本文描述的實(shí)施一般地涉及復(fù)合零件制造，并且更具體地涉及使用樹脂灌注方法制造復(fù)合零件的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

如其普遍已知的，纖維增強(qiáng)的樹脂材料或“復(fù)合”材料，由于其高強(qiáng)度-重量比、耐腐蝕和其它獨(dú)特性質(zhì)，在航天航空、汽車和航海領(lǐng)域具有許多應(yīng)用。常規(guī)的復(fù)合材料通常包括編織和/或非編織構(gòu)造的玻璃、碳或聚酰胺纖維。可以利用未固化的樹脂預(yù)浸漬纖維以在原材料階段形成纖維層片。纖維層片可以通過將它們層壓在模具表面上而被制造為零件。熱和壓力可以被施加至層壓的層片以固化樹脂和以模具的形狀硬化層壓材料。熱和壓力可以與高壓釜、熱平面(heated flat)或曲面成形工具，或包括使用真空袋的方法的組合一起應(yīng)用。

復(fù)合零件可以以上面的方式在凸模和凹模工具兩者上形成。工具被機(jī)器加工至精密測(cè)量并且在重復(fù)的層壓制作過程期間必須不使其尺寸改變，所述層壓制作過程可以包括溫度和/或壓力循環(huán)。理想地，工裝(tooling)的熱特性應(yīng)當(dāng)比得上被制作的復(fù)合零件的熱特性。以此方式，在層壓材料生產(chǎn)期間形成基本上一致的層壓材料。然而，工具，尤其是工具表面可能被損壞，例如，在儲(chǔ)存或運(yùn)輸期間。當(dāng)工具被損壞時(shí)，其必須被修理或替換。由于制作用于層壓材料生產(chǎn)的精密的金屬工裝所需的巨大費(fèi)用，維持復(fù)制的金屬工具通常是不實(shí)際的。結(jié)果，這樣的修理或替換通常不利地影響和以其它方式阻礙或延遲層壓材料生產(chǎn)。

進(jìn)一步，隨著復(fù)合零件的結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜，制作能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合零件——例如，具有復(fù)合輪廓和根切(undercut)的復(fù)合零件——的期望的容差的精密工具變得更加困難。

因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)復(fù)合零件以及使用樹脂灌注方法而不用昂貴的硬模(hard tooling)來制造這些復(fù)合零件的方法和設(shè)備的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述的實(shí)施一般地涉及復(fù)合零件制造，并且更具體地涉及使用樹脂灌注方法制造復(fù)合零件的方法和設(shè)備。根據(jù)一個(gè)實(shí)施，提供了制造復(fù)合零件的方法。方法包括打印零件骨架，利用可滲透的隔離膜覆蓋零件骨架，和利用樹脂灌注覆蓋的零件骨架。

在另一個(gè)實(shí)施中，提供了用于形成復(fù)合零件的免工具(tool-less)樹脂灌注系統(tǒng)。系統(tǒng)包括足以灌注打印的零件骨架的樹脂供應(yīng)和樹脂灌注裝置。樹脂灌注裝置包括心軸(mandrel)和裝袋膜(bagging film)。心軸包括用于接收打印的零件骨架的零件接收區(qū)和用于接收樹脂供應(yīng)的樹脂接收區(qū)。樹脂接收區(qū)鄰近零件接收區(qū)放置。裝袋膜生成用于包圍零件接收區(qū)和樹脂接收區(qū)的包層(envelope)。

在又另一個(gè)實(shí)施中，提供了制造方法。方法包括利用樹脂灌注打印的零件骨架以形成復(fù)合零件，其中打印的零件骨架放置在免工具樹脂灌注裝置中。

附圖說明

為了其中本公開內(nèi)容的上述特征可以被詳細(xì)地理解的方式，可以通過參考實(shí)施進(jìn)行上面簡(jiǎn)略地概括的公開內(nèi)容的更具體的描述，其中的一些實(shí)施圖解在附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅圖解本公開內(nèi)容的典型實(shí)施，并且因此不認(rèn)為限制其范圍，本公開內(nèi)容可以承認(rèn)其它同樣有效的實(shí)施。

圖1是根據(jù)本文描述的實(shí)施的用于形成復(fù)合零件的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的示意圖；

圖2是根據(jù)本文描述的實(shí)施的形成復(fù)合零件的方法的流程圖；

圖3A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的一個(gè)實(shí)例的透視圖；

圖3B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的正視圖；

圖3C是根據(jù)本文描述的實(shí)施的沿著圖3B的線3C-3C截取的管狀零件骨架的橫截面視圖；

圖4A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的另一個(gè)實(shí)例的透視圖；

圖4B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的正視圖；

圖4C是根據(jù)本文描述的實(shí)施的沿著圖4B的線4C-4C截取的管狀零件骨架的橫截面視圖；

圖5A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的另一個(gè)實(shí)例的透視圖；

圖5B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架的正視圖；

圖5C是根據(jù)本文描述的實(shí)施的沿著圖5B的線5C-5C截取的管狀零件骨架的橫截面視圖；

圖6是在圖5A-5C中描繪的多個(gè)互相連接的管狀零件骨架的互相連接的片(sheet)的示意性正視圖；

圖7是航空器生產(chǎn)和使用方法的流程圖；和

圖8是航空器的框圖的圖解。

為了助于理解，只要有可能，相同的參考數(shù)字已經(jīng)用于指定附圖共有的相同要素。額外地，一個(gè)實(shí)施的要素可以有利地適于在本文描述的其它實(shí)施中使用。

具體實(shí)施方式

下列公開內(nèi)容描述了復(fù)合零件，并且更具體地描述了使用樹脂灌注方法而不使用預(yù)成形坯或工具制造復(fù)合零件的方法。在下列描述和圖1-8中闡述了某些細(xì)節(jié)以提供對(duì)公開內(nèi)容的各種實(shí)施的全面理解。在下列公開內(nèi)容中不闡述描述通常與樹脂灌注方法、增材(additive)制造方法和復(fù)合零件的制造相關(guān)聯(lián)的熟知結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的其它細(xì)節(jié)，以避免不必要地混淆各種實(shí)施的描述。

圖中顯示的許多細(xì)節(jié)、尺寸、角度和其它特征僅僅說明具體實(shí)施。因此，其它實(shí)施可以具有其它細(xì)節(jié)、部件、尺寸、角度和特征，而不背離本公開內(nèi)容的精神或范圍。另外，在沒有下面描述的若干細(xì)節(jié)的情況下，可以實(shí)踐本公開內(nèi)容的進(jìn)一步實(shí)施。

用于制造復(fù)合零件的系統(tǒng)和方法已經(jīng)被開發(fā)，其提供以灌注樹脂方法生產(chǎn)復(fù)合零件而不使用昂貴的預(yù)成形坯或工具的能力。另外，本文描述的制造復(fù)合零件的方法提供生產(chǎn)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合零件而不需要復(fù)雜工裝的能力。本文描述的制造方法和系統(tǒng)通常包括使用增材制造方法打印零件骨架，接著利用樹脂灌注零件骨架并且固化樹脂灌注的零件骨架以形成復(fù)合零件。

