发明创造名称:一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法
外观设计名称:
决定号:201134
决定日:2020-01-10
委内编号:1F271913
优先权日:
申请(专利)号:201611014335.4
申请日:2016-11-15
复审请求人:北京航空航天大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:陈华
合议组组长:左凤茹
参审员:李晋珩
国际分类号:B23P15/00(2006.01)
外观设计分类号:
法律依据:中国专利法第22条第3款
决定要点
:若一项权利要求与最接近的现有技术之间存在区别技术特征,而该区别技术特征部分被其它现有技术公开,部分是本领域的公知常识,则在最接近现有技术的基础上结合其他现有技术和本领域的公知常识得出该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201611014335.4,名称为“一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为北京航空航天大学,申请日为2016年11月15日,公开日为2017年02月22日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年11月05日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2016年11月15日提交的权利要求第1-10项、摘要、摘要附图、说明书第[0001]-[0083]段(即第1-10页)、说明书附图1-7(即第1-5页)。
驳回决定中引用的对比文件如下: 对比文件1:CN105710377A,公开日为2016年06月29日;
对比文件2:CN102814368A,公开日为2012年12月12日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:它包括如下步骤:
步骤一、采用增材制造技术,包括但不限于激光熔化沉积和电子束熔丝沉积,在等截面钛合金直型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金直型材;
步骤二、采用型材热拉弯成形技术,对带筋钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,成形出所需的曲率外形,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到带筋钛合金曲型材;
步骤三、对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件;
通过以上步骤,极大提高了带筋钛合金曲率构件制造过程中的材料利用率,显著降低了制造成本,提高了成形精度,实现了带筋钛合金曲率构件的低成本绿色制造。
2. 根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤一中所述的“采用增材制造技术,包括但不限于激光熔化沉积、电子束熔丝沉积,在等截面钛合金直型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金直型材”,其作法如下:将等截面钛合金直型材待增材制筋区域打磨抛光,用丙酮清洗;将增材制造所用的原料进行真空干燥处理;利用增材制造机床,在等截面钛合金直型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金直型材。
3. 根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤二中所述的“采用型材热拉弯成形技术,对带筋钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,成形出所需的曲率外形,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到带筋钛合金曲型材”,其作法如下:通过自阻加热将带筋钛合金直型材加热到预定温度;对带筋钛合金直型材进行热拉弯,成形出所需的曲率外形;保持温度和贴模状态不变,对带筋钛合金曲型材进行预定时间的在线应力松弛;对带筋钛合金曲型材进行控温冷却、卸载。
4. 根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤三中所述的“对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件”,其作法如下:将带筋钛合金曲型材装卡在数控加工机床上,根据零件的尺寸要求,通过少量数控加工获得最终的钛合金曲率构件。
5. 一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:该方法亦采用如下工艺步骤:
步骤一'、采用型材热拉弯成形技术,对等截面钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,成形出所需的曲率外形,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到等截面钛合金曲型材;
步骤二'、采用增材制造技术,包括但不限于激光熔化沉积和电子束熔丝沉积,在等截面钛合金曲型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金曲型材;
