袋状部212中。载荷或力通过网格壁202在支撑梁140和支撑网格结构112之间传递。可选地，横梁142可略低于基面208定位，使得横梁142不会妨碍支撑网格结构112。横梁142不接收来自支撑网格结构112的直接载荷，而是刚性地支撑和保持支撑梁140。
在示例性实施方式中，支撑工具104使用螺栓166连接到支撑框架102。例如，附接板160连接到安装垫片230的内表面，并且附接板180连接到安装垫片230的外表面。螺栓166完全通过结构延伸以连接附接板160、180。
图21是工具组件100的一部分的截面图。图22是工具组件100的一部分的另一截面图。图23是工具组件100的一部分的底部截面图。支撑工具104安装至支撑框架102。支撑网格结构112支撑面板110。面板110可相对薄以减小材料重量和成本。网格壁202间隔适当的距离，以基于工作部件106的重量和正在执行的制造过程的类型来支撑面板110。可选地，面板110的底部200可以是弯曲的，使得网格壁202具有在基面208和面板110的底部200之间测量的不同高度。
如图23中所示，支架214将支撑梁140接收在袋状部212。网格壁202可直接搁置在支撑梁140上，以在支撑框架102和支撑工具104之间传递载荷。安装垫片230使用螺栓166和衬套182连接至附接板160、180。衬套182穿过耐磨垫片186和安装垫片230。螺栓166穿过附接板160、180和衬套182以将安装垫片230固定至附接板160、180。因而，在支撑架144、支撑梁140和支撑工具104之间可传递载荷。
在示例性实施方式中，支撑工具104可从支撑框架102移除。例如，螺栓166可以是未上栓的，以从支撑工具104和/或从底架146移除支撑架144。支撑工具104然后可从底架146拿掉，并且用不同的支撑工具104(例如具有用于支撑不同工作部件的不同面板或用于执行不同过程的不同面板的支撑工具)替换。支撑框架102因此限定不同支撑工具104的共同支撑结构。各种支撑工具可具有共同特征，诸如安装垫片230和支撑壁210的布局。因此，支撑工具可具有用于连接到相同的刚性支撑框架102的共同基准点，但是可包括不同的面板和不同的支撑网格结构，其具有用于安装到支撑框架102的至少一些共同特征。
在其他各种实施方式中，支撑框架102的一些部件是可移除的，而其他部件是不可移除的。例如，支撑架144可从底架146和支撑工具移除，以与不同的支撑工具一起使用。在这种实施方式中，支撑架可保持安装到底板，并且在不同的底架上运输的不同的支撑工具可与支撑架交换。在其他各种实施方式中，支撑工具104可从底架146移除，但是支撑架144可保持附接至支撑工具104。在这种实施方式中，支撑架144可包括夹持安装垫片230的两个附接板160、180，并且内部附接板可附接到底架146以及可从底架146拆卸。在这种实施方式中，底架与不同的支撑工具104可再次使用。
图24示出了制造期间的支撑工具104。支撑工具104以一系列构建在彼此上的添加制造层制成以形成支撑工具104。在示例性实施方式中，支撑工具104以面板110位于构建表面280上的方式倒置构建。这些层由构建在面板110上的支撑网格结构112构成。在示例性实施方式中，支撑工具104以面板110在平面的构建表面280上为平面的方式制造。随后移除面板110的部分以形成所期望的成形支撑表面116(图2中所示)。在支撑工具104形成之后，支撑工具104可连接至支撑框架102(图2中所示)。在替代实施方式中，可使用其他过程来将支撑工具104形成为整体结构。
可选地，支撑工具104可通过将智能权杖(scepter)(诸如加热元件)嵌入到AM层中来产生活性加热的支撑工具104。支撑工具可形成有嵌入其中或附接至其的传感器，例如用于感测支撑工具104中的应变的应变计或用于感测支撑工具104的相对位置以及因此挠曲量的位置传感器。可选地，金属部件可嵌入到支撑工具中以提供结构刚度，以在支撑工具操作或运输期间保持尺寸稳定性。可选地，纤维部件(诸如片材)可嵌入到支撑工具中，以改善形成AM层的AM材料的材料性质，从而增强结构刚度，以在支撑工具操作或运输过程中保持尺寸稳定性。
