用於製造具有桁架結構的芯部的夾芯板的方法

2023-05-30 18:21:51 2

用於製造具有桁架結構的芯部的夾芯板的方法
【專利摘要】本發明提供了一種板製造方法，其是一種用於製造在上/下面板之間具有桁架結構的芯部的板的方法，其中，該方法包括以下步驟：將所述上/下面板以預定間隔平行地布置；重複執行幾次縫合步驟，縫合步驟是這樣的步驟：將多根柔性線材豎直地穿入上/下面板中，以在所述上/下面板已相互平行地水平移動之後執行往復接合；以及在已解決所述上/下面板的相對位移之後，在使兩個面板保持在平行狀態中的同時，使上/下面板在豎直方向上隔開最大距離，並使面板和線材固定。在此情況中，所述縫合步驟（其通過在已預先使上/下面板平行地移動之後將線材豎直地穿入並連接在上/下面板中來執行）也可通過以下方式來執行：在使上/下面板固定的同時，在朝著上/下面板傾斜的方向上穿入並縫合線材。根據該方法，通過以三維桁架類型形成芯部，可廉價地大量製造一種新的夾芯板，該夾芯板具有芯部和面板之間的高分離抵抗力，表現出抵抗重量的強大壓縮、剪切和彎曲強度，並且可利用空的內部空間，且是輕質的。
【專利說明】用於製造具有桁架結構的芯部的夾芯板的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在上面板(face sheet) /下面板之間具有祐1架型芯部(core)的夾芯板(sandwich panel)的製造方法。
【背景技術】
[0002]通常，夾芯板由高密度高強度上面板/下面板和低密度低強度芯部組成。當與由統一的一種材料形成的普通板相比時，由於具有高強度及硬度與重量比的原因，已在需要輕質和高強度及硬度的結構中廣泛使用夾芯板。因此，在家具、土木工程和建築材料、以及高價的高級結構(例如，用於飛機的機翼和乘客室的底面)中廣泛使用夾芯板。纖維增強塑料(FRP)面板和蜂窩狀芯部可能被認為是夾芯板中的最理想組合。然而，由於蜂窩狀芯部具有封閉的內部空間，所以未使用蜂窩狀結構的內部空間。而且，由於通過使用具有低粘合強度的粘合劑將芯部和面板彼此連接，所以夾芯板可特別容易受到疲勞載荷。
[0003]近來，已開發出一種將具有周期性桁架結構的輕質結構來作為用於芯部的材料。由於輕質結構具有被設計為通過精確的數學/力學計算來提供最佳強度和硬度的桁架結構，所以輕質結構可具有出色的力學性能。在此，在結構形狀方面，最常見的桁架可能是金字塔桁架和八面體(octet)桁架(見R.Buckminster Fuller, 1961，美國專利2，986，241)。近來，作為八角體祐1架的改進，Kagome祐1架已為大家所知(見S.Hyun, A.M.Karlsson,S.Torquato, A.G.Evans, 2003,國際固體與結構學報，第40卷，第6989-6998頁)。在此情況中，如果組成桁架的所有構件具有相同的長度，當具有相同截面的薄且長的構件組成桁架時，那麼，組成Kagome桁架的每個桁架元件具有的長度可僅等於組成八面體桁架的每個桁架元件的長度的一半。因此，可更有效地限制作為桁架的一個主要斷裂現象的彎曲。而且，即使出現彎曲，該桁架也可更穩定地塌陷。例如，在圖1中三維地示出了金字塔、八面體和Kagome桁架中的每個。由於桁架具有敞開的內部空間，所以桁架可用作多種目的，例如，流體儲存或路徑以及熱傳遞介質。另外，如果將桁架用作夾芯板芯部，那麼，桁架獲得的強度與重量比可接近夾芯板的強度與重量比(見A.G.Evans, J.ff.Hutchinson, N.A.Fleck,M.F.Ashby, H.N.G.Wadley，2001，材料科學進展，第 46 卷，第 3-4 期，第 309-327 頁)。由於此原因，祐1架正成為焦點。
[0004]已知如下用於製造桁架型多孔輕質結構的方法。首先，存在這樣一種方法:其中，使用樹脂製造桁架結構，然後通過將桁架結構用作模具來模製金屬(見s.Chiras,D.R.Mumm, N.Wicks, A.G.Evans, J.W.Hutchinson，K.Dharmasena，H.N.G.Wadley,
S.Fichten 2002，國際固體與結構學報，第39卷，第4093-4115頁)(在下文中，被稱為「現有技術I」)。其次，存在這樣一種方法:其中，以預定間隔衝壓薄金屬板，以製造網狀板，使網狀板彎曲以形成桁架中間層，將面板附設在桁架中間層的上部和下部中的每個上(見D.J.Sypeck和H.N.G.Wadley, 2002，高級工程材料，第4卷，第759-764頁)(在下文中，被稱為「現有技術2」)。在此情況中，當目的是製造一種包括至少兩層的多層結構時，將如上所述的彎曲的桁架中間層附設在上面板上，然後將面板再次附設在桁架中間層上。第三，存在這樣一種方法:其中，將設置在兩個彼此垂直的方向上的線材(wire)編織成網狀，以形成鐵網，然後將鐵網堆疊在彼此之上(見D.J.Sypeck和H.G.N.Wadley, 2001，材料研究學報，第16卷，第890-897頁)(在下文中，被稱為「現有技術3」)。
[0005]然而，現有技術I可能具有複雜的製造過程和昂貴的製造成本。而且，由於現有技術I僅應用於具有非常好的成型性的金屬，所以應用範圍可能較窄。另外，得到的產品可能在鑄造結構上具有許多缺陷並具有低強度。根據現有技術2，當衝壓薄金屬板時，損失大量材料。即使當將桁架中間層製造成一個本體時沒有特殊問題，如果堆疊多個桁架中間層，那麼，結合部分的數量可能增加，因此，在結合成本和結構強度的方面是不利的。而且，在現有技術3的情況中，由於桁架不具有理想的結構(例如，四面體或金字塔結構)，所以桁架可能具有較差的力學強度。另外，由於應以與現有技術2的方法相同的方法堆疊並結合鐵網，所以結合部分的數量可能增加，因此，在結合成本和結構強度的方面是不利的。
[0006]圖2是使用現有技術3製造的結構的視圖。更特別地，雖然已知在現有技術3中可降低製造成本，但是，如圖3所示，由於好像是編織纖維一樣使設置在兩個彼此垂直的方向上的線材彼此組合，所以，桁架在力學或電學特性上可能沒有最佳的理想結構，例如，三維(3D)八面體桁架和3D Kagome桁架。而且，由於結合部分的數量增加，所以，在結合成本和結構強度的方面是不利的。
[0007]因此，為了解決現有技術1，2和3的上述問題，本發明人(即，Kang Ki_ju等人)開發了一種3D多孔輕質結構及其製造方法，其中，使具有大約60度至大約120度的方位角的六方向連續線材的線材組在空間中彼此交叉，以形成具有與理想的Kagome或八面體祐1架的形狀相似的形狀的桁架。在韓國專利註冊第0708483號中具體公開了該結構和製造方法。而且，相同的發明人提出了一種使用螺旋形線材編織的3D輕質結構(其中，使連續線材形成為螺旋形形狀，然後，使螺旋形形狀的線材旋轉並插入，以製造3D多孔輕質結構)及其製造方法來作為更有效地製造3D多孔輕質結構的方法。在韓國專利公開第2006-0130539號中具體公開了該結構和製造方法。
[0008]圖3是具有與圖1的3D Kagome桁架的形狀相似的形狀並使用螺旋形線材裝配的結構的視圖。當與傳統的桁架結構相比時，圖3的具有與Kagome桁架的形狀相似的形狀且通過使用螺旋形線材來製造的3D多層桁架結構可具有幾個優點，例如，由於連續加工而具有出色的力學性能和批量生產能力。
[0009]由相同的發明人在韓國專利申請第10-2009-0080085號中提出了一種用於製造新的3D多孔輕質結構的方法，該結構可使用螺旋形線材來製造並且具有與Kagome桁架的形狀不同的形狀。圖4是示出了使用螺旋形線材裝配的桁架結構的一個實例的視圖，其在韓國專利申請第10-2009-0080085號中公開。