雖然本文描述的實(shí)施可以被用于形成任何類型的復(fù)合零件，但是本文描述的實(shí)施對(duì)形成復(fù)雜的復(fù)合零件特別有益。復(fù)雜的復(fù)合零件的實(shí)例包括具有至少選自如下的特征的零件：復(fù)合輪廓、多凹槽、根切、突出部分和桁架結(jié)構(gòu)(如，直桁架、拱形桁架、平面桁架和空間桁架)。平面桁架包括如下結(jié)構(gòu)：其具有在被稱為結(jié)點(diǎn)的接頭處連接的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的支柱。例如，平面桁架可以包括一個(gè)或多個(gè)桁架單元，其中每個(gè)支柱是基本上直的構(gòu)件，使得支柱的整體和一個(gè)或多個(gè)桁架單元的結(jié)點(diǎn)位于基本上相同的平面中?？臻g桁架包括如下桁架：其具有基本上不約束在單個(gè)二維平面中的支柱和結(jié)點(diǎn)?？臻g桁架可以包括兩個(gè)或更多個(gè)平面的桁架(如，平面桁架單元)，其中兩個(gè)或更多個(gè)平面桁架中的至少一個(gè)位于如下平面中：其基本上不平行于其它兩個(gè)平面桁架中的至少一個(gè)或多個(gè)的平面。

圖1是根據(jù)本文描述的實(shí)施的用于形成復(fù)合零件的樹脂灌注系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)例的示意圖。樹脂灌注系統(tǒng)100可以是免工具系統(tǒng)(即，不包含用于模塑復(fù)合零件的硬的或軟的工具)。樹脂灌注系統(tǒng)100可以是真空輔助樹脂灌注系統(tǒng)。樹脂灌注系統(tǒng)100包括利用來自樹脂源的樹脂130灌注零件骨架120的樹脂灌注裝置110。在設(shè)計(jì)或性能容差和/或規(guī)格內(nèi)將零件骨架120安置在樹脂灌注系統(tǒng)100中之前，預(yù)成形零件骨架120。在一些實(shí)施中，使用如本文描述的3-D打印方法形成零件骨架120。

樹脂灌注裝置110包括心軸112、包層114和真空杯116。心軸112具有表面113。心軸112的表面113的至少一部分可以是平面的。心軸112可以是鋁板。心軸112的表面113可以包括零件接收區(qū)115，零件骨架120被安置在其上。在一些實(shí)施中，限定零件接收區(qū)的心軸112的至少一部分具有平面表面。在其中樹脂130在樹脂灌注裝置110內(nèi)部的一些實(shí)施中，心軸112的表面113可以包括樹脂接收區(qū)117，樹脂130可以被安置在其上。在其中樹脂源在樹脂灌注裝置110外部的一些實(shí)施中，樹脂可以從外部樹脂源供給至樹脂接收區(qū)117。

包層114可以由裝袋膜形成，其被密封在心軸112上以包圍零件骨架120和樹脂130。裝袋膜主要地防止空氣和/或氣體從其穿過。一般地，裝袋膜包括不明顯地粘附至樹脂130的任何適合的不可滲透的膜、層或屏障?？梢杂善渲圃煅b袋膜的適合的材料包括塑料、橡膠、樹脂等。

可以使用密封劑將裝袋膜密封至心軸112。密封劑有助于在裝袋膜和心軸112之間生成氣密的或基本上氣體不可滲透的密封。適合的密封材料和/或密封方法的實(shí)例包括粘的、發(fā)粘的和其它這樣的粘合帶或繩(cordage)、熱封、彈性密封等。在其它實(shí)施中，密封劑是任選的并且可以被省略。例如，包層114可以包括袋、可再用的袋、或其它這樣的膜，樹脂灌注裝置110被安置在其中。真空發(fā)生器119與包層114流體連通?？梢钥刂普婵瞻l(fā)生器119以從包層114移除一部分大氣。

真空杯116有助于控制包層114施加在樹脂130上的壓縮力的量。一般而言，真空杯116被放置在與樹脂130相對(duì)的真空區(qū)域126之上，以朝向零件骨架120抽吸樹脂130，利用樹脂130灌注零件骨架120。例如，在一個(gè)實(shí)施中，在包層114的一部分處將真空杯116布置在包層114上，包層114的該部分與樹脂130被安置在其上的樹脂接收區(qū)117和零件骨架120被安置在其上的零件接收區(qū)115相對(duì)，所述零件接收區(qū)115被放置在真空區(qū)域126和樹脂接收區(qū)117之間。真空杯116與真空發(fā)生器118流體連通，可以控制真空發(fā)生器118以從包層114移除一部分大氣。

樹脂灌注裝置110任選地包括一個(gè)或多個(gè)閥，諸如閥122和124。如果存在，閥122和124配置為控制真空杯116內(nèi)真空壓力的量。例如，通過關(guān)閉閥124并打開閥122，可以通過真空發(fā)生器118降低真空杯116內(nèi)的壓力。在另一個(gè)實(shí)例中，通過關(guān)閉閥122并打開閥124，可以允許環(huán)境壓力下的空氣或惰性氣體(如，包圍樹脂灌注系統(tǒng)100的氮)進(jìn)入真空杯116。如果真空杯116中的壓力小于環(huán)境壓力，可以通過使空氣或惰性氣體進(jìn)入提高真空杯116內(nèi)的壓力。

在一些實(shí)施中，零件骨架120可以被覆蓋在可滲透的隔離膜140中?？蓾B透的隔離膜140允許樹脂130流動(dòng)通過可滲透的隔離膜140并且進(jìn)入零件骨架120，然而其將在樹脂灌注的零件骨架固化后被剝離(release)。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜140是多孔膜。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜140由纖維諸如聚四氟乙烯纖維制成。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜140由涂覆有四氟乙烯的玻璃纖維制成。可以與本文描述的實(shí)施一起使用的適合的市售的可滲透的隔離膜包括膜。

在一些實(shí)施中，樹脂130可以是固體或油灰狀的。在其它實(shí)施中，液體樹脂可以被安置在樹脂接收區(qū)117中。比如，液體樹脂可以被安置在心軸112中的凹陷中，或者可以圍繞液體樹脂建造防護(hù)欄(dike)(如，使用覆蓋有特氟龍帶的發(fā)粘帶)。在另一個(gè)實(shí)施中，樹脂源可以被放置在樹脂灌注裝置110的外部。比如，樹脂的來源可以被放置在裝置的外部并且經(jīng)由樹脂供應(yīng)管線(未顯示)和入口(未顯示)供應(yīng)至裝置。

響應(yīng)跨越包層114的壓差，樹脂130被壓縮入零件骨架120。此壓差使得包層114的內(nèi)部處于比包層114的外部相對(duì)低的壓力下。例如，與包層114流體相連的真空發(fā)生器119可以配置為從包層114的內(nèi)部移除一部分空氣和/或氣體。以此方式，環(huán)境空氣壓力可以在包層114上施加力。在一些實(shí)施中，樹脂灌注裝置110可以被安置在壓力容器或高壓釜內(nèi)部。將樹脂灌注裝置110安置在壓力容器或高壓釜內(nèi)部允許將較大的壓力施加至包層114的外部。

