在具有封闭舱室或驾驶舱的交通工具中，可以使用由夹层结构组成的半结构面板来提供内部部件，例如壁面、地板、储藏室等。这些面板由粘合成蜂窝形状的纸形成，然后用结构和装饰性表皮覆盖。另外，面板可以由不同的材料形成，例如热固性材料和/或热塑性材料。
技术实现要素：
本发明人尤其已经认识到，要解决的问题是一种提供面板的方法，该面板可以包括在膨胀过程中撕裂的纸，或在获得期望的面板形状的过程中被破损的结构的构成元素。如从本公开将显而易见的是，如本文所认识的，关于并入到半结构面板构造中的结构的改进的问题和/或目的，可以包括提供用于航空和汽车应用的具有足够抗压强度的泡沫结构，其具有耐吸湿性，并且可以容易地形成所需的形状而不会浪费材料。
因此，本公开的各方面提供了对泡沫结构的可能改进，其可以尤其解决本文中确定的问题。特别地，根据本公开的一个方面，至少由热塑性材料形成的泡沫结构包括第一侧、第二侧，并且主体从第一侧延伸到第二侧且限定了多个孔。所述多个孔的每个孔分别由第一壁和由围绕该第一壁的第二壁限定。每个第一壁包括由热塑性材料形成的增强壁并且具有第一抗压强度。每个第二壁的至少一部分由热塑性材料形成并且具有小于第一抗压强度的第二抗压强度。
另一个实施方式是一种结构，包括：包含热塑性泡沫(thermoplasticfoam)的泡沫体(发泡体，foambody)，其中所述泡沫体包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面；其中所述第一主表面和所述第二主表面各自独立地限定多个开口，所述泡沫体限定部分或完全延伸穿过所述泡沫体的通道，每个通道从第一主表面中的开口、第二主表面中的开口、或者一对开口(一个在第一主表面中且另一个在第二主表面中)延伸；其中所述泡沫体的特征在于抗压强度；并且其中，所述通道的至少一部分包含面向内的通道表面，该面向内的通道表面包含具有比泡沫体抗压强度大的抗压强度的通道材料。
另一实施方式是一种形成增强的泡沫结构的方法，该方法包含：(a)在泡沫体内形成多个通道，从而形成特征在于抗压强度的减重泡沫体，该泡沫体包含热塑性材料并且从第一主表面延伸到与该第一主表面相反的第二主表面；其中每个通道部分或完全延伸穿过泡沫体；并且其中，每个通道由通道表面限定；和(b)增强通道表面的至少一部分以形成增强的泡沫结构，所述增强的泡沫结构具有的抗压强度大于所述减重泡沫体的抗压强度。
另一个实施方式是一种制品，其包含其实施方式中任一项中的结构。
本发明内容旨在提供本专利申请的主题的概述。其并不意在提供本发明的排他性或穷尽性的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
图1a示出了根据本公开的一个方面的结构的示意图。
图1b示出了根据本公开的一个方面的泡沫结构。
图1c示出了图1b的放大部分。
图2示出了图1b和图1c的泡沫结构的示意性横截面图。
图3示出了根据本公开的一个方面的增强的泡沫结构的示意性横截面图。
图4示出了根据本公开的一个方面的面板装配的示意性横截面图。
图5a示出了图4的面板装配的透视图。
图5b示出了图5a的放大部分。
图6是示出根据本公开的一方面的组件形成方法的流程图。
图7是示出根据本公开的一方面的组件形成方法的流程图。
图8示出了根据本公开的一个方面的泡沫结构的示意性横截面图。
图9示出了根据本公开的一方面的飞行器的内部。
图10示出了根据本公开的一个方面的飞行器的内部。
图11示出了根据本公开的一个方面的减重、增强的泡沫结构的示意性横截面图。
图12示出了根据本公开的一个方面的减重、增强的、覆表皮的(skin-clad)泡沫结构的示意性横截面图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本公开的各方面，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在多个附图中表示相同或相应的部件。
