用于制造具有桁架结构的芯部的夹芯板的方法
【专利摘要】本发明提供了一种板制造方法，其是一种用于制造在上/下面板之间具有桁架结构的芯部的板的方法，其中，该方法包括以下步骤：将所述上/下面板以预定间隔平行地布置；重复执行几次缝合步骤，缝合步骤是这样的步骤：将多根柔性线材竖直地穿入上/下面板中，以在所述上/下面板已相互平行地水平移动之后执行往复接合；以及在已解决所述上/下面板的相对位移之后，在使两个面板保持在平行状态中的同时，使上/下面板在竖直方向上隔开最大距离，并使面板和线材固定。在此情况中，所述缝合步骤（其通过在已预先使上/下面板平行地移动之后将线材竖直地穿入并连接在上/下面板中来执行）也可通过以下方式来执行：在使上/下面板固定的同时，在朝着上/下面板倾斜的方向上穿入并缝合线材。根据该方法，通过以三维桁架类型形成芯部，可廉价地大量制造一种新的夹芯板，该夹芯板具有芯部和面板之间的高分离抵抗力，表现出抵抗重量的强大压缩、剪切和弯曲强度，并且可利用空的内部空间，且是轻质的。
【专利说明】用于制造具有桁架结构的芯部的夹芯板的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在上面板(face sheet) /下面板之间具有祐1架型芯部(core)的夹芯板(sandwich panel)的制造方法。
【背景技术】
[0002]通常，夹芯板由高密度高强度上面板/下面板和低密度低强度芯部组成。当与由统一的一种材料形成的普通板相比时，由于具有高强度及硬度与重量比的原因，已在需要轻质和高强度及硬度的结构中广泛使用夹芯板。因此，在家具、土木工程和建筑材料、以及高价的高级结构(例如，用于飞机的机翼和乘客室的底面)中广泛使用夹芯板。纤维增强塑料(FRP)面板和蜂窝状芯部可能被认为是夹芯板中的最理想组合。然而，由于蜂窝状芯部具有封闭的内部空间，所以未使用蜂窝状结构的内部空间。而且，由于通过使用具有低粘合强度的粘合剂将芯部和面板彼此连接，所以夹芯板可特别容易受到疲劳载荷。
[0003]近来，已开发出一种将具有周期性桁架结构的轻质结构来作为用于芯部的材料。由于轻质结构具有被设计为通过精确的数学/力学计算来提供最佳强度和硬度的桁架结构，所以轻质结构可具有出色的力学性能。在此，在结构形状方面，最常见的桁架可能是金字塔桁架和八面体(octet)桁架(见R.Buckminster Fuller, 1961，美国专利2，986，241)。近来，作为八角体祐1架的改进，Kagome祐1架已为大家所知(见S.Hyun, A.M.Karlsson,S.Torquato, A.G.Evans, 2003,国际固体与结构学报，第40卷，第6989-6998页)。在此情况中，如果组成桁架的所有构件具有相同的长度，当具有相同截面的薄且长的构件组成桁架时，那么，组成Kagome桁架的每个桁架元件具有的长度可仅等于组成八面体桁架的每个桁架元件的长度的一半。因此，可更有效地限制作为桁架的一个主要断裂现象的弯曲。而且，即使出现弯曲，该桁架也可更稳定地塌陷。例如，在图1中三维地示出了金字塔、八面体和Kagome桁架中的每个。由于桁架具有敞开的内部空间，所以桁架可用作多种目的，例如，流体储存或路径以及热传递介质。另外，如果将桁架用作夹芯板芯部，那么，桁架获得的强度与重量比可接近夹芯板的强度与重量比(见A.G.Evans, J.ff.Hutchinson, N.A.Fleck,M.F.Ashby, H.N.G.Wadley，2001，材料科学进展，第 46 卷，第 3-4 期，第 309-327 页)。由于此原因，祐1架正成为焦点。
[0004]已知如下用于制造桁架型多孔轻质结构的方法。首先，存在这样一种方法:其中，使用树脂制造桁架结构，然后通过将桁架结构用作模具来模制金属(见s.Chiras,D.R.Mumm, N.Wicks, A.G.Evans, J.W.Hutchinson，K.Dharmasena，H.N.G.Wadley,
S.Fichten 2002，国际固体与结构学报，第39卷，第4093-4115页)(在下文中，被称为“现有技术I”)。其次，存在这样一种方法:其中，以预定间隔冲压薄金属板，以制造网状板，使网状板弯曲以形成桁架中间层，将面板附设在桁架中间层的上部和下部中的每个上(见D.J.Sypeck和H.N.G.Wadley, 2002，高级工程材料，第4卷，第759-764页)(在下文中，被称为“现有技术2”)。在此情况中，当目的是制造一种包括至少两层的多层结构时，将如上所述的弯曲的桁架中间层附设在上面板上，然后将面板再次附设在桁架中间层上。第三，存在这样一种方法:其中，将设置在两个彼此垂直的方向上的线材(wire)编织成网状，以形成铁网，然后将铁网堆叠在彼此之上(见D.J.Sypeck和H.G.N.Wadley, 2001，材料研究学报，第16卷，第890-897页)(在下文中，被称为“现有技术3”)。
[0005]然而，现有技术I可能具有复杂的制造过程和昂贵的制造成本。而且，由于现有技术I仅应用于具有非常好的成型性的金属，所以应用范围可能较窄。另外，得到的产品可能在铸造结构上具有许多缺陷并具有低强度。根据现有技术2，当冲压薄金属板时，损失大量材料。即使当将桁架中间层制造成一个本体时没有特殊问题，如果堆叠多个桁架中间层，那么，结合部分的数量可能增加，因此，在结合成本和结构强度的方面是不利的。而且，在现有技术3的情况中，由于桁架不具有理想的结构(例如，四面体或金字塔结构)，所以桁架可能具有较差的力学强度。另外，由于应以与现有技术2的方法相同的方法堆叠并结合铁网，所以结合部分的数量可能增加，因此，在结合成本和结构强度的方面是不利的。
[0006]图2是使用现有技术3制造的结构的视图。更特别地，虽然已知在现有技术3中可降低制造成本，但是，如图3所示，由于好像是编织纤维一样使设置在两个彼此垂直的方向上的线材彼此组合，所以，桁架在力学或电学特性上可能没有最佳的理想结构，例如，三维(3D)八面体桁架和3D Kagome桁架。而且，由于结合部分的数量增加，所以，在结合成本和结构强度的方面是不利的。
[0007]因此，为了解决现有技术1，2和3的上述问题，本发明人(即，Kang Ki_ju等人)开发了一种3D多孔轻质结构及其制造方法，其中，使具有大约60度至大约120度的方位角的六方向连续线材的线材组在空间中彼此交叉，以形成具有与理想的Kagome或八面体祐1架的形状相似的形状的桁架。在韩国专利注册第0708483号中具体公开了该结构和制造方法。而且，相同的发明人提出了一种使用螺旋形线材编织的3D轻质结构(其中，使连续线材形成为螺旋形形状，然后，使螺旋形形状的线材旋转并插入，以制造3D多孔轻质结构)及其制造方法来作为更有效地制造3D多孔轻质结构的方法。在韩国专利公开第2006-0130539号中具体公开了该结构和制造方法。
[0008]图3是具有与图1的3D Kagome桁架的形状相似的形状并使用螺旋形线材装配的结构的视图。当与传统的桁架结构相比时，图3的具有与Kagome桁架的形状相似的形状且通过使用螺旋形线材来制造的3D多层桁架结构可具有几个优点，例如，由于连续加工而具有出色的力学性能和批量生产能力。
[0009]由相同的发明人在韩国专利申请第10-2009-0080085号中提出了一种用于制造新的3D多孔轻质结构的方法，该结构可使用螺旋形线材来制造并且具有与Kagome桁架的形状不同的形状。图4是示出了使用螺旋形线材装配的桁架结构的一个实例的视图，其在韩国专利申请第10-2009-0080085号中公开。
[0010]而且，由相同的发明人在韩国专利申请第10-2010-0059690号中提出了一种新的3D格构桁架结构及其制造方法，该结构可使用螺旋形线材来制造该结构并且具有这样的结构:其中，仅两根线材在线材交叉点彼此相接，以通过使用具有小得多的螺旋半径的螺旋形线材来制造3D格构桁架结构。图5是示出了使用螺旋形线材装配的桁架结构的一个实例的视图，其在韩国专利申请第10-2010-0059690号中公开。