图25示出了安装至底板282的工具组件100。支撑工具104被示出为耦接至支撑框架102。支撑框架102安装至底板282。例如，支撑架144的螺栓下板178可栓接至底板282。在示例性实施方式中，在工具组件100固定到底板282之后，面板110可被机械加工以形成支撑表面116。例如，面板110的材料可移除以形成支撑表面116的成形形状。
图26是示出了位于支撑工具104的前端处的支撑表面116的工具组件100的一部分的顶部立体图。图27是示出了位于支撑工具104的后端处的支撑表面116的工具组件100的一部分的顶部立体图。凹口240形成在与工作部件106(图1中所示)具有互补形状的面板110中。在支撑表面116中机械加工出密封槽290以接收密封件260(图14中所示)。可选地，密封槽290中的一个可沿着第一侧242延伸凹口240的长度，而另一个密封槽290可沿着第二侧244延伸凹口240的长度。在真空区域258中机械加工出真空通道292，以在真空区域258中保持真空压力。真空通道292通向对应的端口256，使得真空可散布在整个真空区域258中。
在示例性实施方式中，支撑工具104可包括一个或多个支撑工具表面294以在制造过程期间支撑成形工具108(图1中所示)。例如，成形工具108可以是刳刨机，并且支撑工具表面294可以是刳刨机沿着其移动以用于修整工作部件106的表面。在替代实施方式中，可提供其他类型的支撑工具表面，例如用于不同类型的制造过程的支撑工具表面。
图28是根据示例性实施方式的工具组件100的底部立体图。支撑工具104不同于以上所示的实施方式地形成。例如，在示出的实施方式中，支撑工具104不包括侧壁和端壁。与此相反，支撑网格结构112的网格壁202在支撑工具104的侧边和端部暴露。网格壁202可薄于以上所示的实施方式。网格壁202可具有非均匀的高度。支撑工具104可具有减少的材料，以降低支撑工具104的成本和重量。然而，支撑工具104可比具有侧壁和/或端壁的实施方式更脆弱。
支撑框架102不同于以上示出的支撑框架地形成。然而，支撑工具104可以与如上所述类似的方式连接到支撑框架102，例如将支架214连接在支撑梁140上并且将安装垫片230连接到附接板160、180。在示出的实施方式中，支撑架144较小并且具有较少的连接点。另外，每个附接板180位于柱桩170的底部174附近。柱桩170包括接近顶部172的直角梁，以将顶部172和提升环130定位在面板110上方。在示出的实施方式中，支撑框架102包括位于工具组件100的前部和后部处的牵引杆136。
图29是根据本文中主题的用于制造工具组件的方法300的一个实施方式的流程图。可执行方法300来制造用于加工工作部件106的工具组件100。
在302，该方法包括通过添加制造过程在构建表面上构建支撑工具。添加制造过程用于以层的方式构建支撑工具。例如，在制造期间，该过程用于将面板和支撑网格结构构建为整体结构。可选地，支撑工具可以面板位于构建表面上且支撑网格结构层叠在面板上方的方式倒置构建。支撑网格结构包括沿不同方向延伸的多个网格壁，例如大致纵向地和横向地越过面板以支撑面板。在网格壁之间限定空腔。通过形成与实心结构相反的网格结构，可减少材料量，减小了支撑工具的重量和成本。在各种实施方式中，层可由热塑性或者热固性聚合物材料(诸如ABS材料)制造。材料可具有填料，诸如金属填料、碳填料等。可使用任何类型的添加制造过程，诸如熔结丝制作(FFF)、塑料喷射印刷(PJP)、3D印刷、粉末床加工、选择性热烧结(SHS)等。形成面板和支撑网格结构的层的形状和布局可基于工作部件在表面处的支撑载荷和支撑工具在支撑框架上的支撑载荷来设计或优化。