值得注意的是，如在说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”可以包括复数引用，除非上下文另有明确规定。
除非另有说明，否则本文使用的术语“基本”或“基本上”是指“相当程度上”或“很大程度上但不一定完全是指明的”。
除非本文另有说明，否则本文列举的数值范围旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独的值都被结合到本说明书中，就好像其在本文中被单独列举一样。除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以包括可以相互之间以任何顺序执行以执行该方法的例程。
图1a示出了根据本公开的一个方面的泡沫结构10的示意图。泡沫结构10包括大致平坦的主体20以及以不同的均匀图案排列40和非均匀图案排列50形成在主体20中的多个不同类型的孔30。泡沫结构10可以包括根据单个图案或多个图案设置的所述不同类型的孔30中的一个或全部。在这一点上，包括不同类型的孔30的泡沫结构10还可以包括没有不同类型的孔30的区域。在一个方面，没有不同类型的孔30的这些区域可以形成肋结构、肋图案等。不同类型的孔30、肋结构和/或肋图案的设置可以通过旨在用于泡沫结构10的特定应用和为泡沫结构10设想的各种应用应力进行策略性地限定。
图1b示出了根据本公开的一个方面的泡沫结构100，其作为图1a的泡沫结构10的一个示例。穿过泡沫结构100形成了孔100a的图案。泡沫结构100完整地形成并且沿着垂直于第一方向w的纵向l延伸，该纵向l对应于泡沫结构100的升高。沿第二方向t的尺寸限定了泡沫结构100的厚度，并且也垂直于纵向l。
图1c示出了图1b的放大部分，并且示出了孔100a的图案的一部分。孔100a的图案可以沿着第二方向t延伸穿过泡沫结构100。孔100a的图案的每个孔102可以由孔壁102a限定，孔壁102a沿着第二方向t从泡沫结构100的一侧延伸并且穿过泡沫结构100延伸到相对侧。每个孔壁102a形成在相邻孔102之间延伸的实心部分104的表面。可替换地，孔102中的全部或一些可以仅沿着第二方向t延伸穿过泡沫结构100的横截面的一部分，以限定在泡沫结构100的一侧上开口的凹部。
孔100a的图案可以被设置或配置以形成蜂窝结构(例如蜂窝芯)。蜂窝结构可以由六边形孔102的相邻行和列形成。孔102可以形成为其它形状，例如圆形、五边形、正方形等，并且排列为其它均匀或不均匀的图案，如图1a所示。孔102的尺寸可以是均匀的或根据所选择的图案而变化，所述图案可以基于需要材料的位置以及可以去除一些材料以减小整体泡沫结构重量的位置来配置。可以通过多种工艺将孔100a的图案形成到泡沫结构100，所述工艺包括但不限于以下中的一处或多种：冲压工艺，水射流切割工艺，激光切割工艺，钻孔工艺，基于计算机数字控制(cnc)的工艺，或用于切割/修改由各种材料组成的泡沫结构的类似工艺。
泡沫结构100可以由热塑性材料形成。以下适用于没有孔102的泡沫结构100的生产。可将发泡剂进料到主挤出机中并在高压和高温下混入到熔体共混物中。可以在压力下将该熔体共混物供给到第二挤出机中，该第二挤出机可以用于冷却其中形成的泡沫材料并且将该泡沫材料通过模具输送到校准器中以完成泡沫结构的形成。所述模具可以在特定的温度范围和压力范围内运行，以提供所需的熔体强度并抑制模具中的过早发泡。校准器可以控制泡沫结构的冷却速率，并因此能够控制厚度、宽度和密度。可替换地，可以使用低密度泡沫珠粒注射工艺整体形成泡沫结构100。在这一方面中，可通过在工具中包括孔芯而直接在模腔中形成孔102。泡沫结构100可以被模制成扁平的并且可能稍后形成，或者形成为一定的形状，只要孔销可缩回或者在开模方向上(lineofdraw)即可。孔102可以如上所述形成，或者替代地，可以将模具用作固定件，通过该固定件可以执行形成孔102的增强过程。
