CN109693363B - 用于具有热塑性部分的零件的感应成型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于具有热塑性部分的零件的感应成型。用于成型系统的系统和方法具有低热质量。一个实施方式是包括第一框架的第一工具。第一框架包括由可透磁材料制成的第一组板，和布置在第一组板之间的材料。第一工具还包括布置在第一框架中并且产生第一电磁场的第一组感应线圈，和从第一组板延伸的第一感受器。第一感受器响应于第一电磁场产生热。第一工具还包括从第一感受器延伸并且通过传导式热传递从第一感受器接收热的模具。第一组板中的每个板比所述第一电磁场将产生感应电流的趋肤深度薄。

Description

用于具有热塑性部分的零件的感应成型

技术领域

本公开涉及通过成型进行制造的领域，具体而言，涉及通过使用加热工具对零件进行成型。

背景技术

复合零件可以通过成型来制造，这种成型涉及将零件的热塑性部分加热并且将零件的热塑性部件挤压成期望形状。然而，确保以恒定温度始终如一地进行成型并且不产生废热仍然是一个复杂的过程。如果成型工具具有太大的热质量，则成型过程会消耗难以负担的量的能量，并且由于冷却模具所需的时间量增加而会增加制造复合零件的周期时间。类似地，在操作环境中产生废热也是不可取的，因为废热增加周围环境温度而不利于零件成型。

因此，期望的是具有一种考虑至少一些上述问题以及其它可能的问题的方法和设备。

发明内容

这里描述的实施方式提供了热塑性零件的感应成型，并且利用“智能”感受器(susceptor)，所述感受器在接近感应成型温度时从磁性状态转换到非磁性状态。这确保接触智能感受器的任何热塑性塑料将不会超过感应成型温度/处理温度。这里描述的设备还包括结构部件，这些结构部件足够薄，以防止它们被设备内的感应线圈感应加热。这确保了感应加热施加至感受器而不会施加设备的结构部件。

一个实施方式是一种设备，该设备包括第一工具。该第一工具包括第一框架。该第一框架包括：彼此平行并且彼此面对的可透磁材料的第一组板；和布置在所述第一组板之间的材料，所述材料防止所述板的之间电传导。所述第一工具还包括第一组感应线圈，所述感应线圈布置在所述第一框架中的狭槽中并且产生第一电磁场；和第一感受器，该第一感受器从所述第一框架的第一组板延伸。所述第一感受器由响应于所述第一电磁场产生热的铁磁材料制成，所述铁磁材料具有在用于零件的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点。所述第一工具进一步包括模具，该模具从所述第一感受器延伸并且通过传导式热传递从所述第一感受器接收热。所述第一组的每个板比所述第一电磁场将产生感应电流的趋肤深度薄。

进一步实施方式是一种方法。该方法包括：向接触模具处的工具插塞的铁磁材料的感受器施加电磁场；响应于所述电磁场在所述感受器处产生热，所述感受器具有与零件的热塑性部分的处理温度对应的居里点；响应于从所述感受器经由所述模具到所述热塑性部分的传导式热传递将所述热塑性部分的温度增加至所述处理温度。所述方法还包括将所述模具驱动到所述热塑性部分内以使所述热塑性部分成形以及经由向所述工具插塞施加冷却流体的管冷却所述模具。

进一步实施方式是一种包括模具的设备。该模具包括由可透磁材料制成的内壁、由可透磁材料制成的外壁和布置在所述内壁和所述外壁之间的空腔。所述设备进一步包括：布置在所述空腔内的感受器，该感受器由响应于电磁场产生热的铁磁材料制成；和支撑件，该支撑件联接至所述模具，并且由可透磁材料制成。

进一步实施方式是一种方法。该方法包括限制废热的同时控制热塑性塑料的加热成型。这是通过如下方式进行的：感应加热接触模具的至少一个感受器，同时防止支撑所述模具的结构部件发生感应加热；通过将所述模具驱动到所述热塑性塑料内而使所述热塑性塑料成形；以及通过直接向所述模具的一个或多个内部腔室施加冷却流体来冷却所述模具。

进一步实施方式是一种通过将形成部件的材料加热至预定温度来制造所述部件的方法。该方法包括将要被加热并制成所述部件的材料放置在由响应于电磁通量场产生感应电流的铁磁材料制成的容器内，所述容器能够在经受所述电磁通量场时产生热而达到第一预定温度。所述方法还包括将由响应于所述电磁通量场产生感应电流的铁磁材料制成的模具放置在所述容器中，所述模具包括多个可移除智能感受器插入件，每个智能感受器插入件由响应于所述电磁通量场产生感应电流以产生热而达到第二预定温度的铁磁材料制成，所述多个智能感受器插入件和所述模具在经受所述电磁通量场时相协作而实现合成预定温度(composite predetermined temperature)。所述方法进一步包括在所述容器和所述模具附近产生所述电磁通量场。