[0010]而且，由相同的發明人在韓國專利申請第10-2010-0059690號中提出了一種新的3D格構桁架結構及其製造方法，該結構可使用螺旋形線材來製造該結構並且具有這樣的結構:其中，僅兩根線材在線材交叉點彼此相接，以通過使用具有小得多的螺旋半徑的螺旋形線材來製造3D格構桁架結構。圖5是示出了使用螺旋形線材裝配的桁架結構的一個實例的視圖，其在韓國專利申請第10-2010-0059690號中公開。
[0011]一種使用連續線材的類似桁架結構被評估為在強度與重量比方面具有出色的力學性能並具有高批量生產能力的金屬夾芯板(見Yong-Hyun Lee, Byeong-Kon Lee, InsuJeon 和 K1-Ju Kang, 2007,材料學報，第 55 卷，第 6084-6094 頁，Yong-Hyun Lee, J1-EunChoi和K1-Ju Kang，2009，材料與設計，第30卷，第10期，第4459-4468頁)。由於使用銅焊或焊接使線材交叉部分和與由金屬形成的類似桁架結構的面板接觸的部分結合，所以，桁架結構可具有和線材或面板的母材的結合強度一樣出色的結合強度。然而，在製造使用例如FRP或鎢(其中，難以執行焊接或銅焊)的線材的類似桁架結構的情況中，僅可利用使用合成樹脂粘合劑的方法來使線材交叉部分和與面板接觸的部分彼此結合。在此情況中，結合強度可能比焊接或銅焊的金屬的結合強度差得多。特別地，與面板結合的部分可能容易使芯部與面板分尚。
[0012]比利時和德國的研究團隊已經開發了一種用於從現有的天鵝絨織造工藝的中間產品製造夾芯板的方法(見Drechsler K, Brandt J, Arendts FJ,整體編織的夾芯結構，ECCM-3 會刊，波爾多，1989，第 365-371 頁，Verpoest LBonte Y, Wevers M，de Meester P.，Declercq P.，用於抗分層複合結構的2.5D和3D織物，歐洲高級材料與加工工程科學會刊，米蘭，義大利，1988，第13-21頁)。圖6A是現有的天鵝絨織造工藝的示意圖。通過這樣的方式來製造如圖6A的中間部分所示的具有夾芯形狀的3D織物:其中，如圖6A的左側所示，使緯紗在頂部和底部經紗之間往復運動。然後，如圖6A的右側所示，通過使用快刀將頂部和底部經紗之間的緯紗切成兩半，以製造在其一個表面上具有軟毛的天鵝絨布。這兩個研究團隊已經開發了這樣一種工藝:其中，製造3D織物(其是使用用於增強複合物的纖維(例如玻璃纖維)製造的中間產品)，然後，將合成樹脂(例如環氧樹脂)注入3D織物中，以製造夾芯板。圖6B是通過上述方法製造的夾芯板的照片。該夾芯板可被稱為「編織的夾芯織物板」，「整體編織的夾芯結構」，或「編織的織物夾芯結構」。由於通過使用與經紗(這些經紗組成面板，並連續地彼此連接，但是，使用合成樹脂粘合劑)編織在一起的緯紗使芯部和面板結合，所以當與現有的複合物/蜂窩狀夾芯板相比時，關於芯部和面板之間的分離，夾芯板可具有明顯好得多的抵抗力。然而，由於組成芯部的緯紗彎曲並且不具有桁架形狀，所以關於壓縮和剪切，夾芯板可具有低強度和硬度。因此，在不施加高負載的用途中使用夾芯板，例如，用於分隔建築物或家具的用途(見van Vuure AW, Ivens JA, Verpoest I,基於編織的夾芯織物預型件的複合板的力學特性，複合物A部分，2000，第31卷，第671-680頁)。
發明概要
[0013]技術問題
[0014]為了解決以上技術問題，本發明的一個實施方式提供了一種用於以低成本大量地製造新的夾芯板的方法，其中，通過使用柔性的連續線材使芯部和面板彼此接合，並且使芯部形成為3D桁架形狀，以增加芯部和面板之間的分離抵抗力，並增加壓縮、剪切及彎曲強度與重量比，減小其重量，並利用其中的空的空間。
[0015]技術方案
[0016]根據本發明的一個方面，一種用於製造板(panel)的方法，該板在上面板與下面板之間包括具有桁架結構的芯部，該方法包括:將上面板和下面板以預定距離彼此平行地設置；重複執行幾次這樣的過程:其中，使多根柔性線材豎直地穿過上面板和下面板，以使上面板和下面板彼此往復連接，從而在上面板和下面板彼此平行地水平移動之後縫合上面板和下面板；以及在解決上面板與下面板的相對位移之後，使兩個面板在保持彼此平行的同時在豎直方向上隔開最大距離，並使面板和線材彼此固定。
[0017]上面板和下面板的縫合可包括:(a)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得穿過上面板和下面板的虛擬的Z方向豎直軸在X軸的正方向上以第一角度在X-Z平面上傾斜，並在I軸的負方向上以第二角度在y-z平面上傾斜；(b)執行第一縫合過程，在該第一縫合過程中，通過使用第一線材將上面板和下面板在I軸方向上往復縫合，其中，I軸方向上的縫合距離對應於面板的根據第二角度的第二位移距離，使連續線材縫合行彼此隔開面板的根據第一角度的第一位移距離，並且使彼此相鄰的縫合行的端部在y軸方向上移位第二位移距離的大約1/2 ; (c)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在y軸的正方向上以對應於第二角度的大約兩倍的角度在y-z平面上傾斜；(d)執行第二縫合過程，在該第二縫合過程中，通過使用第二線材將上面板和下面板在y軸方向上往復縫合，其中，由於線材相對於面板的穿過位置與線材在第一縫合過程中的穿過位置相同，所以通過與第一縫合過程相同的方法來執行第二縫合過程；(e)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在I軸的負方向上以第二角度在y-z平面上傾斜，並且使支撐軸在X軸的負方向上以對應於第一角度的大約兩倍的角度在χ-ζ平面上傾斜；並且(f)通過使用第三線材將上面板和下面板在X軸方向上往復縫合，其中，X軸方向上的縫合距離是第一位移距離的兩倍，使連續線材縫合行彼此隔開第二位移距離的大約1/2，並且使彼此相鄰的縫合行的端部在X軸方向上移位第一位移距離。
[0018]X軸方向和y軸方向上的縫合距離可分別是第一和第二位移距離的四倍和兩倍。
[0019]上面板和下面板的縫合可包括:(a)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得穿過上面板和下面板的虛擬的Z方向豎直軸在X軸的正方向上以第一角度在X-Z平面上傾斜，並在I軸的負方向上以第二角度在y-z平面上傾斜；(b)執行第一縫合過程，在該第一縫合過程中，通過使用第一線材將上面板和下面板在I軸方向上往復縫合，其中，I軸方向上的縫合距離對應於面板的根據第二角度的第二位移距離，使連續線材縫合行彼此隔開面板的根據第一角度的第一位移距離；(C)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在X軸的負方向上以對應於第一角度的大約兩倍的角度在X-Z平面上傾斜；(d)執行第二縫合過程，在該第二縫合過程中，通過使用第二線材將上面板和下面板在X軸方向上往復縫合，其中，線材相對於面板的穿過位置與第一縫合過程中的線材的穿過位置相同，X軸方向上的縫合距離對應於面板的根據第一角度的第一位移距離，並且使連續線材縫合行在y軸方向上彼此隔開面板的根據第二角度的第二位移距離；(e)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在y軸的正方向上以對應於第一角度的大約兩倍的角度在y-z平面上傾斜；(f)執行第三縫合過程，在該第三縫合過程中，通過使用第三線材將上面板和下面板在y軸方向上往復縫合，其中，使線材相對於面板的穿過位置與線材在第一和第二縫合過程中的穿過位置相同，y軸方向上的縫合距離對應於面板的根據第二角度的第二位移距離，並且使連續線材縫合行在X軸方向上彼此隔開面板的根據第一角度的第一位移距離；(g)使上面板和下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在X軸的正方向上以對應於第一角度的大約兩倍的角度在χ-ζ平面上傾斜；並且(h)執行第四縫合過程，在該第四縫合過程中，通過使用第四線材將上面板和下面板在X軸方向上往復縫合，其中，使線材相對於面板的穿過位置與線材在第一至第三縫合過程中的穿過位置相同，X軸方向上的縫合距離對應於面板的根據第一角度的第一位移距離，並且使連續線材縫合行在y軸方向上彼此隔開面板的根據第二角度的第二位移距離。