在304，该方法包括提供用于支撑工具的支撑框架。支撑框架是刚性的并且保护支撑工具，诸如在运输期间。在各种实施方式中，支撑框架设置有支撑梁、位于支撑梁之间的横梁、以及用于支撑支撑梁的支撑架。支撑架可与支撑梁分开并且例如通过螺栓、夹具等与支撑梁连接。替代地，支撑架可以是支撑梁的延伸部，焊接到支撑梁，或者与支撑梁成一体。支撑梁可包括用于将支撑工具附接至支撑框架的许多附接点。
在306，该方法包括将支撑工具的支撑网格结构附接至支撑梁，使得支撑框架刚性地保持支撑工具。支撑工具可直接搁置在支撑梁上。例如，网格壁可具有与之一起成形的支架，该支架可包括袋状部，该袋状部接收并且接合支撑梁。在各种实施方式中，支撑工具可包括利用支撑网格结构形成的连接至支撑梁和/或支撑架的安装垫片。例如，支撑梁和支撑架可包括通过螺栓连接在一起的附接板。安装垫片可定位在附接板之间，并且螺栓可穿过安装垫片。安装垫片可搁置在螺栓或者围绕螺栓的衬套上，用于支撑工具与支撑框架之间的直接接合。载荷或力可在支撑工具直接接合支撑框架的附接点处在支撑工具和支撑框架之间传递。支撑框架为支撑工具提供刚性，以保持支撑工具的尺寸稳定性，例如在运输期间，甚至在搁置时。刚性支撑框架不允许支撑工具挠曲超出支撑工具的容许公差。支撑框架可防止支撑工具在支撑工具的装载、工作部件的加工、或者支撑工具的运输期间的断裂或者损坏。
在308，该方法包括通过移除面板的部分来形成支撑工具的面板，以形成支撑表面而用于支撑用于在支撑表面上加工的工作部件。可对面板进行机械加工以移除面板的部分来形成成形的支撑表面。
图30是根据本文中主题的用于运输工具组件的方法320的一个实施方式的流程图。可执行方法320来运输用于加工工作部件106的工具组件100。
在322处，该方法包括通过将支撑工具的支撑网格结构耦接到支撑框架的支撑梁来将支撑工具附接到支撑框架。支撑工具可通过以上参考图29描述的方法制造。例如，支撑工具可通过添加制造过程来制造，该添加制造过程用于以层的方式构建支撑工具，以将面板和支撑网格结构构建为整体结构。支撑框架可通过将横梁附接在支撑梁之间来制造，以向支撑框架的基架提供刚性。支撑架可连接到支撑梁，例如在支撑梁的附接板和支撑架之间使用螺栓。螺栓可穿过支撑工具的安装垫片，以将支撑工具附接到支撑框架。支撑工具可直接搁置在支撑梁上，例如通过在支撑网格结构中形成支架。
在324，该方法包括提升支撑框架并且移动支撑框架以移动更脆弱的支撑工具。支撑框架可包括多个提升点。支撑框架将提升力传递到支撑工具。提升力然后通过支撑网格结构消散，以平衡跨越支撑工具的大面积的提升力。支撑框架可包括用于诸如使用起重机吊起支撑框架的吊环。支撑框架可包括配置为接收叉车的叉子的叉车套筒，以运输工具组件。支撑框架可包括用于沿着底板滚动工具组件的脚轮。支撑框架可包括用于诸如在脚轮上牵引工具组件的牵引杆。在326，该方法包括使用刚性支撑框架将更脆弱的支撑工具的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
此外，本公开包括根据以下项的实施方式：
项1.一种工具组件，包括：支撑框架，包括支撑梁和支撑架，支撑架支撑支撑梁，支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件；以及支撑工具，由支撑框架支撑，支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构，面板和支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造(AM)层限定，其中支撑网格结构定位在面板下方并且支撑面板，面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面，支撑表面由形成在最顶部AM层中的凹口成形并限定；其中，支撑网格结构接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递，支撑框架将支撑工具在运输期间以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
