针对可调节的物理维度特性整合至物品的动态材料的制作方法_5

文档序号:8946581阅读:来源:国知局
500安置有在关系三角形的顶点和中点处定位的动态材料部分。例如,以参考点2502为中心的部分2506、2510和2514被定位在以参考点2502为中心的关系三角形的顶点处。应注意,为了实现拉胀结构的负泊松比,形成共用关系三角形的顶点的动态材料部分还形成不同关系三角形的中点。换言之,在示例性方面,动态材料部分的形成第一关系三角形的顶点的活性部分将不与另一个关系三角形顶点相交。以点2502为中心的关系三角形的中点是部分2512、2504和2508。
[0133]图26描绘了根据本发明的各方面的拉胀结构2600的维度透视图,该拉胀结构具有与图25中描绘的动态材料相似的动态材料的图案。特别地,代表性中心点2602被描绘成在正Z-方向上从其中拉胀材料将呈现非维度状态的平面延伸。如所示,动态材料部分2604在顶点2606处形成具有卷曲点(crimp point)的复合形状。如将在下文图31-图33中示出的,该复合形状参考形成结合的点(例如,卷曲点)的偏转的反方向的交叉。
[0134]图27描绘了根据本发明的各方面的拉胀结构2700的维度透视图,该拉胀结构具有与图25中描绘的动态材料(来自与图26中讨论的表面相对的表面)相似的动态材料的图案。作为结果,关系三角形2706被描绘成表示在示例性关系三角形的中心点2704的负Z-方向上的维度偏转(使中点在会聚过程中形成6边物体)。由载体材料2702的相对表面上的动态材料造成的中心点的该偏转形成了该材料的维度结构。
[0135]虽然图21-图27描绘了动态材料,其被定位在关系三角形定向部的顶点和中点处并且因此利用复合形状(例如,卷曲)来实现结构性方面,但是图28-图30描绘了拉胀结构,其利用动态材料的机械属性代替利用简单曲线/接点来实现结构性方面。换言之,代替如图21-图27中所描绘的紧邻关系三角形之间的延伸,图28-图30的动态材料大体上关节式连接相对的关系三角形(例如,其中定位动态材料的关系三角形)。
[0136]图28描绘了根据本发明的各方面的具有形成简单弯曲的动态材料部分的拉胀结构2800的示例性图案。例如,示例性关系三角形可以说明性的中心点2810为中心形成并且包括如定位在载体材料2802上的动态材料部分2804、2806和2808。虽然图21-30中的关系三角形的一般相对定向是相似的,但是如上所讨论的,其中动态材料用于引起得到的维度方面的面和部分的关节式连接的方式是不同的。
[0137]图29描绘了根据本发明的各方面的呈局部维度状态2900的图28的拉胀结构。出于说明性目的,关系三角形被描绘为具有中心点2910,动态材料部分2912、2914和2916从该中心点径向地延伸。在该示例性方面,动态材料部分的每个都以从关系三角形的顶点延伸至说明性中心点2910的弯曲轴线为中心。进一步地,在该示例中,动态材料部分被定位(或部分地界定)在它们充当的关系三角形内。
[0138]材料部分被设想为围绕沿纵向轴线延伸的线弯曲,这允许相对侧部分作为弯曲作用的结果而会聚。因为动态材料被固定至载体材料或与载体材料以其他方式联接/形成,所以材料也在这些偏转轴线处弯曲以形成维度结构。
[0139]图30描绘了根据本发明的各方面的呈维度状态3000的图28的拉胀结构。由于动态材料部分(例如,动态材料部分3006)的相互作用,图30能够示出中点2004偏转,该偏转甚至在不在以中心点3002为中心的关系三角形的中点处使用动态材料的情况下发生。例如,在关系三角形的顶点处的动态材料部分和在紧邻关系三角形的顶点处的动态材料部分相互作用以造成中点偏转。
[0140]图31描绘了根据本发明的各方面的示例性动态材料部分3000。如前面讨论的和如下文将关于图37A-图37D更详细讨论的,动态材料可以与底层载体材料整合、涂敷、联接或以其他方式物理协作以响应于刺激引起载体材料的维度变化。如前面讨论的载体材料可以是形成物品的一部分的任何类型的材料。例如,载体材料可以是形成物品的一部分的编织材料、织物材料、挤出材料、非织物材料或其他柔性材料。