[0020]X軸方向和y軸方向上的縫合距離可分別是第一和第二位移距離的兩倍。
[0021]可在上面板和下面板之間增加至少一個面板。
[0022]在縫合過程中，上面板和下面板上的線材穿過位置可彼此不同。
[0023]本方法可進一步包括:在使面板和線材固定之後，將加強板接合至上面板和下面板中的至少一者。
[0024]多根線材可包括一根連續線材。
[0025]每根線材可由纖維材料形成,並且可使用粘合劑同時固化並固定面板接觸部分、線材和線材交叉部分。
[0026]根據本發明的另一方面，一種用於製造板的方法，該板在上面板與下面板之間包括具有桁架結構的芯部，該方法包括:將上面板和下面板以預定距離彼此平行地設置；重複執行幾次這樣的過程:其中，使多根柔性線材豎直地通過上面板和下面板，以在使上面板和下面板固定的狀態中使上面板和下面板彼此往復連接；以及使面板和線材彼此固定。
[0027]有益效果
[0028]在根據本發明的用於製造板的方法中，可使製造過程簡化，並且可通過僅使用目前開發的技術以低成本製造具有桁架芯部的夾芯板。
[0029]而且，當與現有的複合/蜂窩狀夾芯板相比時，根據本發明製造的夾芯板可具有好得多的對芯部/面板分離的抵抗力，即使對上面板和下面板以及線材的結合部分不使用其他材料(例如樹脂或填充金屬)，因為將組成芯部的線材不切斷地與面板連接。
[0030]而且，由於根據本發明製造的夾芯板具有芯部幾乎不彎曲的3D桁架結構，所以，強度與重量比可相對較高，並且可利用其內部空間。
[0031]而且，在根據本發明製造的夾芯板中，在芯部由本身具有預定硬度的柔性線材(例如金屬)形成的情況中，可在線材本身的硬度和桁架的機械結構的基礎上實現令人滿意的壓縮、剪切和彎曲強度與重量比。如果芯部由本身具有不足硬度的線材材料(例如單向紗)形成，那麼可形成3D桁架結構，然後，可噴射單獨的樹脂，以使3D桁架結構浸入樹脂中，從而固化3D桁架結構。結果，可同時固定面板接觸部分、線材和線材交叉件，以製造具有簡單結構的經濟的且高強度的夾芯板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]通過參考附圖詳細地描述本發明的示例性實施方式，本發明的以上和其他特徵及優點將變得更顯而易見，其中:
[0033]圖1是三維(3D)金字塔、八面體和Kagome桁架的視圖；
[0034]圖2至圖5是根據相關技術的3D輕質結構的視圖；
[0035]圖6是示出了根據相關技術的通過使用編織方式來製造夾芯板的方法的示意圖(a)，以及通過該方法製造的夾芯板的照片(b)；
[0036]圖7至圖21是示出了根據本發明的第一實施方式的用於製造板的方法的視圖；
[0037]圖22至圖35是示出了根據本發明的第二實施方式的用於製造板的方法的視圖；
[0038]圖36和圖37是根據本發明的第三實施方式的夾芯板的透視圖；
[0039]圖38是根據本發明的第四實施方式的夾芯板的橫截面圖；[0040]圖39和圖40是示出了根據本發明的第五實施方式的夾芯板內的芯部的結構的視圖；
[0041]圖41是根據本發明的第六實施方式的夾芯板的透視圖和局部放大圖；
[0042]圖42是根據第七實施方式的夾芯板的分解透視圖和橫截面圖；
[0043]圖43至圖45是示出了根據本發明的第八實施方式的用於製造板的方法的視圖；
[0044]圖46至圖49是示出了根據本發明的第九實施方式的用於製造板的方法的視圖；
[0045]圖50是示出了根據本發明的另一實施方式的用於製造對其應用一般縫合方法的夾芯板的方法的視圖。
[0046]發明的實施方式
[0047]下面將參考附圖更詳細地描述本發明的示例性實施方式。在圖中，用相同或相似的參考數字來表示相同或相似的部件，並且，術語「包含」、「包括」和「具有」的目的是包括的，並且，意味著，可能存在除了列出的元件以外的其他元件。
[0048]在示出了本發明的每個實施方式的圖中，將由夾芯板的上面板和下面板定義的平面定義為χ-y平面，並將垂直於面板的軸定義為z軸。在此，虛擬的z軸可對應於在實施方式中描述的支撐軸的長度方向。而且，關於每個面板的水平移動方向或線材的插入角度，當相對於X軸或I軸傾斜的Z軸的方向是順時針方向時，將把z軸的方向定義為正方向。另一方面，當z軸的方向是逆時針方向時，將把z軸的方向定義為負方向。
[0049]第一實施方式
[0050]圖7是示出了能夠在製造根據將在後面描述的第一實施方式和第二實施方式的夾芯板的過程中使用的支撐件的一個實例的視圖。支撐件包括矩形上框架和下框架以及支撐軸，支撐軸在每個框架的四個邊緣處使框架豎直地彼此連接。在此，可通過使用球窩接頭使支撐軸和每個框架彼此連接。在對支撐件施加預定或更大的力之前，可將球窩接頭適當地固定，以保持支撐件的當前結構。而且，為了便於相對於面板的運動或縫合方向進行描述，如圖7所示，定義彼此垂直的三軸方向X、y和z。
[0051]首先，將面板附設至上框架和下框架中的每個，以製造複合體。圖8是處於將面板附設至其的狀態中的y-z平面上的複合體的視圖。然而，由於當製造板時將上框架和下框架與面板成一體，所以，為了便於描述和理解，在下圖中將省略上框架和下框架。
[0052]接下來，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度Ψ在X-Z平面上旋轉(見圖9)。然後，在使上面板和下面板彼此平行地移動使得支撐軸在逆時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上旋轉(見圖10)的狀態中，使柔性線材穿過上面板和下面板，以往復縫合上面板和下面板。在此情況中，縫合距離?ο可等於上面板和下面板之間的位移的I軸分量。在X坐標是固定的狀態中，將面板在I軸方向上從其一端向另一端縫合，以形成縫合行。當縫合位置到達面板的端部時，使縫合位置在X軸方向上移動預定距離XO，然後，使縫合起點移位縫合距離yo的一半，以在相反方向上縫合面板。在此情況中，縫合距離XO可等於上面板和下面板之間的位移的X軸分量。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標和縫合起點，以重複執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第一縫合」。
[0053]圖11是在第一縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。將在豎直方向上縫合的線材設置在面板之間。圖12是示出了在完成第一縫合之後的線材在上面板上的布置的視圖。為了當執行第一縫合時使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中的每個的上側和下側的柔性線材伸出預定長度。
[0054]在下一過程中，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度2 Θ在y-z平面上旋轉。因此，可使支撐軸在與圖10的方向正好相對的方向上以角度Θ傾斜(見圖13)。然後，重複縫合過程，例如「第一縫合」。在此情況中，穿過面板的點的位置可等於「第一縫合」的位置。上述縫合過程被稱為「第二縫合」。