下面可以描述其它例示性实施方式(例如，涉及上述实施方式的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者可以在另外其它实施方式中组合，参照如下描述和附图可以看到这些实施方式的进一步细节。

附图说明

现在仅通过示例的方式参照描述本公开的一些实施方式。在所有附图中，相同的附图标记代表相同元件或相同类型的元件。

图1是例示性实施方式中的成型系统的分解立体图。

图2是例示性实施方式中的图1的成型系统的上部工具的立体图。

图3是例示性实施方式中的图1的成型系统的上部工具的剖视图。

图4是例示性实施方式中的图1的成型系统的下部工具的立体图。

图5是例示性实施方式中的图1的成型系统的下部工具的剖视图。

图6是例示性实施方式中的成型系统的立体图。

图7至图9是例示性实施方式中的成型系统的剖视图。

图10是示出了用于操作例示性实施方式中的成型系统的方法的流程图。

图11至图12例示性实施方式中的图1的成型系统的一些区域的放大剖视图。

图13是用于例示性实施方式中的成型系统内的工具插塞的支撑件的立体图。

图14是示出了例示性实施方式中的成型系统的框图。

图15是示出了用于操作例示性实施方式中的成型系统的方法的另一个流程图。

图16是例示性实施方式中的飞行器生产和保养方法的流程图。

图17是例示性实施方式中的飞行器的框图。

具体实施方式

附图和如下描述举例说明了本公开的具体例示性实施方式。因而将认识到，本领域技术人员将能够设计出各种布置，尽管这里没有明确描述或示出，但是这些布置实施本公开的原理并且包含在本公开的范围内。此外，这里描述的任何示例都是为了帮助理解本公开的原理，并且应该解释为不限于这样具体引述的示例和条件。结果，本公开不限于下面描述的具体实施方式或示例，而是由权利要求及其等同物限定。

图1至图9示出了例示性实施方式中的成型系统100及其各种部件的视图。例如，图1是例示性实施方式中的成型系统100的分解立体图。在该实施方式中，成型系统100包括上部工具110和下部工具130。上部工具110和下部工具130联合而使复合零件120的热塑性部分122成形。

复合零件120可以包括碳纤维增强聚合物(CFRP)零件，该碳纤维增强聚合物零件初始以多层铺设，这些层一起形成层压体。层压体的每层中的各个纤维彼此平行地排列，但是不同层可以呈现出不同的纤维取向，以便增加所得到的复合零件沿着不同维度的强度。该层压体可以包括液体树脂。该树脂在温度增加时固化，这样将层压体硬化到复合零件内(例如，用于在飞行器中使用)。对于热固性树脂，该硬化为被称为固化的单向过程，而对于热塑性树脂，如果再次被加热则该树脂可以恢复到液体形式。在一些实施方式中，复合零件120可以包括在零件内随机取向的短切纤维(例如，长度为几厘米或更短的纤维)。

上部工具110包括限定有多个孔111的座112。上部工具110还包括附装至基座112的框架114以及穿过框架114的第一组115感应线圈116。感应线圈116将上部工具110内部的一个或多个感受器诸如图2的感受器加热。感应线圈116的频率可以选择成确保对于感受器的有效加热。感应线圈116可以由电源(例如，图14的电气电源1460)供电。

这里描述的感受器可以包括“智能感受器”，该智能感受器具有与期望成型温度/处理温度(例如，两百摄氏度)对应的居里点(例如，在十摄氏度(℃)内)。智能感受器由在存在由周围感应线圈产生的磁场的情况下朝向它们的居里点渐进地加热而不会超过它们的居里点的材料制成。这种效果是通过感受器内的电传导随着感受器材料消磁而降低引起的。智能感受器材料的示例包括铁磁材料诸如柯伐镍基合金(Kovar)以及其它铁、镍和钴的合金。如果期望的话，这里描述的感受器还可以由相同铁磁材料制成。

模具118形成上部工具110的下表面，并且将在成型过程期间接触热塑性部分122。模具118可以由可透磁材料诸如非磁性不锈钢形成。在这种情况下，模具118的部件厚度可以小于感应线圈116将在模具118内引起感应的趋肤深度。因而，该材料不会响应由感应线圈116产生的电场而发热。模具118可以由与上述感受器的材料不同的材料制成，例如以降低成本，确保更长工具寿命等等。模具118可以成形为所需轮廓。

