从拼接板制备金属板材部件的系统

摘要

本申请公开了一种从拼接板制备金属板材部件的系统，包括：工具；以及计算机数字控制设备，该计算机数字控制设备被编程为使工具：改变从第一材料形成的初始板，以便通过以下至少一种形成拼接板：(i)将额外材料耦接至第一材料的一部分；以及(ii)从初始板的一部分去除第一材料。该方法还包括：通过板材渐进成形处理从拼接板形成金属板材部件。

权利要求

1.一种从拼接板制备金属板材部件的系统，包括：工具；以及

计算机数字控制设备，所述计算机数字控制设备被编程为使所述工具：改变从第一材料形成的具有初始厚度的初始板，以便通过(i)将额外材料耦接至所述第一材料的一部分，以及(ii)从所述初始板的一部分去除所述第一材料来形成所述拼接板，所述第一材料在其外表面上包括涂层；以及通过板材渐进成形处理从所述拼接板形成所述金属板材部件，其中，从所述初始板的一部分去除所述第一材料包括从所述初始板的局部区域移除所述第一材料的一部分以形成所述拼接板的变薄部分，其中，所述变薄部分具有小于所述初始厚度的非零局部厚度，

其中，将额外材料耦接至所述第一材料的一部分包括在所述初始板的另一局部区域将所述额外材料耦接至所述第一材料以形成所述拼接板的变厚部分，其中，所述变厚部分具有大于所述初始厚度的局部厚度，

其中，改变所述初始板包括：

从所述拼接板的至少一个预定区域完全去除所述第一材料，所述至少一个预定区域是所述拼接板的外围区域；以及

将预定材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个预定区域的至少一部分；

其中，将所述预定材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个预定区域的至少一部分包括：将所述预定材料对接至所述第一材料的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，形成所述金属板材部件包括：以使得所述厚度在所述金属板材部件的不同区域局部变化的方式形成所述金属板材部件。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，所述金属板材部件具有刚度，形成所述金属板材部件包括：以使得所述刚度在所述金属板材部件的不同区域局部变化的方式形成所述金属板材部件。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，改变所述初始板包括：从所述拼接板的至少一个第一区域去除所述第一材料的一部分，其包括以下至少一个：其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，从所述拼接板的至少一个第一区域去除所述第一材料的一部分包括：局部减小所述金属板材部件的至少一个第一区域的厚度，所述金属板材部件的所述至少一个第一区域对应于所述拼接板的至少一个第一区域；

其中，所述金属板材部件的所述至少一个第一区域邻近于所述金属板材部件的具有大坡度的一部分；以及

其中，当所述拼接板耦接至用于执行所述板材渐进成形处理的系统时，执行从所述拼接板的至少一个第一区域去除所述第一材料的一部分。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，改变所述初始板包括：将覆层材料耦接至所述拼接板的至少一个第二区域中的所述第一材料，其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，将覆层材料耦接至所述拼接板的至少一个第二区域中的所述第一材料包括：局部增加所述金属板材部件的至少一个第二区域的厚度，所述金属板材部件的所述至少一个第二区域对应于所述拼接板的所述至少一个第二区域。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，改变所述初始板包括：将至少一个加强构件耦接至所述拼接板的至少一个第三区域中的所述第一材料，其中，将所述至少一个加强构件耦接至所述拼接板的至少一个第三区域中的所述第一材料包括：局部增加所述金属板材部件的至少一个第三区域的刚度，所述金属板材部件的所述至少一个第三区域对应于所述拼接板的所述至少一个第三区域，进一步包括：选择所述至少一个加强构件的数量、方向、截面形状以及厚度中的至少一个，以便抑制所述金属板材部件的回弹特性。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，从与所述第一材料完全相同的材料以外的材料形成所述至少一个加强构件。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，从所述第一材料形成的所述初始板具有厚度，将所述预定材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个预定区域的至少一部分包括：耦接具有所述板材渐进成形处理之前的初始厚度的所述预定材料，所述初始厚度与所述初始板的厚度相同。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，将所述预定材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个预定区域的至少一部分包括：局部改变所述金属板材部件的至少一个预定区域的至少一个材料性能，所述金属板材部件的所述至少一个预定区域对应于所述拼接板的所述至少一个预定区域。

说明书

从拼接板制备金属板材部件的系统

[0001] 本申请是申请号为201610195739.1、申请日为2016年3月30日、发明名称为“拼接板的板材渐进成形方法和系统”的申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

[0002] 本公开领域总体上涉及板材渐进成形，并且更具体地，涉及用于拼接板的板材渐进成形的系统和方法。

背景技术

[0003] 许多结构(诸如，但不限于飞机)包括从金属板材形成的部件。至少一些这种部件可至少部分由板材渐进成形工艺形成，在该工艺中，金属板材的整块平坦板保持在夹具中，
同时至少一个触针用于使该板变形为金属板材部件的期望三维形状。例如，可使用单个触
针(可选地与成形模协作)，或者在板的相对侧上可使用双触针。从这种板材渐进成形工艺
得到的期望几何形状变化通常对于局部变薄的程度及变化具有特定要求，但是实际变形处
理可能倾向于导致金属板材的某些部分的局部、不均匀的变薄，其可能是难以控制的。在至
少一些情况中，板材渐进成形导致完成的部件表现出不期望的刚度特性、导致“回弹”倾向
的残余应力以及其它不期望效果中的一个或多个。此外，由板材渐进成形形成的部件的经
济可行性部分取决于能够完成成形处理的速度，但是该处理速度的提高在某些情况下倾向
于导致成形处理中的意外的应力分布以及微结构改变。

发明内容

[0004] 在一个方面，提供了一种从拼接板制备金属板材部件的系统，包括：工具；以及计算机数字控制设备，计算机数字控制设备被编程为使工具：改变从第一材料形成的具有初
始厚度的初始板，以便通过以下至少一种形成所述拼接板：(i)将额外材料耦接至第一材料
的一部分，以及(ii)从初始板的一部分去除第一材料，第一材料在其外表面上包括涂层；以
及通过板材渐进成形处理从拼接板形成金属板材部件，其中，从初始板的一部分去除第一
材料包括从初始板的局部区域移除第一材料的一部分以形成拼接板的变薄部分，其中，变
薄部分具有小于初始厚度的非零局部厚度，其中，将额外材料耦接至第一材料的一部分包
括在初始板的另一局部区域将额外材料耦接至第一材料以形成拼接板的变厚部分，其中，
变厚部分具有大于初始厚度的局部厚度。

[0005] 在另一个方面中，提供了一种从拼接板制备金属板材部件的方法。该方法包括：改变从第一材料形成的初始板以便通过以下至少一种形成拼接板：(i)将额外材料耦接至第
一材料的一部分，以及(ii)从初始板板的一部分去除第一材料。该方法还包括：通过板材渐
进成形处理从拼接板形成金属板材部件。