[0055]圖14是在「第二縫合」的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。圖15是示出了完成「第二縫合」之後的線材在上面板上的布置的視圖。當執行第一縫合時，為了使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使柔性線材關於上面板和下面板中的每個的上側和下側伸出預定長度。在完成第二縫合之後，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在逆時針方向上以預定角度Θ在y-Z平面上旋轉。圖16是，當從y-ζ平面的上側觀看時，在「第一縫合」和「第二縫合」過程中插入的線材相對於豎直線(z軸方向)分別傾斜角度-Θ和+ Θ的結構的視圖。
[0056]在下一過程中，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在逆時針方向上以預定角度2Ψ在x-z平面上旋轉(見圖17)。將面板在X軸方向上從y軸上的一端縫合。在可將縫合距離保持為特定距離2xo且y坐標可以是固定的狀態中，將面板在X軸方向上從其一端筆直地縫合至另一端。當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將I坐標增加預定值yo/2。然後，使縫合起點移位縫合距離X0的一半，以在相反方向上縫合面板。當縫合位置到達相對端時，調節y坐標和縫合起點，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第三縫合」。
[0057]圖18是在「第三縫合」的初始階段中I坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的x-z平面上的構造的視圖。圖19是示出了完成「第三縫合」之後的線材在上面板上的布置的視圖。當執行「第三縫合」時，為了使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中每個的上側和下側的柔性線材伸出預定長度。在完成第三縫合之後，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度Ψ在x-z平面上旋轉，從而允許支撐軸與面板垂直。因此，可解決上面板和下面板之間的位移。圖20是，當從x-z平面的上側觀看時，在第一縫合和第二縫合過程中插入的線材以及在第三縫合過程中插入的線材相對於豎直線(z軸方向)分別傾斜角度-Ψ和+Ψ的結構的視圖。
[0058]最後，使上面板和下面板之間的支撐軸分離，然後，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得兩個面板彼此遠離。然後，在線材的縫合過程中彼此平行地筆直拉動鬆散地布置於上面板上方和下面板下方的線材以及在上面板和下面板之間插入的線材的狀態中，使線材和上面板和下面板之間的接觸部分固定。
[0059]在芯部由本身具有預定硬度的柔性線材(例如金屬)形成的情況中，可在線材本身的硬度和桁架的機械結構的基礎上實現令人滿意的壓縮、剪切和彎曲強度與重量比。如果芯部由本身沒有足夠硬度的線材材料(例如，單向紗)形成，那麼，可通過使用半固化線材來形成3D桁架結構，預先將接合材料(例如樹脂)浸入半固化線材中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射單獨的樹脂，以將3D桁架結構浸入樹脂中，從而固化3D桁架結構。結果，可同時固定面板接觸部分、線材和線材交叉部分，以製造具有簡單結構的經濟且高強度的夾芯板。特別地，在線材材料包括碳和玻璃紗的情況中，3D桁架結構可形成為半固化狀態，預先將接合材料(例如樹脂)浸入半固化狀態中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射或塗覆單獨的液體合成樹脂粘結劑(例如環氧樹脂)，或者，將3D桁架結構浸入液體合成樹脂粘結劑中，以固化3D桁架結構。圖21是通過上述方法製造的夾芯板的視圖。芯部可具有這樣的結構，其中，兩層式3D八面體桁架的邊緣面向彼此。
[0060]第二實施方式
[0061]首先，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度￥在X-Z平面上旋轉(見圖22)。接下來，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在逆時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上旋轉(見圖23)。圖22和圖23所示的結構與圖9和圖10所示的結構相同。使柔性線材穿過上面板和下面板，以往復縫合上面板和下面板。在此，縫合距離yo 可由於上面板和下面板的平行移動而等於上面板和下面板之間的位移的I軸分量。在X坐標是固定的狀態中，將面板在I軸方向上從其一端向另一端縫合。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將X坐標增加預定值xo。然後，將面板在平行於y軸方向的方向上反向地縫合。在此情況中，縫合距離xo可等於上面板和下面板之間的位移的X軸分量。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第一縫合」。圖24是在第一縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。將線材豎直地設置在面板之間。圖25是示出了在完成第一縫合之後的線材在上面板上的布置的視圖。為了當執行第一縫合時使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中的每個的上側和下側的柔性線材伸出預定長度。
[0062]在下一過程中，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度2 Ψ在x-z平面上旋轉。因此，可使支撐軸在與圖22的方向正好相對的方向上以角度Ψ傾斜(見圖26)。然後，重複上述縫合過程。在此情況中，穿過面板的點的位置等於第一實施方式的位置。在此，縫合距離xo可由於上面板和下面板的平行移動而等於上面板和下面板之間的位移的X軸分量。在I坐標是固定的狀態中，將面板在X軸方向上從其一端向另一端縫合。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將y坐標增加預定值yo。然後，將面板在平行於X軸方向的方向上反向地縫合。在此情況中，縫合距離yo可等於上面板和下面板之間的位移的I軸分量。當縫合位置到達相對端時，調節y坐標，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第二縫合」。圖27是在第二縫合的初始階段中I坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的χ-ζ平面上的構造的視圖。圖28是示出了在完成第二縫合之後的線材在上面板上的布置的視圖。為了當執行第二縫合時使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中的每個的上側和下側的柔性線材伸出預定長度。
