包括增材制造的聚合物晶格结构的床上用品部件的制作方法

背景技术：

1、本公开总体上涉及床上用品部件、床垫、以及用于制造床垫和床上用品部件的方法，并且更具体地涉及聚合物晶格结构的增材制造以形成床垫和床上用品部件。

2、常规的床上用品缓冲部件(诸如床垫、枕头等)以静态的、同质的、基于类别的感觉名称存在，该感觉名称由可获得的材料和批量生产要求决定。泡沫、弹簧、衬垫、羽毛、纤维及其组合以及其他传统填充材料仅能以均匀的方式改变终端用户的感觉特性。传统的设计包括使用材料分层、在极少的情况下使用可变的表面切割几何形状、穿孔、或添加剂来达到所需的压力和热释放。总体设计相对简单且易于制造。此外，关于诸如泡沫的某些填充材料，已知这些材料保持热量并且需要热吸收或集成在该材料中的活性冷却材料或使用外部装置来消散所保持的热量。更进一步地，上述材料作为床上用品部件的用途通常是笨重和/或沉重的致密材料。

3、增材制造(am)方法(process，工艺，过程)(也称为三维打印方法)通常包括来自设计的任何形状的三维物体的连续逐层构建。在典型的am方法中，形成聚合物材料的第一层的二维图像，然后逐层添加随后的层，直到形成三维物品。通常，使用计算机辅助设计(cad)模型制造三维物品。特定类型的am方法使用能量束(例如，电子束或电磁辐射(诸如激光束))以光催化的方式产生晶格结构的每一层，其中，一种或多种单体是聚合的或共聚的，且在指示的情况下，结合到下层。

技术实现思路

1、本文公开了床上用品部件以及用于形成床上用品部件的方法。床上用品部件通常包括使用增材制造方法形成的弹性体晶格结构。在一个或多个实施例中，弹性体晶格结构具有变密度，该变密度具有不同的支柱形状、或不同的单元直径、或不同的支柱直径或其组合。床上用品部件可以包括枕头、床垫以及枕头和床垫的部分，例如，螺旋件(coil)结构、分区插入件等，如可能是不同应用所需的。

2、在一个或多个实施例中，用于生产用于床上用品部件的三维变密度晶格结构的方法包括：使用常规的床上用品从终端用户生成压力等值线图和/或温度图；设计包括变密度聚合物晶格结构的床上用品部件，该变密度聚合物晶格结构配置成分别使从压力等值线图和/或温度图观察到的压力点和/或温度热点最小化；以及使用增材制造方法将变密度聚合物晶格结构制造成用于与常规床上用品一起使用的插入件或制造成常规床上用品的替代物，其中，相对于常规床上用品部件，压力点和/或热点的数量减少。

3、在一个或多个实施例中，床上用品部件包括由支柱和单元构成的聚合物晶格结构，该支柱和单元具有一个或多个尺寸，诸如支柱直径、单元直径和支柱形状改变以实现所需的特性。

4、在一个或多个实施例中，多层床垫组件包括至少一层，该至少一层包括多个弹簧螺旋件，其中，这些弹簧螺旋件包括增材制造的变密度弹性体螺旋件结构，其中，该变密度螺旋件结构包括不同的支柱形状、或不同的单元直径、或不同的支柱直径或其组合。

5、通过本发明的技术实现了另外的特征和优点。本发明的其他实施例和方面在本文中详细描述，并且被认为是要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，参考说明书和附图。

技术特征：

1.一种用于生产用于床上用品部件的三维变密度晶格结构的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述床上用品部件包括床垫、枕头、床垫套、床垫内的层、或螺旋件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，用于所述床上用品部件的插入件相对于没有所述插入件的所述床上用品部件提供了不同的硬度特性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述床上用品部件是枕头，并且所述聚合物晶格结构具有变密度，所述变密度包括不同的支柱形状、或不同的单元直径、或不同的支柱直径、或它们的组合，以在所述枕头内的不同位置处提供变硬度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述床上用品部件在它的至少一层中包括配置成接收所述插入件的一个或多个腔，其中，所述插入件的顶表面和所述至少一层的顶表面彼此共面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个腔在所述至少一层内具有不同的尺寸，并且所述插入件具有配置成填充所述一个或多个腔的互补尺寸。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述插入件能从具有最小表面积的存放形式重新配置为具有最大表面积的展开形式，以插入到所述至少一层中的相邻腔中。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物晶格结构包括一个或多个互锁部件，所述一个或多个互锁部件配置成与至少一个附加的变密度聚合物晶格结构互锁以形成所述床上用品部件的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物晶格结构包括支柱直径、单元直径、以及支柱形状中选定的一个或多个的变化。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物晶格结构包括弹性体聚合物。