步骤三'、对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件。
6. 根据权利要求5所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤一'中所述的“采用型材热拉弯成形技术,对等截面钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,成形出所需的曲率外形,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到等截面钛合金曲型材”,其作法如下:通过自阻加热将等截面钛合金直型材加热到预定温度;对等截面钛合金直型材进行热拉弯,成形出所需的曲率外形;保持温度和贴模状态不变,对等截面钛合金曲型材进行预定时间的在线应力松弛;对等截面钛合金曲型材进行控温冷却、卸载。
7. 根据权利要求5所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤二'中所述的“采用增材制造技术,包括但不限于激光熔化沉积和电子束熔丝沉积,在等截面钛合金曲型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金曲型材”,其作法如下:将等截面钛合金曲型材待增材制筋区域打磨抛光,用丙酮清洗;将增材制造所用的原料进行真空干燥处理;利用增材制造机床,在等截面钛合金曲型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,形成带筋钛合金曲型材。
8. 根据权利要求5所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
在步骤三'中所述的“对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件”,其作法如下:将带筋钛合金曲型材装卡在数控加工机床上,根据零件的尺寸要求,通过少量数控加工获得最终的钛合金曲率构件。
9. 根据权利要求2、7所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:增材制造所用的原料为钛粉末。
10. 根据权利要求2、7所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:增材制造所用的原料为丝材。”
驳回决定认为:独立权利要求1与对比文件1相比,区别技术特征是:1)本申请用于带筋钛合金曲率构件的组合制造,步骤一中在等截面钛合金直型材上的预定区域增材制备,采用电子束熔丝沉积;2)步骤二中采用型材热拉弯成形技术,对带筋钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到带筋钛合金曲型材;步骤三对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件。区别技术特征1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的或本领域常规技术手段,区别技术特征2)部分被对比文件2公开、部分是本领域技术人员容易想到的或常规技术手段。因此,权利要求1相对于对比文件1、2及本领域公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求5与对比文件1相比,区别技术特征是:1)本申请用于带筋钛合金曲率构件的组合制造,先进行拉弯再进行增材,且步骤二中在等截面钛合金曲型材上的预定区域增材制备,采用电子束熔丝沉积;2)步骤一中采用型材热拉弯成形技术,对带筋钛合金直型材进行通电自阻加热拉弯,并进行在线应力松弛和控温冷却,得到带筋钛合金曲型材;步骤三对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到满足尺寸要求的带筋钛合金曲率构件。区别技术特征1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的或本领域常规技术手段,区别技术特征2)部分被对比文件2公开、部分是本领域技术人员容易想到的或常规技术手段。因此,权利要求5相对于对比文件1、2及本领域公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2、7的区别技术特征都是部分被对比文件1公开、部分为本领域的常规技术手段;权利要求3、6的区别技术特征部分都是被对比文件2公开、部分为本领域的常规技术手段;权利要求4、8-10的附加技术特征是本领域的常规技术手段;因此,从属权利要求2-4、6-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月23日向国家知识产权局提出了复审请求,没有修改申请文件。复审请求人认为:独立权利要求1、5具备创造性,理由如下:1)对比文件1的方法中,整个过程是增材制造工艺,增材制造后修改基部10的初始形状为修改形状12,是为了能够使得增材结构5具有与基体部件30相匹配的非平坦表面,以便两者连接形成整体复合部件1,整体复合部件1不再进行后续成形。本申请在主体部件钛合金挤压型材上制造加强筋,构成带有加强筋的复合部件后需要对复合部件整体进行成形,使其发生大的塑性变形,从而得到所需曲率外形。即对比文件1不同于本申请的增材制造 热拉弯的组合制造。2)对比文件2解决的不是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,本申请解决的是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,两者不同。从而,从属权利要求2-4、6-10也具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月30日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