[0006] 已论述的特征、功能以及优点可以以各种实施方式独立地实现，或者可结合其他实施方式来实现，各种实施方式的更多细节可参考以下说明和附图而了解到。

附图说明

[0007] 图1是金属板材部件的示例性实施方式的示意性透视图，该金属板材部件可用于图8中示出的示例性飞机；

[0008] 图2是图1中示出的示例性金属板材部件的径向部分的示意性透视图；

[0009] 图3是拼接板的一部分的示例性实施方式的示意性平面图，该拼接板可用于形成图1中示出的金属板材部件；

[0010] 图4是板材渐进成形系统的第一示例性实施方式的示意图，该板材渐进成形系统可用于从图3中示出的示例性拼接板形成图1和图2中示出的示例性部件；

[0011] 图5是板材渐进成形系统的第二示例性实施方式的示意图，该板材渐进成形系统可用于从图3中示出的示例性拼接板形成图1和图2中示出的示例性部件；

[0012] 图6是从拼接板(诸如，图3中示出的示例性拼接板)制备金属板材部件(诸如，图1和图2中示出的示例性金属板材部件)的示例性方法的流程图；

[0013] 图7是示例性飞机生产和保养方法的流程图；以及

[0014] 图8是示例性飞机的示意图。

具体实施方式

[0015] 本文中描述的方法和系统的实施方式提供了：在板材渐进成形处理之前和/或处理中，改变金属板材板以形成拼接板。使用拼接板以用于板材渐进成形改变从拼接板形成
的金属板材部件的局部刚度和/或局部厚度。在某些实施方式中，改变的性质可被选择以改
进渐进成形处理、与制备部件有关的额外制造处理、或者部件在其预期使用处理中的性能
中的至少一个。例如，改变拼接板以改进金属板材部件的至少一部分与指定厚度、指定刚度
以及指定几何形状中的至少一个的适应性。在某些实施方式中，从第一材料形成初始板，并
且在板材渐进成形处理之前和/或处理中，改变初始板以通过以下至少一种改进这种适应
性：(i)将额外材料耦接至第一材料的一部分，(ii)从板的一部分去除第一材料。

[0016] 除非另有指示，否则如本文使用的“耦接”包括直接相关的元件以及间接相关的元件。例如，耦接至构件B的构件A可与构件B直接相关、或者可例如，经由另一构件C与构件B间
接相关。此外，除非另有指示，否则对一起“耦接”的构件的引用包括：紧固、粘附、或者以另
外方式固定在一起的两个元件；以及例如，通过物理接触而以非固定的方式耦接的元件。此
外，除非另有指示，否则本文使用的术语“第一”、“第二”等仅用作标记，并且并非旨在对这
些术语所指代的项目强加序数、位置、或层级要求。此外，对例如“第二”项的引用不需要或
者不排除例如，“第一”或更低编号项，和/或例如，“第三”或更高编号项的存在。此外，除非
另有指示，否则本文使用的诸如“大体上”和“基本”的近似语言表示被如此修饰的术语可仅
应用于本领域的普通技术人员已知的近似程度，而不是绝对程度或完美程度。

[0017] 更具体地参考附图，可在如图7所示的示例性飞机制造和保养方法100以及如图8所示的示例性飞机102的环境中描述本公开的实施方式。然而，应理解，尽管示出了航空航
天示例，但是本公开的原理事实上可应用于其他结构而不受限制。

[0018] 图1是形成飞机102的零件的金属板材部件200的示例性实施方式的示意性透视图，图2是示例性金属板材部件200的径向部分201的示意性透视图，图3是可用于形成金属
板材部件200的拼接板300的示例性实施方式的一部分的示意性平面图。在所示实施方式
中，部件200包括：中央圆顶形结构件203，该圆顶形结构件203延伸出由部件200的外周限定
的平面207。圆顶形结构件203进一步包括：中央反转区域205，该反转区域205朝平面207向
后延伸。图2视图中的径向部分201从图1的视图旋转约180度。

[0019] 尽管金属板材部件200被描述为飞机102的部件，但是应理解，在可替换实施方式中，金属板材部件200可以是任意其他合适结构的部件。此外，尽管为了描述目的，金属板材
部件200和拼接板300均被示出为具有特定形状，但是应理解，金属板材部件200和拼接板
300中的每一个可具有任意合适形状，以便根据本文中所描述的实施方式，可从拼接板300
形成金属板材部件200。

[0020] 本文中将参考图2和图3详细描述拼接板300的每个部分与从拼接板300形成的完成部件200的对应部分的关系。然而，首先，启发性地描述可用在板材渐进成形处理中的系
统的示例性的、非限制性的实施方式。例如，使用板材渐进成形系统的任意合适单点或两
点，可将拼接板300形成为金属板材部件200。图4是板材渐进成形系统500的第一示例性实
施方式的示意图，该板材渐进成形系统500可用于从拼接板300形成金属板材部件200。系统
500包括夹具502，该夹具502被构造成夹持拼接板300的周边306。当夹具502将拼接板300的
周边306保持在基本固定的位置时，制造机器手504将工具506(诸如，但不限于触针)施加至
拼接板300的第一表面302上的一系列预定位置。例如，工具506耦接至制造机器手504的端
部执行器505。对于单点渐进成形，制造机器手504在每个预定位置施加工具506，以产生例
如拼接板300的预定局部位移或施加至拼接板300的预定局部力。在一些实施方式中，制造
机器手504进一步将工具506施加至拼接板300的预定位置中的至少一些，以便使拼接板300
局部符合于工具支撑件508的轮廓表面(未示出)，该工具支撑件508定位于拼接板300的第
二表面304(与第一表面302相对)上。此外，在某些实施方式中，在板材渐进成形处理中，工
具支撑件508相对于夹具502可移动。

[0021] 以任意合适方式选择预定位置、预定位移、预定力、和/或轮廓表面，以便使拼接板300形成为金属板材部件200。例如但并非作为限制性方式，制造机器手504按次序(该次序
包括多次施加)将工具506施加至拼接板300的预定位置中的至少一些。在一些实施方式中，
制造机器手504是计算机数字控制(CNC)设备，该设备被合适编程为施加工具506以使拼接
板300形成为金属板材部件200。在某些实施方式中，工具506是与制造机器手504的端部执
行器505相关联的多个工具506。例如，多个工具506包括触针，该触针具有点、垫(pad，盘)、
球、角度施加表面以及另一合适形状中的一种，如本文所述，该触针使工具506能够从拼接
板300形成金属板材部件200。在一些实施方式中，系统500被构造成在编程板材成形顺序的
处理中，使多个工具506中的一个能够被多个工具506中的另一个所代替。

[0022] 此外，在某些实施方式中，工具支撑件508是CNC设备，该CNC设备被合适编程为重新定位以与制造机器手504协作。例如，工具支撑件508是由用于制造机器手504的CNC控制
器以及独立CNC控制器中的一个可控制的。应理解，尽管系统500被示出具有夹具502(其被
构造成将拼接板300保持在水平位置)和制造机器手504(其被构造成在拼接板300的上表面
上操作)，但是在可替换实施方式中，夹具502具有任意合适方向(诸如，但不限于垂直方向
或倾斜方向)，并且制造机器手504被构造成在拼接板300的任意合适表面上操作，使得如本
文所述，能够从拼接板300形成金属板材部件200。

[0023] 对于另一实例，可使用任意合适的双侧板材渐进成形系统，将拼接板300形成为金属板材部件200。图5是板材渐进成形系统600的第二示例性实施方式的示意图，该板材渐进
成形系统600可用于从拼接板300形成金属板材部件200。系统600包括：夹具602，该夹具602
被构造成夹持拼接板300的周边306；以及一对制造机器手604和654，该一对制造机器手604
和654定位于夹具602的相对侧上。当夹具602将拼接板300的周边306保持在基本固定的位
置时，制造机器手604和654均将各自的工具606和656(诸如，但不限于一对触针)共同或连
续地施加至拼接板300的相对侧上的一系列预定位置。例如，工具606耦接至制造机器手604
的端部执行器605，并且工具656耦接至制造机器手654的端部执行器655。每个制造机器手
604和654均在每个各自预定位置处施加各自的工具606和656，以便产生例如拼接板300的
预定局部位移或施加至拼接板300的预定局部力。在某些实施方式中，相对的制造机器手
604和654操作，使得在板材渐进成形处理的任意给定步骤中，相对工具606和656中的任一
个作为成形工具而执行，而相对工具606和656中的另一个作为工具支撑件而执行。