项2.根据项1所述的工具组件，其中，支撑框架将尺寸稳定性保持在支撑表面的设计尺寸的0.25mm内。
项3.根据项1或2所述的工具组件，其中，支撑工具的容许公差基于支撑工具的材料和支撑工具的形状。
项4.根据项1至3中任一项所述的工具组件，其中，支撑工具包括热塑性或热固性聚合物材料，并且支撑框架包括具有的刚度大于热塑性或热固性聚合物材料的金属材料。
项5.根据项1至4中任一项所述的工具组件，其中，支撑网格结构包括在面板下方限定空腔的网格壁，网格壁中的至少一些在网格壁的底部边缘处具有支架，支架接合支撑梁。
项6.根据项1至5中任一项所述的工具组件，其中，支撑工具包括延伸支撑工具的长度的第一侧壁和第二侧壁以及延伸支撑工具的宽度的第一端壁和第二端壁，支撑梁在第一侧壁和第二侧壁之间大致横向地延伸，支撑梁中的第一支撑梁定位在第一端壁附近，支撑梁中的第二支撑梁定位在第二端壁附近。
项7.根据项1至6中任一项所述的工具组件，其中，支撑工具具有的深度为至少20.0cm，宽度为至少60.0cm，以及长度为至少150.0cm。
项8.根据项1至7中任一项所述的工具组件，其中，支撑网格结构包括接合支撑架的安装垫片，使得载荷通过安装垫片在支撑工具与支撑架之间传递。
项9.根据项8所述的工具组件，其中，支撑梁包括附接板，并且支撑架包括附接板，支撑梁的附接板经由穿过支撑网格结构的安装垫片的螺栓耦接到相应的支撑架的附接板。
项10.根据项1至9中任一项所述的工具组件，其中，支撑框架包括在支撑梁之间延伸并且连接支撑梁以形成刚性支撑框架的横梁。
项10.1.根据项10所述的工具组件，其中，横梁和支撑梁形成支撑框架的底架。
项11.根据项10或10.1所述的工具组件，其中，横梁包括定位在支撑梁之间的叉车套筒，叉车套筒被配置为接收叉子以提升支撑框架，当工具组件由叉子提升时，提升力从横梁传递到支撑梁并且从支撑梁传递到支撑网格结构。
项12.根据项1至11中任一项所述的工具组件，其中，支撑架包括用于吊起支撑框架的吊环，当工具组件由吊环提升时，提升力从支撑架传递至支撑梁并且从支撑梁传递至支撑网格结构。
项13.根据项1至12中任一项所述的工具组件，进一步包括真空组件，该真空组件被配置为在支撑表面处提供真空压力，以将工作部件保持在支撑表面上。
项13.1.根据项13所述的工具组件，其中，面板包括穿过其中延伸的多个端口256，并且真空组件包括真空管线，该真空管线延伸到端口中或者延伸至端口，以在支撑表面处保持真空压力。
项13.2.根据项13.1所述的工具组件，其中，支撑工具包括沿着支撑表面的多个离散的真空区域，每个真空区域包括连接至对应的真空管线的多个端口中的至少一个端口。
项13.3.根据项13.2所述的工具组件，进一步包括包围每个真空区域的密封件，优选地，密封件被配置为密封于工作部件，以在对应的真空区域内产生真空。
项14.根据项1至13.3中任一项所述的工具组件，其中，面板包括位于支撑表面处的被配置为在支撑表面处保持真空压力的密封层，密封层是不吸湿性的。
项15.根据项1至14中任一项所述的工具组件，其中，支撑表面支撑工作部件以用于修整工作部件而形成飞机机翼部件。
项16.根据项1至15中任一项所述的工具组件，其中，支撑表面被配置为支撑工作部件以用于挤压工作部件而形成飞机机翼部件。
项17.一种工具组件包括：支撑框架，包括支撑梁、横梁和支撑架，支撑架支撑支撑梁，横梁在支撑梁之间延伸，支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件，支撑架每个具有用于在运输期间吊起支撑框架的吊环，横梁具有用于接收叉车的叉子的叉车套筒以用于在运输期间提升支撑框架，其中，通过吊环或者通过叉车套筒对支撑框架引发的提升力传递至支撑梁；以及支撑工具，由支撑框架支撑，支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构，面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面，其中，支撑网格结构接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具和支撑框架之间传递，提升力从支撑梁传递到支撑网格结构并且通过支撑网格结构散布整个支撑工具。