樹脂灌注裝置110可以通過熱源134被加熱132。熱源134配置為升高樹脂130的溫度或以其它方式給予熱能進(jìn)入樹脂130。熱源134可以包括，例如，加熱元件、紅外(IR)加熱器、烘箱或高壓釜。在具體的實(shí)例中，熱源134包括具有足夠大以包含樹脂灌注裝置110的內(nèi)部體積的烘箱。在另一個(gè)實(shí)例中，熱源134包括具有壓力室的高壓釜，其具有足夠的體積以包含樹脂灌注裝置110并且可操作以增加壓力室內(nèi)的溫度和/或環(huán)境壓力。

響應(yīng)被加熱至預(yù)定溫度和/或持續(xù)預(yù)定時(shí)間，樹脂130的粘度初始地降低，使得樹脂130可操作以流動(dòng)進(jìn)入或灌注零件骨架120。響應(yīng)進(jìn)一步升高溫度和/或延長(zhǎng)的固化周期，樹脂130的粘度增加并且由于大體上不可逆的化學(xué)聚合反應(yīng)，樹脂130凝固。加熱之后，可以從熱源134移除樹脂灌注裝置110或以其它方式使得冷卻。

圖2是根據(jù)本文描述的實(shí)施的形成復(fù)合零件的方法200的流程圖。在過程210，打印零件骨架?？梢允褂萌〉昧慵羌艿钠谕莶畹娜魏芜m合的方法形成零件骨架。可以使用增材制造方法打印零件骨架。增材制造方法可以包括但不限于如下方法，諸如聚合物噴射(PolyJet)沉積方法、噴墨打印方法、熔融沉積建模方法(“FDM”)、粘合劑噴射方法、粉末床熔融方法、選擇性激光燒結(jié)方法(“SLS”)、立體平版印刷(stereolithography)方法(“SLA”)、還原光聚合數(shù)字光處理、片層壓方法、定向能量沉積方法、或其它類似的3-D沉積方法(如3-D打印方法)。其它類型的增材制造機(jī)器和相關(guān)的技術(shù)是可能的。增材制造方法，諸如3-D打印，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在形成具有復(fù)雜特征的零件骨架(如，具有多個(gè)輪廓的零件，具有多個(gè)平面的零件)中尤其有用，使用當(dāng)前可用的模塑方法難以形成上述零件。

在一個(gè)實(shí)施中，零件骨架可以以計(jì)算機(jī)繪制(rendering)裝置或計(jì)算機(jī)顯示裝置可讀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包含表示零件骨架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是計(jì)算機(jī)文件，并且可以包含關(guān)于一個(gè)或多個(gè)物品的結(jié)構(gòu)、材料、構(gòu)造、物理性質(zhì)或其它特性的信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還可以包含代碼，諸如從事計(jì)算機(jī)繪制裝置或計(jì)算機(jī)顯示裝置的選擇功能的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或裝置控制代碼。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括物理存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如磁存儲(chǔ)器、軟盤、或任何常規(guī)的物理儲(chǔ)存介質(zhì)。物理儲(chǔ)存介質(zhì)可以是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀取的，以在計(jì)算機(jī)屏幕或物理繪制裝置上繪制由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的物品，物理繪制裝置可以是增材制造裝置，諸如3D打印機(jī)。

在一個(gè)實(shí)施中，三維打印(或3-D打印)可以用于生產(chǎn)(或制造)零件骨架。在一個(gè)實(shí)施中，零件骨架的計(jì)算機(jī)(CAD)模型首先被制造，然后切片算法映射(map)每層的信息。在3-D打印方法的一個(gè)非限制性實(shí)例中，層以在粉末床的表面上鋪開的粉末的薄的分布開始。然后分配選擇的粘合劑材料，其在將形成物體的地方選擇性地結(jié)合顆粒。然后，為了將形成的下一個(gè)粉末層，降低支撐粉末床和進(jìn)展中的零件的活塞。在每層后，重復(fù)相同的過程，接著最終熱處理以完成零件骨架。在另一個(gè)實(shí)例中，3-D打印方法可以包括但不限于如下方法：其中液體前體組合物材料的液滴被分配在表面上，然后被固化以逐層的方式形成零件骨架。由于3-D打印方法可以在材料組合物、微結(jié)構(gòu)和表面構(gòu)造上運(yùn)用局部控制，利用此方法可以實(shí)現(xiàn)多種(和先前難以實(shí)現(xiàn)的)復(fù)雜的零件幾何結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)非限制性實(shí)例，增材制造方法可以用于通過局部熔融或固化基體材料逐層地構(gòu)建零件骨架，所述基體材料可以是粉末或液體形式。例如，增材制造機(jī)器可以是3-D打印機(jī)，其利用切片算法從3-D映射數(shù)據(jù)繪圖(draw)零件骨架的每層的詳細(xì)信息。在一個(gè)實(shí)施中，每個(gè)零件骨架以在床的表面上鋪開的基體材料——其可以包括粉末顆?！谋〉姆峙溟_始。使用類似噴墨打印的技術(shù)，粘合劑材料(未顯示)在將形成零件骨架的地方選擇性地結(jié)合基體材料的顆粒?；钊苿?dòng)床連同進(jìn)展中的零件骨架降低，使得基體材料的下一層可以被鋪開并且選擇性地結(jié)合。隨著基體材料被灌注，進(jìn)展中的零件骨架的每層被固化；因此，當(dāng)完成時(shí)，整個(gè)零件骨架被固化。

用于構(gòu)建零件骨架的基體材料可以包括任何各種可固化的、可粘合的或可熔化的材料。使用的基體材料取決于應(yīng)用和使用的具體增材方法。基體材料包括但不限于熱固性塑料，諸如環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂；金屬，諸如Al、Ti、Fe和Ni；陶瓷，諸如Si、Al₂S₃、SiC；和熱塑性塑料，諸如聚酰胺、聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺和玻璃微球，僅舉幾個(gè)例子。在一些實(shí)施中，基體材料可以與額外的增強(qiáng)材料(如，碳納米管)混合以在期望的方向上加強(qiáng)每個(gè)零件骨架。

在一些實(shí)施中，使用由包括聚合物和UV-可固化增材的材料制成的前體打印零件骨架?？梢岳肬V輻射固化前體以獲得UV-固化的前體。UV-固化的前體可以暴露于具有大約11至大約14的pH的堿性溶液持續(xù)預(yù)定量的時(shí)間，接著將UV-固化的前體暴露于預(yù)定的后-UV固化方案(regimen)。固化過程期間的溫度可以從大約室溫增加至某一溫度持續(xù)第一預(yù)定量的時(shí)間，接著在第二預(yù)定量的時(shí)間內(nèi)漸進(jìn)地降低溫度以獲得零件骨架，并且在后-UV固化方案期間將UV-固化的前體維持在惰性環(huán)境中。

在一個(gè)實(shí)施中，提供光聚合物材料作為起始材料。光聚合物可以選自丙烯酸類、聚氨酯類、丙烯酸酯類和環(huán)氧丙烯酸酯類?？梢允褂闷渌m合的材料，只要它們可以通過3-D打印設(shè)備處理，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的。光聚合物材料被引入至增材制造設(shè)備，諸如，例如，3-D打印設(shè)備(如，Objet500 Connex Multi-Material 3D打印機(jī))，或任何類似的3D打印設(shè)備，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的。光聚合物可以與UV-可固化的組分混合以形成光聚合物混合物。光聚合物混合物然后被供應(yīng)至3-D打印機(jī)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的?？蛇x地，光聚合物和UV-可固化的增材可以被分別地供應(yīng)至3-D打印機(jī)，如將容易理解的。然后根據(jù)容易理解的3-D打印方案制備零件骨架。在一些實(shí)施中，3-D打印的零件骨架被視為最終零件骨架的前體。