[0024] 以任意合适方式选择预定位置、预定位移、和/或预定力，以便使拼接板300形成为金属板材部件200。例如，并非作为限制性方式，每个制造机器手604和654按次序(该次序包
括多次施加)将各自的工具606和656施加至拼接板300的预定位置中的至少一些。在某些实
施方式中，一对制造机器手604和654中的每一个是计算机数字控制(CNC)设备，该设备被合
适编程为配合地施加各自的工具606和656，以使拼接板300形成为金属板材部件200。例如，
制造机器手654由制造机器手604的CNC控制器以及独立CNC控制器中的一个是可控制的。在
某些实施方式中，工具606是与制造机器手604的端部执行器605相关联的多个工具606，并
且工具656是与制造机器手654的端部执行器655相关联的多个工具656。例如，多个工具606
和656中的每一个包括触针，该触针具有点、垫、球、角度施加表面、合适工具支撑表面或者
另一合适形状中的一种，如本文所述，该触针使工具606和656能够从拼接板300形成金属板
材部件200。在一些实施方式中，系统500被构造成在编程板材成形序列的过程中，使多个工
具606和656中的一个相应地能够被多个工具606和656中的另一个所代替。

[0025] 应理解，尽管系统600被示出具有夹具602，该夹具602被构造成将拼接板300保持在垂直位置，但是在可替换实施方式中，夹具602具有任意合适方向(诸如，但不限于水平方
向或倾斜方向)，并且每个制造机器手604和654被构造成在拼接板300的任意合适表面上操
作，使得如本文所述，能够从拼接板300形成金属板材部件200。

[0026] 在某些实施方式中，端部执行器505、605以及655中的至少一个被构造成将热能施加至拼接板300上的紧邻相应工具506、606以及656的末端的变形区域。例如，端部执行器
505、605以及655中的至少一个被构造成将热能施加至拼接板300上的相应工具506、606以
及656的末端前方的位置，以软化拼接板300的材料从而促进拼接板300的变形。对于另一实
例，端部执行器505、605以及655中的至少一个被构造成将热能施加至拼接板300上的、相应
工具506、606以及656的末端后方的位置，以在变形之后使拼接板300的材料退火。在某些实
施方式中，端部执行器505、605以及655中的至少一个被构造成使用以下至少一个将热能施
加至拼接板300：阻抗加热源、热气体源、辐射热源(例如，但不限于红外灯)、连续波激光源、
脉冲激光源、电流源、超声波生成器以及热能中的其他合适源。

[0027] 在一些实施方式中，系统500和600被构造成：在成形处理中，防止拼接板300在至少一个预定位置344处变形。例如，拼接板300在每个至少一个预定位置344处包括：意欲包
含在部件200上的结构件(诸如，但不限于表面302和304中的一个以及嵌入式设备上的标签
中的至少一个)，并且该结构件可能由于工具506、606以及656中的任一个的直接施加而损
坏。在某些实施方式中，与系统500和系统600关联的CNC控制器被配置为防止工具506、606
以及656在至少一个预定位置344处直接接触拼接板300，以便促进在部件200上包括未损坏
的结构件。

[0028] 应理解，本文所述的板材渐进成形系统500和600的特定特征是用于说明性目的，并非旨在限制本文所述的用于从拼接板形成金属板材部件的实施方式。在可替换实施方式
中，如本文所述，可使用能够从拼接板300形成金属板材部件200的任意合适的板材渐进成
形系统。

[0029] 返回图2和图3，将参考拼接板300的指定区域(在图3中示出)的示例性改变来描述从拼接板300形成金属板材部件200的示例性实施方式，以及通过合适的板材渐进成形处理
从拼接板300形成的金属板材部件200的对应区域(在图2中示出)的所得特性。通常，金属板
材部件200限定第一表面202以及相对的第二表面204。金属板材部件200具有限定在第一表
面202与第二表面204之间的厚度206。在示例性实施方式中，由于拼接板300的配置以及由
板材渐进成形处理造成的金属板材部件200的材料的变形和拉伸中的至少一个，厚度206在
金属板材部件200的不同区域局部变化。金属板材部件200也具有在金属板材部件200的不
同区域局部变化的刚度。

[0030] 在某些实施方式中，从第一材料308形成初始板。在一些实施方式中，第一材料308是均匀金属材料，诸如，但不限于钛、钢、铜以及铝中的一种。应理解，第一材料308可在其外
表面上包括涂层。例如，初始板可包括以下至少一个：金属涂层、从第一材料形成的氧化化
合物、抗腐蚀涂层、电介质涂层、导电性增强涂层、摩擦优化涂层、磨损降低涂层、反射涂层、
防反射涂层、吸收涂层、反应涂层、彩色涂层、审美涂层以及任意其他涂层，其促进板材渐进
成形处理和/或向第一材料308、拼接板300以及金属板材部件200中的任一个提供期望性
能。

[0031] 在板材渐进成形处理之前和/或处理中，随后拼接初始板以通过以下至少一种形成拼接板300：(i)将额外材料耦接至第一材料308的一部分，(ii)从初始板的一部分去除第
一材料308，以便促进金属板材部件200的至少一部分与指定厚度、指定刚度以及指定几何
形状的改善适应性。

[0032] 例如，在某些实施方式中，金属板材部件200包括从拼接板300的对应第一区域310形成的至少一个第一区域210。拼接板300的每个第一区域310的特征在于：在每个第一区域
310中，从拼接板300去除用于初始形成拼接板300的第一材料308的一部分。例如，以以下中
的至少一种从第一区域310去除每个第一区域310内的第一材料308的一部分：机械加工、研
磨、切割(包括，但不限于水喷射切割)、钻刻、蚀刻掉、溶解以及使第一区域310能够起到如
本文所述的作用的任意其他合适方式。因此，相对于从相似板形成第一区域210但未从第一
区域310去除第一材料308的情况下所得到的厚度，金属板材部件200的每个对应的第一区
域210的所得局部厚度206降低。

[0033] 在某些实施方式中，尽管每个对应第一区域210的所得局部厚度206相对于从相似板形成但未从第一区域310去除第一材料308的第一区域210的所得厚度是减小的，但是该
局部厚度206保留得足够满足至少一个第一区域210的局部刚度和局部强度要求。因此，相
对于从未从第一区域310去除第一材料308制造的相似板形成的金属板材部件200的所得重
量，从每个第一区域310去除第一材料308的一部分使得金属板材部件200的重量降低。在某
些实施方式中，诸如金属板材部件200是飞机102的部件的那些实施方式中，这种重量降低
表示出巨大的性能优势。此外，在某些实施方式中，相比较在板材渐进成形处理之前和/或
处理中从基本平坦的拼接板300的第一区域310去除第一材料308的一部分，在金属板材部
件200形成为复杂几何形状之后从至少一个第一区域210去除相同量的第一材料308将呈现
显著更大的技术难题，并且因此相应的更多时间和费用。