项18.根据项1至17中任一项所述的工具组件，其中，支撑架每个包括被配置为将支撑架安装到底板和脚轮中的至少一个的螺栓下板。
项19.根据项17至18中任一项所述的工具组件，其中，支撑框架进一步包括附接至支撑梁中的至少一个支撑梁的用于在运输期间牵引支撑框架的牵引杆。
项20.根据项17至19中任一项所述的工具组件，其中，支撑网格结构连接到支撑框架，使得支撑框架将支撑工具在运输期间以及当搁置时的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
项21.一种工具组件，包括：金属支撑框架，包括支撑梁、横梁和支撑架，横梁连接在支撑梁之间并且将支撑梁相对于彼此固定在位，每个支撑梁在第一端与第二端之间延伸，支撑架设置在支撑梁处并且将支撑梁支撑在第一端和第二端处，每个支撑梁沿着其顶部包括多个附接点，支撑框架是刚性的并且用于运输工具组件；以及支撑工具，可移除地耦接至支撑框架，支撑工具由支撑框架支撑，支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构，面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面，其中，支撑网格结构在附接点处接合支撑梁，使得载荷通过支撑梁在支撑工具与支撑框架之间传递；其中，支撑工具可从金属支撑框架移除，使得具有用于支撑不同工作部件的不同面板的不同支撑工具被配置为组装到支撑框架并且由支撑框架支撑，支撑框架限定用于不同支撑工具的共同支撑结构。
项22.根据项21所述的工具组件，其中，支撑网格结构包括具有底部边缘的多个网格壁，网格壁中的至少一些具有被配置为接合对应的支撑梁的支架，在从支撑框架移除支撑工具期间，支架可从支撑梁移除。
项23.根据项21或22所述的工具组件，其中，支撑网格结构包括被配置为接收在支撑梁的附接板和支撑架之间的安装垫片，附接板使用穿过安装垫片的螺栓连接，安装垫片可在螺栓移除之后从附接板移除，以允许支撑工具从支撑框架移除。
项24.一种使用支撑工具运输工具组件的方法，该支撑工具具有面板以及与面板形成为整体结构的支撑网格结构，面板和支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造(AM)层限定，其中支撑网格结构定位在下方并且支撑面板，面板在支撑工具的顶部处具有用于支撑工作部件的支撑表面，支撑表面由形成在最顶部AM层中的凹口成形和限定，该方法包括：通过将支撑网格结构耦接至支撑梁来将支撑工具附接至支撑框架，其中，支撑框架包括支撑梁和支撑架，支撑架支撑支撑梁，支撑框架是刚性的；提升支撑框架并且移动支撑框架以移动更脆弱的支撑工具；并且使用支撑框架将支撑工具在运输过程中的尺寸稳定性保持在支撑工具的容许公差内。
项25.根据项24所述的方法，其中，支撑工具直接接合支撑梁，以将来自提升力的载荷从支撑框架传递至支撑工具。
项26.根据项24或25所述的方法，进一步包括使用位于支撑架的附接板和支撑梁的附接板之间的螺栓将支撑架附接到支撑梁，螺栓穿过定位在支撑网格结构中的衬套，来自支撑框架的提升力的载荷通过衬套传递到支撑工具。
项27.一种制造用于加工工作部件的工具组件的方法，所述方法包括：通过添加制造过程在构建表面上构建支撑工具，其中，支撑工具以支撑工具的面板位于构建表面上的方式倒置构建，支撑工具构建为包括用于面板的与面板作为整体结构的支撑网格结构；将支撑网格结构附接至支撑框架的支撑梁，使得支撑框架刚性地保持支撑工具，支撑框架包括支撑梁和支撑架，支撑架支撑支撑梁；以及通过移除面板的部分来形成支撑工具的面板，以形成用于支撑工作部件的支撑表面，工作部件在支撑表面上被加工。