[0063]在下一過程中，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度2 Θ在y-z平面上旋轉(見圖29)。在面板的X坐標是固定的狀態中，將面板在y軸上從右端向左端縫合。以恆定的縫合距離yo縫合面板。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將X坐標增加預定值xo。然後，在平行於y軸方向的方向上反向地縫合面板。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標，以在反向方向上重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第三縫合」。圖30是在第三縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從右端到左端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。圖31是示出了在完成第三縫合之後的線材在上面板上的布置的視圖。為了當執行第三縫合時使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中的每個上側和下側的柔性線材伸出預定長度。
[0064]在下一過程中，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度2 Ψ在x-z平面上旋轉(見圖32)。在面板的y坐標是固定的狀態中，將面板在X軸上從右端向左端縫合。以恆定的縫合距離xo縫合面板。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將I坐標增加預定值10。然後，將面板在平行於X軸方向的方向上反向地縫合。當縫合位置到達相對端時，調節I坐標，以在反向方向上重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第四縫合」。圖33是在第四縫合的初始階段中y坐標是固定的狀態中從右端到左端執行一次縫合之後的x-z平面上的構造的視圖。圖34是示出了在完成第四縫合之後的上面板上的線材的布置的視圖。為了當執行第四縫合時使面板在下一過程中彼此平行地平穩移動，使暴露於上面板和下面板中每個的上側和下側的柔性線材伸出預定長度。在完成第三縫合之後，使上面板和下面板彼此平行地移動，使得支撐軸在順時針方向上以預定角度Ψ在x-z平面上旋轉，並且，在逆時針方向上以預定角度Θ旋轉，從而允許支撐軸與面板垂直。因此，可解決上面板和下面板之間的位移。
[0065]最後，與第一實施方式相似，使上面板和下面板之間的支撐軸分離，然後，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得兩個面板彼此遠離。然後，在線材的縫合過程中彼此平行地筆直拉動鬆散地布置於上面板的上方和下面板的下方的線材以及在上面板和下面板之間插入的線材的狀態中，使線材和上面板和下面板之間的接觸部分固定。
[0066]而且，與上述第一實施方式相似，在芯部由本身具有預定硬度的柔性線材(例如金屬)形成的情況中，可在線材本身的硬度和桁架的機械結構的基礎上實現令人滿意的壓縮、剪切和彎曲強度與重量比。如果芯部由本身沒有足夠硬度的線材材料(例如，單向紗)形成，那麼，可通過使用半固化線材來形成3D桁架結構，預先將接合材料(例如樹脂)浸入半固化線材中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射單獨的樹脂，以將3D桁架結構浸入樹脂中，從而固化3D桁架結構。結果，可同時固定面板接觸部分、線材和線材交叉部分，以製造具有簡單結構的經濟且高強度的夾芯板。特別地，在線材材料包括碳和玻璃紗的情況中，3D桁架結構可形成為半固化狀態，預先將接合材料(諸如樹脂)浸入半固化狀態中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射或塗覆單獨的液體合成樹脂粘結劑(例如環氧樹脂)，或者，將3D桁架結構浸入液體合成樹脂粘結劑中，以固化3D桁架結構。圖35是通過上述方法製造的夾芯板的視圖。芯部可具有這樣的形狀，其中，具有類似金字塔狀的形狀的兩層式桁架的邊緣面向彼此。
[0067]第三實施方式
[0068]圖36是根據本發明的第三-1實施方式的具有3D桁架芯部的夾芯板的視圖。
[0069]如圖36所示，根據本發明的第三實施方式的具有3D桁架芯部的夾芯板可以是根據本發明的上述第一實施方式的夾芯板的一個改進實例。也就是說，根據第三實施方式的上面板和下面板之間的距離可等於根據第一實施方式的上面板和下面板之間的距離。然而，根據第三實施方式的縫合過程中的縫合行的縫合距離和間隔距離可以是根據第一實施方式的縫合過程中的那些距離的兩倍。在此情況中，上面板和下面板之間的線材芯部可具有與3D八面體桁架中的一層的形狀類似的形狀。
[0070]圖37是根據本發明的第三實施方式的具有改進的3D桁架芯部的夾芯板的視圖。
[0071]如圖36所示，根據本發明的第三-2實施方式的具有3D桁架芯部的夾芯板可以是根據本發明的上述第二實施方式的夾芯板的一個改進實例。也就是說，根據第三實施方式的上面板和下面板之間的距離可等於根據第二實施方式的上面板和下面板之間的距離。然而，根據第三實施方式的縫合過程中的縫合行的縫合距離和間隔距離可以是根據第二實施方式的縫合過程中的那些距離的兩倍。
[0072]參考圖37A，不管縫合順序如何，形成通過縫合而穿過面板的點。在此情況中，上面板和下面板之間的線材芯部可具有與3D金字塔桁架中的一層的形狀類似的形狀。參考圖37B，將通過第二至第四縫合而穿過面板的點設置在與在第一縫合過程中穿過面板的點之間的距離的一半對應的位置處。在此情況中，上面板和下面板之間的線材芯部可具有這樣的形狀，其與省略了圖35的兩個3D桁架中的一個的形狀類似。
[0073]第四實施方式
[0074]圖38是根據本發明的第四實施方式的具有3D桁架芯部的夾芯板的視圖。
[0075]如圖38所示，根據本發明的第四實施方式的具有3D桁架芯部的夾芯板可以是根據本發明的上述第一和第二實施方式的夾芯板的一個改進實例。也就是說，在上面板和下面板之間增加至少一個平面層。為了便於描述，圖38示出了與根據第一和第二實施方式的圖沒有不同的二維(2D)圖。圖38A是在兩個面板之間的1/2點處增加平面層以與線材交叉部分匹配的結構的視圖。圖38是分別在兩個面板之間的1/4和3/4點處增加兩個平面層的結構的視圖。圖38C是這樣的結構的視圖，其中，在將縫合距離xo和?ο中的每個設置為根據第一和第二實施方式的那些縫合距離中的每個的大約一半的狀態中，線材交叉部分和增加的平面層彼此匹配，如虛線所示，還在線材交叉部分之間的中間部分處設置增加的平面層，如實線所示。圖38 D是這樣的結構的視圖，其中，在將縫合距離xo和?ο中的每個設置為根據第一和第二實施方式的那些縫合距離中的每個的大約一半的狀態中，線材交叉部分和增加的平面層彼此匹配，如虛線所示，還在線材交叉部分之間的中間部分處設置增加的平面層，如實線所示。在上述結構中，可使用具有的厚度小於上面板和下面板中的每個的厚度的簡單的平板、平織、雙織(或三軸編織)織物、或者平織或雙織(或三軸編織)網作為所有上述平面層。
[0076]第五實施方式
[0077]圖39和圖40是根據本發明的第五實施方式的結構的視圖，其中，具有3D桁架芯部的夾芯板內的平面層與通過穿過上面板和下面板而插入的線材彼此交叉。
[0078]圖39是示出了兩個結構的特定實例的視圖，其中，對上述第一實施方式應用第四實施方式。圖39A是這樣的結構的視圖，其中，通過穿過上面板和下面板而插入的線材之間的交叉部分與具有三角形孔並組成平面層的雙織(或三軸編織)網內的交叉部分在縫合過程中彼此接觸。圖39B是這樣的結構的視圖，其中，通過穿過上面板和下面板而插入的線材的交叉部分之間的中點與具有2D Kagome形狀並組成平面層的編織網內的交叉部分在縫合過程中接觸。圖40是示出了兩個結構的特定實例的視圖，其中，對上述第二實施方式應用第四實施方式。圖40A是這樣的結構的視圖，其中，通過穿過上面板和下面板而插入的線材之間的交叉部分與具有正方形孔並組成平面層的平織網內的交叉部分在縫合過程中彼此接觸。圖40B是這樣的結構的視圖，其中，通過穿過上面板和下面板而插入的線材的交叉部分之間的中點與組成平面層的平織網內的交叉部分在縫合過程中接觸。