[0034] 在某些实施方式中，金属板材部件200的至少一个第一区域210邻近于金属板材部件200的具有相对于平面207具有大的或“陡峭”的坡度的一部分。在所示实施方式中，例如，
至少一个第一区域210包括：一对第一区域210，该一对第一区域210形成反转杯状形状的基
本平坦的盖表面。每个第一区域210的周边由反转杯状形状的壁部分212限定。由于壁部分
212相对于平面207具有相对大的坡度，所有在板材渐进成形处理中，壁部分212的厚度206
显著变薄。因此，拼接板300的第一材料308的厚度被选择为相对大以确保壁部分212的厚度
206保留得足够满足局部刚度和局部强度要求。相反，在板材渐进成形处理中，基本平坦的
第一区域210的厚度206没有变薄那么多，并且第一材料308的相对大的初始厚度不必满足
第一区域210的局部刚度和局部强度要求。此外，如上所述，相比较在板材渐进成形处理之
前和/或处理中从拼接板300的对应第一区域310去除第一材料308的一部分，在金属板材部
件200形成之后从第一区域210去除相同量的第一材料308将呈现显著更大的技术难题，并
且因此相应的更多时间和费用。

[0035] 此外或可替换地，在板材渐进成形处理之前和/或处理中，从拼接板300的对应第一区域310移除第一材料308的一部分改变在板材渐进成形处理中邻近于第一区域310的区
域中的第一材料308的变形行为和流动(flow)行为。在某些实施方式中，在邻近于第一区域
310的区域中的板材渐进成形处理中，第一材料308的变形行为和流动行为的改变能够实现
以下至少一个：(i)金属板材部件200的第一区域210满足局部刚度和局部强度要求，(ii)邻
近于第一区域210的区域满足局部刚度和局部强度要求，(iii)从拼接板300形成金属板材
部件200所需的能量降低，以及(iv)从拼接板300形成金属板材部件200所需的工具路径(例
如，工具506或606的工具路径(在图4和图5中示出))的简单化。

[0036] 应理解，在可替换实施方式中，金属板材部件200的至少一个第一区域210不邻近于金属板材部件200的具有大坡度的一部分。例如，至少一个第一区域210不限于所示出的
一对反转杯形区域，而是相反，至少一个第一区域210包括任意合适数量的第一区域210，并
且每个第一区域210具有任意合适形状，以便金属板材部件200能够起到如本文所述的作
用，并且如本文所述的从拼接板300形成金属板材部件200。

[0037] 在某些实施方式中，当拼接板300耦接至用于执行板材渐进成形处理的相同系统时，执行从至少一个第一区域310去除第一材料308的一部分。例如，参考图4和图5，当拼接
板300耦接至板材渐进成形系统500的夹具502或板材渐进成形系统600的夹具602时，执行
从至少一个第一区域310去除第一材料308的一部分。在一些实施方式中，在板材渐进成形
工具(诸如，但不限于触针)与机械加工工具(诸如，但不限于，研磨机)之间可选择板材渐进
成形系统500的工具506和/或板材渐进成形系统600的至少一个工具606，该机械加工工具
被构造成从至少一个第一区域310去除第一材料308的一部分。在可替换实施方式中，每个
工具506和/或606限制为板材渐进成形工具，并且系统500和/或系统600包括额外制造机器
手(未示出)，该额外制造机器手包括机器研磨工具。当拼接板300耦接至夹具502或602时，
从至少一个第一区域310去除第一材料308的一部分促进在非常严格的公差范围内将至少
一个第一区域210的成形和放置，因为执行了机械加工处理和板材渐进成形处理，而不需要
相对于每个工具重新定位拼接板300。此外，因为拼接板300保持固定在夹具502或602中，所
以经过机械加工和板材渐进成形的多个迭代顺序，可保持在非常严格的公差范围内将至少
一个第一区域210的成形和放置。在可替换实施方式中，当拼接板300未耦接至用于执行板
材渐进成形处理的相同系统时，至少部分地执行从至少一个第一区域310去除第一材料308
的一部分。

[0038] 再次返回图2和图3，对于另一示例，在某些实施方式中，金属板材部件200包括：从拼接板300的对应第二区域320形成的至少一个第二区域220。拼接板300的每个第二区域
320的特征在于：覆层材料322耦接至用于初始形成拼接板300的第一材料308。例如，覆层材
料322通过焊接、铜焊、镀覆、粘合、紧固(诸如，例如，铆钉、螺杆以及螺栓中的至少一个)、夹
持中的至少一种耦接至第二区域320内的第一材料308，并且以能够第二区域320使起到如
本文所述的作用的任意其他合适方式，另外耦接至第二区域320。如其他示例，在某些实施
方式中，端部执行器505、605以及655(在图5和图6示出)中的至少一个被构造成：在分别使
用系统500或600执行板材渐进成形处理之前或处理中，将覆层材料322耦接至拼接板300。
由于覆层材料322耦接至拼接板300，所以相对于在没有覆层材料322从相似板形成的第二
区域220的所得厚度，金属板材部件200的每个对应第二区域220的所得局部厚度206增加。

[0039] 在某些实施方式中，圆周地围绕部件200的圆顶形特征件203(在图1中最好观看)来涂布覆层材料322。在其他实施方式中，覆层材料322仅涂布在部件200的一个或多个截面
201上。此外，在一些实施方式中，覆层材料322不跨过径向部分201的宽度延伸，而是相反，
覆层材料322涂布至拼接板300的具有任意合适形状和尺寸的第二区域320。更一般地，应理
解，尽管为了描述目的，金属板材部件200和拼接板300均被示出为具有特定形状，但是金属
板材部件200和拼接板300中的每一个可具有任意合适形状，并且覆层材料322可涂布至拼
接板300的任意合适部分，以便根据本文所述的实施方式，可从拼接板300形成金属板材部
件200。

[0040] 在某些实施方式中，每个对应第二区域220的所得局部厚度206使得至少一个第二区域220满足至少一个第二区域220的局部刚度和局部强度要求，而不增加金属板材部件
200的其他部分的厚度206。因此，相对于从均匀厚的第一材料308制成的板形成的金属板材
部件200的所得重量，将覆层材料322耦接至拼接板300的第二区域320中的第一材料308使
得金属板材部件200的重量降低。在某些实施方式中，诸如金属板材部件200是飞机102的部
件的那些实施方式中，这种重量降低表示出巨大的性能优势。此外，在某些实施方式中，诸
如，在至少一个第二区域220存在弯曲轮廓的实施方式中，相比于在板材渐进成形处理之前
和/或处理中将覆层材料322耦接至基本平坦的拼接板300的第二区域320中的第一材料
308，在金属板材部件200形成之后将覆层材料322耦接至至少一个第二区域220中的第一材
料308将呈现显著更大的技术难题，并且因此相应地将需要更多时间和费用。

[0041] 在所示实施方式中，例如，至少一个第二区域220是跨过金属板材部件200延伸的单个倾斜区域。由于坡度，在板材渐进成形处理中，第二区域220中的厚度206经历大幅变
薄。拼接板300的覆层材料322的厚度被选择为确保第二区域220的所得厚度206足够满足局
部刚度和局部强度要求。

