[发明专利]用于形成具有定制特性的部件的具有加热器的工具

说明书

公开了一种成形系统，该成形系统具有第一模具组件和第二模具组件，其中，模具具有模具表面，模具表面构造成彼此配合以在其间形成模具腔，从而将工件接纳在模具腔中。模具中的一者或两者包括加热器插入构件，加热器插入构件中具有用于接纳柔性加热器构件的蛇形凹槽。柔性加热器构件构造成与蛇形凹槽的形状相符合。加热器插入构件定位成与模具表面相邻且提供更均匀地表面加热，以形成具有定制特性的复杂3D表面。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2016年8月30日提交的美国临时专利申请 62/381,551的优先权，其全部内容通过参引并入全文。

技术领域

本公开总体上涉及用于生产车辆部件的热成形系统。

背景技术

车辆制造商致力于提供越来越强、更轻和更便宜的车辆。用于形成车辆车身部件的一种方法是热成形方法，其中，在热成形模具中对加热的钢坯进行冲压并同时进行淬火(用于快速冷却和硬化)。通常可以将预热的板材引入到热成形模具中，以形成所需的形状，并且在模具中在成形操作之后对其进行淬火，从而产生热处理的部件。用于同时执行冲压和淬火步骤的已知的热成形模具通常采用以常规的方式形成的水冷却通道(用于使冷却水循环通过热成形模具)。在一些应用中，与其他部分相比，可能希望以更慢的速率来冷却冲压金属件的特定的部分。冲压部件的这些部分通过冲压模具被加热，使得冷却速率相对于部件的暴露于模具的接纳冷却流体的部分的部分大致减慢。部件的较慢冷却的部分将比部件的经受快速冷却(淬火)的部分保持更软(更具延展性)。为了加热模具的各部分，可以在模具的成形块内设置大量的筒式加热器，以便将热施加至被冲压的产品的各区域。

虽然使用这些常规的筒式加热器可以为直的和简单的3D表面提供良好的加热效果，但是很难保持一致的距离，并且因此在形成复杂的3D表面、比如在形成汽车B柱和A柱时很难保持要被制成更具延展性的部件区域的加热效率。

已经采用了几种不同的装置和方法来在成形期间向部件的特定区域提供热。一些装置在模具部件内提供各种线形筒式加热器，以在工件形成期间将热局部地施加至工件以形成上述复杂部件。然而，在模具部件中使用这些线形筒会导致沿着模具表面的温度变化，从而在形成工件时产生不均匀的热分布并且因此产生劣质产品。此外，将许多线形筒式加热器插入到模具或冲压部件中具有与其相关联的高成本，特别是在加工工具、组装工具以及维护所述工具方面。线形筒式加热器难以安装且在从模具中被拉出时可能发生断裂。在更换筒时，还需要特殊的清洁程序，这进一步导致了与时间和金钱相关联的成本。

本公开提供了对在热成形系统和热成形操作中所使用的模具的改进，并且具体地，提供了对用于形成复杂的3D部件的模具或印模的改进。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种成形系统，该成形系统包括：第一模具组件，第一模具组件具有第一模具本体和第一模具表面；第二模具组件，第二模具组件具有第二模具本体和第二模具表面；第一模具表面和第二模具表面具有变化的横截面且构造成彼此配合以在其间形成模具腔，从而将工件接纳在模具腔中，构造成被接纳在第一模具本体和第二模具本体中的一者中的第一加热器插入构件，第一加热器插入构件中具有第一蛇形凹槽，以及第一柔性加热器构件，第一柔性加热器构件布置在第一蛇形凹槽中且构造成与第一蛇形凹槽的形状相符合。