用于对具有低延展性的材料进行成形的方法和设备.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102933331 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102933331 A *CN102933331A* (21)申请号 201180024814.3 (22)申请日 2011.05.17 61/345,348 2010.05.17 US B21D 37/16(2006.01) B21B 37/74(2006.01) B21D 39/02(2006.01) C22F 1/04(2006.01) (71)申请人 麦格纳国际公司 地址 加拿大安大略省 (72)发明人 博里斯舒利金 马克西米利安阿姆特曼 顾红萍 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理。

2、有限 公司 11227 代理人 田军锋 魏金霞 (54) 发明名称 用于对具有低延展性的材料进行成形的方法 和设备 (57) 摘要 本发明提供了一种对低延展性材料进行成形 的设备和方法， 该方法包括 ： 提供由低延展性材 料制成的第一薄板 ； 提供包括热源和成形元件的 一体的成形装置 ； 以及沿着成形方向相对于第一 薄板移动成形元件， 同时沿着成形方向在成形元 件前方大致恒定的预定距离处加热第一薄板的局 部部分。该预定距离选定为产生在成形元件到达 第一薄板的局部部分时在第一薄板的所述局部部 分处实现预定延展性的预定温度。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.11.1。

3、9 (86)PCT申请的申请数据 PCT/CA2011/000583 2011.05.17 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/143757 EN 2011.11.24 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 7 页 1/3 页 2 1. 一种对低延展性材料进行成形的方法， 包括以下步骤 ： 提供由低延展性材料制成的第一薄板 ； 提供包括热源和成形元件的一体的成形装置 ； 以及 沿成形方向相对于所述第一薄板移动所述成形元件， 同时沿着所述成形方向在所述。

4、成 形元件前方大致恒定的预定距离处加热所述第一薄板的局部部分。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述预定距离选定为产生在所述成形元件到达 所述第一薄板的局部部分时在所述第一薄板的所述局部部分处实现预定延展性的预定温 度。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 加热步骤包括使用能量束照射所述第一薄板的 所述局部部分。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其中， 所述能量束为激光束和红外光束中的一种。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述热源为激光源、 红外源和感应热源中的一 种。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述成形元件包括滚子成形元件。 。

5、7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 所述滚子成形元件包括至少一个滚子。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 所述滚子成形元件包括至少两个滚子。 9. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 移动所述成形元件的步骤产生弯曲、 滚子折边、 锤击、 滚轧和拉伸成形操作中的至少一种。 10. 根据权利要求 4 所述的方法， 其中， 所述激光束在预定成形区域处具有大的光点。 11. 根据权利要求 10 所述的方法， 其中， 所述激光束为由射束成形光学部件产生的散 焦光束和放大光束中的一种。 12. 根据权利要求 10 所述的方法， 其中， 所述激光束为由激光源直接产生的原光束。 13。

6、. 根据权利要求 4 所述的方法， 其中， 所述激光束为圆形光束或矩形光束。 14. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述低延展性材料为铝、 铝合金、 镁和镁合金中 的至少一种。 15.根据权利要求1所述的方法， 其中， 在大约150至大约500之间的范围内的温度 下执行加热步骤。 16. 根据权利要求 4 所述的方法， 其中， 加热步骤包括改变所述激光束在所述第一薄板 的所述局部部分上的入射角的步骤。 17. 根据权利要求 16 所述的方法， 还包括提供可编程逻辑控制以获得所述低延展性材 料的预定成形温度和所述激光束在所述第一薄板的所述局部部分上的入射角的步骤。 18. 根据权利要求。

7、 1 所述的方法， 包括以下进一步的步骤 ： 邻近所述第一薄板提供第二薄板 ； 相对于所述第二薄板紧固所述第一薄板， 所述第一薄板具有周缘凸缘并且所述第二薄 板具有周缘边缘 ； 以及 相对于所述第一薄板和所述第二薄板移动所述成形元件， 以在沿着所述周缘凸缘的成 形方向上将所述第一薄板的所述周缘凸缘折叠成翻越所述第二薄板的所述周缘边缘， 同时 沿着所述成形方向在所述成形元件前方大致恒定的预定距离处加热所述周缘凸缘的局部 部分。 权 利 要 求 书 CN 102933331 A 2 2/3 页 3 19. 根据权利要求 18 所述的方法， 其中， 所述预定距离选定为产生在所述成形元件到 达所述第一。