下部工具130包括基座132和框架134。框架134限定多个狭槽135。插入狭槽135内的第二组137感应线圈136。感应线圈136便于在感受器138处产生热，以将热塑性部分122的温度增加至处理温度(例如，熔点、粘着点、定位焊点等等)。感受器138形成容器139。在其中容器139保持松散切碎的聚醚酮酮(PEKK)或其它热塑性塑料的实施方式中，容器139可以足够深以保持期望体积的热塑性塑料进行成型。

图2是例示性实施方式中的成型系统100的上部工具110的立体图。图2与图1的视图箭头2对应，并且上部工具110已经相对于图1所示的视图旋转，以便将上部工具110上下颠倒。图2示出了抵靠模具118的感受器210。因而，当感受器210通过感应线圈116而被加热时，感受器210与模具118进行传导式热传递。

图3是上部工具110的剖视图，并且与图2的视图箭头3对应。图3示出了模具118包括多个工具插塞310(例如，各个件)。每个工具插塞310除了接触感受器210之外还与支撑件350物理联接。每个支撑件350包括壁330。壁330限定与基座112中的孔111联接的腔室332。管340经过孔111和腔室332穿入工具插塞310内。管340可以施加加压冷却流体(例如，在处理温度以下的冷却气体、空气、液氮等等)，以在成型完成之后降低工具插塞310的温度。因而，在这里将一组管340称为冷却系统342。图3进一步示出狭槽320，感应线圈116通过这些狭槽横穿框架114。

图4是例示性实施方式中的成型系统100的下部工具130的立体图，而图5是由图4的视图箭头表示的下部工具130的剖视图。图4示出了包括容器139的感受器138的更近的近视图。图5示出了每个狭槽135的尺寸可以在框架134内改变。

通过对上部工具110和下部工具130提供的描述，在图6至图9中示出了成型过程。图6是例示性实施方式中的成型系统100的立体图。在该视图中，复合零件120已经被插入由感受器138限定的容器139中。

图7至图9是例示性实施方式中的参与复合零件120的成型的成型系统100的剖视图。图7与图6的箭头7对应。如图7所示，模具118布置在复合零件120正上方。模具118通过与感受器138进行传导式热传递而被加热，该感受器138本身通过感应线圈116加热。同时，感受器210可以由感应线圈136加热。在将模具118加热至特定温度之后，诸如用于热塑性部分122的处理温度之后，模具118通过向下移动并穿入到热塑性部分122内而使热塑性部分122成形。

图7还示出了框架114由可透磁材料(例如，非磁性钢)形成的一组712板700构成，并且框架114由可透磁材料形成的第二组714板700构成。每个板700通过布置在板700之间的材料710与另一个板700分开，该材料710在结构上将板700联合起来，同时防止板700之间发生电传导。材料710可以例如以布置在板700之间的陶瓷板实现。如这里所使用的，“可透磁”材料能够使磁场穿过它而基本不会削弱磁场(例如，多于10％)。板700也都比趋肤深度(例如，四分之一英寸)薄，在该趋肤深度，它们的材料(例如，非磁性钢)将响应于来自感应线圈的磁场而产生电流。对于框架114和134中的板700来说同样如此。趋肤深度基于供应至产生电磁场的感应线圈的电力的频率。这样选择板厚有助于减少上部工具110和下部工具130二者的总体热质量。

框架134还可以由非磁性但是透磁部件构成，这确保了感应线圈116和136不会在框架134或114内产生将导致这些框架快速加热的感应电流。同时，这确保了由感应线圈116和感应线圈136产生的电磁场不会被过渡削弱。图8与图7所示的同一视图对应，但是示出了复合零件120的变形，而该变形是通过模具118在方向D上行进而成型的。

图9还示出了在成型过程期间的复合零件120，并且与图6的视图箭头9对应。图9示出了管340，这些管340可以在通过感应成型形成期望形状之后将冷却流体分散到工具插塞310内。冷却流体降低工具插塞310的温度。当工具插塞310被冷却时，它们经历热收缩。这又增强了将工具插塞310从热塑性部分122移除的容易性。另外，通过使用这些管340加速冷却过程降低了制造大量零件时的周期时间。

通过描述以上提供的成型系统100的物理部件，随后说明成型过程以示出可以使用成型系统100的方法。对于该实施方式来说，假定复合零件120包括热塑性部分122，并且上部工具110和下部工具130当前分开并且没被加热。期望对热塑性部分122进行成型。

图10是示出了操作例示性实施方式中的成型系统的方法的流程图。参照图1的成型系统100描述方法1000的步骤，但是本领域技术人员将认识到，方法1000可以在其它系统中执行。这里描述的流程图的步骤并不是包括一切的，而是可以包括没有示出的其它步骤。这里描述的步骤也可以以另选顺序执行。