[0042] 此外或可替换地，在板材渐进成形处理之前和/或处理中添加至第二区域320的覆层材料322改变在板材渐进成形处理中第二区域320以及邻近于第二区域320的区域中的至
少一个中的第一材料308的变形行为和流动行为。在某些实施方式中，在板材渐进成形处理
中第二区域320以及邻近于第二区域320的区域中的至少一个中的第一材料308的变形行为
和流动行为的改变使得：(i)金属板材部件200的第二区域220满足局部刚度和局部强度要
求，(ii)邻近于第二区域220的区域满足局部刚度和局部强度要求，(iii)从拼接板300形成
金属板材部件200所需的能量降低，以及(iv)从拼接板300形成金属板材部件200所需的工
具路径(例如，工具506或606的工具路径(在图4和图5中示出))的简单化。此外，在一些实施
方式中，即使覆层材料322的所有或部分随后从金属板材部件200中去除，在板材渐进成形
处理中在第二区域320以及邻近于第二区域320的区域中的至少一个中的第一材料308的变
形行为和流动行为的改变也能够实现这些益处。在一些这种实施方式中，在完成板材渐进
成形处理的至少一部分之后，覆层材料322的至少一部分从第二区域220分离，并且不被包
括在完成的金属板材部件200中。例如，覆层材料322的至少一部分以解开、松开、机械加工、
研磨、切割、蚀刻掉、溶解以及以使得第二区域220能够起到如本文所述的作用的任意其他
合适方式进行去除中的至少一种)被分离。在某些实施方式中，如上所述，相对于第一区域
310的形成，当拼接板300耦接至用于执行板材渐进成形处理的相同系统时，执行覆层材料
322的去除。在可替换实施方式中，当拼接板300不耦接至用于执行板材渐进成形处理的相
同系统时，执行覆层材料322的至少一部分的去除。可替换地，基本上所有覆层材料322保持
耦接至完成的金属板材部件200。

[0043] 应理解，在可替换实施方式中，至少一个第二区域220不限于所示的单个倾斜区域，而是相反，至少一个第二区域220包括任意合适数量的第二区域220，并且每个第二区域
220具有任意合适形状，以便金属板材部件200能够起到如本文所述的作用，并且如本文所
述的，从拼接板300形成金属板材部件200。

[0044] 在某些实施方式中，从与第一材料308基本完全相同的材料形成覆层材料322，该第一材料308用于初始形成拼接板300。在可替换实施方式中，从与第一材料308基本完全相
同的材料以外的材料形成覆层材料322。

[0045] 对于另一示例，在某些实施方式中，金属板材部件200包括：从拼接板300的对应第三区域330形成的至少一个第三区域230。拼接板300的每个第三区域330的特征在于：至少
一个加强构件332耦接至用于初始形成拼接板300的第一材料308。例如，通过焊接、铜焊、镀
覆、粘合、紧固中的至少一种，至少一个加强构件332耦接至每个第三区域330内的第一材料
308，并且以使第三区域330能够起到本文所述的作用的任意其他合另外耦接至第三区域
330。在某些实施方式中，每个至少一个加强构件332耦接至拼接板300的第一表面302和第
二表面304中的一个。在可替换实施方式中，至少一个加强构件332耦接在以第一材料308形
成的凹槽或凹口(未示出)内，使得加强构件332至少部分地凹入到第一表面302和第二表面
304中的一个的下方。由于至少一个加强构件332耦接至拼接板300，所以相对于在没有加强
构件332的情况下从相似板形成的第三区域230的所得刚度，金属板材部件200的每个对应
第三区域230的所得局部刚度增加。

[0046] 在某些实施方式中，在不增加金属板材部件200的其他部分的厚度206的情况下，每个对应第三区域230的所得局部刚度使得至少一个第三区域230能够满足至少一个第三
区域230的局部刚度要求。例如，并非作为限制性方式，至少一个加强构件332抑制金属板材
部件200在至少一个第三区域230中表现出“回弹”特性的倾向，即，至少一个第三区域230的
轮廓倾向于卷曲或折弯为符合其设计或预期形状。因此，相对于从第三区域330中的均匀厚
的第一材料308制成的板形成的金属板材部件200的所得重量，将至少一个加强构件332耦
接至拼接板300的第三区域330中的第一材料308使得金属板材部件200的重量降低。在某些
实施方式中，诸如金属板材部件200是飞机102的部件的那些实施方式中，这种重量降低表
示出巨大的性能优势。此外，在某些实施方式中，诸如，在至少一个第三区域230存在弯曲轮
廓的实施方式中，相比于在板材渐进成形处理之前和/或处理中将至少一个加强构件332耦
接至基本平坦的拼接板300的第三区域230中的第一材料308，在金属板材部件200形成之后
将至少一个加强构件332耦接至至少一个第三区域230中的第一材料308将呈现显著更大的
技术难题，并且因此相应地将需要更多时间和费用。

[0047] 在所示实施方式中，例如，至少一个第三区域230是跨过金属板材部件200延伸的单个区域，其中，金属板材部件200从相对平坦部分过渡至倾斜部分。由于该过渡，板材渐进
成形处理导致第三区域230的厚度206显著改变，其倾向于增加第三区域230对回弹的敏感
性。至少一个加强构件332增加第三区域230绕横向于伸长方向的轴线334的弯曲和扭转刚
度。拼接板300的至少一个加强构件332的数量、方向、截面形状以及厚度中的至少一个被选
择为抑制金属板材部件200围绕轴线334的回弹，并且此外或可替换地，确保第三区域230的
所得刚度以另外方式足够满足局部刚度要求。例如，图2和图3所示的示例中的至少一个加
强构件332包括三个均匀间隔的伸长加强构件332，并且每个加强构件332是线段和帽形加
强件中的一种。应理解，在可替换实施方式中，至少一个加强构件332不限于三个均匀间隔
的、平行伸长的构件，而是相反，至少一个加强构件332具有任意合适数量、配置以及间隔，
使得金属板材部件200能够起到本文所述的作用，并且如从本文所述的，从拼接板300形成
金属板材部件200。例如，在一些实施方式中，至少一个加强构件332包括多个加强构件332，
其中，一些定向为相对于其他是垂直或倾斜的。在一些这种实施方式中，多个加强构件332
定向为网格布置，该网格布置向第三区域230增加多个方向上的刚度。对于另一示例，在某
些实施方式中，至少一个加强构件332包括至少一个弯曲加强构件332。

[0048] 此外或可替换地，在板材渐进成形处理之前和/或处理中添加至第三区域330的至少一个加强构件332改变在渐进成形处理中第三区域330以及邻近于第三区域330的区域中
的至少一个中的第一材料308的变形行为和流动行为。在某些实施方式中，在板材渐进成形
处理中在第三区域330以及邻近于第三区域330的区域中的至少一个中的第一材料308的变
形行为和流动行为的改变使得：(i)金属板材部件200的第三区域230满足局部刚度和局部
强度要求，(ii)邻近于第三区域230的区域满足局部刚度和局部强度要求，(iii)从拼接板
300形成金属板材部件200所需的能量降低，以及(iv)从拼接板300形成金属板材部件200所
需的工具路径(例如，工具506或606的工具路径(在图4和图5中示出))的简单化。此外，在一
些实施方式中，即使至少一个加强构件332的所有或部分随后从金属板材部件200中去除，
在第三区域330以及邻近于第三区域330的区域中的至少一个中的板材渐进成形处理的第
一材料308的变形行为和流动行为的改变也能够提供这些益处。在一些这种实施方式中，在
完成板材渐进成形处理的至少一部分之后，至少一个加强构件332的至少一部分从第三区
域230中分离，并且不被包括在完成的金属板材部件200中。例如，至少一个加强构件332的
至少一部分以解开、松开、机械加工、研磨、切割、蚀刻掉、溶解以及任意其他合适方式的去
除中的至少一种被分离，该任意其他合适方式使第三区域230能够起到如本文所述的作用。
在某些实施方式中，如上所述，相对于第一区域310的形成，当拼接板300耦接至用于执行板
材渐进成形处理的相同系统时，执行至少一个加强构件332的去除。在可替换实施方式中，
当拼接板300不耦接至用于执行板材渐进成形处理的相同系统时，执行至少一个加强构件
332的至少一部分的去除。可替换地，至少一个加强构件332的基本上全部保持耦接至完成
的金属板材部件200。