[0011]一种使用连续线材的类似桁架结构被评估为在强度与重量比方面具有出色的力学性能并具有高批量生产能力的金属夹芯板(见Yong-Hyun Lee, Byeong-Kon Lee, InsuJeon 和 K1-Ju Kang, 2007,材料学报，第 55 卷，第 6084-6094 页，Yong-Hyun Lee, J1-EunChoi和K1-Ju Kang，2009，材料与设计，第30卷，第10期，第4459-4468页)。由于使用铜焊或焊接使线材交叉部分和与由金属形成的类似桁架结构的面板接触的部分结合，所以，桁架结构可具有和线材或面板的母材的结合强度一样出色的结合强度。然而，在制造使用例如FRP或钨(其中，难以执行焊接或铜焊)的线材的类似桁架结构的情况中，仅可利用使用合成树脂粘合剂的方法来使线材交叉部分和与面板接触的部分彼此结合。在此情况中，结合强度可能比焊接或铜焊的金属的结合强度差得多。特别地，与面板结合的部分可能容易使芯部与面板分尚。
[0012]比利时和德国的研究团队已经开发了一种用于从现有的天鹅绒织造工艺的中间产品制造夹芯板的方法(见Drechsler K, Brandt J, Arendts FJ,整体编织的夹芯结构，ECCM-3 会刊，波尔多，1989，第 365-371 页，Verpoest LBonte Y, Wevers M，de Meester P.，Declercq P.，用于抗分层复合结构的2.5D和3D织物，欧洲高级材料与加工工程科学会刊，米兰，意大利，1988，第13-21页)。图6A是现有的天鹅绒织造工艺的示意图。通过这样的方式来制造如图6A的中间部分所示的具有夹芯形状的3D织物:其中，如图6A的左侧所示，使纬纱在顶部和底部经纱之间往复运动。然后，如图6A的右侧所示，通过使用快刀将顶部和底部经纱之间的纬纱切成两半，以制造在其一个表面上具有软毛的天鹅绒布。这两个研究团队已经开发了这样一种工艺:其中，制造3D织物(其是使用用于增强复合物的纤维(例如玻璃纤维)制造的中间产品)，然后，将合成树脂(例如环氧树脂)注入3D织物中，以制造夹芯板。图6B是通过上述方法制造的夹芯板的照片。该夹芯板可被称为“编织的夹芯织物板”，“整体编织的夹芯结构”，或“编织的织物夹芯结构”。由于通过使用与经纱(这些经纱组成面板，并连续地彼此连接，但是，使用合成树脂粘合剂)编织在一起的纬纱使芯部和面板结合，所以当与现有的复合物/蜂窝状夹芯板相比时，关于芯部和面板之间的分离，夹芯板可具有明显好得多的抵抗力。然而，由于组成芯部的纬纱弯曲并且不具有桁架形状，所以关于压缩和剪切，夹芯板可具有低强度和硬度。因此，在不施加高负载的用途中使用夹芯板，例如，用于分隔建筑物或家具的用途(见van Vuure AW, Ivens JA, Verpoest I,基于编织的夹芯织物预型件的复合板的力学特性，复合物A部分，2000，第31卷，第671-680页)。
发明概要
[0013]技术问题
[0014]为了解决以上技术问题，本发明的一个实施方式提供了一种用于以低成本大量地制造新的夹芯板的方法，其中，通过使用柔性的连续线材使芯部和面板彼此接合，并且使芯部形成为3D桁架形状，以增加芯部和面板之间的分离抵抗力，并增加压缩、剪切及弯曲强度与重量比，减小其重量，并利用其中的空的空间。
[0015]技术方案
[0016]根据本发明的一个方面，一种用于制造板(panel)的方法，该板在上面板与下面板之间包括具有桁架结构的芯部，该方法包括:将上面板和下面板以预定距离彼此平行地设置；重复执行几次这样的过程:其中，使多根柔性线材竖直地穿过上面板和下面板，以使上面板和下面板彼此往复连接，从而在上面板和下面板彼此平行地水平移动之后缝合上面板和下面板；以及在解决上面板与下面板的相对位移之后，使两个面板在保持彼此平行的同时在竖直方向上隔开最大距离，并使面板和线材彼此固定。
[0017]上面板和下面板的缝合可包括:(a)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得穿过上面板和下面板的虚拟的Z方向竖直轴在X轴的正方向上以第一角度在X-Z平面上倾斜，并在I轴的负方向上以第二角度在y-z平面上倾斜；(b)执行第一缝合过程，在该第一缝合过程中，通过使用第一线材将上面板和下面板在I轴方向上往复缝合，其中，I轴方向上的缝合距离对应于面板的根据第二角度的第二位移距离，使连续线材缝合行彼此隔开面板的根据第一角度的第一位移距离，并且使彼此相邻的缝合行的端部在y轴方向上移位第二位移距离的大约1/2 ; (c)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在y轴的正方向上以对应于第二角度的大约两倍的角度在y-z平面上倾斜；(d)执行第二缝合过程，在该第二缝合过程中，通过使用第二线材将上面板和下面板在y轴方向上往复缝合，其中，由于线材相对于面板的穿过位置与线材在第一缝合过程中的穿过位置相同，所以通过与第一缝合过程相同的方法来执行第二缝合过程；(e)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在I轴的负方向上以第二角度在y-z平面上倾斜，并且使支撑轴在X轴的负方向上以对应于第一角度的大约两倍的角度在χ-ζ平面上倾斜；并且(f)通过使用第三线材将上面板和下面板在X轴方向上往复缝合，其中，X轴方向上的缝合距离是第一位移距离的两倍，使连续线材缝合行彼此隔开第二位移距离的大约1/2，并且使彼此相邻的缝合行的端部在X轴方向上移位第一位移距离。
[0018]X轴方向和y轴方向上的缝合距离可分别是第一和第二位移距离的四倍和两倍。
[0019]上面板和下面板的缝合可包括:(a)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得穿过上面板和下面板的虚拟的Z方向竖直轴在X轴的正方向上以第一角度在X-Z平面上倾斜，并在I轴的负方向上以第二角度在y-z平面上倾斜；(b)执行第一缝合过程，在该第一缝合过程中，通过使用第一线材将上面板和下面板在I轴方向上往复缝合，其中，I轴方向上的缝合距离对应于面板的根据第二角度的第二位移距离，使连续线材缝合行彼此隔开面板的根据第一角度的第一位移距离；(C)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在X轴的负方向上以对应于第一角度的大约两倍的角度在X-Z平面上倾斜；(d)执行第二缝合过程，在该第二缝合过程中，通过使用第二线材将上面板和下面板在X轴方向上往复缝合，其中，线材相对于面板的穿过位置与第一缝合过程中的线材的穿过位置相同，X轴方向上的缝合距离对应于面板的根据第一角度的第一位移距离，并且使连续线材缝合行在y轴方向上彼此隔开面板的根据第二角度的第二位移距离；(e)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在y轴的正方向上以对应于第一角度的大约两倍的角度在y-z平面上倾斜；(f)执行第三缝合过程，在该第三缝合过程中，通过使用第三线材将上面板和下面板在y轴方向上往复缝合，其中，使线材相对于面板的穿过位置与线材在第一和第二缝合过程中的穿过位置相同，y轴方向上的缝合距离对应于面板的根据第二角度的第二位移距离，并且使连续线材缝合行在X轴方向上彼此隔开面板的根据第一角度的第一位移距离；(g)使上面板和下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在X轴的正方向上以对应于第一角度的大约两倍的角度在χ-ζ平面上倾斜；并且(h)执行第四缝合过程，在该第四缝合过程中，通过使用第四线材将上面板和下面板在X轴方向上往复缝合，其中，使线材相对于面板的穿过位置与线材在第一至第三缝合过程中的穿过位置相同，X轴方向上的缝合距离对应于面板的根据第一角度的第一位移距离，并且使连续线材缝合行在y轴方向上彼此隔开面板的根据第二角度的第二位移距离。