前置审查之前,复审请求人于2019年01月31日主动提交了修改的权利要求书,没有提交新的意见陈述。修改后的权利要求书如下:
“1、一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:
步骤1、根据零件需求,准备等截面钛合金直型材作为坯料,将待增材制筋的区域打磨抛光,并用丙酮进行清洗去除表面油污;
步骤2、准备具有一定粒度的钛合金粉末作为增材制筋的原料,并在一定温度的真空环境下进行一定时间的干燥处理;
步骤3、将等截面钛合金直型材定位装卡在增材制造成套设备的工作台上,采用一定工艺参数,利用激光头发射的激光束熔化沉积钛合金粉末,在等截面钛合金直型材上的预定区域,增材制造出局部加强筋,制得带筋钛合金直型材;
步骤4、在型材热拉弯机上安装型材热拉弯模具,夹钳夹持住步骤3中制得的带筋钛合金直型材,采用低压大电流将带筋钛合金直型材自阻加热到预定温度;
步骤5、对带筋钛合金直型材施加拉力F,以一定应变速率进行预拉,达到预拉应变量后,对带筋钛合金直型材施加拉力F和弯矩M,以一定应变速率进行包覆成形,直至完全贴合热拉弯模具,之后以一定应变速率进行补拉,直至达到总应变量,得到带筋钛合金曲型材,在此过程中,带筋钛合金型材的温度波动应控制在合理范围;
步骤6、夹钳继续夹持贴模状态的带筋钛合金曲型材,位置不发生变化,保持之前热拉弯时的温度,对带筋钛合金曲型材保温一定时间,以实现在线应力松弛;
步骤7、利用加热装置对带筋钛合金曲型材以一定冷却速率进行控温冷却,当带筋钛合金曲型材达到预定温度后,加热装置停止工作,型材热拉弯机卸载,夹钳松开,取出带筋钛合金曲型材,空冷至室温;
步骤8、根据零件最终尺寸要求对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到最终的带筋钛合金曲率构件,加工结束。
2、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤2中的一定粒度为40-400μm,或者40-325目。
3、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤2中的钛合金粉末采用真空等离子旋转电极雾化法制备。
4、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤2中的一定温度为100℃,一定时间为8h。
5、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤3中的一定工艺参数为:激光功率2-6kW、光斑直径3.5-6mm、扫描速度300-800mm/min、送粉速度150-1000g/h,保护气氛为氩气,成形腔氧含量<7×10-5。
6、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤4中的预定温度为钛合金熔化温度的0.45-0.6倍;
7、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤5中的一定应变速率不应大于0.05s-1,推荐为 0.00005-0.005s-1,预拉应变量为0.5%-3%,总应变量不大于15%。
8、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤5中的温度波动不应超过30℃。
9、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤6中的一定时间为5-120min。
10、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤7中的一定冷却速率应小于工件在空气中的冷却速率。
11、根据权利要求1所述的一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,其特征在于:步骤7中的预定温度为200℃。”
原审查部门在前置审查意见书中认为:1)对比文件1公开了步骤110、步骤120实现通过增材制造---塑性弯曲制备所需要的曲率构件、步骤130实现了曲率构件与其他部件的连接,而曲率构件与其他部件的连接这一步骤是根据实际加工需求进行设置的,因此本领域技术人员能够从对比文件1中获取技术启示,通过增材制造---塑性弯曲制备所需要的曲率构件,无需付出创造性的劳动。2)首先,对比文件1公开了通过步骤一增材制造---步骤二塑性弯曲方法制备所需要的带筋曲率构件,并且,在步骤二塑性弯曲时,可采用重力结合升高温度方法实现弯曲。其次,对比文件2公开了通过自阻加热拉弯成形实现型材W拉弯成形,该拉弯工艺可用于成形机身、机翼、进气道的隔框、桁条、加强缘条、中空型材弯曲件,可用于钛合金型材的热成形,即可用于各种形状型材拉弯成形,即本领域技术人员能够从对比文件2中获取技术启示,通过自阻加热拉弯成形实现带筋钛合金直型材拉弯成形。