将复合零件120的热塑性部分122与模具118对准(步骤1002)。这可以包括将复合零件120放置到感受器138的容器139内。在该时间点时，将成型系统100就位以开始成型。向接触模具118的铁磁材料的感受器210以及插入到工具插塞310(如图11所示)内的附加感受器1118施加电磁场(步骤1004)。该操作可以通过致动感应线圈116和/或感应线圈136来进行。这响应于电磁场而在感受器210、138和附加感受器1118处产生热(步骤1006)。感受器138、210和附加感受器1118具有与热塑性部分122的处理温度对应的居里点(例如，在十摄氏度内)。这意味着，当基本朝向热塑性部分122的处理温度加热感受器138、210和附加感受器1118时，这些感受器变成非磁性的并且停止感应加热。这有效地使得感受器在被感应线圈116和136加热的同时实现稳态温度。

当感受器210、138以及附加感受器1118加热时，它们将热塑性部分122的温度增加至处理温度(例如，两百摄氏度℃)(步骤1008)。温度增加至少部分地响应于从感受器210经由模具118到热塑性部分122的传导式热传递。在达到处理温度时，热塑性部分122能够被成型。因而，模具118被驱动到热塑性部分112内(步骤1010)。在热塑性部分122已经成形之后，可以通过管340将模具118冷却，这些管340向工具插塞310施加冷却流体，从而快速地冷却工具插塞310并且方便将模具118从复合零件120收回。

总之，方法1000可以方便对热塑性塑料进行受控加热成型，同时限制废热。方法1000通过如下手段实现该目标：感应加热接触模具的至少一个感受器，同时防止支撑模具的结构部件发生感应加热(这是由于工具的结构部件非常薄而难以产生感应加热)。方法1000通过将模具驱动到热塑性塑料内而进一步参与热塑性塑料的成型，并且可以通过向模具的一个或多个内部腔室(例如，腔室332)施加冷却流体而对模具进行冷却。

方法1000提供了优于现有系统的显著优点，这是因为该方法利用能够执行“智能”加热而不是失控热加热的增强感受器。这种智能感受器技术允许在临界处理温度处进行精确热控制。此外，方法1000利用这样的成型系统，该成型系统包括仔细设计的零件，这些零件成形为避免在除了感受器之外的其它部件中感应发热。通过以这种方式减少废热，上部工具110和下部工具130可以快速地加热和冷却，这增加了这些工具的制造速率并且由此提高了生产效率。

通过讨论以上提供的成型系统100的部件和操作，图11至图12为例示性实施方式中的系统1的成型系统的区域的放大剖视图。这些视图详细地示出了成型系统100的部件。具体地说，图11与图3的区域11对应，而图12与图3的区域12对应。

图11示出了每个工具插塞310包括由内壁1110限定的内腔1114。内壁1110和外壁1112还限定外腔1116，附加感受器1118布置在该外腔1116内。在工具插塞310的外腔1116内使用附加感受器1118可以增强提供给工具插塞310的加热强度。在图11示出了用于插入在模具118内的感受器的附加位置的同时，图12示出了用于冷却工具插塞310的管340的构造。图12示出了每个管340可以包括空心通路1210，加压冷却流体通过该空心通路1210行进，通过端口1210退出到每个工具插塞310的内腔1114内。因此，插入到内腔1114中的管340，使得管340与内腔1114流体连通。

图13是例示性实施方式中的成型系统内的工具插塞350的支撑件350的立体图。在该实施方式中，支撑件350包括本体1300，该本体1300是具有狭缝1310的空心筒体。狭缝1310确保在支撑件350中不存在电流路径，如果存在电流路径将会导致感应加热。此外，支撑件350附装至模具118，并且由可透磁材料(例如，非磁性不锈钢)制成，这种可透磁性材料不会响应于成型系统100内的感应线圈产生的电磁场而将温度增加至超过阈值量(例如，十摄氏度)。紧固件1320将支撑件350附装至工具插塞310，而紧固件1330将支撑件350附装至基座112。

示例

在如下示例中，在感应成型系统的环境下描述附加过程、系统和方法。

图14是示出了例示性实施方式中的成型系统1400的框图。根据图14，成型系统1400包括第一工具1410和第二工具1430。成型系统1400对热塑性零件1420的形状进行成型。第一工具1410包括基座1412，该基座1412包括多个孔1411。还示出了框架1413，该框架1413包括多个板1414。框架1413中的狭槽1415保持感应线圈1416，这些感应线圈由电气电源1416供电并且加热第一工具1410处的感受器。

第一工具1410进一步包括支撑件1450，该支撑件1450包括狭缝1452。第一感受器1417附装至支撑件1450，并且管1457连续地穿过第一感受器1417而到达工具插塞1454内。冷却流体退出管1457的端口1453。工具插塞1454包括外壁1459，外(壁)腔1455、内壁1456和内(中心)腔1458。