[0020]X轴方向和y轴方向上的缝合距离可分别是第一和第二位移距离的两倍。
[0021]可在上面板和下面板之间增加至少一个面板。
[0022]在缝合过程中，上面板和下面板上的线材穿过位置可彼此不同。
[0023]本方法可进一步包括:在使面板和线材固定之后，将加强板接合至上面板和下面板中的至少一者。
[0024]多根线材可包括一根连续线材。
[0025]每根线材可由纤维材料形成,并且可使用粘合剂同时固化并固定面板接触部分、线材和线材交叉部分。
[0026]根据本发明的另一方面，一种用于制造板的方法，该板在上面板与下面板之间包括具有桁架结构的芯部，该方法包括:将上面板和下面板以预定距离彼此平行地设置；重复执行几次这样的过程:其中，使多根柔性线材竖直地通过上面板和下面板，以在使上面板和下面板固定的状态中使上面板和下面板彼此往复连接；以及使面板和线材彼此固定。
[0027]有益效果
[0028]在根据本发明的用于制造板的方法中，可使制造过程简化，并且可通过仅使用目前开发的技术以低成本制造具有桁架芯部的夹芯板。
[0029]而且，当与现有的复合/蜂窝状夹芯板相比时，根据本发明制造的夹芯板可具有好得多的对芯部/面板分离的抵抗力，即使对上面板和下面板以及线材的结合部分不使用其他材料(例如树脂或填充金属)，因为将组成芯部的线材不切断地与面板连接。
[0030]而且，由于根据本发明制造的夹芯板具有芯部几乎不弯曲的3D桁架结构，所以，强度与重量比可相对较高，并且可利用其内部空间。
[0031]而且，在根据本发明制造的夹芯板中，在芯部由本身具有预定硬度的柔性线材(例如金属)形成的情况中，可在线材本身的硬度和桁架的机械结构的基础上实现令人满意的压缩、剪切和弯曲强度与重量比。如果芯部由本身具有不足硬度的线材材料(例如单向纱)形成，那么可形成3D桁架结构，然后，可喷射单独的树脂，以使3D桁架结构浸入树脂中，从而固化3D桁架结构。结果，可同时固定面板接触部分、线材和线材交叉件，以制造具有简单结构的经济的且高强度的夹芯板。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]通过参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式，本发明的以上和其他特征及优点将变得更显而易见，其中:
[0033]图1是三维(3D)金字塔、八面体和Kagome桁架的视图；
[0034]图2至图5是根据相关技术的3D轻质结构的视图；
[0035]图6是示出了根据相关技术的通过使用编织方式来制造夹芯板的方法的示意图(a)，以及通过该方法制造的夹芯板的照片(b)；
[0036]图7至图21是示出了根据本发明的第一实施方式的用于制造板的方法的视图；
[0037]图22至图35是示出了根据本发明的第二实施方式的用于制造板的方法的视图；
[0038]图36和图37是根据本发明的第三实施方式的夹芯板的透视图；
[0039]图38是根据本发明的第四实施方式的夹芯板的横截面图；[0040]图39和图40是示出了根据本发明的第五实施方式的夹芯板内的芯部的结构的视图；
[0041]图41是根据本发明的第六实施方式的夹芯板的透视图和局部放大图；
[0042]图42是根据第七实施方式的夹芯板的分解透视图和横截面图；
[0043]图43至图45是示出了根据本发明的第八实施方式的用于制造板的方法的视图；
[0044]图46至图49是示出了根据本发明的第九实施方式的用于制造板的方法的视图；
[0045]图50是示出了根据本发明的另一实施方式的用于制造对其应用一般缝合方法的夹芯板的方法的视图。
[0046]发明的实施方式
[0047]下面将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。在图中，用相同或相似的参考数字来表示相同或相似的部件，并且，术语“包含”、“包括”和“具有”的目的是包括的，并且，意味着，可能存在除了列出的元件以外的其他元件。
[0048]在示出了本发明的每个实施方式的图中，将由夹芯板的上面板和下面板定义的平面定义为χ-y平面，并将垂直于面板的轴定义为z轴。在此，虚拟的z轴可对应于在实施方式中描述的支撑轴的长度方向。而且，关于每个面板的水平移动方向或线材的插入角度，当相对于X轴或I轴倾斜的Z轴的方向是顺时针方向时，将把z轴的方向定义为正方向。另一方面，当z轴的方向是逆时针方向时，将把z轴的方向定义为负方向。
[0049]第一实施方式
[0050]图7是示出了能够在制造根据将在后面描述的第一实施方式和第二实施方式的夹芯板的过程中使用的支撑件的一个实例的视图。支撑件包括矩形上框架和下框架以及支撑轴，支撑轴在每个框架的四个边缘处使框架竖直地彼此连接。在此，可通过使用球窝接头使支撑轴和每个框架彼此连接。在对支撑件施加预定或更大的力之前，可将球窝接头适当地固定，以保持支撑件的当前结构。而且，为了便于相对于面板的运动或缝合方向进行描述，如图7所示，定义彼此垂直的三轴方向X、y和z。
[0051]首先，将面板附设至上框架和下框架中的每个，以制造复合体。图8是处于将面板附设至其的状态中的y-z平面上的复合体的视图。然而，由于当制造板时将上框架和下框架与面板成一体，所以，为了便于描述和理解，在下图中将省略上框架和下框架。
[0052]接下来，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度Ψ在X-Z平面上旋转(见图9)。然后，在使上面板和下面板彼此平行地移动使得支撑轴在逆时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上旋转(见图10)的状态中，使柔性线材穿过上面板和下面板，以往复缝合上面板和下面板。在此情况中，缝合距离?ο可等于上面板和下面板之间的位移的I轴分量。在X坐标是固定的状态中，将面板在I轴方向上从其一端向另一端缝合，以形成缝合行。当缝合位置到达面板的端部时，使缝合位置在X轴方向上移动预定距离XO，然后，使缝合起点移位缝合距离yo的一半，以在相反方向上缝合面板。在此情况中，缝合距离XO可等于上面板和下面板之间的位移的X轴分量。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标和缝合起点，以重复执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第一缝合”。
[0053]图11是在第一缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。将在竖直方向上缝合的线材设置在面板之间。图12是示出了在完成第一缝合之后的线材在上面板上的布置的视图。为了当执行第一缝合时使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中的每个的上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。
[0054]在下一过程中，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度2 Θ在y-z平面上旋转。因此，可使支撑轴在与图10的方向正好相对的方向上以角度Θ倾斜(见图13)。然后，重复缝合过程，例如“第一缝合”。在此情况中，穿过面板的点的位置可等于“第一缝合”的位置。上述缝合过程被称为“第二缝合”。