8、薄板的所述局部部分时在所述第一薄板的所述局部部分处实现预定延展性的 预定温度。 20. 一种用于对低延展性材料进行成形的设备， 包括一体的成形装置， 所述一体的成形 装置包括成形元件和能量源， 其中， 所述成形元件和所述能量源同时相对于所述低延展性 材料前进。 21. 根据权利要求 20 所述的设备， 其中， 所述成形装置包括滚子成形元件。 22. 根据权利要求 20 所述的设备， 其中， 所述能量源为激光源、 红外源以及感应热源中 的一种。 23. 一种对包括外部面板和内部面板的面板组件进行滚子折边的方法， 包括以下步 骤 ： 提供具有周缘凸缘的所述外部面板 ； 邻近所述外部面板提供所述内部。

9、面板， 所述内部面板具有周缘边缘 ； 相对于所述内部面板紧固所述外部面板 ； 以及 相对于所述外部面板和所述内部面板移动滚子元件， 以在沿着所述周缘凸缘的成形方 向上将所述外部面板的所述周缘凸缘折叠成翻越所述内部面板的所述周缘边缘， 同时沿着 所述成形方向在所述滚子元件前方大致恒定的预定距离处加热所述周缘凸缘的局部部分。 24. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述预定距离选定为产生在所述滚子元件到达 所述周缘凸缘的所述局部部分时在所述周缘凸缘的所述局部部分处实现预定延展性的预 定温度。 25. 根据权利要求 23 所述的方法， 其中， 加热步骤包括使用能量束照射所述局部部分 的步骤。。

10、 26. 根据权利要求 23 或 25 所述的方法， 其中， 所述能量束为激光束和红外光束中的一 种。 27. 根据权利要求 25 所述的方法， 其中， 所述滚子元件包括至少一个滚子。 28. 根据权利要求 25 所述的方法， 其中， 所述滚子元件包括至少两个滚子。 29. 根据权利要求 23 所述的方法， 其中， 所述外部面板由具有低延展性的材料构成。 30. 根据权利要求 29 所述的方法， 其中， 所述材料为铝、 铝合金、 镁和镁合金中的至少 一种。 31. 根据权利要求 25 所述的方法， 其中， 激光束瞄准角能够随所述滚子元件的折叠角 而改变， 以使所述激光束在所述周缘凸缘的表面上的。

11、入射光点最佳。 32. 根据权利要求 26 所述的方法， 其中， 所述激光束在预定折叠区域处具有大的光点。 33. 根据权利要求 32 所述的方法， 其中， 所述激光束为由射束成形光学部件产生的散 焦光束和放大光束中的一种。 34. 根据权利要求 32 所述的方法， 其中， 所述激光束为由激光源直接产生的原光束。 35. 根据权利要求 26 所述的方法， 其中， 所述激光束为圆形光束或矩形光束。 36. 根据权利要求 23 所述的方法， 包括在成形步骤之前根据所述材料来确定所述局部 部分处的成形温度的步骤。 37. 根据权利要求 36 所述的方法， 包括根据弯曲的程度来确定成形步骤的数量的步 。

12、权 利 要 求 书 CN 102933331 A 3 3/3 页 4 骤。 38. 根据权利要求 23 所述的方法， 其中， 通过所述能量束将所述局部部分加热到大约 150至大约 500的范围内的温度。 39. 根据权利要求 23 所述的方法， 还包括对所述外部面板的所述周缘凸缘进行预折边 的步骤。 40. 一种用于对包括外部面板和内部面板的面板组件进行折边的滚子折边设备， 所述 设备包括 ： 用于对所述面板组件进行成形的滚子元件 ； 用于相对于所述滚子元件定位所述面板组件的保持装置 ； 以及 与所述滚子元件一致地移动的热源， 其中， 所述热源用于在所述滚子元件前方大致恒 定的预定距离处将能量。