[0049] 应理解，在可替换实施方式中，至少一个第三区域230不限于所示的单个区域，在该单个区域中，金属板材部件200从相对平坦部分过渡至倾斜部分，而是相反，至少一个第
三区域230包括任意合适数量的第三区域230，并且每个第三区域230具有任意合适形状，使
得金属板材部件200能够起到本文所述的作用，并且如本文所述的能够使从拼接板300形成
金属板材部件200。

[0050] 在某些实施方式中，从与第一材料308基本相同的材料形成至少一个加强构件332，该第一材料308用于初始形成拼接板300。在可替换实施方式中，从与第一材料308基本
相同的材料以外的材料形成至少一个加强构件332。例如，并非作为限制性方式，从相对于
第一材料308具有增强的刚度的材料形成至少一个加强构件332。

[0051] 对于另一示例，在某些实施方式中，金属板材部件200包括从拼接板300的对应第四区域340形成的至少一个第四区域240。拼接板300的每个第四区域340的特征在于：用于
初始形成拼接板300的第一材料308从第四区域340完全去除，并且第四材料342耦接至第一
材料308的邻接第四区域340的至少一部分。例如，诸如通过对接焊或其他合适的对接焊处
理，第四材料342边对边地耦接至第一材料308的邻接每个第四区域340的至少一部分。可替
换地，以使得第四区域340能够用作如本文所述的作用的任意其他合适方式，将第四材料
342耦接至第一材料308的邻接每个第四区域340的至少一部分。由于第四材料342耦接至拼
接板300，所以相对于从相似板形成的第四区域240的所得材料性能，金属板材部件200的每
个对应第四区域240的至少一种材料性能(诸如，重量和/或局部刚度)改变，该相似板没有
使用第四材料342取代第一材料308。

[0052] 在某些实施方式中，从第一材料308形成的初始板具有基本均匀的厚度。此外，在某些实施方式中，第四材料342被选择具有板材渐进成形处理之前的初始厚度，该初始厚度
与初始板的初始厚度基本相同。可替换地，从第一材料308形成的初始板并非具有基本均匀
的厚度，和/或第四材料342被选择具有板材渐进成形处理之前的初始厚度，该初始厚度不
与板材渐进成形处理之前的拼接板300的第一材料308的初始厚度基本相同。

[0053] 在某些实施方式中，至少一个第四区域340的初始厚度基本上等于拼接板300的周边306的其他部分的初始厚度，这促进将拼接板300固定在标准板材渐进成形系统的夹具
(诸如，系统500的夹具502(在图4中示出)或系统600的夹具602(在图5中示出))中，同时产
生位于金属板材部件200的周边上的至少一个第四区域240内的不同的材料性能。例如，在
不必对夹具502或夹具602进行修改以便适应沿周边306的厚度改变的情况下，第四材料342
使得至少一个第四区域240能够满足局部刚度和局部强度要求，该厚度改变是由于沿周边
306使用覆层材料322或加强构件332所造成的。此外，在某些实施方式中，诸如，在至少一个
第四区域240存在弯曲轮廓的实施方式中，相比较在板材渐进成形处理之前和/或处理中在
基本平坦的拼接板300的至少一个第四区域340中使用第四材料342代替第一材料308，在金
属板材部件200形成之后将覆层材料322或加强构件332耦接至金属板材部件200将呈现显
著更大的技术难题，并且因此相应地将需要更多时间和费用。

[0054] 在所示实施方式中，例如，至少一个第四区域240是金属板材部件200的外围区域，该外围区域被设计为用作另一部件(未示出)的附接点或参考定位点。因此，完全由第一材
料308形成的板将需要增强的厚度，以便使金属板材部件200符合第四区域340的局部强度
要求。相对于第一材料308的强度性能，第四材料342被选择具有增加的强度性能，使得第四
区域240中的第四材料342的较小厚度206足够满足局部强度要求。在拼接板300的第四区域
340中使用第四材料342代替第一材料308使能够满足金属板材部件200的第四区域240的局
部强度要求，而没有增加拼接板300的其他部分的总体厚度，并且因此不增加金属板材部件
200的其他区域的厚度206。因此，相对于从均匀厚的第一材料308制成的板形成的金属板材
部件200的所得重量，将第四材料342耦接至第一材料308的邻近于拼接板300的第四区域
340的至少一部分，使得金属板材部件200的重量降低。

[0055] 此外或可替换地，在板材渐进成形处理之前将第四材料342添加至第四区域340改变了在渐进成形处理中邻近于第四区域340的区域中的第一材料308的变形行为和流动行
为。在某些实施方式中，在板材渐进成形处理中第四区域340中的第一材料308的变形行为
和流动行为的改变使得：(i)金属板材部件200的第四区域240满足局部刚度和局部强度要
求，(ii)邻近于第四区域240的区域满足局部刚度和局部强度要求，(iii)从拼接板300形成
金属板材部件200所需的能量降低，以及(iv)从拼接板300形成金属板材部件200所需的工
具路径(例如，工具506或606的工具路径(在图4和图5中示出))的简单化。此外，在一些实施
方式中，即使第四材料342的所有或部分随后从金属板材部件200中去除，在板材渐进成形
处理在第四区域340以及邻近于第四区域340的区域中的至少一个中的第一材料308的变形
行为和流动行为的改变也能够有这些益处。在一些这种实施方式中，在完成板材渐进成形
处理的至少一部分之后，第四材料342的至少一部分从第四区域240中分离，并且不被包括
在完成的金属板材部件200中。例如，第四材料342的至少一部分以解开、松开、机械加工、研
磨、切割、蚀刻掉、溶解以及任意其他合适方式的去除中的至少一种被分离，该任意其他合
适方式使金属板材部件200能够起到如本文所述的作用。在某些实施方式中，如上所述，相
对于第一区域310的形成，当拼接板300耦接至用于执行板材渐进成形处理的相同系统时，
执行第四材料342的去除。在可替换实施方式中，当拼接板300不是耦接至用于执行板材渐
进成形处理的相同系统时，执行第四材料342的至少一部分的去除。可替换地，基本全部第
四材料342保持耦接至完成的金属板材部件200。

[0056] 应理解，在可替换实施方式中，至少一个第四区域240不限于所示的外围区域和/或用作另一部件的附接点，而是相反，至少一个第四区域240包括任意合适数量的第四区域
240，并且每个第四区域240在拼接板300上具有任意合适形状和位置，使得金属板材部件
200能够起到本文所述的作用，并且如本文所述的，从拼接板300形成金属板材部件200。