[0055]图14是在“第二缝合”的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。图15是示出了完成“第二缝合”之后的线材在上面板上的布置的视图。当执行第一缝合时，为了使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使柔性线材关于上面板和下面板中的每个的上侧和下侧伸出预定长度。在完成第二缝合之后，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在逆时针方向上以预定角度Θ在y-Z平面上旋转。图16是，当从y-ζ平面的上侧观看时，在“第一缝合”和“第二缝合”过程中插入的线材相对于竖直线(z轴方向)分别倾斜角度-Θ和+ Θ的结构的视图。
[0056]在下一过程中，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在逆时针方向上以预定角度2Ψ在x-z平面上旋转(见图17)。将面板在X轴方向上从y轴上的一端缝合。在可将缝合距离保持为特定距离2xo且y坐标可以是固定的状态中，将面板在X轴方向上从其一端笔直地缝合至另一端。当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将I坐标增加预定值yo/2。然后，使缝合起点移位缝合距离X0的一半，以在相反方向上缝合面板。当缝合位置到达相对端时，调节y坐标和缝合起点，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第三缝合”。
[0057]图18是在“第三缝合”的初始阶段中I坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的x-z平面上的构造的视图。图19是示出了完成“第三缝合”之后的线材在上面板上的布置的视图。当执行“第三缝合”时，为了使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中每个的上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。在完成第三缝合之后，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度Ψ在x-z平面上旋转，从而允许支撑轴与面板垂直。因此，可解决上面板和下面板之间的位移。图20是，当从x-z平面的上侧观看时，在第一缝合和第二缝合过程中插入的线材以及在第三缝合过程中插入的线材相对于竖直线(z轴方向)分别倾斜角度-Ψ和+Ψ的结构的视图。
[0058]最后，使上面板和下面板之间的支撑轴分离，然后，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得两个面板彼此远离。然后，在线材的缝合过程中彼此平行地笔直拉动松散地布置于上面板上方和下面板下方的线材以及在上面板和下面板之间插入的线材的状态中，使线材和上面板和下面板之间的接触部分固定。
[0059]在芯部由本身具有预定硬度的柔性线材(例如金属)形成的情况中，可在线材本身的硬度和桁架的机械结构的基础上实现令人满意的压缩、剪切和弯曲强度与重量比。如果芯部由本身没有足够硬度的线材材料(例如，单向纱)形成，那么，可通过使用半固化线材来形成3D桁架结构，预先将接合材料(例如树脂)浸入半固化线材中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射单独的树脂，以将3D桁架结构浸入树脂中，从而固化3D桁架结构。结果，可同时固定面板接触部分、线材和线材交叉部分，以制造具有简单结构的经济且高强度的夹芯板。特别地，在线材材料包括碳和玻璃纱的情况中，3D桁架结构可形成为半固化状态，预先将接合材料(例如树脂)浸入半固化状态中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射或涂覆单独的液体合成树脂粘结剂(例如环氧树脂)，或者，将3D桁架结构浸入液体合成树脂粘结剂中，以固化3D桁架结构。图21是通过上述方法制造的夹芯板的视图。芯部可具有这样的结构，其中，两层式3D八面体桁架的边缘面向彼此。
[0060]第二实施方式
[0061]首先，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度￥在X-Z平面上旋转(见图22)。接下来，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在逆时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上旋转(见图23)。图22和图23所示的结构与图9和图10所示的结构相同。使柔性线材穿过上面板和下面板，以往复缝合上面板和下面板。在此，缝合距离yo 可由于上面板和下面板的平行移动而等于上面板和下面板之间的位移的I轴分量。在X坐标是固定的状态中，将面板在I轴方向上从其一端向另一端缝合。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将X坐标增加预定值xo。然后，将面板在平行于y轴方向的方向上反向地缝合。在此情况中，缝合距离xo可等于上面板和下面板之间的位移的X轴分量。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第一缝合”。图24是在第一缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。将线材竖直地设置在面板之间。图25是示出了在完成第一缝合之后的线材在上面板上的布置的视图。为了当执行第一缝合时使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中的每个的上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。
[0062]在下一过程中，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度2 Ψ在x-z平面上旋转。因此，可使支撑轴在与图22的方向正好相对的方向上以角度Ψ倾斜(见图26)。然后，重复上述缝合过程。在此情况中，穿过面板的点的位置等于第一实施方式的位置。在此，缝合距离xo可由于上面板和下面板的平行移动而等于上面板和下面板之间的位移的X轴分量。在I坐标是固定的状态中，将面板在X轴方向上从其一端向另一端缝合。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将y坐标增加预定值yo。然后，将面板在平行于X轴方向的方向上反向地缝合。在此情况中，缝合距离yo可等于上面板和下面板之间的位移的I轴分量。当缝合位置到达相对端时，调节y坐标，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第二缝合”。图27是在第二缝合的初始阶段中I坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的χ-ζ平面上的构造的视图。图28是示出了在完成第二缝合之后的线材在上面板上的布置的视图。为了当执行第二缝合时使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中的每个的上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。