13、束发射到所述面板组件的局部部分上。 41. 根据权利要求 40 所述的滚子折边设备， 其中， 所述预定距离选定为产生在所述滚 子元件到达所述面板组件的局部部分时在所述面板组件的所述局部部分处实现预定延展 性的预定温度。 42. 根据权利要求 40 所述的滚子折边设备， 其中， 所述热源为激光源、 红外源和感应热 源中的一种。 43. 根据权利要求 42 所述的滚子折边设备， 其中， 所述能量束为激光束和红外光束中 的一种。 44. 根据权利要求 43 所述的滚子折边设备， 其中， 所述激光束在预定折叠区域处具有 大的光点。 45. 根据权利要求 44 所述的滚子折边设备， 其中， 所述激光束为。

14、由射束成形光学部件 产生的散焦光束和放大光束中的一种。 46. 根据权利要求 44 所述的滚子折边设备， 其中， 所述激光束为由激光源直接产生的 原光束。 47. 根据权利要求 43 所述的滚子折边设备， 其中， 所述激光束为圆形光束或矩形光束。 权 利 要 求 书 CN 102933331 A 4 1/7 页 5 用于对具有低延展性的材料进行成形的方法和设备 技术领域 0001 本发明总体上涉及对低延展性材料进行成形的领域， 并且更具体地涉及用于对低 延展性材料进行成形的方法和设备。 背景技术 0002 许多工业领域旨在减轻其产品的重量， 同时保持产品的结构完整性。 就此而论， 诸 如铝、 。

15、镁以及铝合金和镁合金之类的更轻质的金属和金属合金由于其与诸如铁之类的更传 统的金属或金属合金相比相对较低的密度和相对较高的强度系数而已经获得越来越多的 关注。 然而， 这些材料具有相对较低的延展性， 该相对较低的延展性在这些材料被弯曲或折 叠时可能导致裂纹或其他缺陷的形成。 0003 在材料科学中， 延展性是固体材料在拉伸应力下变形的能力。延展性在金属加工 中尤其重要， 因为在应力下破裂或断裂的材料不能利用例如锤击、 弯曲、 滚轧、 滚子折边和 / 或拉伸的金属成型工艺进行处理。 0004 因此， 理想的是提供一种用于对具有相对较低的延展性的材料进行成形的成形方 法和设备。 0005 理想的是。

16、提供一种用于对具有相对较低的延展性的材料进行成形的滚子折边方 法和设备。 0006 用于对两个或更多个金属部件的边缘一起进行折边以形成部件的系统是已知的。 这种系统通常在例如门、 提升式车门、 发动机罩等的各种汽车车身部件的制造中以及各种 其他制造品的制造中使用。 0007 在汽车工业中折边接头是已熟知的， 并且其中一项功能是用来将门的内部及外部 金属面板与机动车辆的其他闭合构件结合在一起。 产生的折边接头通常各自包括折叠到另 一面板的边缘上的一个面板的金属凸缘。 通常， 在机动车辆结构中， 外部面板的周缘凸缘或 外部边缘区域折叠成翻越内部面板的外部边缘区域并处于内部面板的外部边缘区域上。 产。

17、 生的折边接头提供了完工的边缘以及两个面板之间的机械连接， 该机械连接增加了构件的 强度和刚性。 0008 例如， 当在现有技术的折边压力机中制造汽车车门时， 将先前冲压的外门面板装 载到适当成形的砧上， 随后将先前冲压的内部门构件放置在外部门面板的内侧上方并用夹 子或其他合适的机构保持就位， 使得外部门面板的边缘与内部门构件的边缘彼此重叠。然 后启动折边压力机， 通过复杂的运动使适当成形的第一折边杆移动经过砧并移动到砧上， 以使外部门面板的边缘与内部门构件的边缘以第一程度折叠到彼此上， 通常大约四十五 度。 0009 然后移除第一折边杆并且随后通过另一复杂的运动将第二适当成形的折边杆移 动经。