由热塑性材料形成泡沫结构100可以使泡沫结构100能够被热成形为不同的形状。具体而言，在热成形过程中，泡沫结构100可以从诸如具有预定厚度的片材或板等扁平形状成形为弓形或角形状。在角形状的情况下，所得到的形状可以具有以一定角度(例如90°)以连续方式相交的两个平坦部分，以在热成形过程之前形成具有与泡沫结构100的厚度基本相同的厚度的拐角。根据本公开的一个方面，可以将在其中形成或未形成孔100a的图案的泡沫材料100热成形为期望的形状。
用于形成泡沫结构100的热塑性材料可以满足由已知权威机构为各种航空航天应用中使用的结构而建立的各种火、烟和毒性(fst)标准。例如，热塑性材料可以满足与在飞机或直升机中提供的包层和半结构部件(例如面板)相关的fst要求。
用于形成泡沫结构100的热塑性材料可以包括聚醚酰亚胺(pei)树脂，诸如可从sabic获得的ultemtm树脂。根据本公开的一个方面，由聚醚酰亚胺泡沫形成的泡沫结构100(可以由聚醚酰亚胺树脂创造)的一个实施方式可以被机加工和热成型和/或用于真空袋/高压釜/烘箱和压缩成型工艺中。此外，聚醚酰亚胺泡沫可以具有与其它形式的聚醚酰亚胺复合物相似的性质，例如基于聚醚酰亚胺纤维的纸。如表1所示，在某些条件下，基于聚醚酰亚胺纤维的纸具有比可用于形成面板的其它材料更低的含湿量。
表1.含湿量百分比(％)的材料比较
因此，ultemtm泡沫的并入可能导致泡沫结构100具有低吸湿性。因此，对于安装在飞机或直升机的内部结构中的面板，可以减少对边缘填充的需要，即至少部分地用由ultemtm泡沫形成的泡沫结构100来构造。此外，可以减少重量、总体成本和将面板安装在内部结构中的劳动力成本。额外的优点可以包括有利的电介性、热特性和声学特性，包括大于0.3的降噪系数。
可以理解的是，泡沫结构100可以由其它类型的热塑性材料形成或者由其它类型的热塑性材料的组合形成，所述其它类型的热塑性材料可以包括：丙烯酸、尼龙、碳氟化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚(pps)和聚醚酮酮。
图2示出了图1b和图1c的泡沫结构100的示意性横截面图。可以理解的是，图1b、图1c和图2示出了根据本公开的在壁增强工艺之前的泡沫结构100。如此，孔壁102a被限定为实体部分104的表面。
图3示出了根据本公开的一个方面的增强的泡沫结构300的示意性横截面图。增强的泡沫结构300包括主体300a，主体300a通常是平面的并且从第一侧300b延伸到第二侧300c。第一侧300b限定第一主表面，并且第二侧300c限定增强的泡沫结构300的第二主表面。孔302形成在主体300a中，从第一侧300b中的相应开口延伸到第二侧300c中的相应开口，并由此限定从第一主表面中的相应开口延伸到第二主表面中的相应开口的多个通道。替代地，孔302的全部或一些可仅延伸穿过泡沫结构300的横截面的一部分，以限定在泡沫结构300的第一侧300b或第二侧300c上开口的凹部。
由第一壁302a限定的每个孔302通过第二壁304围绕。与图1b、图1c和图2中所示的泡沫结构100的孔壁102a不同，每个第一壁302a的至少一部分包括与没有加强过程的第二壁304的表面不同的结构。特别地，每个第一壁302a的一部分包括增强壁302b。增强壁302b限定了由相应孔302限定的通道的面向内的通道表面。由此，面向内的通道表面设置在相应孔302的第二壁304的主体材料的近侧。根据本公开的一个方面，并且如图3中所示，每个整个第一壁302a可以是增强壁302b。根据本公开的另一方面，每个孔302的增强壁302b可以从第一侧300b延伸出的距离小于从第一侧300b到第二侧300c的距离。