[0063]在下一过程中，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度2 Θ在y-z平面上旋转(见图29)。在面板的X坐标是固定的状态中，将面板在y轴上从右端向左端缝合。以恒定的缝合距离yo缝合面板。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将X坐标增加预定值xo。然后，在平行于y轴方向的方向上反向地缝合面板。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标，以在反向方向上重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第三缝合”。图30是在第三缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从右端到左端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。图31是示出了在完成第三缝合之后的线材在上面板上的布置的视图。为了当执行第三缝合时使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中的每个上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。
[0064]在下一过程中，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度2 Ψ在x-z平面上旋转(见图32)。在面板的y坐标是固定的状态中，将面板在X轴上从右端向左端缝合。以恒定的缝合距离xo缝合面板。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将I坐标增加预定值10。然后，将面板在平行于X轴方向的方向上反向地缝合。当缝合位置到达相对端时，调节I坐标，以在反向方向上重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第四缝合”。图33是在第四缝合的初始阶段中y坐标是固定的状态中从右端到左端执行一次缝合之后的x-z平面上的构造的视图。图34是示出了在完成第四缝合之后的上面板上的线材的布置的视图。为了当执行第四缝合时使面板在下一过程中彼此平行地平稳移动，使暴露于上面板和下面板中每个的上侧和下侧的柔性线材伸出预定长度。在完成第三缝合之后，使上面板和下面板彼此平行地移动，使得支撑轴在顺时针方向上以预定角度Ψ在x-z平面上旋转，并且，在逆时针方向上以预定角度Θ旋转，从而允许支撑轴与面板垂直。因此，可解决上面板和下面板之间的位移。
[0065]最后，与第一实施方式相似，使上面板和下面板之间的支撑轴分离，然后，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得两个面板彼此远离。然后，在线材的缝合过程中彼此平行地笔直拉动松散地布置于上面板的上方和下面板的下方的线材以及在上面板和下面板之间插入的线材的状态中，使线材和上面板和下面板之间的接触部分固定。
[0066]而且，与上述第一实施方式相似，在芯部由本身具有预定硬度的柔性线材(例如金属)形成的情况中，可在线材本身的硬度和桁架的机械结构的基础上实现令人满意的压缩、剪切和弯曲强度与重量比。如果芯部由本身没有足够硬度的线材材料(例如，单向纱)形成，那么，可通过使用半固化线材来形成3D桁架结构，预先将接合材料(例如树脂)浸入半固化线材中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射单独的树脂，以将3D桁架结构浸入树脂中，从而固化3D桁架结构。结果，可同时固定面板接触部分、线材和线材交叉部分，以制造具有简单结构的经济且高强度的夹芯板。特别地，在线材材料包括碳和玻璃纱的情况中，3D桁架结构可形成为半固化状态，预先将接合材料(诸如树脂)浸入半固化状态中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射或涂覆单独的液体合成树脂粘结剂(例如环氧树脂)，或者，将3D桁架结构浸入液体合成树脂粘结剂中，以固化3D桁架结构。图35是通过上述方法制造的夹芯板的视图。芯部可具有这样的形状，其中，具有类似金字塔状的形状的两层式桁架的边缘面向彼此。
[0067]第三实施方式
[0068]图36是根据本发明的第三-1实施方式的具有3D桁架芯部的夹芯板的视图。
[0069]如图36所示，根据本发明的第三实施方式的具有3D桁架芯部的夹芯板可以是根据本发明的上述第一实施方式的夹芯板的一个改进实例。也就是说，根据第三实施方式的上面板和下面板之间的距离可等于根据第一实施方式的上面板和下面板之间的距离。然而，根据第三实施方式的缝合过程中的缝合行的缝合距离和间隔距离可以是根据第一实施方式的缝合过程中的那些距离的两倍。在此情况中，上面板和下面板之间的线材芯部可具有与3D八面体桁架中的一层的形状类似的形状。
[0070]图37是根据本发明的第三实施方式的具有改进的3D桁架芯部的夹芯板的视图。
[0071]如图36所示，根据本发明的第三-2实施方式的具有3D桁架芯部的夹芯板可以是根据本发明的上述第二实施方式的夹芯板的一个改进实例。也就是说，根据第三实施方式的上面板和下面板之间的距离可等于根据第二实施方式的上面板和下面板之间的距离。然而，根据第三实施方式的缝合过程中的缝合行的缝合距离和间隔距离可以是根据第二实施方式的缝合过程中的那些距离的两倍。
[0072]参考图37A，不管缝合顺序如何，形成通过缝合而穿过面板的点。在此情况中，上面板和下面板之间的线材芯部可具有与3D金字塔桁架中的一层的形状类似的形状。参考图37B，将通过第二至第四缝合而穿过面板的点设置在与在第一缝合过程中穿过面板的点之间的距离的一半对应的位置处。在此情况中，上面板和下面板之间的线材芯部可具有这样的形状，其与省略了图35的两个3D桁架中的一个的形状类似。
[0073]第四实施方式
[0074]图38是根据本发明的第四实施方式的具有3D桁架芯部的夹芯板的视图。
[0075]如图38所示，根据本发明的第四实施方式的具有3D桁架芯部的夹芯板可以是根据本发明的上述第一和第二实施方式的夹芯板的一个改进实例。也就是说，在上面板和下面板之间增加至少一个平面层。为了便于描述，图38示出了与根据第一和第二实施方式的图没有不同的二维(2D)图。图38A是在两个面板之间的1/2点处增加平面层以与线材交叉部分匹配的结构的视图。图38是分别在两个面板之间的1/4和3/4点处增加两个平面层的结构的视图。图38C是这样的结构的视图，其中，在将缝合距离xo和?ο中的每个设置为根据第一和第二实施方式的那些缝合距离中的每个的大约一半的状态中，线材交叉部分和增加的平面层彼此匹配，如虚线所示，还在线材交叉部分之间的中间部分处设置增加的平面层，如实线所示。图38 D是这样的结构的视图，其中，在将缝合距离xo和?ο中的每个设置为根据第一和第二实施方式的那些缝合距离中的每个的大约一半的状态中，线材交叉部分和增加的平面层彼此匹配，如虚线所示，还在线材交叉部分之间的中间部分处设置增加的平面层，如实线所示。在上述结构中，可使用具有的厚度小于上面板和下面板中的每个的厚度的简单的平板、平织、双织(或三轴编织)织物、或者平织或双织(或三轴编织)网作为所有上述平面层。
[0076]第五实施方式
[0077]图39和图40是根据本发明的第五实施方式的结构的视图，其中，具有3D桁架芯部的夹芯板内的平面层与通过穿过上面板和下面板而插入的线材彼此交叉。