18、过砧并移动到砧上， 以通过将外部门面板的边缘与内部门构件的边缘进一步折叠到彼 此上来完成折边， 从而完成上述部件。 0010 例如， 由于想要减小车辆的重量以提高燃油经济性， 因此增加了在汽车车身和部 说 明 书 CN 102933331 A 5 2/7 页 6 件的制造中对铝和 / 或镁以及铝合金和镁合金的使用。铝和 / 或镁以及铝合金和镁合金具 有相对较低的延展性， 该相对较低的延展性能够导致由内部面板和外部面板的折边过程造 成的弯曲或折叠结构中裂纹或其他缺陷的形成。 0011 滚子折边是通过将外部凸缘折叠成翻越内部面板的边缘来结合内部车身面板与 外部车身面板的相对较新的发展技术。 该工艺。

19、与用于一般的薄钢板的常规折边器相比能够 产生锋利的折边外表。 然而， 当对低延展性金属板或者金属合金板进行折边时， 必须改进常 规折边器以减小金属薄板或金属合金薄板的弯曲程度以防止沿着折边线破裂。 利用常规折 边器， 难以产生锋利且平整的折边。 发明内容 0012 本发明的目的是克服上文中所描述的问题。根据该目的， 本发明提供了一种用于 对低延展性的材料进行成形的方法， 该方法包括以下步骤 ： 提供由低延展性材料制成的第 一薄板 ； 提供包括热源和成形元件的一体的成形装置 ； 以及沿着成形方向相对于第一薄板 移动成形元件， 同时沿着成形方向在成形元件前方大致恒定的预定距离处加热第一薄板的 局部。

20、部分。 该预定距离选定为产生在成形元件到达第一薄板的局部部分时在第一薄板的该 局部部分处实现预定延展性的预定温度。 0013 根据本发明的另一实施方式， 加热步骤包括用能量束照射第一薄板的局部部分。 能量束能够是激光束或红外光束。因此， 热源能够是激光源或红外源。替代性地， 热源也能 够是感应热源。 0014 根据本发明的另外的实施方式， 成形元件包括滚子成形元件。滚子成形元件能够 具有一个或多个滚子并且成形步骤能够在一次或多次滚子通过时执行。 0015 根据本发明的实施方式， 成形操作能够是弯曲、 滚子折边、 锤击和 / 或拉伸操作。 0016 根据本发明的另一方面， 激光束在预定成形区域处。

21、具有大的光点。大光点激光束 能够选择成为由射束成形光学部件产生的散焦光束或放大光束。替代性地， 大光点激光束 为由激光源直接产生的原光束。此外， 大光点激光束能够被选择为圆形光束或矩形光束。 0017 根据本发明的另外的方面， 低延展性材料由铝、 铝合金、 镁和 / 或镁合金制成。 0018 根据本发明的另一方面， 在大约 150至大约 500之间的范围内的温度下执行 加热步骤。 0019 根据本发明的又一方面， 加热步骤包括改变激光束在第一薄板的局部部分上的入 射角的步骤。 0020 根据本发明的另外的实施方式， 本方法还包括提供可编程逻辑控制以获得低延展 性材料的预定成形温度和激光束在第一。

22、薄板的局部部分上的入射角的步骤。 0021 根据本发明的另一方面， 提供了一种包括下列进一步的步骤的方法 ： 邻近第一薄 板提供第二薄板 ； 相对于第二薄板紧固第一薄板， 所述第一薄板具有周缘凸缘并且所述第 二薄板具有周缘边缘 ； 相对于第一薄板和第二薄板移动成形元件以在沿着周缘凸缘的成形 方向上将第一薄板的周缘凸缘折叠成翻越第二薄板的周缘边缘， 同时沿着成形方向在成形 元件前方大致恒定的预定距离处加热周缘凸缘的局部部分。 该预定距离选定为产生在成形 元件到达第一薄板的局部部分时在第一薄板的该局部部分处实现预定延展性的预定温度。 0022 根据本发明的另外的方面， 本发明提供了一种用于对低延展。