第二工具1430包括框架1433，该框架1433包括板1434。狭槽1435连续穿过板1434，并且一个或多个感应线圈1436布置在狭槽1435内。第二感受器1438在成型过程中与热塑性零件1420接触。

图15是示出了用于操作例示性实施方式中的成型系统100的方法1500的另一个流程图。根据图15，利用方法1500通过加热材料(例如，热塑性塑料)制造部件(例如，复合零件120)，这种加热将部件形成至预定温度。方法1500包括将要被加热而制成所述部件的材料放置在由铁磁材料制成的容器139内(步骤1502)，该铁磁材料响应于电磁通量场而产生感应电流。容器139在经受电磁通量场时能够产生热而达到第一预定温度(例如，一百零八摄氏度℃)。方法1500进一步包括将由铁磁材料制成的模具118放置在容器139中(步骤1504)，该铁磁材料在响应于电磁通量场时产生感应电流。模具118包括多个可移除智能感受器插入件(例如，附加感受器)，每个智能感受器插入件由铁磁材料制成，该铁磁材料响应于电磁通量场而产生感应电流以产生热以达到第二预定温度(例如，二百零五摄氏度℃)。多个智能感受器插入件和模具在经受电磁通量场时相配合以实现复合材料预定温度(例如，二百摄氏度℃)。方法1500进一步包括在容器和模具附近产生电磁通量场(步骤1506)。

在进一步实施方式中，方法1500可以包括：防止在接触模具118的板之间产生电传导；在布置在第一框架中的狭槽内的第一工具处的第一组感应线圈中产生第一电磁场；并且响应于第一电磁场产生热，达到用于零件的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点。

更具体地参照附图，可以在如图16所示的飞行器制造和保养方法1600和图17所示的飞行器1602的环境下描述本公开的实施方式。在预生产过程中，例示性方法1600可以包括飞行器1602的规范和设计1604以及材料采购1606。在生产过程中，进行飞行器1602的部件和子组件制造1608以及系统集成1610。之后，飞行器1602可以通过认证和交付1612，以便投入服役1614。在消费者处服役的同时，飞行器1602进行日常维护及检修1616(它还可以包括改造、重构、翻新等等)。这里实施的设备和方法可以在生产和保养方法1600(例如，规范和设计1604、材料采购1606、部件和子组件制造1608、系统集成、认证和交付1612、服役1614、维护及检修1616)和/或飞行器1602的任何合适的部件(例如，机身1618、系统1620、内饰1622、推进系统16724、电气系统1626、液压系统1628、环境系统1630)的任一个或多个合适的阶段过程中采用。

方法1600的过程中的每个过程都可以由系统集成器、第三方和/或运营商(例如，消费者)进行或执行。为了进行本描述，系统集成器可以(没有限制地)包括任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以(没有限制地)包括任何数量的销售商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。

如图17所示，通过图示方式1600生产的飞行器1602可以包括具有多个系统1620和内饰1622的机身1618。高级系统1620的示例包括推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628和环境系统1630中的一个或多个。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空示例，但是本发明的原理可以应用于其它工业，诸如汽车工业。

如已经描述的，这里描述的设备和方法可以在生产和保养方法1600的一个或多个阶段过程中采用。例如。可以在飞行器1602运行的同时以类似于所生产的部件或子组件对应的方式来制造或制作与生产阶段1608对应的部件或子组件。此外，在生产阶段1608和1610过程中，例如可以通过显著加速飞行器1602的组装或降低飞行器1602的成本来利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，可以在飞行器1602服役同时利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合，例如并没有限制地以进行维护及检修1616。例如，这里描述的技术和系统可以用于步骤1606、1608、1610、1614和/或1616，并且/或者可以用于飞行器1618和/或内饰1622。这些技术和系统甚至可以用于系统1620，例如包括推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628和/或环境系统1630。

在一个实施方式中，零件包括机身1618的一部分，并且在部件和子组件制造1608过程中制造。然后可以在系统集成1610中将该零件组装到飞行器中，然后可以在服役1614中使用该零件，直到磨损致使该零件不可用。然后，在维护及检修1616中，可以将复合零件120丢弃，并且更换为新制造的零件。在部件和子组件制造1608的整个过程中都可以用来这里描述的发明部件和方法，以便对新零件进行成型。