11.一种床上用品部件，包括：

12.根据权利要求11所述的床上用品部件，其中，所述床上用品部件是枕头结构，并且所述变密度弹性体晶格结构整体上限定了所述枕头结构的总体形状。

13.根据权利要求11所述的床上用品部件，其中，所述变密度弹性体晶格结构是配置成插入到所述床上用品部件的至少一层的腔内的插入件。

14.根据权利要求13所述的床上用品部件，其中，所述插入件能从存放形状重新配置为展开形状，其中，所述存放形状不同于所述展开形状，并且所述展开形状配置成插入到泡沫层的多个腔中。

15.根据权利要求11所述的床上用品部件，还包括配置成与所述变密度弹性体结构互锁的至少一个附加的变密度弹性体晶格结构。

16.根据权利要求11所述的床上用品部件，其中，所述床上用品部件包括多个层，并且所述变密度弹性体晶格结构限定了所述床上用品部件的至少一层或所述至少一层的一部分。

17.根据权利要求11所述的床上用品部件，其中，所述床上用品部件包括多层床垫、床垫套、枕头、螺旋件、或床垫的一部分。

18.根据权利要求11所述的床上用品部件，其中，所述床上用品部件是包括床垫芯的多层床垫组件，所述床垫芯包括螺旋件层，其中，所述螺旋件层包括具有变密度弹性体晶格结构的多个螺旋件。

19.根据权利要求18所述的床上用品部件，其中，所述多个螺旋件包括位于所述多个螺旋件中的相邻螺旋件之间以形成串的拴系部分。

20.一种多层床垫组件，包括：

21.根据权利要求18所述的床垫，其中，所述螺旋弹簧配置成提供线性弹簧刚度。

22.根据权利要求18所述的床垫，其中，所述螺旋弹簧配置成提供渐进弹簧刚度。

23.根据权利要求18所述的床垫，其中，所述螺旋弹簧配置成提供线性弹簧刚度和渐进弹簧刚度。

24.一种多层床垫组件，包括：

25.根据权利要求24所述的床垫，其中，所述至少一层包括泡沫层，所述泡沫层包括一个或多个腔，其中，所述至少一个增材制造的弹性体晶格结构布置在所述一个或多个腔中。

26.根据权利要求25所述的床垫，还包括覆盖所述至少一层的穿孔泡沫层。

27.根据权利要求25所述的多层床垫组件，其中，所述至少一个增材制造的弹性体晶格结构包括紧凑的存放形式以及配置成布置在多个腔内的扩张的展开形式。

28.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，所述至少一个增材制造的弹性体晶格结构包括具有互锁构件的至少一个选定表面，所述互锁构件配置成与具有互补互锁构件的相邻的增材制造的弹性体晶格结构互锁。

29.根据权利要求28所述的多层床垫组件，其中，所述互锁构件包括突起，并且所述互补互锁构件包括开口，其中，所述突起配置成压力配合在所述开口内，以将所述至少一个增材制造的弹性体晶格结构与所述相邻的增材制造的弹性体晶格结构相连接。

30.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，所述至少一层包括第一增材制造的弹性体晶格结构、至少一个相邻的增材制造的弹性体晶格结构、以及绳索，所述第一增材制造的弹性体晶格结构包括从一个表面延伸到另一个表面的第一通孔；所述至少一个相邻的增材制造的弹性体晶格结构包括从一个表面延伸到另一个表面的第二通孔；所述绳索延伸穿过所述第一通孔和所述第二通孔，以将所述第一增材制造的弹性体晶格结构连接到所述相邻的增材制造的弹性体晶格结构。

31.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，所述至少一层是包括螺旋件层的床垫芯，其中，所述螺旋件层包括具有所述变密度弹性体晶格结构的多个螺旋件。

32.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，所述多个螺旋件包括位于所述多个螺旋件中的相邻螺旋件之间以形成串的拴系部分。

33.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，所述至少一个增材制造的弹性体晶格结构具有变密度。

34.根据权利要求24所述的多层床垫组件，其中，包括至少一个增材制造的弹性体晶格结构的所述至少一层还包括在一个或多个所述增材制造的弹性体晶格结构之间延伸的通道。

技术总结
床上用品部件以及用于形成床上用品部件的方法，该方法包括用于生产可变弹性体晶格结构的增材制造方法。可变弹性体晶格结构包括支柱直径、单元直径、支柱形状以及其组合的变体。床上用品部件包括床垫、枕头、螺旋件、床垫套等，并且也可以是插入件的形式，以在不同区域中提供不同的感觉。

技术研发人员：维克多·雷·普林斯
受保护的技术使用者：美梦有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31