[0078]图39是示出了两个结构的特定实例的视图，其中，对上述第一实施方式应用第四实施方式。图39A是这样的结构的视图，其中，通过穿过上面板和下面板而插入的线材之间的交叉部分与具有三角形孔并组成平面层的双织(或三轴编织)网内的交叉部分在缝合过程中彼此接触。图39B是这样的结构的视图，其中，通过穿过上面板和下面板而插入的线材的交叉部分之间的中点与具有2D Kagome形状并组成平面层的编织网内的交叉部分在缝合过程中接触。图40是示出了两个结构的特定实例的视图，其中，对上述第二实施方式应用第四实施方式。图40A是这样的结构的视图，其中，通过穿过上面板和下面板而插入的线材之间的交叉部分与具有正方形孔并组成平面层的平织网内的交叉部分在缝合过程中彼此接触。图40B是这样的结构的视图，其中，通过穿过上面板和下面板而插入的线材的交叉部分之间的中点与组成平面层的平织网内的交叉部分在缝合过程中接触。
[0079]第六实施方式
[0080]图41是示出了这样的情况的视图，其中，在第一至第五实施方式中的缝合过程中通过穿过上面板和下面板而插入的线材具有较厚的厚度。也就是说，线材在上面板和下面板处和由线材形成的3D桁架芯部中的面板之间的大约1/2点处彼此交叉。由于当对线材施加压缩负载时，线材容易仅通过稍微偏心而弯曲，所以线材应最小程度地弯曲。然而，线材在交叉部分处的弯曲可偏心地出现。因此，如果线材具有较厚的厚度，那么线材的弯曲可增加。图41是这样的结构的视图，其中，设置于上面板和下面板上的线材所穿过的缝合孔彼此稍微错过，使得线材彼此接触，并且还保持成直线，以防止线材交叉部分在每根线材具有较厚的厚度时弯曲。
[0081]第七实施方式
[0082]图42是夹芯板的视图，其中，通过第一至第六实施方式制造夹芯板，然后，将不同的面板分别附设至上面板的上部和下面板的下部。线材对在使两个面板彼此远离的方向上施加的张力可具有很强的抵抗力。然而，如果在使两个面板彼此接近的方向上施加压缩力，那么，由于粘结至面板的部分仅取决于树脂粘合剂的强度，所以可将线材从面板推开。为了防止此现象，将分开的面板分别附设至上面板和下面板的上部和下部。作为一个更实际的实例，具有这样的结构，其中，即使将上面板和下面板和线材浸入环氧树脂中，也可将上面板和下面板和线材提供为预浸料坯，并且预先使另外附设至上面板和下面板的板固化。当在缝合过程中插入所有线材并且将固化的薄板另外附设在上面板和下面板的上部和下部上以在板之间形成真空并加热板从而使上面板和下面板与增加的板结合时，使上面板和下面板和另外附设至其的板在相对于彼此紧密附设的状态中固化，除了由暴露于上面板和下面板的上侧和下侧的线材所占据的空间以外。因此，即使对组成芯部的线材施加压缩力，也可防止将线材从芯部推开。
[0083]第八实施方式
[0084]可通过在固定上面板和下面板以缝合上面板和下面板的状态中使线材倾斜地穿过上面板和下面板的过程(与根据第一和第二实施方式的板的制造过程相似)来执行缝合过程，在缝合过程中，预先使上面板和下面板彼此平行地移动，并且使线材竖直地穿过上面板和下面板，以使上面板和下面板彼此连接。在此情况中，并非必须执行这样的过程，其中，使在执行缝合过程之后相对地移位的上面板和下面板的位置恢复至其初始位置，或者，并非必须执行用于在完成缝合之后使板彼此隔开最大距离的过程。
[0085]也就是说，第八实施方式示出了这样的方法的一个实例，其中，在固定上面板和下面板以缝合上面板和下面板的状态中，使线材倾斜地穿过上面板和下面板。因此，所制造的夹芯板可具有与根据上述第一实施方式的夹芯板的结构相同的结构。而且，用于制造根据本实施方式的夹芯板的支撑件可具有这样的结构和接合构造，其具有与根据上述第一和第二实施方式的夹芯板中的每个的框架相同的框架。
[0086]首先，改变线材的插入角度，使得线材在逆时针方向上以预定角度Ψ (在下文中，被称为“第一角度”)在x-z平面上倾斜，并在顺时针方向上以预定角度Θ (在下文中，被称为“第二角度”)在y-z平面上倾斜。然后，使柔性线材穿过上面板和下面板，以往复缝合上面板和下面板。在此情况中，缝合距离yo可以是根据y-z平面上的第二角度的上面板和下面板中的每个的线材穿过部分之间的位移(在下文中，被称为“第二位移”)。在X轴坐标是固定的状态中，将面板在y轴方向上从其一端向另一端缝合，以形成缝合行。当缝合位置到达面板的端部时，使缝合位置在X轴方向上移动预定距离χο，然后，使缝合起点移位缝合距离的一半，以在反向方向上缝合面板。在此情况中，缝合距离χο可以是根据χ-ζ平面上的第一角度的上面板和下面板中的每个的线材穿过部分之间的位移(在下文中，被称为“第一位移”)。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标和缝合起点，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第一缝合”。
[0087]图43是在第一缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。将倾斜地缝合的线材设置在面板之间。完成第一缝合之后的上面板上的线材具有与根据第一实施方式的图12的布置相同的布置。
[0088]在下一过程中，改变线材的插入角度，使得线材在逆时针方向上以预定角度Ψ在X-Z平面上倾斜，并在顺时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上倾斜。因此，使线材的插入角度在与图43的方向完全相反的方向上以角度Θ在y-z平面上倾斜。然后，重复缝合过程，例如“第一缝合”。在此情况中，穿过面板的点的位置可与“第一缝合”的位置相同。上述缝合过程被称为“第二缝合”。
[0089]图44是在第二缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。完成“第二缝合”之后的上面板上的线材具有与根据第一实施方式的图15的布置相同的布置。图44是这样的构造的视图，其中，使在“第一缝合”和“第二缝合”的过程中插入的线材分别相对于竖直线(z轴方向)倾斜角度+ Θ和-Θ。
[0090]在下一过程中，改变线材的插入角度，使得线材在逆时针方向上以预定角度Ψ在X-Z平面上倾斜。在此情况中，线材在y-z平面上的插入角度与x-y平面垂直。将面板在x轴方向上从I轴上的一端缝合。在可将缝合距离保持为特定距离2X0且y坐标可是固定的状态中，将面板在X轴方向上从其一端向另一端笔直地缝合。当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将I坐标增加预定值yo/2。然后,使缝合起点移位缝合距离χο的一半，以在反向方向上缝合面板。当缝合位置到达相对端时，调节I坐标和缝合起点，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第三缝合”。
[0091]图45是在“第三缝合”的初始阶段中I坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的x-z平面上的构造的视图。图44是这样的构造的视图，其中，使在第一缝合和第二缝合的过程中插入的线材分别相对于竖直线(z轴方向)倾斜角度+ Ψ和-Ψ。完成“第三缝合”之后的上面板上的线材具有与根据第一实施方式的图19的布置相同的布置。
[0092]最后，在线材缝合过程中，使在上面板和下面板之间插入的线材与上面板和下面板之间的接触部分固定。
[0093]在芯部由本身具有预定硬度的柔性线材(例如金属)形成的情况中，可在线材本身的硬度和桁架的机械结构的基础上实现令人满意的压缩、剪切和弯曲强度与重量比。如果芯部由本身没有足够硬度的线材材料(例如，单向纱)形成，那么，可通过使用半固化线材来形成3D桁架结构，预先将接合材料(例如树脂)浸入半固化线材中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射单独的树脂，以将3D桁架结构浸入树脂中，从而固化3D桁架结构。结果，可同时固定面板接触部分、线材和线材交叉部分，以制造具有简单结构的经济且高强度的夹芯板。特别地，在线材材料包括碳和玻璃纱的情况中，3D桁架结构可形成为半固化状态，预先将接合材料(诸如树脂)浸入半固化状态中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射或涂覆单独的液体合成树脂粘结剂(例如环氧树脂)，或者，将3D桁架结构浸入液体合成树脂粘结剂中，以固化3D桁架结构。