[0079]第六實施方式
[0080]圖41是示出了這樣的情況的視圖，其中，在第一至第五實施方式中的縫合過程中通過穿過上面板和下面板而插入的線材具有較厚的厚度。也就是說，線材在上面板和下面板處和由線材形成的3D桁架芯部中的面板之間的大約1/2點處彼此交叉。由於當對線材施加壓縮負載時，線材容易僅通過稍微偏心而彎曲，所以線材應最小程度地彎曲。然而，線材在交叉部分處的彎曲可偏心地出現。因此，如果線材具有較厚的厚度，那麼線材的彎曲可增加。圖41是這樣的結構的視圖，其中，設置於上面板和下面板上的線材所穿過的縫合孔彼此稍微錯過，使得線材彼此接觸，並且還保持成直線，以防止線材交叉部分在每根線材具有較厚的厚度時彎曲。
[0081]第七實施方式
[0082]圖42是夾芯板的視圖，其中，通過第一至第六實施方式製造夾芯板，然後，將不同的面板分別附設至上面板的上部和下面板的下部。線材對在使兩個面板彼此遠離的方向上施加的張力可具有很強的抵抗力。然而，如果在使兩個面板彼此接近的方向上施加壓縮力，那麼，由於粘結至面板的部分僅取決於樹脂粘合劑的強度，所以可將線材從面板推開。為了防止此現象，將分開的面板分別附設至上面板和下面板的上部和下部。作為一個更實際的實例，具有這樣的結構，其中，即使將上面板和下面板和線材浸入環氧樹脂中，也可將上面板和下面板和線材提供為預浸料坯，並且預先使另外附設至上面板和下面板的板固化。當在縫合過程中插入所有線材並且將固化的薄板另外附設在上面板和下面板的上部和下部上以在板之間形成真空並加熱板從而使上面板和下面板與增加的板結合時，使上面板和下面板和另外附設至其的板在相對於彼此緊密附設的狀態中固化，除了由暴露於上面板和下面板的上側和下側的線材所佔據的空間以外。因此，即使對組成芯部的線材施加壓縮力，也可防止將線材從芯部推開。
[0083]第八實施方式
[0084]可通過在固定上面板和下面板以縫合上面板和下面板的狀態中使線材傾斜地穿過上面板和下面板的過程(與根據第一和第二實施方式的板的製造過程相似)來執行縫合過程，在縫合過程中，預先使上面板和下面板彼此平行地移動，並且使線材豎直地穿過上面板和下面板，以使上面板和下面板彼此連接。在此情況中，並非必須執行這樣的過程，其中，使在執行縫合過程之後相對地移位的上面板和下面板的位置恢復至其初始位置，或者，並非必須執行用於在完成縫合之後使板彼此隔開最大距離的過程。
[0085]也就是說，第八實施方式示出了這樣的方法的一個實例，其中，在固定上面板和下面板以縫合上面板和下面板的狀態中，使線材傾斜地穿過上面板和下面板。因此，所製造的夾芯板可具有與根據上述第一實施方式的夾芯板的結構相同的結構。而且，用於製造根據本實施方式的夾芯板的支撐件可具有這樣的結構和接合構造，其具有與根據上述第一和第二實施方式的夾芯板中的每個的框架相同的框架。
[0086]首先，改變線材的插入角度，使得線材在逆時針方向上以預定角度Ψ (在下文中，被稱為「第一角度」)在x-z平面上傾斜，並在順時針方向上以預定角度Θ (在下文中，被稱為「第二角度」)在y-z平面上傾斜。然後，使柔性線材穿過上面板和下面板，以往復縫合上面板和下面板。在此情況中，縫合距離yo可以是根據y-z平面上的第二角度的上面板和下面板中的每個的線材穿過部分之間的位移(在下文中，被稱為「第二位移」)。在X軸坐標是固定的狀態中，將面板在y軸方向上從其一端向另一端縫合，以形成縫合行。當縫合位置到達面板的端部時，使縫合位置在X軸方向上移動預定距離χο，然後，使縫合起點移位縫合距離的一半，以在反向方向上縫合面板。在此情況中，縫合距離χο可以是根據χ-ζ平面上的第一角度的上面板和下面板中的每個的線材穿過部分之間的位移(在下文中，被稱為「第一位移」)。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標和縫合起點，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第一縫合」。
[0087]圖43是在第一縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。將傾斜地縫合的線材設置在面板之間。完成第一縫合之後的上面板上的線材具有與根據第一實施方式的圖12的布置相同的布置。
[0088]在下一過程中，改變線材的插入角度，使得線材在逆時針方向上以預定角度Ψ在X-Z平面上傾斜，並在順時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上傾斜。因此，使線材的插入角度在與圖43的方向完全相反的方向上以角度Θ在y-z平面上傾斜。然後，重複縫合過程，例如「第一縫合」。在此情況中，穿過面板的點的位置可與「第一縫合」的位置相同。上述縫合過程被稱為「第二縫合」。
[0089]圖44是在第二縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。完成「第二縫合」之後的上面板上的線材具有與根據第一實施方式的圖15的布置相同的布置。圖44是這樣的構造的視圖，其中，使在「第一縫合」和「第二縫合」的過程中插入的線材分別相對於豎直線(z軸方向)傾斜角度+ Θ和-Θ。
[0090]在下一過程中，改變線材的插入角度，使得線材在逆時針方向上以預定角度Ψ在X-Z平面上傾斜。在此情況中，線材在y-z平面上的插入角度與x-y平面垂直。將面板在x軸方向上從I軸上的一端縫合。在可將縫合距離保持為特定距離2X0且y坐標可是固定的狀態中，將面板在X軸方向上從其一端向另一端筆直地縫合。當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將I坐標增加預定值yo/2。然後,使縫合起點移位縫合距離χο的一半，以在反向方向上縫合面板。當縫合位置到達相對端時，調節I坐標和縫合起點，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第三縫合」。
[0091]圖45是在「第三縫合」的初始階段中I坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的x-z平面上的構造的視圖。圖44是這樣的構造的視圖，其中，使在第一縫合和第二縫合的過程中插入的線材分別相對於豎直線(z軸方向)傾斜角度+ Ψ和-Ψ。完成「第三縫合」之後的上面板上的線材具有與根據第一實施方式的圖19的布置相同的布置。
[0092]最後，在線材縫合過程中，使在上面板和下面板之間插入的線材與上面板和下面板之間的接觸部分固定。
[0093]在芯部由本身具有預定硬度的柔性線材(例如金屬)形成的情況中，可在線材本身的硬度和桁架的機械結構的基礎上實現令人滿意的壓縮、剪切和彎曲強度與重量比。如果芯部由本身沒有足夠硬度的線材材料(例如，單向紗)形成，那麼，可通過使用半固化線材來形成3D桁架結構，預先將接合材料(例如樹脂)浸入半固化線材中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射單獨的樹脂，以將3D桁架結構浸入樹脂中，從而固化3D桁架結構。結果，可同時固定面板接觸部分、線材和線材交叉部分，以製造具有簡單結構的經濟且高強度的夾芯板。特別地，在線材材料包括碳和玻璃紗的情況中，3D桁架結構可形成為半固化狀態，預先將接合材料(諸如樹脂)浸入半固化狀態中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射或塗覆單獨的液體合成樹脂粘結劑(例如環氧樹脂)，或者，將3D桁架結構浸入液體合成樹脂粘結劑中，以固化3D桁架結構。