根據(jù)接受的3-D制造方案，3-D制造的零件骨架經(jīng)常在由供給材料制成的支撐體上制作或連同其一起制作。3-D打印機(jī)通常具有多個(gè)打印頭和多個(gè)光聚合物盒。與3-D打印機(jī)相關(guān)聯(lián)的軟件確定將支撐材料沉積在哪里以支撐其余的零件骨架結(jié)構(gòu)。這樣沉積的支撐材料防止打印的零件骨架松垂、翹曲等。此支撐材料通常是包含吸濕性化合物的光聚合物，其允許支撐材料在溶劑——諸如水、丙二醇、聚乙二醇、甘油和其組合——的存在下溶脹/溶解。此支撐體通常被修剪遠(yuǎn)離3-D制作的零件骨架。另外，在3-D制造過程期間，多余的和不需要的材料可以附著至3-D制作的零件骨架。在本公開內(nèi)容的一些實(shí)施中，一些量的支撐材料擴(kuò)散/融合入零件骨架的表層。堿性溶液與此表層反應(yīng)，“抽吸出(draw out)”和以其它方式移除支撐材料。

在一些實(shí)施中，零件骨架具有結(jié)構(gòu)完整性(即被適合地硬化以實(shí)現(xiàn)尺寸穩(wěn)定性)，但仍不適于經(jīng)受完成的零件骨架所需的熱/壓力循環(huán)。3-D打印的零件骨架可以被暴露于后處理溶液以移除在零件骨架上存在的任何不需要的材料(即在3-D處理期間共形成的在零件骨架上殘留的不需要的材料)。在一些實(shí)施中，后處理溶液是具有大約11至大約14的pH的堿性溶液。示例性后處理溶液包括具有大約11至大約14的pH的氫氧化鈉和含氫氧化鈉的溶液。在預(yù)定周期后，和在零件骨架上存在的基本上全部不需要的材料已經(jīng)從零件骨架移除后，從后處理溶液移除零件骨架。應(yīng)當(dāng)理解，在后處理階段期間，還可能出現(xiàn)從3-D制造的零件骨架移除的一定量的物理碎片。零件骨架可以在基本上維持在例如至少大約90psi的壓力下的惰性環(huán)境中通過將前體暴露于預(yù)定的加熱方案來進(jìn)一步處理。

應(yīng)當(dāng)理解，可以采用和維持90psi以上的壓力。惰性環(huán)境可以包括任何稀有氣體，諸如，例如，氬、氮或其組合，其中氮?dú)猸h(huán)境是優(yōu)選的。加熱設(shè)備可以是提供可控制的和變化量的熱的任何設(shè)備。一個(gè)特別優(yōu)選的裝置是高壓釜。零件骨架可以在從環(huán)境溫度或室溫漸進(jìn)地增加至多達(dá)大約150攝氏度至大約200攝氏度的最大溫度的溫度下后固化。溫度處理可以包括多個(gè)溫度加熱斜坡(ramp)和保持周期(停留期)。在溫度處理之后，使處理的前體冷卻至環(huán)境溫度，并且恢復(fù)至環(huán)境壓力，并且完成的零件骨架已經(jīng)被生產(chǎn)。

任選地，在過程220，零件骨架120覆蓋有可滲透的隔離膜140。在一些實(shí)施中，覆蓋零件骨架120包括將零件骨架120包裹在可滲透的隔離膜中。適合的可滲透的隔離膜允許樹脂流動(dòng)通過可滲透的隔離膜140并進(jìn)入零件骨架，然而其將在灌注零件骨架的樹脂固化之前或之后被剝離。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜是多孔膜。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜由纖維諸如聚四氟乙烯纖維制成并且是多孔的。在一些實(shí)施中，可滲透的隔離膜由涂覆有四氟乙烯的玻璃纖維制成。適合的市售的可滲透的隔離膜包括膜。

在過程230，零件骨架120可以被放置在零件接收區(qū)115中的心軸112上。樹脂130可以在樹脂接收區(qū)117中鄰近零件骨架120放置。在一些實(shí)施中，樹脂130從外部來源供應(yīng)。如果存在，放置灌注介質(zhì)。灌注介質(zhì)可以被放置以覆蓋零件骨架120的一些部分。灌注介質(zhì)可以進(jìn)一步被布置在一些部分上或鄰接樹脂130以使樹脂130能夠跨越零件骨架120并且朝向真空杯116流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施中，灌注介質(zhì)被放置在心軸112和零件骨架120上，并且樹脂130被放置在灌注介質(zhì)上。

在過程240，在已經(jīng)放置樹脂130和零件骨架120后，心軸被覆蓋在包層114(如，裝袋膜)中。在一個(gè)實(shí)施中，包層114被密封在心軸112上以包圍零件骨架120和樹脂130。在很大程度上，包層114防止空氣和/或氣體從其穿過。在一個(gè)實(shí)施中，使用密封劑將包層114與心軸112連接。例如，粘的、發(fā)粘的或粘合劑帶或繩狀材料可以圍繞心軸112的周長(zhǎng)布置并且放置包層114。例如，包層114可以被布置以延伸至密封劑或越過密封劑。

在過程250，真空杯116與包層114連接。可以使用密封劑將真空杯116與包層連接。可以在與樹脂130相對(duì)的零件骨架120的側(cè)面上將密封劑布置在包層114上。例如，粘的、發(fā)粘的或粘合劑帶或繩狀材料可以被布置在包層114上。真空杯116可以被布置在密封劑上。另外，可以安裝將真空杯116連接至真空發(fā)生器118的真空管線。

在過程260，可以在包層114上安置足夠的力以在包層114和心軸112之間形成密封。另外，真空杯116可以被類似地按壓在密封劑上以在真空杯116和密封劑之間和/或密封劑和包層114之間生成密封?？梢栽诖藭r(shí)進(jìn)行泄漏檢查。

在過程270，可以進(jìn)行除氣過程。例如，真空發(fā)生器118和119可以創(chuàng)造較低(與環(huán)境相比)壓力以保持包層114在樹脂130之上，其創(chuàng)造氣體可以在灌注之前通過其逸出的體積。在具體的實(shí)例中，諸如使用熱固性樹脂的情況下，熱源134可以施加足夠的熱至樹脂130以降低樹脂130的粘度。起泡活動(dòng)開始。當(dāng)起泡活動(dòng)停止時(shí)，除氣可以被視為完成。在一些實(shí)施中，不進(jìn)行除氣。比如，樹脂130可以已經(jīng)被充分地脫氣。

在過程280，覆蓋的零件骨架灌注有樹脂。一般而言，響應(yīng)于通過裝袋膜或包層114施加的壓力發(fā)生灌注，以克服樹脂130流動(dòng)通過零件骨架120的阻力。在包層114的外部之間創(chuàng)造壓差，以控制樹脂130灌注入零件骨架120的速率和壓力。在利用樹脂灌注零件骨架的同時(shí)，可以施加熱。