[0094]通过上述过程制造的夹芯板可与根据第一实施方式的图21的夹芯板相同。芯部可具有这样的结构，其中，两层式3D四面体桁架的边缘面向彼此。
[0095]第九实施方式
[0096]也就是说，第九实施方式示出了这样的方法的一个实例，其中，在固定上面板和下面板以缝合上面板和下面板的状态中，使线材倾斜地穿过上面板和下面板。因此，所制造的夹芯板可具有与根据·另一实施方式的夹芯板的结构相同的结构。而且，用于制造夹芯板的支撑件可具有这样的结构和接合构造，其具有与根据上述第一、第二和第八实施方式的夹芯板中的每个的框架相同的框架。
[0097]首先，改变线材的插入角度，使得线材在逆时针方向上以预定角度Ψ (在下文中，被称为“第一角度”)在x-z平面上倾斜，并在顺时针方向上以预定角度Θ (在下文中，被称为“第二角度”)在y-z平面上倾斜。使柔性线材穿过上面板和下面板，以往复缝合上面板和下面板。在此，缝合距离yo可以是根据y-z平面上的第二角度的上面板和下面板中的每个的线材穿过部分之间的位移(在下文中，被称为“第二位移”)。在X轴坐标是固定的状态中，将面板在y轴方向上从其一端向另一端缝合。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将X坐标增加预定值χο。然后，在平行于I轴方向的方向上反向地缝合面板。缝合距离χο可以是根据χ-ζ平面上的第一角度的上面板和下面板中的每个的线材穿过部分之间的位移(在下文中，被称为“第一位移”)。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标和缝合起点，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第一缝合”。图46是在第一缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。完成第一缝合之后的上面板上的线材具有与根据第二实施方式的图25的布置相同的布置。
[0098]在下一过程中，改变线材的插入角度，使得线材在顺时针方向上以预定角度Ψ在X-Z平面上倾斜，并在逆时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上倾斜。因此，使线材的插入角度在与图46的方向完全相反的方向上以角度Ψ倾斜。然后，重复上述缝合过程。穿过面板的点的位置与第一实施方式的位置相同。在此，缝合距离xo等于第一位移。在y坐标是固定的状态中，将面板在X轴方向上从其一端向另一端缝合。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将y坐标增加预定值yo。然后，在平行于X轴方向的方向上反向地缝合面板，缝合距离?ο等于第二位移。当缝合位置到达相对端时，调节y坐标，以重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第二缝合”。图47是在第二缝合的初始阶段中y坐标是固定的状态中从左端到右端执行一次缝合之后的χ-ζ平面上的构造的视图。完成第二缝合之后的上面板上的线材具有与根据第二实施方式的图28的布置相同的布置。
[0099]在下一过程中，改变线材的插入角度，使得线材在顺时针方向上以预定角度Ψ在X-Z平面上倾斜，并在逆时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上倾斜。在面板的X坐标是固定的状态中，将面板在y轴上从右端向左端缝合。以恒定的缝合距离yo缝合面板。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将X坐标增加预定值xo。然后，在平行于y轴方向的方向上反向地缝合面板。当缝合位置到达相对端时，调节X坐标，以在相反方向上重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第三缝合”。图48是在第三缝合的初始阶段中X坐标是固定的状态中从右端到左端执行一次缝合之后的y-z平面上的构造的视图。完成第三缝合之后的上面板上的线材具有与根据第二实施方式的图31的布置相同的布置。
[0100]在下一过程中，改变线材的插入角度，使得线材在逆时针方向上以预定角度Ψ在x-z平面上倾斜，并在顺时针方向上以预定角度Θ在y-z平面上倾斜。在面板的y坐标是固定的状态中，将面板在X轴上从右端向左端缝合。以恒定的缝合距离xo缝合面板。然后，当缝合位置到达面板的端部时，暂停缝合操作，然后，将I坐标增加预定值10。然后，在平行于X轴方向的方向上反向地缝合面板。当缝合位置到达相对端时，调节y坐标，以在相反方向上重复地执行缝合过程。上述缝合过程被称为“第四缝合”。图49是在第四缝合的初始阶段中I坐标是固定的状态中从右端到左端执行一次缝合之后的X-Z平面上的构造的视图。完成第四缝合之后的上面板上的线材具有与根据第二实施方式的图40的布置相同的布置。
[0101]最后，与第八实施方式相似，使上面板和下面板之间的支撑轴分离，然后，使上面板和下面板在彼此相反的方向上延伸，使得两个面板彼此远离。然后，在线材的缝合过程中彼此平行地笔直拉动在上面板和下面板之间插入的线材的状态中，使线材和上面板和下面板之间的接触部分固定。
[0102]而且，与上述第八实施方式相似，在芯部由本身具有预定硬度的柔性线材(例如金属)形成的情况中，可在线材本身的硬度和桁架的机械结构的基础上实现令人满意的压缩、剪切和弯曲强度与重量比。如果芯部由本身没有足够硬度的线材材料(例如，单向纱)形成，那么，可通过使用半固化线材来形成3D桁架结构，预先将接合材料(例如树脂)浸入半固化线材中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射单独的树脂，以将3D桁架结构浸入树脂中，从而固化3D桁架结构。结果，可同时固定面板接触部分、线材和线材交叉部分，以制造具有简单结构的经济且高强度的夹芯板。特别地，在线材材料包括碳和玻璃纱的情况中，3D桁架结构可形成为半固化状态，预先将接合材料(诸如树脂)浸入半固化状态中，以固化3D桁架结构。或者，可形成3D桁架结构，然后，可喷射或涂覆单独的液体合成树脂粘结剂(例如环氧树脂)，或者，将3D桁架结构浸入液体合成树脂粘结剂中，以固化3D桁架结构。
[0103]通过上述过程制造的夹芯板可与根据第二实施方式的图35的夹芯板相同。芯部可具有这样的形状，其中，具有类似金字塔状的形状的两层式桁架的边缘面向彼此。
[0104]本发明的技术构思仅用于在不限制本发明的同时说明特定的示例性实施方式，因此，在不超出本发明的范围、技术构思和其他目的的情况下，可根据观点和应用来修改或改进详细描述。
[0105]例如，可将在缝合过程中使用的多根线材提供为物理地分离的线材或连续的一根线材。
[0106]而且，可分别用其他单元代替用作在实施方式中描述的面板固定单元的框架、以及用作框架间隔单元的支撑件。[0107]而且，可像一般的缝合过程那样通过使上线和下线相对于彼此扭转来执行缝合过程，而不是使一根线材在上面板和下面板之间往复移动(见图50)。在此情况中，当使一根线材在缝合过程中沿着上面板和下面板的穿过部分连续地往复移动来缝合上面板和下面板(像上述实施方式那样)时，摩擦阻力可与缝合距离成比例地增加，而且，可解决在初始阶段中形成的线材穿过部分的直径无意中增加的问题。