[0141]动态材料部分3000通常描绘为具有暴露的顶表面3102的矩形部分。然而,如前面讨论的和设想的,动态材料部分可以具有任何形状(例如,圆形、椭圆形、正方形、矩形、五边形、六边形、有机形状)。为了易于说明复杂结构,在图31 (和下文的图34)中描绘了矩形形状。
[0142]动态材料部分3000被描绘成具有延伸动态材料部分3000的长度的纵向轴线3104。如前面讨论的,在示例性方面,据设想,纵向轴线3104可以与从关系三角形和关系三角形的中心点延伸的线段对齐(或引起该线段)。如下文图32和33中描绘的,纵向轴线是其上动态材料部分3000同时在正方向和负方向上关节式连接的线。正是沿着共用轴线的正关节式连接和负关节式连接的这种相互作用为动态材料部分3000提供了维度变化,这在纵向轴线3104以及第一过渡线3106和第二过渡线3108的相互作用处产生了尖端(例如,卷曲点)。
[0143]在过渡线3106和3108处,动态材料部分3000沿着纵向轴线3104从负关节式连接过渡到正关节式连接。进一步地,过渡线3106和3108与示例性拉胀结构的关系三角形的边对齐(或产生关系三角形的边)。虽然术语关系三角形在本文中用作动态材料部分及其关节式连接位置之间的几何关系的指示物,但是据设想,在示例性方面,任何几何图案都可以与动态材料部分3000的一个或更多个关节式连接位置对齐。在示例性方面,过渡线3106从纵向轴线3104形成角,该角与纵向轴线3104和过渡线3108之间产生的角对称。在示例性方面过渡线和纵向轴线之间的角在面3114(和面3116)中处于22.5度和37.5度之间。因此,过渡线3108和3106之间的角处于45度和75度之间。在示例性方面,过渡线3108和3106之间的角为60度。在示例性方面,当设想其他关系几何体时,另外的角度也被设想成大于75度以及小于45度。
[0144]动态材料部分3000在纵向轴线3104以及过渡线3108和3106之间形成至少四个面。这些面是3110、3112、3116和3114。面3110和3112形成“V”状结构(如图32中描绘的)且面3116和3114形成倒置的“V”状结构(如图33中描绘的)。在示例性方面,动态材料部分3000的定向影响得到的维度结构。例如,前面讨论的图20的较大定向部分(例如,部分2004、2006和2008)将具有接近图20的圆形区域2002定向的面3110和3112。进一步地,图20的较小定向部分将具有接近图20的圆形区域2002定向的面3116和3114。换言之,据设想,当面3110和3112沿着关系三角形的中点安置时,面3116和3114形成关系三角形的顶点。
[0145]图32描绘了根据本发明的各方面的沿着剖切线32-32的动态材料部分3000的横截面图。动态材料部分3000被描绘成具有顶表面3102和底表面3204。还将面3114和3116描绘为它们从纵向轴线3104延伸。
[0146]图33描绘了根据本发明的各方面的沿着剖切线33-33的动态材料部分3000的横截面图。动态材料部分3000被描绘成具有顶表面3102和底表面3204。还将面3110和3112描绘为它们从纵向轴线3104延伸。
[0147]与上面讨论的图31相似,图34描绘了根据本发明的各方面的动态材料部分3400。特别地,动态材料部分3400依赖提供用于产生维度的结构形式的(该复合形状的)复合曲线的凸形曲线和凹形曲线。例如,如下文图36中描绘的,过渡弧形3408和过渡弧形3406上面形成的面3410和3412在该示例中分别是凸状的。如下文图35中描绘的,过渡弧形3408和过渡弧形3406下面形成的面3416和3414在该示例中分别是凹状的。
[0148]过渡弧形3406和3408的半径可以取决于动态材料部分之间的关系的几何结构而改变。如关于图31描绘的,可以改变过渡线偏离纵向轴线3404的角,正如可以改变界定过渡弧形的半径,以当一起使用多个动态材料部分时实现所需结构和得到的尺寸。