在附图中所示或在这里描述的各种控制元件(例如，电气或电子部件)中的任一个都可以实现为硬件、执行软件的处理器、执行固件的处理器或上述这些的一些组合。例如，控制感应线圈的电力或者致动上述工具的元件可以实现为专用硬件。专用硬件元件可以成为“处理器”、“控制器”或一些类似技术。当由处理器提供时，所述功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或通过多个单独处理器(其中一些处理器可以共享)来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应该解释为专门指代能够执行软件的硬件，而是可以暗含地包括(没有限制地)数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用应用集成电路(ASIC)或其它电路、可现场编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、非易失性储存器、逻辑电路、或者一些其它物理硬件组件或模块。

此外，控制元件可以实现可由处理器或计算机执行的指令以执行该元件的功能。指令的一些示例为软件、程序代码和固件。所述指令在由处理器执行时可操作，以指示处理器执行该元件的功能。这些指令可以存储在可由处理器读取的存储装置上。存储装置的一些示例为数字或固态存储器、磁性存储介质诸如磁盘和磁带、硬盘驱动器、或者可光学读取的数字数据存储介质。

本发明还涉及不会与权利要求混淆的如下条款。

A1.一种设备100，该设备100包括：

第一工具110，该第一工具110包括：

第一框架114，该第一框架114包括：

彼此平行并且彼此面对的可透磁材料的第一组712板700；和

布置在所述第一组板之间的材料710，所述材料710防止所述板的之间电传导；

第一组115感应线圈116，所述感应线圈布置在所述第一框架中的狭槽135中并且产生第一电磁场；

第一感受器210，该第一感受器210从所述第一框架的第一组板延伸，所述第一感受器由响应于所述第一电磁场产生热的铁磁材料制成，所述铁磁材料具有在用于零件120的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点；和