因此,申请日提交的权利要求1、5具备创造性的理由不成立,申请人提出复审请求时的意见陈述是不具有说服力的。另外,针对2019年01月31日提交的修改的权利要求书,权利要求1包含步骤1-步骤11,其中,步骤1为预处理,而增材前的打磨抛光、除油预处理是本领域的常规技术手段;步骤2-步骤7为增材-拉弯制造工艺,已被对比文件1所公开,且步骤4-步骤7为具体地拉弯工艺,已被对比文件2所公开;步骤8为后续的机加工,其是根据实际需求进行的常规操作。因此,权利要求1相对于对比文件1-2及本领域常规技术手段不具有创造性。权利要求2-5为增材制造工艺中具体地参数设置,其均为本领域的常规技术选择,因而不具有创造性。权利要求6-11为拉弯工艺中具体地参数设置,其均为在对比文件2的基础上进行的常规技术选择,因而不具有创造性。综上,权利要求1-11不具有创造性。故坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年10月31日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1与对比文件1相比,区别在于:增材结构为加强筋;步骤1、根据零件需求,准备等截面钛合金直型材1作为坯料,将待增材制筋的区域打磨抛光,并用丙酮进行清洗去除表面油污;步骤2、准备的增材材料钛合金粉末在一定温度的真空环境下进行一定时间的干燥处理;步骤3、将等截面钛合金直型材定位装卡在增材制造成套设备的工作台上,进行激光束熔化沉淀增材;步骤4、在型材热拉弯机上安装型材热拉弯模具夹钳7夹持住步骤3中制得的带筋钛合金直型材,采用低压大电流将带筋钛合金直型材自阻加热到预定温度;步骤5、对带筋钛合金直型材施加拉力F,以一定应变速率进行预拉,达到预拉应变量后,对带筋钛合金直型材施加拉力F和弯矩M,以一定应变速率进行包覆成形,直至完全贴合热拉弯模具,之后以一定应变速率进行补拉,直至达到总应变量,得到带筋钛合金曲型材。在此过程中,带筋钛合金型材的温度波动应控制在合理范围;步骤6、夹钳继续夹持贴模状态的带筋钛合金曲型材,位置不发生变化,保持之前热拉弯时的温度,对带筋钛合金曲型材保温一定时间,以实现在线应力松弛;步骤7、利用加热装置对带筋钛合金曲型材以一定冷却速率进行控温冷却,当带筋钛合金曲型材达到预定温度后,加热装置停止工作,型材热拉弯机卸载,夹钳松开,取出带筋钛合金曲型材,空冷至室温;步骤8、根据零件最终尺寸要求对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到最终的带筋钛合金曲率构件,加工结束。即,区别在于:1)增材结构为加强筋;2)步骤1、2的准备动作;3)步骤3的工作台装卡;4)步骤4、5、6、7的热拉弯及控温冷却;5)、少量数控加工。区别技术特征1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的;区别技术特征2)、3)、5)是本领域的公知常识;区别技术特征4)部分被对比文件2公开、部分是本领域常用的技术;因此,权利要求1相对于对比文件1、2及本领域公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-6、10-11 的附加技术特征是本领域技术人员容易选择设置的;权利要求7-9的附加技术特征部分被对比文件2公开、部分为本领域技术人员容易选择设置的;因此,权利要求2-11也不具专利法第22条第3款规定的备创造性。关于复审请求人的意见,合议组认为:1)对比文件1的方法中,增材制造后修改基部10的初始形状为修改形状12,实际是由直变弯曲,即公开了先增材制造后拉弯的组合制造工艺,与是否将其连接到基体部件30无关。并且,由于对比文件1公开的先增材后弯曲的制造工艺,本领域技术人员容易想到也可以先弯曲后增材的制造工艺。2)对比文件2公开的是与本申请大致相同的热拉弯的方法。在对比文件1公开了先增材制造后弯曲的制造工艺后,本领域技术人员容易想到将对比文件2的热拉弯方法应用于对比文件1的弯曲制造工艺,从而得到独立权利要求的技术方案。对比文件1已经公开了先增材后拉弯的制造工艺,独立权利要求与对比文件1相区别的技术特征实际解决的技术问题是如何实现拉弯,而不是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题。因此,复审请求人认为申请日提交的权利要求1、5具备创造性的理由不成立。因为同样的理由,上述理由同样不能成为修改后的权利要求具备创造性的理由。
复审请求人于2019年12月13日答复复审通知书,仅提交了意见陈述书,未修改申请文件。复审请求人认为:1)对比文件1与本申请不同:对比文件1的方法全部为增材制造过程,仅能够达到在基体部件30上增材制造的局部特征5的目的,其所修改基部的初始形状为修改形状12,是为了能够使增材结构5具有与基体部件30相匹配的非平坦表面31,以便二者进行整体连接,形成整体复合部件1;基部10并不作为复合部件1的主体部件,仅作为增材结构20与基体部件30连接用,整体复合部件1不再后续成形;本申请是在主体部件钛合金挤压型材上增材制造出加强筋,构成带有加强筋的复合部件后,还需要对整体复合部件进行成形,使其发生较大的塑形形变,从而得到所需的曲率外形;即对比文件1不同于本申请的增材制造 热拉弯的组合制造。2)对比文件2解决的不是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,本申请解决的是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,两者不同。在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在进入复审阶段后于2019年01月31日提交了权利要求书修改替换页。经审查,复审请求人对权利要求书的修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。故本复审请求审查决定所针对的文本为:2016年11月15日提交的摘要、摘要附图、说明书第1-10页、说明书附图第1-5页;2019年01月31日提交的权利要求第1-11项。