[0094]通過上述過程製造的夾芯板可與根據第一實施方式的圖21的夾芯板相同。芯部可具有這樣的結構，其中，兩層式3D四面體桁架的邊緣面向彼此。
[0095]第九實施方式
[0096]也就是說，第九實施方式示出了這樣的方法的一個實例，其中，在固定上面板和下面板以縫合上面板和下面板的狀態中，使線材傾斜地穿過上面板和下面板。因此，所製造的夾芯板可具有與根據·另一實施方式的夾芯板的結構相同的結構。而且，用於製造夾芯板的支撐件可具有這樣的結構和接合構造，其具有與根據上述第一、第二和第八實施方式的夾芯板中的每個的框架相同的框架。
[0097]首先，改變線材的插入角度，使得線材在逆時針方向上以預定角度Ψ (在下文中，被稱為「第一角度」)在x-z平面上傾斜，並在順時針方向上以預定角度Θ (在下文中，被稱為「第二角度」)在y-z平面上傾斜。使柔性線材穿過上面板和下面板，以往復縫合上面板和下面板。在此，縫合距離yo可以是根據y-z平面上的第二角度的上面板和下面板中的每個的線材穿過部分之間的位移(在下文中，被稱為「第二位移」)。在X軸坐標是固定的狀態中，將面板在y軸方向上從其一端向另一端縫合。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將X坐標增加預定值χο。然後，在平行於I軸方向的方向上反向地縫合面板。縫合距離χο可以是根據χ-ζ平面上的第一角度的上面板和下面板中的每個的線材穿過部分之間的位移(在下文中，被稱為「第一位移」)。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標和縫合起點，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第一縫合」。圖46是在第一縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。完成第一縫合之後的上面板上的線材具有與根據第二實施方式的圖25的布置相同的布置。
[0098]在下一過程中，改變線材的插入角度，使得線材在順時針方向上以預定角度Ψ在X-Z平面上傾斜，並在逆時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上傾斜。因此，使線材的插入角度在與圖46的方向完全相反的方向上以角度Ψ傾斜。然後，重複上述縫合過程。穿過面板的點的位置與第一實施方式的位置相同。在此，縫合距離xo等於第一位移。在y坐標是固定的狀態中，將面板在X軸方向上從其一端向另一端縫合。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將y坐標增加預定值yo。然後，在平行於X軸方向的方向上反向地縫合面板，縫合距離?ο等於第二位移。當縫合位置到達相對端時，調節y坐標，以重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第二縫合」。圖47是在第二縫合的初始階段中y坐標是固定的狀態中從左端到右端執行一次縫合之後的χ-ζ平面上的構造的視圖。完成第二縫合之後的上面板上的線材具有與根據第二實施方式的圖28的布置相同的布置。
[0099]在下一過程中，改變線材的插入角度，使得線材在順時針方向上以預定角度Ψ在X-Z平面上傾斜，並在逆時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上傾斜。在面板的X坐標是固定的狀態中，將面板在y軸上從右端向左端縫合。以恆定的縫合距離yo縫合面板。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將X坐標增加預定值xo。然後，在平行於y軸方向的方向上反向地縫合面板。當縫合位置到達相對端時，調節X坐標，以在相反方向上重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第三縫合」。圖48是在第三縫合的初始階段中X坐標是固定的狀態中從右端到左端執行一次縫合之後的y-z平面上的構造的視圖。完成第三縫合之後的上面板上的線材具有與根據第二實施方式的圖31的布置相同的布置。
[0100]在下一過程中，改變線材的插入角度，使得線材在逆時針方向上以預定角度Ψ在x-z平面上傾斜，並在順時針方向上以預定角度Θ在y-z平面上傾斜。在面板的y坐標是固定的狀態中，將面板在X軸上從右端向左端縫合。以恆定的縫合距離xo縫合面板。然後，當縫合位置到達面板的端部時，暫停縫合操作，然後，將I坐標增加預定值10。然後，在平行於X軸方向的方向上反向地縫合面板。當縫合位置到達相對端時，調節y坐標，以在相反方向上重複地執行縫合過程。上述縫合過程被稱為「第四縫合」。圖49是在第四縫合的初始階段中I坐標是固定的狀態中從右端到左端執行一次縫合之後的X-Z平面上的構造的視圖。完成第四縫合之後的上面板上的線材具有與根據第二實施方式的圖40的布置相同的布置。
[0101]最後，與第八實施方式相似，使上面板和下面板之間的支撐軸分離，然後，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得兩個面板彼此遠離。然後，在線材的縫合過程中彼此平行地筆直拉動在上面板和下面板之間插入的線材的狀態中，使線材和上面板和下面板之間的接觸部分固定。
[0102]而且，與上述第八實施方式相似，在芯部由本身具有預定硬度的柔性線材(例如金屬)形成的情況中，可在線材本身的硬度和桁架的機械結構的基礎上實現令人滿意的壓縮、剪切和彎曲強度與重量比。如果芯部由本身沒有足夠硬度的線材材料(例如，單向紗)形成，那麼，可通過使用半固化線材來形成3D桁架結構，預先將接合材料(例如樹脂)浸入半固化線材中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射單獨的樹脂，以將3D桁架結構浸入樹脂中，從而固化3D桁架結構。結果，可同時固定面板接觸部分、線材和線材交叉部分，以製造具有簡單結構的經濟且高強度的夾芯板。特別地，在線材材料包括碳和玻璃紗的情況中，3D桁架結構可形成為半固化狀態，預先將接合材料(諸如樹脂)浸入半固化狀態中，以固化3D桁架結構。或者，可形成3D桁架結構，然後，可噴射或塗覆單獨的液體合成樹脂粘結劑(例如環氧樹脂)，或者，將3D桁架結構浸入液體合成樹脂粘結劑中，以固化3D桁架結構。
[0103]通過上述過程製造的夾芯板可與根據第二實施方式的圖35的夾芯板相同。芯部可具有這樣的形狀，其中，具有類似金字塔狀的形狀的兩層式桁架的邊緣面向彼此。
[0104]本發明的技術構思僅用於在不限制本發明的同時說明特定的示例性實施方式，因此，在不超出本發明的範圍、技術構思和其他目的的情況下，可根據觀點和應用來修改或改進詳細描述。
[0105]例如，可將在縫合過程中使用的多根線材提供為物理地分離的線材或連續的一根線材。
[0106]而且，可分別用其他單元代替用作在實施方式中描述的面板固定單元的框架、以及用作框架間隔單元的支撐件。[0107]而且，可像一般的縫合過程那樣通過使上線和下線相對於彼此扭轉來執行縫合過程，而不是使一根線材在上面板和下面板之間往復移動(見圖50)。在此情況中，當使一根線材在縫合過程中沿著上面板和下面板的穿過部分連續地往復移動來縫合上面板和下面板(像上述實施方式那樣)時，摩擦阻力可與縫合距離成比例地增加，而且，可解決在初始階段中形成的線材穿過部分的直徑無意中增加的問題。
【權利要求】