模具118，该模具118从所述第一感受器延伸并且通过传导式热传递从所述第一感受器接收热；

所述第一组的每个板比所述第一电磁场将产生感应电流的趋肤深度薄。

A2.进一步设置为，段落A1的设备进一步包括：

第二工具130，该第二工具130包括：

第二框架134，该第二框架134包括：

彼此平行并彼此面对的可透磁材料的第二组714板700；和

布置在所述第二组板之间的材料710，所述材料710防止所述板之间的电传导；

第二组137感应线圈136，所述感应线圈布置在所述第二框架中的狭槽135内并且产生第二电磁场；和

铁磁材料的第二感受器138，该铁磁材料响应于所述第二电磁场而产生热，所述第二感受器凹入在所述第二框架内并且限定了尺寸被设置成接收所述模具的容器139；

所述第二组的每个板都比所述趋肤深度薄。

A3.还设置成这样，即：在段落A2的设备中，所述第一感受器和所述第二感受器均包括铁、镍和钴的合金。

A4.还设置成这样，即段落A1的设备进一步包括：

附加感受器1118，所述附加感受器1118被插入所述模具内，并且由响应于所述第一电磁场产生热的铁磁材料制成。

A5.还设置成这样，即在段落A4的设备中：

所述模具包括不接触所述零件的内壁1110和接触所述零件的外壁1112；并且

所述附加感受器插入在所述内壁和所述外壁之间。

A6.还设置成这样，即在段落A5的设备中：

形成所述第一组板的可透磁材料为非磁性不锈钢。

A7.还设置成这样，即在段落A1的设备中：

所述趋肤深度基于供应至所述第一组感应线圈以产生所述第一电磁场的电力的频率。

A8.还设置成这样，即在段落A1的设备中：

所述模具由与所述第一感受器的铁磁材料的化学性质不同的铁磁材料制成。

A9.还设置成这样，即在段落A1的设备中：

所述模具包括壁1110、1112，所述壁1110、1112比所述第一电磁场将在所述模具内产生感应电流的趋肤深度薄。

A10.还设置成这样，段落A1的设备进一步包括：

支撑件350，该支撑件350附装至所述模具，并且由可透磁材料制成。

A11.还设置成这样，即在段落A10的设备中：

所述支撑件由非磁性不锈钢制成。

A12.还设置成这样，即在段落A1的设备中：

所述支撑件比所述第一电磁场将在所述支撑件内产生感应电流的趋肤深度薄。

A13.还设置成这样，即在段落A10的设备中：

所述支撑件包括空心柱体，该空心柱体包括沿着该空心柱体的长度延伸的狭缝1310。

A14.还设置成这样，段落A1的设备进一步包括：

冷却系统342，该冷却系统342向所述模具施加流体，该流体将所述模具冷却至处理温度以下。

A15.还设置成这样，即在段落A14的设备中：

所述模具包括多个内腔1114；并且

所述冷却系统342与所述内腔流体连通。

A16.还设置成这样，即在段落A15的设备中：

所述冷却系统包括插入在所述内腔中的管340。

A17.还设置成这样，即在段落A16的设备中：

每个管都包括使流体能够从所述管行进到内腔1114的端口1220。

A18.还设置成这样，即段落A1的设备进一步包括：

向所述第一组感应线圈供电的电气电源1460。

A19.还设置成这样，即在段落A14的设备中：

形成所述模具的可透磁材料为非磁性不锈钢。

B1.一种设备，该设备包括：

产生电磁场的感应线圈116；和

位于所述电磁场中的工具100，所述工具包括：

可透磁材料的模具118；

第一感受器138，该第一感受器138位于所述电磁场中，并且限定了尺寸被设置成接收所述模具的容器139；和

插入在所述模具内的空腔1114中的多个附加感受器1118。

B2.还设置成这样，即段落B1的设备进一步包括：

连接至所述模具的支撑件350；

该支撑件由不会响应于所述电磁场而产生热的可透磁材料制成。

B3.还设置成这样，即段落B1的设备进一步包括：

向所述感应线圈供电的电气电源1460。

根据本发明的进一步方面，设置成这样，即：

C1.一种通过将形成部件的材料加热至预定温度来制造所述部件的方法，该方法包括：

将要被加热并制成所述部件的材料放置在由响应于电磁通量场产生感应电流的铁磁材料制成的容器内，所述容器能够在经受所述电磁通量场时产生热而达到第一预定温度(1502)；

将由响应于所述电磁通量场产生感应电流的铁磁材料制成的模具放置在所述容器中，所述模具包括多个可移除智能感受器插入件，每个智能感受器插入件由响应于所述电磁通量场产生感应电流以产生热而达到第二预定温度的铁磁材料制成，所述多个智能感受器插入件和所述模具在经受所述电磁通量场时相协作而实现合成预定温度(1504)；和

在所述容器和所述模具附近产生所述电磁通量场(1506)。

C2.还设置成这样，即段落C1的方法进一步包括：

防止在接触所述模具的板之间产生电传导；

在布置在第一框架中的狭槽内的第一工具处的第一组感应线圈中产生第一电磁场；和

响应于所述第一电磁场产生热以达到在用于零件的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点。

C3.根据段落C2的方法组装的飞行器的一部分。

根据本发明的进一步方面，设置成：

D1.一种方法，该方法包括：

向由接触模具处的工具插塞的铁磁材料形成的感受器施加电磁场(1004)；

响应于所述电磁场在所述感受器处产生热，所述感受器具有与零件的热塑性部分的处理温度对应的居里点(1006)；

响应于从所述感受器经由所述模具到所述热塑性部分的传导式热传递将所述热塑性部分的温度增加至所述处理温度(1008)；

将所述模具驱动到所述热塑性部分内以使所述热塑性部分成形(1010)；以及

经由向所述工具插塞施加冷却流体的管冷却所述模具(1012)。

D2.还设置成这样，即段落D1的方法进一步包括：

将所述感受器加热至居里点。

根据本发明的进一步方面，设置成：

E1.一种设备，该设备包括：

模具118，该模具118包括由可透磁材料制成的内壁1110、由可透磁材料制成的外壁1112和布置在所述内壁和所述外壁之间的空腔1114；

布置在所述空腔内的感受器1118，该感受器由响应于电磁场而产生热的铁磁材料制成；以及

支撑件350，该支撑件联接至所述模具，并且由可透磁材料制成。

E2.还设置成这样，即在段落E1的设备中：

所述支撑件比所述电磁场将在所述支撑件内产生感应电流的趋肤深度薄。

E3.还设置成这样，即在段落E1的设备中：

所述空腔在尺寸方面与所述感受器对应。

E4.还设置成这样，段落E1的设备进一步包括：

冷却系统342，该冷却系统342向所述空腔施加流体，该流体将所述模具冷却至用于零件120的热塑性部分的处理温度以下。

E5.还设置成这样，即在段落E1的设备中：

所述支撑件包括空心柱体，该空心柱体包括沿着该空心柱体的长度延伸的狭缝1310。

根据本发明的进一步方面，设置成：

F1.一种方法，该方法包括：

通过如下方式限制废热的同时控制热塑性塑料的加热成型：

对接触模具的至少一个感受器进行感应加热，同时防止支撑所述模具的结构部件发生感应加热(1006)；

通过将所述模具驱动到所述热塑性塑料内而使所述热塑性塑料成形(1010)；以及

通过直接向所述模具的一个或多个内部腔室施加冷却流体来冷却所述模具。

F2.还设置成这样，即段落F1的方法进一步包括：

将所述至少一个感受器加热至居里点。

尽管这里已经描述具体实施方式，但是本公开的范围不限于这些具体实施方式。本公开的范围由如下权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种包括模具(118)的设备(100)，该设备(100)还包括：