【权利要求】
1.一种用于制造板的方法，所述板在上面板与下面板之间包括具有桁架结构的芯部，所述方法包括: 将所述上面板和所述下面板以预定距离彼此平行地设置； 重复执行多次这样的过程:在该过程中，使多根柔性线材竖直地穿过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复连接，从而在所述上面板和所述下面板彼此平行地水平移动之后缝合所述上面板和所述下面板；以及 在解决所述上面板与所述下面板的相对位移之后，使两个面板在保持彼此平行的同时在竖直方向上隔开最大距离，并使所述面板和所述线材彼此固定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上面板和所述下面板的缝合包括: (a)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得穿过所述上面板和所述下面板的虚拟的z方向竖直轴在X轴的正方向上以第一角度在x-z平面上倾斜，并在y轴的负方向上以第二角度在y_z平面上倾斜； (b)执行第一缝合过程，在所述第一缝合过程中，通过使用第一线材将所述上面板和所述下面板在I轴方向上往复缝合，其中，所述I轴方向上的缝合距离对应于所述面板的根据所述第二角度的第二位移距离，使连续线材缝合行彼此隔开所述面板的根据所述第一角度的第一位移距离，并且使彼此相邻的缝合行的端部在所述y轴方向上移位所述第二位移距离的大约1/2 ； (c)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在y轴的正方向上以对应于所述第二角度的 大约两倍的角度在所述y-ζ平面上倾斜； (d)执行第二缝合过程，在所述第二缝合过程中，通过使用第二线材将所述上面板和所述下面板在所述y轴方向上往复缝合，其中，由于所述线材相对于所述面板的穿过位置与所述线材在所述第一缝合过程中的穿过位置相同，因此通过与所述第一缝合过程相同的方法来执行所述第二缝合过程； (e)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得所述支撑轴在所述y轴的负方向上以所述第二角度在所述y-ζ平面上倾斜，并且使所述支撑轴在X轴的负方向上以对应于所述第一角度的大约两倍的角度在所述χ-ζ平面上倾斜；以及 (f)通过使用第三线材将所述上面板和所述下面板在X轴方向上往复缝合，其中，所述X轴方向上的缝合距离是所述第一位移距离的两倍，使连续线材缝合行彼此隔开所述第二位移距离的大约1/2，并且使彼此相邻的缝合行的端部在所述X轴方向上移位所述第一位移距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述缝合距离和所述缝合过程中的缝合行之间的距离相差两倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上面板和所述下面板的缝合包括: (a)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得穿过所述上面板和所述下面板的虚拟的z方向竖直轴在X轴的正方向上以第一角度在x-z平面上倾斜，并在y轴的负方向上以第二角度在y_z平面上倾斜； (b)执行第一缝合过程，在所述第一缝合过程中，通过使用第一线材将所述上面板和所述下面板在I轴方向上往复缝合，其中，所述I轴方向上的缝合距离对应于所述面板的根据所述第二角度的第二位移距离，并使连续线材缝合行彼此隔开所述面板的根据所述第一角度的第一位移距离； (C)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得支撑轴在X轴的负方向上以对应于所述第一角度的大约两倍的角度在所述X-Z平面上倾斜； (d)执行第二缝合过程，在所述第二缝合过程中，通过使用第二线材将所述上面板和所述下面板在所述X轴方向上往复缝合，其中，所述线材相对于所述面板的穿过位置与所述线材在所述第一缝合过程中的穿过位置相同，所述X轴方向上的缝合距离对应于所述面板的根据所述第一角度的所述第一位移距离，并且使连续线材缝合行在所述y轴方向上彼此隔开所述面板的根据所述第二角度的所述第二位移距离； (e)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得所述支撑轴在y轴的正方向上以对应于所述第一角度的大约两倍的角度在所述y-ζ平面上倾斜； (f)执行第三缝合过程，在所述第三缝合过程中，通过使用第三线材将所述上面板和所述下面板在所述y轴方向上往复缝合，其中，所述线材相对于所述面板的穿过位置与所述线材在所述第一缝合过程和所述第二缝合过程中的穿过位置相同，所述y轴方向上的缝合距离对应于所述面板的根据所述第二角度的所述第二位移距离，并使连续线材缝合行在所述X轴方向上彼此隔开所述面板的根据所述第一角度的所述第一位移距离； (g)使所述上面板和所述下面板彼此平行地相对移动，使得所述支撑轴在所述X轴的正方向上以对应于所述第一角度的大约两倍的角度在所述χ-ζ平面上倾斜；以及 (h)执行第四缝合过程，在 所述第四缝合过程中，通过使用第四线材将所述上面板和所述下面板在所述X轴方向上往复缝合，其中，所述线材相对于所述面板的穿过位置与所述线材在所述第一缝合过程至所述第三缝合过程中的穿过位置相同，所述X轴方向上的缝合距离对应于所述面板的根据所述第一角度的所述第一位移距离，并使连续线材缝合行在所述y轴方向上彼此隔开所述面板的根据所述第二角度的所述第二位移距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述缝合距离和所述缝合过程中的缝合行之间的距离相差两倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在所述上面板与所述下面板之间增加至少一个板。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在所述缝合过程中，所述上面板和所述下面板上的线材穿过位置彼此不同。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括:在使所述面板和所述线材固定之后，将加强板接合至所述上面板和所述下面板中的至少一者。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述多根线材包括一根连续线材。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，每根所述线材由金属或纤维材料形成。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，每根所述线材由纤维材料形成，并且通过使用粘合剂使面板接触部分、所述线材和线材交叉部分同时固化并固定。
12.一种用于制造板的方法，所述板在上面板与下面板之间包括具有桁架结构的芯部，所述方法包括: 将所述上面板和所述下面板以预定距离彼此平行地设置； 重复执行多次这样的过程:在该过程中，使多根柔性线材竖直地通过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状态中使所述上面板和所述下面板彼此往复连接；以及 使所述面板和所述线材彼此固定。
【文档编号】B21F27/12GK103429832SQ201180068686
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2011年2月14日 优先权日:2010年12月29日
【发明者】姜基洲, 李其原, 郭轩豪, 李贤熙, 金我凜 申请人:全南大学校产学协力团