1.一種用於製造板的方法，所述板在上面板與下面板之間包括具有桁架結構的芯部，所述方法包括: 將所述上面板和所述下面板以預定距離彼此平行地設置； 重複執行多次這樣的過程:在該過程中，使多根柔性線材豎直地穿過所述上面板和所述下面板，以使所述上面板和所述下面板彼此往復連接，從而在所述上面板和所述下面板彼此平行地水平移動之後縫合所述上面板和所述下面板；以及 在解決所述上面板與所述下面板的相對位移之後，使兩個面板在保持彼此平行的同時在豎直方向上隔開最大距離，並使所述面板和所述線材彼此固定。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述上面板和所述下面板的縫合包括: (a)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得穿過所述上面板和所述下面板的虛擬的z方向豎直軸在X軸的正方向上以第一角度在x-z平面上傾斜，並在y軸的負方向上以第二角度在y_z平面上傾斜； (b)執行第一縫合過程，在所述第一縫合過程中，通過使用第一線材將所述上面板和所述下面板在I軸方向上往復縫合，其中，所述I軸方向上的縫合距離對應於所述面板的根據所述第二角度的第二位移距離，使連續線材縫合行彼此隔開所述面板的根據所述第一角度的第一位移距離，並且使彼此相鄰的縫合行的端部在所述y軸方向上移位所述第二位移距離的大約1/2 ； (c)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在y軸的正方向上以對應於所述第二角度的 大約兩倍的角度在所述y-ζ平面上傾斜； (d)執行第二縫合過程，在所述第二縫合過程中，通過使用第二線材將所述上面板和所述下面板在所述y軸方向上往復縫合，其中，由於所述線材相對於所述面板的穿過位置與所述線材在所述第一縫合過程中的穿過位置相同，因此通過與所述第一縫合過程相同的方法來執行所述第二縫合過程； (e)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得所述支撐軸在所述y軸的負方向上以所述第二角度在所述y-ζ平面上傾斜，並且使所述支撐軸在X軸的負方向上以對應於所述第一角度的大約兩倍的角度在所述χ-ζ平面上傾斜；以及 (f)通過使用第三線材將所述上面板和所述下面板在X軸方向上往復縫合，其中，所述X軸方向上的縫合距離是所述第一位移距離的兩倍，使連續線材縫合行彼此隔開所述第二位移距離的大約1/2，並且使彼此相鄰的縫合行的端部在所述X軸方向上移位所述第一位移距離。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述縫合距離和所述縫合過程中的縫合行之間的距離相差兩倍。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述上面板和所述下面板的縫合包括: (a)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得穿過所述上面板和所述下面板的虛擬的z方向豎直軸在X軸的正方向上以第一角度在x-z平面上傾斜，並在y軸的負方向上以第二角度在y_z平面上傾斜； (b)執行第一縫合過程，在所述第一縫合過程中，通過使用第一線材將所述上面板和所述下面板在I軸方向上往復縫合，其中，所述I軸方向上的縫合距離對應於所述面板的根據所述第二角度的第二位移距離，並使連續線材縫合行彼此隔開所述面板的根據所述第一角度的第一位移距離； (C)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得支撐軸在X軸的負方向上以對應於所述第一角度的大約兩倍的角度在所述X-Z平面上傾斜； (d)執行第二縫合過程，在所述第二縫合過程中，通過使用第二線材將所述上面板和所述下面板在所述X軸方向上往復縫合，其中，所述線材相對於所述面板的穿過位置與所述線材在所述第一縫合過程中的穿過位置相同，所述X軸方向上的縫合距離對應於所述面板的根據所述第一角度的所述第一位移距離，並且使連續線材縫合行在所述y軸方向上彼此隔開所述面板的根據所述第二角度的所述第二位移距離； (e)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得所述支撐軸在y軸的正方向上以對應於所述第一角度的大約兩倍的角度在所述y-ζ平面上傾斜； (f)執行第三縫合過程，在所述第三縫合過程中，通過使用第三線材將所述上面板和所述下面板在所述y軸方向上往復縫合，其中，所述線材相對於所述面板的穿過位置與所述線材在所述第一縫合過程和所述第二縫合過程中的穿過位置相同，所述y軸方向上的縫合距離對應於所述面板的根據所述第二角度的所述第二位移距離，並使連續線材縫合行在所述X軸方向上彼此隔開所述面板的根據所述第一角度的所述第一位移距離； (g)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相對移動，使得所述支撐軸在所述X軸的正方向上以對應於所述第一角度的大約兩倍的角度在所述χ-ζ平面上傾斜；以及 (h)執行第四縫合過程，在 所述第四縫合過程中，通過使用第四線材將所述上面板和所述下面板在所述X軸方向上往復縫合，其中，所述線材相對於所述面板的穿過位置與所述線材在所述第一縫合過程至所述第三縫合過程中的穿過位置相同，所述X軸方向上的縫合距離對應於所述面板的根據所述第一角度的所述第一位移距離，並使連續線材縫合行在所述y軸方向上彼此隔開所述面板的根據所述第二角度的所述第二位移距離。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述縫合距離和所述縫合過程中的縫合行之間的距離相差兩倍。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，在所述上面板與所述下面板之間增加至少一個板。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，在所述縫合過程中，所述上面板和所述下面板上的線材穿過位置彼此不同。
8.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，進一步包括:在使所述面板和所述線材固定之後，將加強板接合至所述上面板和所述下面板中的至少一者。
9.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述多根線材包括一根連續線材。
10.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，每根所述線材由金屬或纖維材料形成。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，每根所述線材由纖維材料形成，並且通過使用粘合劑使面板接觸部分、所述線材和線材交叉部分同時固化並固定。
12.一種用於製造板的方法，所述板在上面板與下面板之間包括具有桁架結構的芯部，所述方法包括: 將所述上面板和所述下面板以預定距離彼此平行地設置； 重複執行多次這樣的過程:在該過程中，使多根柔性線材豎直地通過所述上面板和所述下面板，以在使所述上面板和所述下面板固定的狀態中使所述上面板和所述下面板彼此往復連接；以及 使所述面板和所述線材彼此固定。
【文檔編號】B21F27/12GK103429832SQ201180068686
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年2月14日 優先權日:2010年12月29日
【發明者】姜基洲, 李其原, 郭軒豪, 李賢熙, 金我凜 申請人:全南大學校產學協力團