项28.根据项27所述的方法，其中，支撑网格结构包括支架，该方法包括通过将支架连接到支撑梁来将支撑网格结构附接到支撑梁，以将来自提升力的载荷从支撑框架传递到支撑工具。
项29.根据项27或28所述的方法，其中，支撑网格结构包括安装垫片，并且支撑梁和支撑架两者都包括使用螺栓连接的附接板，该方法包括通过将安装垫片定位在附接板之间使得螺栓穿过安装垫片来将支撑网格结构附接到支撑梁。
应当理解，上述描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此组合使用。此外，在不背离本发明的范围的情况下，可做出许多修改，以使得特定情况或材料适于各种实施方式的教导。材料的尺寸、类型、各种部件的取向、以及本文中描述的各种部件的数量和位置旨在限定某些实施方式的参数，而决不是限制性的且仅是示例性实施方式。在权利要求的精神和范围内的许多其他实施方式和修改对于本领域技术人员而言在阅读上述描述后将是显而易见的。因此，各种实施方式的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的简洁英语等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而并非旨在对它们的对象强加数字要求。此外，下列权利要求的限制并非以装置加功能格式撰写，并且并非旨在基于美国法典第35篇第112(f)节来解释，除非和直到这种权利要求限制明确使用后面是没有另外结构的功能声明的短语“用于...的装置”。
Claims (15)
1.一种工具组件(100)，包括：
支撑框架(102)，所述支撑框架包括支撑梁(140)和支撑架(144)，所述支撑架支撑所述支撑梁，所述支撑框架是刚性的并且用于运输所述工具组件；以及
支撑工具(104)，由所述支撑框架支撑，所述支撑工具具有面板(110)以及与所述面板形成为整体结构的支撑网格结构(112)，所述面板和所述支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造层(114)限定，其中所述支撑网格结构定位在下方并支撑所述面板，所述面板在所述支撑工具的顶部(120)处具有用于支撑工作部件(106)的支撑表面(116)，所述支撑表面由形成在最顶部添加制造层中的凹口(240)成形和限定；
其中，所述支撑网格结构接合所述支撑梁，使得载荷通过所述支撑梁在所述支撑工具与所述支撑框架之间传递，所述支撑框架将所述支撑工具在运输期间以及当搁置时的尺寸稳定性保持在所述支撑工具的容许公差内。
2.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑框架(102)将尺寸稳定性保持在所述支撑表面(116)的设计尺寸的0.25mm内。
3.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑工具(104)的容许公差基于所述支撑工具的材料和所述支撑工具的形状。
4.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑工具(104)包括热塑性或热固性聚合物材料，并且所述支撑框架(102)包括具有的刚度大于所述热塑性或热固性聚合物材料的金属材料。
5.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑网格结构(112)包括在所述面板(110)下方限定空腔(204)的网格壁(202)，所述网格壁中的至少一些在所述网格壁的底部边缘(206)处具有支架(214)，所述支架接合所述支撑梁。