23、性材料进行成形的设 说 明 书 CN 102933331 A 6 3/7 页 7 备， 该设备包括一体的成形装置， 该一体的成形装置包括成形元件和能量源， 其中， 成形元 件和能量源同时相对于低延展性的材料前进。成形装置能够包括滚子成形元件。能量源能 够为激光束、 红外源或感应热源。 0023 根据本发明的另一方面， 提供了一种对包括外部面板和内部面板的面板组件进行 滚子折边的方法， 该方法包括下列步骤 ： 提供具有周缘凸缘的外部面板 ； 邻近外部面板提 供内部面板， 内部面板具有周缘边缘 ； 相对于内部面板紧固外部面板 ； 以及相对于外部面 板和内部面板移动滚子元件， 以在沿着周缘凸缘的成形。

24、方向上将外部面板的周缘凸缘折叠 成翻越内部面板的周缘边缘， 同时沿着成形方向在滚子元件前方的大致恒定的预定距离处 加热周缘凸缘的局部部分。 该预定距离选定为产生在滚子元件到达周缘凸缘的局部部分时 在周缘凸缘的该局部部分处实现预定延展性的预定温度。 加热步骤包括用能量束照射局部 部分的步骤。能量束能够是激光束或红外光束。根据本发明的实施方式， 滚子元件包括至 少一个滚子。替代性地， 能够使用两个或更多个滚子。如果需要， 能够在一次或多次通过时 执行折边操作。 0024 根据本发明的另一方面， 激光束瞄准角能够随滚子元件的折叠角而改变， 以使激 光束在周缘凸缘的表面上的入射点最佳。 0025 根据。

25、本发明的另一方面， 本方法包括在成形步骤之前根据材料来确定局部部分处 的成形温度的进一步的步骤。本方法能够包括根据弯曲程度确定成形步骤的数量的步骤。 0026 根据本发明的另外的方面， 本方法包括对外部面板的周缘凸缘进行预折边的进一 步的步骤。 0027 根据本发明的另一方面， 提供了一种用于对包括外部面板和内部面板的面板组件 进行折边的滚子折边设备， 该设备包括 ： 用于对面板组件进行成形的滚子元件 ； 用于相对 于滚子元件定位面板组件的保持装置 ； 以及与滚子元件一致地移动的热源， 其中， 热源用于 在滚子元件前方的大致恒定的预定距离处将能量束发射到面板组件的局部部分上。 该预定 距离选定。

26、为产生在滚子元件到达面板组件的局部部分时在面板组件的该局部部分处实现 预定延展性的预定温度。 0028 本发明的该目的和其他目的能够从下面对优选实施方式的详细描述中得到更加 充分的理解。 附图说明 0029 现在将结合下面的附图对本发明的示例性实施方式进行说明， 其中， 相同的附图 标记表示相同的元件， 并且其中 ： 0030 图 1a 和图 1b 示出了在经历根据本发明的成形过程之前和之后的平板 ； 0031 图 2- 图 6 是示出了根据本发明的实施方式的折边过程的示意图 ； 0032 图 7 示出了通过常规的滚子折边制成的折边面板组件的摄影图像 ； 0033 图 8 和图 9 示出了根据。

27、本发明的局部滚子折边设备， 其中该局部滚子折边设备将 激光头与滚子折边设备结合 ； 0034 图 10- 图 12 示出了本发明的滚子折边设备中的面板组件以及如何在折边滚子前 方同时应用激光束 ； 以及 0035 图 13 示出了根据本发明所产生的折边线的摄影图像。 说 明 书 CN 102933331 A 7 4/7 页 8 具体实施方式 0036 根据本发明， 提供了一种用于对具有相对较低的延展性的材料进行成形的方法和 设备。根据本发明的另一方面， 提供了用于对具有相对较低的延展性的材料折边的滚子折 边方法和设备。 本发明的方法和设备特别有利于对由具有低延展性的金属或金属合金构成 的内部面。