[0057] 图6是从拼接板(诸如，拼接板300)制备金属板材部件(诸如，金属板材部件200)的方法700的示例性实施方式的流程图。参考图1至图6，在示例性实施方式中，该方法700包
括：改变从第一材料(诸如，第一材料308)形成的初始板，以便通过以下至少一个形成拼接
板(704)：(i)将额外材料(诸如，覆层材料322、加强构件332、以及第四材料342中的至少一
个)耦接至第一材料的一部分，以及(ii)从初始板的一部分去除第一材料。方法700进一步
包括：通过板材渐进成形处理(诸如，但不限于由诸如系统500的系统执行的单点板材渐进
成形处理或两点板材渐进成形处理，或者由诸如系统600的系统执行的双侧板材渐进成形
处理)从拼接板形成金属板材部件(706)。

[0058] 在某些实施方式中，金属板材部件具有限定在金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，诸如限定在金属板材部件200的第一表面202与第二表面204之间的厚度
206，并且金属板材部件的形成706包括：形成金属板材部件，使得厚度在金属板材部件的不
同区域局部改变(708)。此外或可替换地，金属板材部件具有刚度，并且金属板材部件的形
成706包括：形成金属板材部件，使得刚度在金属板材部件的不同区域局部改变(710)。

[0059] 在一些实施方式中，初始板的改变704包括：从拼接板的至少一个第一区域(诸如，第一区域310)去除第一材料的一部分(712)。此外，在某些实施方式中，金属板材部件具有
限定在金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，诸如限定在金属板材部件200的
第一表面202与第二表面204之间的厚度206，并且从拼接板的至少一个第一区域去除第一
材料的一部分(712)包括：局部减小金属板材部件的至少一个第一区域(诸如，至少一个第
一区域210)的厚度(714)，该金属板材部件的至少一个第一区域对应于拼接板的至少一个
第一区域。此外，在一些这种实施方式中，金属板材部件的至少一个第一区域邻近于金属板
材部件的具有大坡度的一部分，诸如，但不限于壁部分212。

[0060] 在一些实施方式中，当拼接板耦接至用于执行板材渐进成形处理的系统(诸如系统500或系统600)时，执行从拼接板的至少一个第一区域去除第一材料的一部分(712)。

[0061] 在某些实施方式中，初始板的改变704包括：将覆层材料(诸如，覆层材料322)耦接至拼接板的至少一个第二区域(诸如，第二区域320)中的第一材料。在一些这种实施方式
中，金属板材部件具有限定在金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，诸如，限定
在金属板材部件200的第一表面202与第二表面204之间的厚度206，并且将覆层材料耦接至
拼接板的至少一个第二区域中的第一材料(716)包括：局部增加金属板材部件的至少一个
第二区域(诸如，至少一个第二区域220)的厚度(718)，该金属板材部件的至少一个第二区
域对应于拼接板的至少一个第二区域。

[0062] 在某些实施方式中，方法700进一步包括：在完成板材渐进成形处理的至少一部分之后，从金属板材部件的第二区域分离覆层材料的至少一部分(720)。在一些这种实施方式
中，当拼接板耦接至用于执行板材渐进成形处理的系统(诸如，系统500或系统600)时，执行
从金属板材部件的第二区域分离覆层材料的至少一部分的步骤720。

[0063] 在一些实施方式中，从与第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成覆层材料。

[0064] 在某些实施方式中，初始板的改变704包括：将至少一个加强构件(诸如，至少一个加强构件332)耦接至拼接板的至少一个第三区域(诸如，至少一个第三区域330)中的第一
材料(722)。在一些这种实施方式中，将至少一个加强构件耦接至拼接板的至少一个第三区
域中的第一材料的步骤722包括：局部增加金属板材部件的至少一个第三区域(诸如，至少
一个第三区域230)的刚度，该金属板材部件的至少一个第三区域对应于拼接板的至少一个
第三区域。此外，在一些这种实施方式中，方法700进一步包括：选择至少一个加强构件的数
量、方向、截面形状以及厚度中的至少一个以抑制金属板材部件的回弹特性(726)。

[0065] 在一些实施方式中，从与第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成至少一个加强构件。

[0066] 在某些实施方式中，改变初始板(704)包括：从拼接板的至少一个第四区域(诸如，至少一个第四区域340)去除第一材料(728)，并且将第四材料(诸如，第四材料342)耦接至
第一材料的邻接拼接板的至少一个第四区域的至少一部分(730)。在一些实施方式中，将第
四材料耦接至第一材料的邻接拼接板的至少一个第四区域的至少一部分(730)包括：将第
四材料对接至第一材料的至少一部分(732)。在某些实施方式中，从第一材料形成的初始板
具有厚度，并且将第四材料耦接至第一材料的邻接拼接板的至少一个第四区域的至少一部
分(730)包括：具有板材渐进成形处理之前的初始厚度的第四材料耦接(734)，该初始厚度
与初始板的厚度基本完全相同。在一些实施方式中，将第四材料耦接至第一材料的邻接拼
接板的至少一个第四区域的至少一部分(730)包括：局部改变金属板材部件至少一个第四
区域(诸如，至少一个第四区域240)的至少一个材料性能(736)，该金属板材部件的至少一
个第四区域对应于拼接板的至少一个第四区域。

[0067] 再次参考如图7所示的示例性飞机制造和保养方法100，以及如图8所示的示例性飞机102，在预生产过程中，示例性方法100可包括：飞机102的规格与设计104以及材料采购
106。在生产过程中，进行组件和子组件制造108以及飞机102的系统集成110。此后，飞机102
可通过认证和交付112以便被投入使用114。在为客户服务的过程中，安排对飞机102进行例
行维护和保养116(其还可包括改造、重新配置、翻新等)。

[0068] 方法100的各个过程可由系统集成商、第三方、和/或运营商(例如，客户)来执行或实施。为了该描述的目的，系统集成商可包括但不限于任意数量的飞机制造商和主系统分
包商；第三方可包括但不限于任意数量的承包商、分包商以及供应商；并且运营商可以是航
空公司、租赁公司、军事企业、服务机构等。

[0069] 如图8所示，通过示例性方法100生产的飞机102可包括：具有多个系统120的机身118和内部构造122。高级系统120的实例包括：一个或多个推进系统124、电力系统126、液压
系统128以及环境系统130。任意数量的其他系统可包括在内。尽管示出了航空航天实例，但
是本发明的原理可应用于诸如汽车工业的其他工业。

[0070] 在生产和保养方法100的任何一个或多个阶段中，尤其是在例如，组件和子组件制造108、系统集成110、以及机身118的日常维修和保养116中的至少一个的过程中，可采用本
文体现的装置和方法。例如，可以以与飞机102在服务时生产组件或子组件类似的方式来制
作或制造对应于生产过程108的组件或子组件。另外，一个或多个装置实施方式、方法实施
方式、或其组合可在生产阶段108和110期间使用，例如通过大幅加快飞机102的组件或降低
飞机102的成本。类似地，当飞机102服务时，例如但不限于维修和保养116，可利用一个或多
个装置实施方式、方法实施方式、或其组合。例如，并非作为限制性方式，该装置和方法提供
单独或小批量部件的快速的、低成本的制造，除了以上参考的原型、生产、保养、维护、翻修
以及修复步骤，其促进设计阶段的概念评估以及需求备用零件的制造，并且使得库存/存储
的需要降低。