6.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑工具(104)包括延伸所述支撑工具的长度的第一侧壁(220)和第二侧壁(222)以及延伸所述支撑工具的宽度的第一端壁(224)和第二端壁(226)，所述支撑梁(140)在所述第一侧壁和第二侧壁之间大致横向地延伸，所述支撑梁中的第一支撑梁定位在所述第一端壁附近，所述支撑梁中的第二支撑梁定位在所述第二端壁附近。
7.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中：
所述支撑网格结构(112)包括接合所述支撑架(144)的安装垫片(230)，使得载荷通过所述安装垫片在所述支撑工具(104)与所述支撑架之间传递；
所述支撑梁(140)包括附接板(160)；并且
所述支撑架包括附接板(180)，
其中，所述支撑梁的附接板(160)经由穿过所述支撑网格结构的安装垫片的螺栓(166)耦接到相应的支撑架的附接板(180)。
8.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑框架(102)包括在所述支撑梁(140)之间延伸并且连接所述支撑梁以形成刚性支撑框架的横梁(142)。
9.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述支撑架(144)包括用于吊起所述支撑框架(102)的吊环(130)，当所述工具组件由所述吊环提升时，提升力从所述支撑架传递至所述支撑梁(140)并且从所述支撑梁传递至所述支撑网格结构(112)。
10.根据权利要求1所述的工具组件(100)，进一步包括真空组件(250)，所述真空组件被配置为在所述支撑表面(116)处提供真空压力，以将所述工作部件(106)保持在所述支撑表面。
11.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中，所述面板(110)包括位于所述支撑表面(116)处的被配置为在所述支撑表面处保持真空压力的密封层(124)，所述密封层是不吸湿性的。
12.根据权利要求1所述的工具组件(100)，其中：
所述支撑架(144)每个包括被配置为将所述支撑架安装到底板(282)和脚轮(134)中的至少一个的螺栓下板(178)；并且
所述支撑框架(102)进一步包括附接至所述支撑梁(140)中的至少一个支撑梁的用于在运输期间牵引所述支撑框架的牵引杆(136)。
13.一种使用支撑工具(104)运输工具组件(100)的方法(320)，所述支撑工具(104)具有面板(110)以及与所述面板形成为整体结构的支撑网格结构(112)，所述面板和所述支撑网格结构由一系列构建在彼此上的添加制造层(114)限定，其中所述支撑网格结构定位在下方并支撑所述面板，所述面板在所述支撑工具的顶部(120)处具有用于支撑工作部件(106)的支撑表面(116)，所述支撑表面由形成在最顶部添加制造层中的凹口(240)成形和限定，所述方法包括：
通过将所述支撑网格结构耦接至支撑框架(102)来将支撑工具附接至所述支撑框架(322)，其中，所述支撑框架包括支撑梁(140)和支撑架(144)，所述支撑架支撑所述支撑梁，所述支撑框架是刚性的；
提升所述支撑框架并且移动所述支撑框架以移动更脆弱的支撑工具(324)；以及
使用所述支撑框架将所述支撑工具在运输过程中的尺寸稳定性保持在所述支撑工具的容许公差内(326)。
14.根据权利要求13所述的方法(320)，其中，所述支撑工具(104)直接接合所述支撑梁(140)，以将来自提升力的载荷从所述支撑框架(102)传递至所述支撑工具。
15.根据权利要求13所述的方法(320)，还包括使用位于所述支撑架的附接板(180)和所述支撑梁的附接板(160)之间的螺栓(166)将所述支撑架(144)附接到所述支撑梁(140)，所述螺栓穿过定位在所述支撑网格结构(112)中的衬套(182)，来自提升力的载荷通过所述衬套从所述支撑框架(102)传递至所述支撑工具(104)。
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