第一工具(110)，该第一工具(110)包括：

第一框架(114)，该第一框架(114)包括：彼此平行且彼此面对并且由可透磁材料形成的第一组板；和布置在所述第一组板之间并且防止板之间的电传导的材料(710)；

第一组感应线圈，所述第一组感应线圈布置在所述第一框架中的狭槽(135)内并且产生第一电磁场；

第一感受器(210)，该第一感受器(210)从所述第一框架的所述第一组板延伸，所述第一感受器由响应于所述第一电磁场而产生热的铁磁材料制成，所述铁磁材料具有在用于零件(120)的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点，所述模具(118)从所述第一感受器延伸并且通过传导式热传递从所述第一感受器接收热；和

冷却系统(342)，该冷却系统(342)向所述模具施加流体，该流体将所述模具冷却至处理温度以下，

其中，

所述第一组板中的每个板比所述第一电磁场将产生感应电流的趋肤深度薄，

所述模具包括多个内腔(1114)并且所述冷却系统(342)与所述内腔流体连通，所述冷却系统包括插入在所述内腔中的管(340)。

2.根据权利要求1所述的设备，该设备进一步包括第二工具(130)，该第二工具(130)包括：

第二框架(134)，该第二框架(134)包括：彼此平行且彼此面对并且由可透磁材料形成的第二组板；和布置在所述第二组板之间并且防止板之间的电传导的材料(710)；

第二组感应线圈，所述第二组感应线圈布置在所述第二框架中的狭槽(135)内并且产生第二电磁场；和

由铁磁材料形成的第二感受器(138)，形成该第二感受器的铁磁材料响应于所述第二电磁场而产生热，所述第二感受器凹入在所述第二框架内并且限定了尺寸被设置成接收所述模具的容器(139)；

所述第二组板中的每个板都比所述趋肤深度薄。

3.根据权利要求2所述的设备，其中：

所述第一感受器和所述第二感受器均包括铁、镍和钴的合金。

4.根据权利要求1所述的设备，该设备包括：

附加感受器(1118)，所述附加感受器(1118)被插入所述模具内，并且由响应于所述第一电磁场而产生热的铁磁材料制成。

5.根据权利要求4所述的设备，其中：

所述模具包括不接触所述零件的内壁(1110)和接触所述零件的外壁(1112)；并且

所述附加感受器插入在所述内壁和所述外壁之间。

6.根据权利要求5所述的设备，其中：

形成所述第一组板的可透磁材料为非磁性不锈钢。

7.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述趋肤深度基于供应至所述第一组感应线圈以产生所述第一电磁场的电力的频率。

8.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述模具由与所述第一感受器的铁磁材料的化学性质不同的铁磁材料制成。

9.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述模具包括壁(1110，1112)，所述壁(1110，1112)比所述第一电磁场将在所述模具内产生感应电流的趋肤深度薄。

10.根据权利要求1所述的设备，该设备进一步包括：

支撑件(350)，该支撑件(350)附装至所述模具，并且由可透磁材料制成。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，每个管都包括使流体能够从所述管行进到内腔(1114)的端口(1220)。

12.根据权利要求1所述的设备，该设备进一步包括：

向所述第一组感应线圈供电的电气电源(1460)。

13.根据权利要求1所述的设备，其中：

形成所述模具的可透磁材料为非磁性不锈钢。

14.一种通过将形成部件的材料加热至预定温度来制造所述部件的方法，该方法包括：

将要被加热并制成所述部件的材料放置在由响应于电磁通量场而产生感应电流的铁磁材料制成的容器内，所述容器能够在经受所述电磁通量场时产生热而达到第一预定温度(1502)；

将由响应于所述电磁通量场而产生感应电流的铁磁材料制成的模具放置在所述容器中，所述模具包括多个可移除智能感受器插入件，每个智能感受器插入件由响应于所述电磁通量场产生感应电流以产生热而达到第二预定温度的铁磁材料制成，所述铁磁材料具有在用于零件的热塑性部分的处理温度的十摄氏度内的居里点，所述多个智能感受器插入件和所述模具在经受所述电磁通量场时相协作而实现合成预定温度(1504)；

在所述容器和所述模具附近产生所述电磁通量场(1506)；和

通过冷却系统(342)向所述模具施加流体以将所述模具冷却至处理温度以下，

其中，所述模具包括多个内腔(1114)并且所述冷却系统(342)与所述内腔流体连通，

其中，所述冷却系统包括插入在所述内腔中的管(340)。

15.根据权利要求14所述的方法，该方法进一步包括：

防止在接触所述模具的板之间产生电传导；

在布置在第一框架中的狭槽内的第一工具处的第一组感应线圈中产生第一电磁场；和

响应于所述第一电磁场而产生热。

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