28、板和外部面板进行滚子折边。 这种金属或金属合金的示例是镁和铝以及铝合金和 镁合金。 0037 在这种应用的背景下， 术语 “低延展性材料” 指的是具有使得成形操作会在成形材 料中产生裂纹或其他缺陷的延展性的任何材料。 0038 关于图 1a 和图 1b， 其示出了经历根据本发明的沿着边缘 12 的成形过程之前的平 板 10( 图 1a) 以及经历根据本发明的沿着边缘 12 的成形过程之后的平板 10( 图 1b)。根据 本发明， 薄板 10 由诸如铝、 镁以及铝合金和镁合金之类的相对较低延展性的材料制成， 并 且沿着边缘 12 的弯曲根据本发明的方法和设备形成。示例性成形工艺包括锤击、 弯曲、。

29、 滚 轧、 滚子折边和 / 或拉伸。 0039 根据本发明， 提供了用于对具有相对较低的延展性的材料进行成形的方法和设 备。 提供了一体的成形装置， 该一体的成形装置将例如激光源、 红外源或者感应热源的热源 与成形装置相结合。 热源根据将在对材料进行成形的预定位置处成形的低延展性材料来将 金属或金属合金加热到预定温度， 以增强金属或金属合金在预定位置处的延展性。当热源 将热施加到预定位置时， 成形装置同时执行在预定位置处的成形操作。 热源发射能量束， 该 能量束在一体的成形装置沿着对材料进行成形的预定位置前进时使成形装置前进。 待成形 的薄板的金属或金属合金被加热至实现预定的延展性的最佳温度，。

30、 该预定的延展性允许薄 板成形而不在成形的薄板中表现出表面裂纹或任何其他缺陷。因此， 根据本发明的方法和 设备向待成形薄板的局部区域提供热量， 因此允许材料以所需的最佳温度成形并且允许引 入最小的热量输入以避免成形的薄板中不必要的热变形。此外， 根据本发明的方法和设备 还能够减少周期时间。 0040 根据本发明的另一方面， 本发明的方法和设备特别有利于在低延展性材料中形成 极度弯曲的滚子折边应用。 0041 因此， 根据本发明的一个方面， 滚子折边设备设置有能量源， 例如激光源。根据本 发明能够使用的激光源的示例为二氧化碳激光器、 掺钕钇铝石榴石晶体(NdYAG)激光器 和激光二极管。激光头发。

31、出使折边滚子前进的激光束。激光束加热预定折边线周围的金属 或金属合金以增强金属或金属合金的延展性。折边滚子跟随激光束， 使得在金属或金属合 金还是热的时在金属或金属合金上同时执行加热和折边操作， 即热成形过程时。待折边的 面板的金属或金属合金被加热至实现预定的延展性的最佳温度， 该延展性允许折边形成而 不表现出表面裂纹或任何其他缺陷。使用激光是有利的， 因为其在预定的折边位置或折边 线周围提供了短暂且局部的加热。因此， 根据本发明的激光辅助的折边工艺向金属面板或 金属合金面板的局部区域提供了热量， 因此允许最小化热量输入， 减小待折边面板的变形， 并且能够在相对较短的时期内执行。相反， 一些现。

32、有技术方法公开了预退火工艺来增强一 些面板的延展性以获得整齐的折边线， 这将大大地增加周期时间。 根据本发明， 通过在预定 的折边位置或折边线处同时进行加热和折边， 能够减少对具有低延展性的材料进行折边的 说 明 书 CN 102933331 A 8 5/7 页 9 周期时间。 0042 根据本发明的另外的方面， 激光束在覆盖整个弯曲半径或弯曲区域的照射位置处 具有大的光点， 以允许拉伸时涉及更多的材料。放大的激光束的示例为通过射束成形光学 器件产生的散焦光束或放大光束。 替代性地， 能够使用直接来自激光的合适大小的原光束。 根据本发明的另外的实施方式， 激光束的几何形状能够根据特定的应用而选。

33、定。 例如， 激光 束能够是圆形光束或矩形光束。 0043 根据本发明的一个方面， 散焦激光束被用来提供相对少量的功率。 对于由铝、 镁和 / 或铝合金和镁合金制成的面板而言， 待折边的面板通常加热到大约 150 -500之间的 温度。 然而， 具体的温度取决于构成面板的材料， 以便局部地增强预定弯曲位置或折边线周 围的面板的延展性。 0044 根据本发明的又一方面， 低延展性材料的类型决定了金属或金属合金被加热到的 最佳温度以及激光束的入射角。 0045 根据本发明的另外的方面， 能够使用可编程逻辑控制 (PLC) 来获得最佳成形温度 和激光束的入射角。 0046 根据本发明的又一方面， 能。