[0149]图35描绘了根据本发明的各方面的沿着剖切线35-35的动态材料部分3400的横截面图。在该凹形曲线结构中描绘了面3414和3416。
[0150]图36描绘了根据本发明的各方面的沿着剖切线36-36的动态材料部分3400的横截面图。在该凸形曲线结构中描绘了面3410和3412。
[0151]因此,据设想,在示例性方面,复合曲线/弯曲可以被实现以由动态材料形成结构性构件。结合至少图20和图25讨论了复合曲线/弯曲的示例。在示例性方面,进一步设想了简单曲线/弯曲可以由动态材料实现。结合至少图28讨论了简单曲线/弯曲关系的示例。进一步地,据设想,简单和/或复合曲线/弯曲的任意组合可以用于普通物品以通过动态材料实现维度上的所需变化。
[0152]依据前述内容,据设想,衣服物品例如衬衫、短裤、长裤、外衣(例如,外套、雪裤、雨裤)或待穿用的任何其他衣服可以被形成为具有拉胀结构,该拉胀结构能够基于由动态材料施加至底层载体材料的力而在形状上被改变。该力与由非相关的输入例如人类施加的力相反。因为设想动态材料被整合至衣服物品内,所以设想其上动态材料被整合的载体材料本质上是柔性的,例如通常用于衣服物品中。在载体材料上定位很多动态材料部分。例如,据设想,动态材料部分可以围绕共用点以径向方式被定向。在该示例中,复合形状(例如,形成卷曲点的复杂弯曲和形成卷曲弧形的复合曲线)由动态材料部分形成。当动态材料意识到刺激例如热能时,由载体材料和动态材料形成的拉胀结构从第一厚度变化成第二厚度。应理解,结构的“厚度”不受限于组合材料的厚度,而是通过动态材料的棋盘形布置(tessellat1n)或运动所形成的维度的度量。换言之,该厚度基于处于维度状态的关系三角形的中心点离该材料在缺乏由动态材料产生的维度时将所定位于的平面偏移距离来度量。又换言之,“厚度”可以是通过拉胀结构的部分的偏移产生的升程形成体积的度量。
[0153]制造具有用于形成维度产品的整合于物品中的动态材料的物品的方法可以按很多设想方式发生。例如,据设想,动态材料被整合至物品内。该整合可以包括将动态材料的层压制品施加至载体材料、将动态材料印刷至载体材料和/或以纤维水平整合动态材料(例如,将动态材料浸渍纤维插入制造的载体材料内)。该整合可以在制造物品的任何阶段发生。例如,该整合可以是后加工整合、组装期间或物品材料将被处理的任何点。进一步地,据设想,动态材料以二维方式被整合并且接下来在后期教导出三维形状。进一步地,据设想,动态材料以二维方式被插入、教导出相对的二维形状并且接下来以三维方式形成。
[0154]该方法中另外的步骤可以包括一个或更多个偏置部分的整合。偏置部分可以同时整合动态材料(或与动态材料一起整合)。它们可以在晚些时间例如在教导阶段被整合,或者它们可以在动态材料暴露于一个或更多个教导阶段之后被整合。偏置材料可以按与动态材料所描述的方式被整合,例如印刷、结合、层压、纤维级整合和/或机械联接。
[0155]制造动态材料整合的物品的示例性方面的另一个步骤包括按第一形状来设定动态材料。如上文讨论的设定可以包括将材料暴露于超过该材料的阈值的刺激。例如,当动态材料是形状记忆聚合物时,该教导可以在高于或接近材料的玻璃化转变温度的温度下利用热能进行。
[0156]制造动态材料整合的物品的示例性方面的又一个步骤包括将动态材料暴露于足以从第二形状变化成第一形状的刺激。在该示例中,第二形状可以是产生升程状体积的维度形状(例如,比第一形状厚的厚度)。依据刺激例如热能的施加,动态材料从第二形状变化成第一形状。在示例性方面,这种引起从第二形状变化成第一形状的刺激的施加可以用于确保第一形状如教导的被记住。
[0157]可滲诱的结构
[0158]本发明的各方面设想实现动态材料以改变
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