在過程290，固化樹脂灌注的零件固件。多種樹脂配方采用各種化學(xué)硬化或聚合方法。例如，概括地分類為熱塑性樹脂(thermoresin)或熱固性樹脂的一組樹脂通過加熱被聚合。就這一點(diǎn)而言，充分的熱和/或壓力被施加至灌注的樹脂以有助于樹脂中的化學(xué)反應(yīng)或聚合。在其它情況下，樹脂可以通過添加硬化劑或催化劑聚合。一旦與催化劑混合，樹脂將在給予足夠的時(shí)間的情況下聚合。因而，在另一個(gè)實(shí)例中，允許足夠的時(shí)間以發(fā)生有助于聚合。

在一些實(shí)施中，樹脂灌注裝置110可以被安置在壓力容器諸如高壓釜中。在固化期間，高壓釜增加環(huán)境壓力并且加熱樹脂。在灌注期間，真空杯116可以處于高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力下。在高壓釜運(yùn)轉(zhuǎn)的增壓階段期間，可以主動(dòng)地或被動(dòng)地控制壓差。

可以被動(dòng)地控制壓差，使得真空杯壓力在高壓釜中自動(dòng)地維持環(huán)境壓力以下的固定壓差。比如，可以通過調(diào)節(jié)器或止回閥實(shí)現(xiàn)被動(dòng)控制，所述調(diào)節(jié)器或止回閥在設(shè)定壓差(如，5psi)下致動(dòng)，使得真空杯壓力貫穿加壓循環(huán)在高壓釜中自動(dòng)地保持環(huán)境壓力以下5psi。

在固化后，從樹脂灌注裝置110移除固化的零件。例如，固化的零件可以通過打磨、拋光、銑削、清洗等完成。

圖3A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架300的一個(gè)實(shí)例的透視圖。圖3B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架300的正視圖。圖3C是根據(jù)本文描述的實(shí)施的沿著圖3B的線3C-3C截取的管狀零件骨架300的橫截面視圖。在樹脂灌注之前，描繪管狀零件骨架300。如本文描述的，可以使用增材制造方法形成管狀零件骨架300。

在一些實(shí)施中，管狀零件骨架300包括細(xì)長(zhǎng)的管狀體310和輻板(web)結(jié)構(gòu)320以貫穿管狀零件骨架300提供支撐。如描繪的，例如，在圖3A-3C中，輻板結(jié)構(gòu)320可以貫穿管狀零件骨架300延伸以貫穿管狀零件骨架300提供支撐。管狀零件骨架300的輻板結(jié)構(gòu)320可以因而抵抗拉伸、壓縮和剪切力支撐管狀零件骨架300。輻板結(jié)構(gòu)320還可以沿著多個(gè)平面增強(qiáng)管狀零件骨架300。在一些實(shí)施中，輻板結(jié)構(gòu)320包括內(nèi)部桁架結(jié)構(gòu)322和外部桁架結(jié)構(gòu)324。例如，外部桁架結(jié)構(gòu)324可以提供支撐抵抗通過管狀零件骨架300垂直作用的拉伸和壓縮力，并且內(nèi)部桁架結(jié)構(gòu)322可以提供支撐抵抗沿著包含各自桁架的多種平面的拉伸、壓縮和剪切力。

沿著縱軸312形成細(xì)長(zhǎng)的管狀體310。細(xì)長(zhǎng)的管狀體310具有第一端314和與第一端314相對(duì)的第二端316。細(xì)長(zhǎng)的管狀體310限定沿著縱軸312延伸的空腔325?？涨?25具有在第一端314處的第一開口和在第二端316處的第二開口。在一些實(shí)施中，空腔325的一端是開放的且空腔325的相對(duì)端是密封的。在一些實(shí)施中，空腔的兩端都是密封的?？涨?25可以包含電線、傳感器或其它電氣功能。

細(xì)長(zhǎng)的管狀體310包括由細(xì)長(zhǎng)的管狀體310徑向延伸的第一組輻條(spoke)330a-330m(共同地“330”)。在一些實(shí)施中，每個(gè)第一組輻條相對(duì)于每個(gè)相鄰的第一組輻條等距地間隔。例如，第一組輻條330b相對(duì)于第一組輻條330a和330c等距地間隔。第一組輻條330的每個(gè)輻條332a-332h(共同地“332”)可以垂直于縱軸312。在一些實(shí)施中，第一組輻條330的每個(gè)輻條332在垂直于縱軸312的平面中放置。在一些實(shí)施中，輻條330中的至少一個(gè)可以相對(duì)于縱軸312成角度。第一組輻條330的每個(gè)輻條332相對(duì)于第一組輻條330的相鄰的輻條332圓周地間隔。例如，如圖3B中所示，輻條332b相對(duì)于輻條332a和輻條332c圓周地和等距地間隔。

每個(gè)輻條332包括多個(gè)接頭或結(jié)點(diǎn)336a、336b(共同地“336”)，其中撐條(bar)或支柱350與輻條332連接。管狀零件骨架300的每個(gè)輻條包括兩個(gè)結(jié)點(diǎn)336a和336b。每個(gè)輻條332可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)336，這取決于每個(gè)零件骨架中期望的桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。

多個(gè)第一組輻條330a-330m沿著細(xì)長(zhǎng)的管狀體310的長(zhǎng)度軸向地間隔。在一些實(shí)施中，如圖3B中描繪的，第一組輻條330a-330m中的每個(gè)的輻條332a-332h與其它第一組輻條330a-330m的輻條332a-332h對(duì)齊。例如，第一組輻條330a的輻條332a和第一組輻條330b的輻條332a可以對(duì)齊。

細(xì)長(zhǎng)的管狀體310進(jìn)一步包括由縱軸312徑向延伸的第二組輻條340a-3401(共同地“340”)。在一些實(shí)施中，每個(gè)第二組輻條相對(duì)于每個(gè)相鄰的第二組輻條等距地間隔。例如，第二組輻條340b相對(duì)于第二組輻條340a和340c等距地間隔。第二組輻條340的每個(gè)輻條342a-342h(共同地“342”)可以垂直于縱軸312。在一些實(shí)施中，第二組輻條340的每個(gè)輻條342在垂直于縱軸312的平面中放置。第二組輻條340的每個(gè)輻條342相對(duì)于第二組輻條340的相鄰的輻條342圓周地間隔。例如，如圖3B中所示，輻條342b相對(duì)于輻條342a和輻條342c圓周地和等距地間隔。每個(gè)輻條342包括多個(gè)接頭或結(jié)點(diǎn)(未顯示)，其中支柱350和輻條342連接。在圖3A-3C的實(shí)施中，每個(gè)輻條包括兩個(gè)結(jié)點(diǎn)(未顯示)。每個(gè)輻條342a-342h可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)，這取決于每個(gè)零件骨架中期望的桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。

多個(gè)第二組輻條340a-340m沿著細(xì)長(zhǎng)的管狀體310的長(zhǎng)度軸向地間隔。在一些實(shí)施中，如圖3B中描繪的，每個(gè)第二組輻條340a-340m的輻條342a-342h與其它第二組輻條340a-340m的輻條342a-342h對(duì)齊。