34、够在将能量束应用到成形位置的同时在单个滚轧成形 步骤或者两个或更多个滚轧成形步骤中执行成形操作。 0047 根据本发明的另一方面， 成形温度以及成形步骤的数量根据弯曲的程度来选定， 或者换句话说， 根据成形产品的成形形状的复杂程度来选定。 例如， 如果由激光束在成形期 间产生的成形温度介于大约 250 -260之间， 则能够在单个滚轧步骤中形成 5K 铝合金， 或者， 如果由激光束在成形期间产生的成形温度介于 180 -220之间， 则能够在两个滚 轧步骤中形成 5K 铝合金。 0048 现在转向图 2- 图 6， 提供了外部面板 100 和内部面板 104。外部面板和内部面板 可以通过例如滚。

35、轧成形、 拉伸或冲压以及切削的多种金属成形工艺来制备。 例如， 机动车辆 车身面板、 车门、 引擎罩、 拦泥板、 后挡板、 行李箱和行李箱盖能够通过下列步骤来构造 ： 对 外部金属板面板进行冲压 ； 单独地对内部金属板加强面板进行冲压 ； 以及然后通过使外部 面板的周缘凸缘折边成翻越内部面板的邻近边缘来将两个面板结合起来， 从而将面板紧固 在一起。 有利地， 外部面板略大于内部面板以提供沿着外部面板的周缘的边界凸缘部， 该边 界凸缘部能够被折叠成翻越内部面板的周缘边缘以限定连接两个面板的折边凸缘。 外部面 板 100 和内部面板 104 可以由各种类型的钢、 铝、 铝合金、 镁和 / 或镁合金。

36、构成。然而， 铝、 镁以及铝合金和镁合金在室温下具有相对较低的延展性， 并且如果铝、 镁以及铝合金和镁 合金在该温度下折边， 则在该温度下处理时通常会在折边线周围表现出某些表面缺陷， 例 如裂纹。例如， 图 7 示出了由常规滚子折边制成的面板组件的摄影图像， 并且其中， 面板组 件的外部面板由低延展性的材料制成。面板组件在室温下折边， 并且能够从摄影图像看到 已折边的组件在折边线周围具有裂纹。 0049 根据本发明的实施方式， 外部面板 100 沿着外部面板 100 的周缘绕凸缘 102 预折 边。图 2 示出要以大约 90 度进行预折边的凸缘。替代性地， 能够以各种不同的角度执行预 折边。根。

37、据到目前为止所讨论的本发明的另一实施方式， 能够在省略了预折边的单个滚轧 步骤中完成折边操作。 0050 图 4 示出了邻近外部面板 100 的凸缘 102 定位的内部面板 104。这两个面板被组 说 明 书 CN 102933331 A 9 6/7 页 10 装并且面板组件使用例如用于在折边操作期间将面板组件保持就位的夹持装置 ( 未图示 ) 的合适的保持件来紧固。替代性地， 内部面板和外部面板能够通过粘合剂来紧固。 0051 图5示出已折边的面板组件的示意性截面图， 其中， 外部面板100的凸缘102从90 度预折边角弯曲至 180 度折边角， 即凸缘 102 折叠成翻越内部面板 104 。

38、的周缘边缘 105 以 限定结合两个面板的折边凸缘。图 6 示出了已折边的面板组件的等轴测视图。 0052 图 8 和图 9 示出了根据本发明的部分设备， 其示出了用于采用两种不同的折叠角 度进行成形的两个构型。激光头 702 与由折边滚子 704 和折边滚子 706 所表示的滚子折边 设备相结合。由外部面板和内部面板构成的面板组件 ( 未图示 ) 保持在保持装置 ( 未图 示 ) 中并且设置在折边滚子 704 与折边滚子 706 之间。激光头 702 发出激光束 708， 该激光 束 708 为投射到设置在折边滚子 704 与 706 之间的面板组件上的散焦光束 710。激光束投 射到面板组。