关于创造性
1、权利要求1要求保护一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法,对比文件1(CN105710377A)公开了一种复合增材制造方法100,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第57-86段及附图1-6):复合增材制造方法100可大致包括制作一种复合增材制造特征5,其包括构建在预烧结预成型基部10(即准备增材制造的基材)上的增材结构20,其依次可以修改为修改形状12。具有其修改形状12的复合增材制造特征5可以随后连接到部件30(例如,涡轮部件)以形成复合部件1。预烧结预成型基部10为直板结构,增材结构可为肋板结构。构建在预烧结预成型基部10上的增材结构20可包括各种不同的增材材料。例如,增材材料可以包括可以通过激光束或其它能量源熔接,例如烧结(即一定工艺参数下,激光束熔化沉淀),的任何材料。在一些实施例中,增材材料可以包括粉末金属。这样的金属材料可以包括,通过非限制示例,钴铬合金、铝和其合金、钛和其合金(即钛合金粉末,隐含公开准备一定粒度的钛合金粉末作为增材制造的原料)、镍和其合金、不锈钢、钽、铌或它们的组合。复合增材制造方法100还可以包括在步骤120中修改包括增材结构20的预烧结预成型基部10的初始形状,例如通过施加力50,以将其修改为修改形状12。在一些实施例中,预烧结预成型基部10可简单地通过重力修改其形状。在一些实施例中,重力可以结合升高温度使用以在步骤120中修改形状。在一些实施例中,任何其它另外的或备选的力50可通过任何适当的机构施加,例如,经由一个或更多个钳具、夹具、压具、板材等。修改形状12可以包括非平面表面。例如,非平面表面可包括如图3中所示的弯曲表面(即曲率构件)。在一些实施例中,修改形状12可包括一个或更多个弯曲、扭曲、波动或其它非平面偏转,如当与基本平面初始形状11相比时。
该权利要求与对比文件1相比,区别在于:增材结构为加强筋;步骤1、根据零件需求,准备等截面钛合金直型材1作为坯料,将待增材制筋的区域打磨抛光,并用丙酮进行清洗去除表面油污;步骤2、准备的增材材料钛合金粉末在一定温度的真空环境下进行一定时间的干燥处理;步骤3、将等截面钛合金直型材定位装卡在增材制造成套设备的工作台上,进行激光束熔化沉淀增材;步骤4、在型材热拉弯机上安装型材热拉弯模具夹钳7夹持住步骤3中制得的带筋钛合金直型材,采用低压大电流将带筋钛合金直型材自阻加热到预定温度;步骤5、对带筋钛合金直型材施加拉力F,以一定应变速率进行预拉,达到预拉应变量后,对带筋钛合金直型材施加拉力F和弯矩M,以一定应变速率进行包覆成形,直至完全贴合热拉弯模具,之后以一定应变速率进行补拉,直至达到总应变量,得到带筋钛合金曲型材。在此过程中,带筋钛合金型材的温度波动应控制在合理范围;步骤6、夹钳继续夹持贴模状态的带筋钛合金曲型材,位置不发生变化,保持之前热拉弯时的温度,对带筋钛合金曲型材保温一定时间,以实现在线应力松弛;步骤7、利用加热装置对带筋钛合金曲型材以一定冷却速率进行控温冷却,当带筋钛合金曲型材达到预定温度后,加热装置停止工作,型材热拉弯机卸载,夹钳松开,取出带筋钛合金曲型材,空冷至室温;步骤8、根据零件最终尺寸要求对带筋钛合金曲型材进行少量数控加工,得到最终的带筋钛合金曲率构件,加工结束。即,区别在于:1)增材结构为加强筋;2)步骤1、2的准备动作;3)步骤3的工作台装卡;4)步骤4、5、6、7的热拉弯及控温冷却;5)、少量数控加工。
区别技术特征1)是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的。对比文件1公开的增材结构为肋板,本领域技术人员容易由此想到其他结构相近的加强筋也可以用增材的方法制造。
区别技术特征2)、3)、5)是本领域的公知常识。钛合金型材作为增材基材、增材表面的打磨、丙酮清洗油污、真空干燥增材材料都是常见的技术手段;激光束熔化沉淀增材制造常常将基材放置在成套增材制造设备的工作台上;近净成型后在得到最终零件之前进行少量数控加工也是本领域常用加工方法。