在一些實(shí)施中，第二組輻條340的每個(gè)輻條342相對(duì)于第一組輻條330的每個(gè)輻條332交錯(cuò)或偏移。例如，參考圖3B，輻條342b相對(duì)于輻條332a和輻條332b交錯(cuò)。

雖然在圖3A-3C中，在第一組輻條330和第二組輻條340中的每個(gè)中描繪了8個(gè)輻條，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任意數(shù)目的輻條。進(jìn)一步，雖然在圖3A-3C中描繪的每個(gè)輻條具有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，但是可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)，這取決于最終產(chǎn)品的期望的大小或強(qiáng)度。

管狀零件骨架300進(jìn)一步包括相對(duì)于縱軸312以非垂直或非平行角度取向的撐條或支柱350以形成輻板結(jié)構(gòu)320。雖然支柱350顯示為成角度的，但是在一些實(shí)施中，支柱350平行于縱軸312。在一些實(shí)施中，支柱350是彎曲的。支柱350從第一輻條332的結(jié)點(diǎn)336延伸至第二輻條342的結(jié)點(diǎn)(未顯示)。例如，支柱可以從輻條342b延伸至輻條332a，并且另一個(gè)支柱可以從輻條342b延伸至輻條332b。支柱350的外表面限定管狀零件骨架300的圓柱形外表面。根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施，四個(gè)支柱350a-350d在單個(gè)結(jié)點(diǎn)336處會(huì)聚。認(rèn)為支柱的此排布，以及內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的配置提供了具有大量軸向、扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度的管狀零件骨架300。圖解的支柱350的排布限定了多個(gè)正方形開口360。如圖3A中所示，每個(gè)正方形開口360由四個(gè)成角度的支柱限定。

在進(jìn)一步實(shí)施中，管狀零件骨架300包括端結(jié)點(diǎn)370，其由兩個(gè)支柱350e、350f的交叉形成。如圖3A中所示，細(xì)長(zhǎng)的管狀體310的第一端314和第二端316終止在由兩個(gè)成角度的支柱的交叉形成的端結(jié)點(diǎn)。

圖4A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架400的另一個(gè)實(shí)例的透視圖。圖4B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架400的正視圖。圖4C是根據(jù)本文描述的實(shí)施的沿著圖4B的線4C-4C截取的管狀零件骨架400的橫截面視圖。管狀零件骨架400與管狀零件骨架300類似，除了管狀零件骨架400的輻板結(jié)構(gòu)420延伸通過管狀零件骨架400的中心，這表示不存在空腔。進(jìn)一步，管狀零件骨架400缺少第二組輻條，這表示撐條或支柱中的一些彼此連接以形成接頭或結(jié)點(diǎn)。在樹脂灌注之前，描繪管狀零件骨架400。如本文描述的，可以使用增材制造方法形成管狀零件骨架400。

在一些實(shí)施中，管狀零件骨架400包括細(xì)長(zhǎng)的管狀體410和輻板結(jié)構(gòu)420以貫穿管狀零件骨架400提供支撐。如描繪的，例如，在圖4A-4C中，輻板結(jié)構(gòu)420貫穿包括管狀零件骨架400的中心部分的管狀零件骨架400延伸以貫穿管狀零件骨架400提供支撐。管狀零件骨架400的輻板結(jié)構(gòu)420因而可以抵抗拉伸、壓縮和剪切力支撐管狀零件骨架400。輻板結(jié)構(gòu)420還可以沿著多個(gè)平面增強(qiáng)管狀零件骨架400。在一些實(shí)施中，輻板結(jié)構(gòu)420包括內(nèi)部桁架結(jié)構(gòu)422、中間桁架結(jié)構(gòu)424和外部桁架結(jié)構(gòu)426。例如，外部桁架結(jié)構(gòu)426可以提供支撐抵抗通過管狀零件骨架400垂直作用的拉伸和壓縮力，并且內(nèi)部桁架結(jié)構(gòu)422和中間桁架結(jié)構(gòu)424可以提供支撐抵抗沿著包含各自桁架的多種平面的拉伸、壓縮和剪切力。

沿著縱軸412形成細(xì)長(zhǎng)的管狀體410。細(xì)長(zhǎng)的管狀體410具有第一端414和與第一端414相對(duì)的第二端416。細(xì)長(zhǎng)的管狀體410包括由縱軸412徑向延伸的一組輻條430a-430m(共同地“430”)。在一些實(shí)施中，每組輻條相對(duì)于每個(gè)相鄰的第二組輻條等距地間隔。例如，輻條430b的組相對(duì)于輻條430a和430c的組等距地間隔。輻條430的組的每個(gè)輻條432a-432h(共同地“432”)可以垂直于縱軸412。在一些實(shí)施中，輻條430的組的每個(gè)輻條432在垂直于縱軸412的平面中放置。輻條430的組的每個(gè)輻條432相對(duì)于輻條430的組的相鄰的輻條432圓周地和等距地間隔。例如，如圖4B中所示，輻條432b相對(duì)于輻條432a和輻條432c圓周地和等距地間隔。每個(gè)輻條432包括多個(gè)接頭或結(jié)點(diǎn)436a、436b(共同地“436”)，其中撐條或支柱450和輻條432連接。在圖4A-4C的實(shí)施中，每個(gè)輻條包括兩個(gè)結(jié)點(diǎn)436a和436b。每個(gè)輻條432可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)436，這取決于每個(gè)管狀零件骨架400中期望的桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。

多組輻條430a-430m沿著細(xì)長(zhǎng)的管狀體410的長(zhǎng)度軸向地間隔。在一些實(shí)施中，如圖4B中描繪的，輻條430a-430m的組中的每個(gè)的輻條432a-432h與其它組輻條430a-430m的輻條432a-432h對(duì)齊。例如，輻條430a的組的輻條432a和第一組輻條430b的輻條432a可以對(duì)齊。

雖然在圖4A-4C中，在輻條430的組中的每個(gè)中描繪了8個(gè)輻條，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任意數(shù)目的輻條。進(jìn)一步，雖然在圖4A-4C中描繪的每個(gè)輻條具有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)436a、436b，但是可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)，這取決于最終產(chǎn)品的期望的大小和強(qiáng)度。

管狀零件骨架400進(jìn)一步包括相對(duì)于縱軸412以非垂直或非平行角度取向的撐條或支柱450。支柱450從輻條432的結(jié)點(diǎn)436延伸至從相鄰的輻條432的結(jié)點(diǎn)(未顯示)延伸的另一個(gè)支柱450。例如，支柱450a可以與支柱450b連接以形成接頭或結(jié)點(diǎn)。支柱450的外表面限定管狀零件骨架400的圓柱形外表面。根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施，四個(gè)成角度的支柱450a-450f在單個(gè)結(jié)點(diǎn)436處會(huì)聚。認(rèn)為成角度的支柱的此排布，以及內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的配置，提供了具有大量軸向、扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度的管狀零件骨架400。圖解的支柱450的排布限定了多個(gè)正方形開口460。如圖4A中所示，每個(gè)正方形開口460由四個(gè)支柱限定。