39、件上并且使折边滚子前进。 激光束被用来将热量直接施加到弯曲位置以改善其 延伸率， 同时面板组件的滚子折边设备和剩下的部分保持在室温下。 与滚子折边同时地， 热 量被实时地引入到弯曲区域中。激光束被直接应用到折边滚子的前方。因此， 局部加热的 弯曲位置随着本发明的滚子折边设备动态地移动。此外， 激光束瞄准角能够随着滚子的折 叠角而变化以使激光束在凸缘的表面上的入射点最优化。 0053 图10示出了面板组件的示意性截面侧视图， 面板组件包括具有预折边凸缘904的 外部面板 902 并且包括内部面板 906， 外部面板 902 和内部面板 906 在折边滚子 910 与折 边滚子 912 之间定位在。

40、保持装置 908 中。图 11 示出了部分折边的面板组件的示意性俯视 图。箭头 A 指示折边滚子 910、 912 在滚子折边过程期间前进的方向。如从图 11 所能够观 察到的， 折边滚子910、 912通过激光束914而前进， 当滚子折边设备移动经过面板组件以将 外部面板的凸缘折叠成翻越内部面板的周缘边缘时， 激光束 914 同时地将热量直接应用到 弯曲位置。 根据本发明的实施方式， 本发明的滚子折边设备将激光头与滚子折边设备结合， 其中， 激光头和折边滚子作为一对移动， 并且其中， 激光束使折边滚子前进。图 11 中的区域 H 示出了根据本发明的滚子折边设备已经移动经过面板组件的折边区域并。

41、且接近未折边区 域 U 之后的该折边区域。 0054 图 12 示出了本发明的另一实施方式， 其中， 在本发明的滚子折边设备中使用单个 滚子。激光束 1102 在滚子 1104 移动经过弯曲位置之前应用到弯曲位置。滚子移动的方向 通过图 12 中的箭头 A 表示并且从折边区域 “H” 前进至未折边区域 “U” 。 0055 替代性地， 如在此之前所讨论的， 根据本发明， 能够使用例如红外源或感应热源的 其他能量束源来代替激光头。然而， 使用激光是有利的， 因为其能够容易地适应任何应用， 即， 激光束的光束尺寸及形状、 入射角和强度能够容易地适应待成形的任何材料。此外， 射 束成形光学部件的使用。

42、能够提供预定的激光光束， 使得入射能量束以预定方式影响待成形 材料的延展性， 以在不产生任何裂纹或其他缺陷的情况下产生成形产品。 0056 图 13 示出了根据本发明的实施方式的已折边的面板的摄影图像。如从该图像能 够观察到的， 已成形的面板组件没有裂纹和其他缺陷。 0057 此外， 根据本发明的另一方面， 滚子折边设备能够用来实现三维的平整折边， 即， 使用本发明的滚子折边设备能够产生非直的折边线， 例如， 围绕机动车辆引擎罩的拐角移 动的圆形折边线。 0058 有利地， 本发明的方法和设备采用例如激光束的能量束将热量直接应用到弯曲位 说 明 书 CN 102933331 A 10 7/7 。

43、页 11 置以改善其延伸率。 热量被实时地即与诸如滚子折边之类的成形步骤同时地引入 到弯曲区域中。能量束被直接应用到成形设备的前方。能量束瞄准角能够随着滚子的折叠 角而变化， 以使能量束在凸缘的表面上的入射点最优化。 0059 应当理解的是， 前面的描述实际上是说明性的， 并且在不偏离本发明的范围的情 况下， 本发明包括其改型、 变化和等同方案。 说 明 书 CN 102933331 A 11 1/7 页 12 图 1a 图 1b 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 12 2/7 页 13 图 2 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 13 3/7 页 14 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 14 4/7 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 15 5/7 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 16 6/7 页 17 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 17 7/7 页 18 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 102933331 A 18 。