区别技术特征4)大部分被对比文件2(CN102814368A)公开(参见说明书第6-56段及附图1-9):一种型材热拉弯蠕变复合成形工装系统的使用方法,该方法具体步骤如下:步骤一、将型材穿过侧滑板中间孔,放置于加热箱内;步骤二、将型材两端放置于夹钳钳口内,开启夹钳油缸夹紧型材两端,调整夹钳位置使型材与拉弯模具(隐含公开在型材热拉弯机上安装了型材热拉弯模具)顶点相切,关闭前门;步骤三、启动自阻加热系统和辅助加热电阻丝的电源,对型材进行加热,同时通过测温装置实时测量型材的温度,在3~25V之间调整变压器的输出电压,使型材的升温速率达到5~25℃/s,直至型材温度达到预设的拉弯成形温度值T1;步骤四、通过夹钳带动型材贴合拉弯模具,进行拉弯过程,拉弯过程可分为预拉、包覆和补拉三个阶段,首先对型材施以一定预拉力(即拉力F),使其在应变速率1.0×10-2~1.0×10-2s-1范围内进行预拉伸,预拉量控制在0.1~4%;然后通过夹钳带动型材在应变速率1.0×10-2~1.0×10-2s-1范围内进行包覆过程,直至完全贴合拉弯模具(即施加拉力F和弯矩M),最后再施以一定量的补拉,使型材最终应变范围为0.1~8%。拉弯过程同时控制型材的温度保持在拉弯成形温度值T1(即合理范围);步骤五、将型材W的温度调整至蠕变温度值T2,保持型材的贴模状态5~100Min,使型材内部应力松驰,进行蠕变过程;步骤六、成形结束,控制型材冷却(即控温冷却),松开夹钳,打开侧滑板的对开机构,取出型材。上述步骤的温度控制均为闭环控制。该方法利用材料蠕变的特点,集成了数控热拉弯和蠕变工序,使成形过程复合化,利用蠕变过程的在线应力松弛,从而减小了零件的回弹,降低了零件的制造成本;提高了成形精度和质量。而对比文件2未公开的技术特征:低压大电流加热且不使用辅助加热电阻丝、应力松弛过程和热拉弯过程温度不同、取出型材后继续空冷,都是本领域常用的技术。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识,得到该权利要求的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2-6、10-11分别进一步限定了增材粉末粒度、增材粉末制造方法、干燥处理温度和时间、激光熔化沉淀的激光功率/光斑/扫描速度/送粉速度/保护气体/成形腔氧含量、自阻加热温度、控冷速度、空冷起始温度。然而上述权利要求涉及的技术参数数值都是本领域常见范围的参数,也没有预料不到的技术效果,是本领域技术人员容易选择设置的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的条件下,上述权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求7-9分别进一步限定了预拉应变速率/预拉应变量和总应变量、热拉弯温度波动、应力松弛时间。上述技术特征基本被对比文件2公开(参见说明书第6-56段及附图1-9):首先对型材施以一定预拉力(即拉力F),使其在应变速率1.0×10-2~1.0×10-2s-1(即不大于0.05 s-1)范围内进行预拉伸,预拉量控制在0.1~4%;然后进行包覆过程,直至完全贴合拉弯模具,最后再施以一定量的补拉,使型材最终应变范围为0.1~8%(即不大于15%)。拉弯过程同时控制型材的温度保持在拉弯成形温度值T1(即不超过30度);步骤五、将型材W的温度调整至蠕变温度值T2,保持型材的贴模状态5~100Min(即5-120min),使型材内部应力松驰,进行蠕变过程。对比文件2未明确公开的技术特征“预拉量控制在0.5~3%”也是本领域技术人员容易选择设置的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的条件下,上述权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为:1)对比文件1与本申请不同:对比文件1的方法全部为增材制造过程,仅能够达到在基体部件30上增材制造的局部特征5的目的,其所修改基部的初始形状为修改形状12,是为了能够使增材结构5具有与基体部件30相匹配的非平坦表面31,以便二者进行整体连接,形成整体复合部件1;基部10并不作为复合部件1的主体部件,仅作为增材结构20与基体部件30连接用,整体复合部件1不再后续成形;本申请是在主体部件钛合金挤压型材上增材制造出加强筋,构成带有加强筋的复合部件后,还需要对整体复合部件进行成形,使其发生较大的塑形形变,从而得到所需的曲率外形;即对比文件1不同于本申请的增材制造 热拉弯的组合制造。2)对比文件2解决的不是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,本申请解决的是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题,两者不同。
对此,合议组认为:1)对比文件1的方法中,增材制造后修改基部10的初始形状为修改形状12(实际是由直变弯曲,具体参见权利要求1评述),即公开了先增材制造后拉弯的组合制造工艺,与是否将其连接到基体部件30无关。并且,由于对比文件1公开的先增材后弯曲的制造工艺,本领域技术人员容易想到也可以先弯曲后增材的制造工艺。2)对比文件2公开的是与本申请大致相同的热拉弯的方法。在对比文件1公开了先增材制造后弯曲的制造工艺后,本领域技术人员容易想到将对比文件2的热拉弯方法应用于对比文件1的弯曲制造工艺,从而得到独立权利要求的技术方案。对比文件1已经公开了先增材后拉弯的制造工艺,独立权利要求与对比文件1相区别的技术特征实际解决的技术问题是如何实现拉弯,而不是带加强筋的等截面曲率构件的成形问题。
因此,复审请求人的意见不被接受,合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月05日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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