在進(jìn)一步實(shí)施中，管狀零件骨架400包括端結(jié)點(diǎn)470，其由兩個(gè)支柱450g、450h的交叉形成。如圖4A中所示，細(xì)長(zhǎng)的管狀體的第一端和第二端終止在由兩個(gè)成角度的支柱的交叉形成的端結(jié)點(diǎn)。

圖5A是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架500的另一個(gè)實(shí)例的透視圖。圖5B是根據(jù)本文描述的實(shí)施形成的管狀零件骨架500的正視圖。圖5C是沿著圖5B的線5C-5C截取的管狀零件骨架500的橫截面視圖。管狀零件骨架500與管狀零件骨架300類似，除了每個(gè)輻條包含六個(gè)結(jié)點(diǎn)，其增加管狀零件骨架500中桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。在樹脂灌注之前，描繪管狀零件骨架500。如本文描述的，可以使用增材制造方法形成管狀零件骨架500。

在一些實(shí)施中，管狀零件骨架500包括細(xì)長(zhǎng)的管狀體510和輻板結(jié)構(gòu)520以貫穿管狀零件骨架500提供支撐。如描繪的，例如，在圖5A-5C中，輻板結(jié)構(gòu)520可以貫穿管狀零件骨架500延伸以貫穿管狀零件骨架500提供支撐。管狀零件骨架500的輻板結(jié)構(gòu)520因而可以抵抗拉伸、壓縮和剪切力支撐管狀零件骨架500。輻板結(jié)構(gòu)520還可以沿著多個(gè)平面增強(qiáng)管狀零件骨架500。

沿著縱軸512形成細(xì)長(zhǎng)的管狀體510。細(xì)長(zhǎng)的管狀體510具有第一端514和與第一端514相對(duì)的第二端516。細(xì)長(zhǎng)的管狀體510限定沿著縱軸512延伸的空腔525?？涨?25具有在第一端514處的第一開口和在第二端516處的第二開口。在一些實(shí)施中，空腔525的一端是開放的且空腔525的相對(duì)端是密封的。在一些實(shí)施中，空腔的兩端都是密封的?？涨?25可以包含電線、傳感器或其它電氣功能。

細(xì)長(zhǎng)的管狀體510包括由細(xì)長(zhǎng)的管狀體510徑向延伸的第一組輻條530a-530i(共同地“530”)。在一些實(shí)施中，每個(gè)第一組輻條相對(duì)于每個(gè)相鄰的第一組輻條等距地間隔。例如，第一組輻條530b相對(duì)于第一組輻條530a和530c等距地間隔。第一組輻條530的每個(gè)輻條532a-532h(共同地“532”)垂直于縱軸512。在一些實(shí)施中，第一組輻條530的每個(gè)輻條532在垂直于縱軸512的平面中放置。在一些實(shí)施中，輻條530中的至少一個(gè)可以相對(duì)于縱軸512成角度。第一組輻條530的每個(gè)輻條532相對(duì)于第一組輻條530的相鄰的輻條532圓周地間隔。例如，如圖5B中所示，輻條532b相對(duì)于輻條532a和輻條532c圓周地和等距地間隔。

每個(gè)輻條532包括多個(gè)接頭或結(jié)點(diǎn)536a-536f(共同地536)，其中撐條或支柱550和輻條532連接。管狀零件骨架500的每個(gè)輻條包括六個(gè)結(jié)點(diǎn)536a-536f。每個(gè)輻條532可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)536，這取決于每個(gè)零件骨架中期望的桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。

多個(gè)第一組輻條530a-530i沿著細(xì)長(zhǎng)的管狀體510的長(zhǎng)度軸向地間隔。在一些實(shí)施中，如圖5B中描繪的，第一組輻條530a-530i中的每個(gè)的輻條532a-532h與其它第一組輻條530a-530i的輻條532a-532h對(duì)齊。例如，第一組輻條530a的輻條532a和第一組輻條530b的輻條532a可以對(duì)齊。

細(xì)長(zhǎng)的管狀體510進(jìn)一步包括由縱軸512徑向延伸的第二組輻條540a-540h(共同地“540”)。在一些實(shí)施中，每個(gè)第二組輻條相對(duì)于每個(gè)相鄰的第二組輻條等距地間隔。例如，第二組輻條540b相對(duì)于第二組輻條540a和540c等距地間隔。第二組輻條540的每個(gè)輻條542a-542h(共同地“542”)可以垂直于縱軸512。在一些實(shí)施中，第二組輻條540的每個(gè)輻條542在垂直于縱軸512的平面中放置。第二組輻條540的每個(gè)輻條542相對(duì)于第二組輻條540的相鄰的輻條542圓周地間隔。例如，如圖5B中所示，輻條542b相對(duì)于輻條542a和輻條542c圓周地和等距地間隔。每個(gè)輻條542包括多個(gè)接頭或結(jié)點(diǎn)(未顯示)，其中支柱550和輻條542連接。在圖5A-5C的實(shí)施中，每個(gè)輻條包括兩個(gè)結(jié)點(diǎn)(未顯示)。每個(gè)輻條可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)，這取決于每個(gè)零件骨架中期望的桁架結(jié)構(gòu)或?qū)拥臄?shù)目。

多個(gè)第二組輻條540a-540h沿著細(xì)長(zhǎng)的管狀體510的長(zhǎng)度軸向地間隔。在一些實(shí)施中，如圖5B中描繪的，每個(gè)第二組輻條540a-540h的輻條542a-542h與其它第二組輻條540a-540h的輻條542a-542h對(duì)齊。

在一些實(shí)施中，如圖5B中所示，第二組輻條540的每個(gè)輻條542相對(duì)于第一組輻條530的每個(gè)輻條532交錯(cuò)或偏移。例如，參考圖5B，輻條542b相對(duì)于輻條532a和輻條532b交錯(cuò)。

雖然在圖5A-5C中，在第一組輻條530和第二組輻條540中的每個(gè)中描繪了8個(gè)輻條，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任意數(shù)目的輻條。進(jìn)一步，雖然在圖5A-5C中描繪的每個(gè)輻條具有六個(gè)結(jié)點(diǎn)，但是可以包括任意數(shù)目的結(jié)點(diǎn)，這取決于最終產(chǎn)品的期望的大小和強(qiáng)度。

管狀零件骨架500進(jìn)一步包括相對(duì)于縱軸512以非垂直或非平行角度取向的撐條或支柱550以形成輻板結(jié)構(gòu)520。雖然支柱550顯示為成角度的，但是在一些實(shí)施中，支柱550平行于縱軸512。在一些實(shí)施中，支柱550是彎曲的。支柱550從第一輻條532的結(jié)點(diǎn)536延伸至第二輻條542的結(jié)點(diǎn)(未顯示)。例如，支柱可以從輻條542b延伸至輻條532a，并且另一個(gè)支柱可以從輻條542b延伸至輻條532b。支柱550的外表面限定管狀零件骨架500的圓柱形外表面。根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施，四個(gè)支柱550a-550d在單個(gè)結(jié)點(diǎn)536處會(huì)聚。認(rèn)為支柱的此排布，以及內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的配置，提供了具有大量軸向、扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度的管狀零件骨架500。圖解的支柱550的排布限定了多個(gè)正方形開口560。如圖5A中所示，每個(gè)正方形開口560由四個(gè)成角度的支柱限定。