[0071] 本文描述的实施方式提供对形成金属板材部件的至少一些已知方法的改进。相比较用于形成金属板材部件的至少一些已知方法，本文所述的实施方式提供了在板材渐进成
形处理中使用拼接板以使得能够实现从板形成的金属板材部件的至少一部分的指定厚度、
指定刚度以及指定几何图形的至少一个的改进适应性。相比较用于形成金属板材部件的至
少一些已知方法，本文所述的实施方式提供了用于局部改变金属板材部件的厚度和/或刚
度，其在一些实施方式中导致金属板材部件的重量降低以及形成金属板材部件的速度增加
中的至少一个。此外，本文所述的实施方式提供了：当拼接板耦接至用于板材渐进成形处理
的夹具时，去除拼接板的材料的一部分，其促进在非常严格的公差范围内进行拼接板的改
变的成形和放置。

[0072] 根据本发明的再一个方面，提供了：

[0073] A1.一种从拼接板制备金属板材部件的方法，所述方法包括以下步骤：

[0074] 改变从第一材料形成的初始板，以便通过以下至少一个形成所述拼接板：(i)将额外材料耦接至所述第一材料的一部分，以及(ii)从所述初始板的一部分去除所述第一材
料，所述第一材料包括其外表面上的涂层；以及

[0075] 通过板材渐进成形处理从所述拼接板形成所述金属板材部件。

[0076] A2.还提供了，根据段落A1所述的方法，其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，形成所述金属板材部件的所述步骤包
括：形成所述金属板材部件，以便所述厚度在所述金属板材部件的不同区域局部变化。

[0077] A3.还提供了，根据段落A1或段落A2所述的方法，其中，所述金属板材部件具有刚度，形成所述金属板材部件的所述步骤包括：形成所述金属板材部件，以便所述刚度在所述
金属板材部件的不同区域局部变化。

[0078] A4.还提供了，根据段落A1至段落A3中的任一项所述的方法，其中，改变所述初始板的所述步骤包括：从所述拼接板的至少一个第一区域去除所述第一材料的一部分，其包
括以下至少一个：

[0079] 其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的厚度，从所述拼接板的所述至少一个第一区域去除所述第一材料的所述一部分的步骤
包括：局部减小所述金属板材部件的至少一个第一区域的厚度，所述金属板材部件的所述
至少一个第一区域对应于所述拼接板的所述至少一个第一区域；

[0080] 其中，所述金属板材部件的所述至少一个第一区域邻近于所述金属板材部件的具有大坡度的一部分；以及

[0081] 其中，当所述拼接板耦接至用于执行所述板材渐进成形处理的系统时，执行从所述拼接板的所述至少一个第一区域去除所述第一材料的所述一部分的步骤。

[0082] A5.还提供了，根据段落A1至段落A4中的任一项所述的方法，其中，改变所述初始板的所述步骤包括：将覆层材料耦接至所述拼接板的至少一个第二区域中的所述第一材
料，其中，所述金属板材部件具有限定在所述金属板材部件的第一表面与第二表面之间的
厚度，将所述覆层材料耦接至所述拼接板的所述至少一个第二区域中的所述第一材料的步
骤优选地包括：局部增加所述金属板材部件的至少一个第二区域的厚度，所述金属板材部
件的所述至少一个第二区域对应于所述拼接板的所述至少一个第二区域。

[0083] A6.还提供了，根据段落A5所述的方法，进一步包括：在完成所述板材渐进成形处理的至少一部分之后，从所述金属板材部件的第二区域分离所述覆层材料的至少一部分，

[0084] 其中，当所述拼接板耦接至用于执行所述板材渐进成形处理的系统时，执行从所述金属板材部件的所述第二区域分离所述覆层材料的至少一部分的步骤。

[0085] A7.还提供了，根据段落A5所述的方法，其中，从与所述第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成所述覆层材料。

[0086] A8.还提供了，根据段落A1至段落A7中的任一项所述的方法，其中，改变所述初始板的所述步骤包括：将至少一个加强构件耦接至所述拼接板的至少一个第三区域中的所述
第一材料，

[0087] 其中，将所述至少一个加强构件耦接至所述拼接板的所述至少一个第三区域中的所述第一材料的步骤包括：局部增加所述金属板材部件的至少一个第三区域的刚度，所述
金属板材部件的所述至少一个第三区域对应于所述拼接板的所述至少一个第三区域，

[0088] 进一步包括：选择所述至少一个加强构件的数量、方向、截面形状以及厚度中的至少一个，以便抑制所述金属板材部件的回弹特性。

[0089] A9.还提供了，根据段落A8所述的方法，其中，从与所述第一材料基本完全相同的材料以外的材料形成所述至少一个加强构件。

[0090] A10.还提供了，根据段落A1至段落A9的任一项所述的方法，其中，改变所述初始板的所述步骤包括：

[0091] 从所述拼接板的至少一个第四区域去除所述第一材料；以及

[0092] 将第四材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个第四区域的至少一部分；

[0093] 其中，将所述第四材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个第四区域的至少一部分的步骤包括：将所述第四材料对接至所述第一材料的至少一部分。

[0094] A11.还提供了，根据段落A10所述的方法，其中，从所述第一材料形成的所述初始板具有厚度，将所述第四材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个第四
区域的至少一部分的所述步骤包括：耦接具有所述板材渐进成形处理之前的初始厚度的所
述第四材料，所述初始厚度与所述初始板的厚度基本完全相同。

[0095] A12.还提供了，根据段落A10所述的方法，其中，将所述第四材料耦接至所述第一材料的邻接所述拼接板的所述至少一个第四区域的至少一部分的所述步骤包括：局部改变
所述金属板材部件的至少一个第四区域的至少一个材料性能，所述金属板材部件的所述至
少一个第四区域对应于所述拼接板的所述至少一个第四区域。

[0096] A13.还提供了，根据段落A1至段落A12中的任一项所述的方法，其中，通过所述板材渐进成形处理从所述拼接板形成所述金属板材部件的步骤进一步包括：防止所述拼接板
在至少一个预定位置处的变形。

[0097] A14.还提供了，根据段落A1至段落A13中的任一项所述的方法，其中，通过所述板材渐进成形处理从所述拼接板形成所述金属板材部件的所述步骤进一步包括：将热能施加
至所述拼接板上的变形区域，其包括以下至少一个：

[0098] 软化所述拼接板以促进所述拼接板的变形；

[0099] 在所述拼接板已在所述变形区域中变形之后，使所述变形区域退火；以及

[0100] 使用阻抗加热源、热气体源、辐射热源、连续波激光源、脉冲激光源、电流源以及超声波生成器中的至少一种。

[0101] A15.还提供了，根据段落A1至段落A14中的任一项所述的方法，其中，所述涂层包括以下至少一种：金属涂层、从所述第一材料形成的氧化化合物、抗腐蚀涂层、电介质涂层、
导电性增强涂层、摩擦优化涂层、磨损降低涂层、反射涂层、抗反射涂层、吸收涂层、反应涂
层、彩色涂层以及审美涂层。

[0102] 本书面说明书使用实例公开了包括最优模式的各种实现方式，其包括使本领域的任何技术人员能够实现这些实现方式的最佳方式，包括制造和使用任何设备或系统并且执
行任何结合的方法。专利性范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他
实例。如果其他实例具有与权利要求的字面语言不同的结构元件或者如果它们包括与权利
要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，那么这种其他实例旨在处于权利要求的范围
内。