在進(jìn)一步實(shí)施中，管狀零件骨架500包括端結(jié)點(diǎn)570，其由兩個(gè)成角度的支柱550e、550f的交叉形成。如圖5A中所示，細(xì)長(zhǎng)的管狀體510的第一端514和第二端516終止在由兩個(gè)成角度的支柱的交叉形成的端結(jié)點(diǎn)。

圖6是多個(gè)堆疊的互相連接的管狀零件骨架500a-500y的互相連接的片600的示意性正視圖。管狀零件骨架500a-500y被描繪為5×5結(jié)構(gòu)。雖然描繪為5×5結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任意數(shù)目的相互連接的管狀零件骨架，這取決于最終產(chǎn)品的期望的特性(如，強(qiáng)度和柔韌性)。管狀零件骨架500a-500y經(jīng)由在相鄰的相互連接的管狀零件骨架之間共享的共同的輻條532相互連接。例如，管狀零件骨架500a和管狀零件骨架500b經(jīng)由共同的輻條532c相互連接，并且管狀骨架零件500a和管狀零件骨架500f經(jīng)由共同的輻條532e相互連接。

更具體地參考附圖，在圖7中顯示的航空器制造和使用方法700和圖8中顯示的航空器802的背景下，可以描述本公開內(nèi)容的實(shí)施。在生產(chǎn)前期間，方法700可以包括航空器802的規(guī)格和設(shè)計(jì)704以及材料采購(gòu)706。在生產(chǎn)期間，進(jìn)行航空器802的部件和子組件制造708以及系統(tǒng)集成710。其后，航空器802可以經(jīng)過驗(yàn)收和交付712，以便投入使用714。在客戶使用的同時(shí)，航空器802被安排進(jìn)行例行維護(hù)和保養(yǎng)716(其可以包括改造、重構(gòu)、翻新等)。

可以通過系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(如，客戶)進(jìn)行或?qū)嵤┓椒?00的每個(gè)過程。出于此描述的目的，系統(tǒng)集成商可以非限制性地包括任意數(shù)目的航空器制造商和主系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商；第三方可以非限制性地包括任意數(shù)目的出售商、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)機(jī)構(gòu)等。

如圖8中所示，由示例性方法700生產(chǎn)的航空器802可以包括具有多個(gè)系統(tǒng)820的機(jī)身818和內(nèi)部822。高級(jí)系統(tǒng)820的實(shí)例包括推進(jìn)系統(tǒng)824、電氣系統(tǒng)826、液壓系統(tǒng)828和環(huán)境系統(tǒng)830中的一種或多種。

可以在生產(chǎn)和使用方法700的任何一個(gè)或多個(gè)階段期間，采用本文呈現(xiàn)的設(shè)備和方法。例如，可以以與航空器802使用的同時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件類似的方式制作或制造對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過程708的部件或子組件。另外，在生產(chǎn)階段708和710期間，一個(gè)或多個(gè)設(shè)備實(shí)施、方法實(shí)施、或其組合可以被利用，例如，通過實(shí)質(zhì)上加快航空器802的組裝或降低航空器802的成本。類似地，在航空器802使用的同時(shí)，一個(gè)或多個(gè)設(shè)備實(shí)施、方法實(shí)施或其組合可以例如且非限制性地被用于維護(hù)和保養(yǎng)716。

進(jìn)一步，本公開內(nèi)容包括根據(jù)下列條款的實(shí)施：

條款1.一種制造方法，其包括：

打印零件骨架；

利用可滲透的隔離膜覆蓋零件骨架以形成覆蓋的零件骨架；和

利用樹脂灌注覆蓋的零件骨架。

條款2.條款1的方法，其中使用增材制造方法打印零件骨架。

條款3.條款1的方法，其中增材制造方法是選自聚合物噴射打印方法、噴墨打印方法、立體平版印刷方法(“SLA”)、熔融沉積建模方法(“FDM”)和選擇性激光燒結(jié)方法(“SLS”)的3D打印方法。

條款4.條款1的方法，其中零件骨架具有選自如下的至少一種特征：復(fù)合輪廓、多凹槽、根切、突出部分和桁架結(jié)構(gòu)。

條款5.條款1的方法，其中使用選自熱固性塑料、金屬、陶瓷和熱塑性塑料的基體材料打印零件骨架。

條款6.條款1的方法，其中可滲透的隔離膜允許樹脂流動(dòng)通過可滲透的隔離膜并且進(jìn)入零件骨架。

條款7.條款1的方法，其中可滲透的隔離膜是多孔的并且由聚四氟乙烯纖維制成。

條款8.條款1的方法，進(jìn)一步包括固化灌注的覆蓋的零件骨架以形成復(fù)合零件。

條款9.一種用于形成復(fù)合零件的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，其包括：

樹脂供應(yīng)，其足以灌注打印的零件骨架；

樹脂灌注裝置，其包括：

心軸，所述心軸包括：

零件接收區(qū)，其用于接收打印的零件骨架；和

樹脂接收區(qū)，其用于接收樹脂供應(yīng)，樹脂接收區(qū)鄰近零件接收區(qū)放置；和

裝袋膜，其生成包圍零件接收區(qū)和樹脂接收區(qū)的包層。

條款10.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

真空杯，其被布置在包層上，用于控制包層施加在樹脂供應(yīng)上的壓縮力的量，其中真空杯被放置在由包層包圍的真空區(qū)域之上。

條款11.條款10的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，其中在包層的一部分處將真空杯布置在包層上，包層的該部分與樹脂接收區(qū)和零件接收區(qū)相對(duì)，所述零件接收區(qū)被放置在真空區(qū)域和樹脂接收區(qū)之間。

條款12.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，其中限定零件接收區(qū)的心軸的部分具有平的表面。

條款13.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，其中樹脂供應(yīng)被放置在樹脂灌注裝置的外部。

條款14.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

加熱器，其加熱樹脂供應(yīng)，其中加熱樹脂初始地降低樹脂供應(yīng)的粘度。

條款15.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

真空發(fā)生器，其生成跨越裝袋膜的壓差，其中壓差提供壓縮力以迫使樹脂從樹脂供應(yīng)進(jìn)入零件骨架。

條款16.條款9的免工具樹脂灌注系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

零件骨架，其覆蓋在可滲透的隔離膜中并且放置在零件接收區(qū)中。

條款17.一種制造方法，其包括：

利用樹脂灌注打印的零件骨架以形成復(fù)合零件，其中打印的零件骨架被放置在免工具樹脂灌注裝置中。

條款18.條款17的方法，其中打印的零件骨架被放置在樹脂灌注裝置的心軸的零件接收區(qū)上，其中零件接收區(qū)具有平的表面。

條款19.條款18的方法，進(jìn)一步包括：

利用裝袋膜覆蓋打印的零件骨架和心軸，以生成包圍零件接收區(qū)和樹脂接收區(qū)的包層。

條款20.條款17的方法，進(jìn)一步包括：

在利用樹脂灌注打印的零件骨架之前，利用可滲透的隔離膜覆蓋零件骨架。

雖然前述涉及本公開內(nèi)容的實(shí)施，但是可以設(shè)計(jì)本公開內(nèi)容的其它和進(jìn)一步實(shí)施，而不背離其基本范圍，并且其范圍由所附權(quán)利要求確定。