第一壁302a、增强壁302b和第二壁304可以由相同的材料形成，例如相同的热塑性材料。由于增强壁302b的并入，第一壁302a尽管由与第二壁304相同的热塑性材料形成，但是具有的抗压强度大于第二壁304的抗压强度。因此，对于相应的孔302，由相应孔302a的通道的面向内的通道表面的通道材料具有的抗压强度，大于相应孔302a的第二壁304的主体材料的抗压强度。每个孔302的高度对应于沿着与第一侧300b的平面和第二侧300c的平面垂直的第二方向t延伸的第一尺寸。根据孔302的相应形状，每个第一壁302a的厚度和每个第二壁304的厚度对应于平行于第一侧300b的平面和第二侧300c的平面延伸的第二尺寸。每个第一壁302a/增强壁302b的厚度小于每个孔302的第二壁304的对应部分的厚度。
增强壁302b可以被定义为第一壁302a的一部分，该部分已经通过施加热量或者施加热量和压力而被修改，并且具有与第二壁304不同的物理结构。因此，增强壁302b的密度可以大于第二壁304的密度，并且增强壁302b的渗透性可以小于第二壁304的渗透性。每个增强壁302b可以涂覆有渗透性小于相应增强壁302b的渗透性的材料。
图4示出了根据本公开的一个方面的面板装配400的示意性横截面图。面板装配400包括粘附到第一侧300b的第一层层压体402a和粘附到主体300a的第二侧300c的第二层层压体402a。第一和第二层压体层(402a、402b)可形成可以由热塑性塑料、玻璃、碳增强层压材料、热塑性树脂或其它材料形成的结构表皮。第一和第二层压体层(402a、402b)可以包括粘合剂或可以在其上设置另外的粘合层。第一和第二层压体层(402a、402b)优选由可被热成型的材料形成或者更一般地保持整体形式并且在加热时基本上不难弯曲(即不是刚性的)。
图5a示出了图4的面板装配的透视图，并且图5b示出了图5a的放大部分。类似于图1b、图1c和图2中所示的泡沫结构100的孔，如图5a和图5b所示，面板装配400中的增强的泡沫结构300的孔302可以设置成限定蜂窝结构的图案。每个孔302都形成为六边形，然而可以理解的是，孔302可以是任何形状，包括圆形、正方形、五边形和八边形。由于孔302的形状是六边形，如图5b所示，每个孔包括窄壁横截面304a和宽壁横截面304b。
根据本公开的一个方面，孔302的第一部分可以形成为第一形状并且孔302的第二部分可以形成为不同于第一形状的第二形状。可以选择和实施不同类型形状的孔302的设置，以便使增强的泡沫结构300为特定应用提供期望水平的结构支撑，在所述特定应用中并入了包括所述增强的泡沫结构300的面板400。另外，增强的泡沫结构300的不同部分可以具有不同的高度，并且第一层层压体402和层压体层402b的第二层可以被配置为对应于增强的泡沫结构300的不同高度。
图6是示出根据本公开的一方面的组件形成方法600的流程图。在步骤s602中，根据前面讨论的用于形成泡沫结构100的方法，在形成孔100a的图案之前，可以由热塑性材料形成未切割且未增强的泡沫结构，在下面更详细描述的图8中示出了其实例。
在步骤s604中，使用水射流(喷水器，waterjet)、激光(激光器，laser)、钻孔(钻孔机，drill)、计算机数控切割系统、冲压系统或用于切割/改变各种材料的泡沫结构的类似装置中的一个或多个，在所述未切割且未增强的泡沫结构的主体中形成孔。所得到的结构是图案化的泡沫结构，例如图2中所示的泡沫结构100。每个孔将由相应的第二壁围绕的相应第一壁限定。在步骤s604中，可以以限定蜂窝结构的设置在主体内形成所述孔。
在步骤s606，可以任选地修改未增强版本的泡沫结构的厚度(即在第二方向t上的尺寸)。
在步骤s608中，根据增强工艺，修改所述图案化的泡沫结构的第一壁以包括增强壁。因此，图案化的泡沫结构被转换成增强的泡沫结构，例如图3中所示的增强的泡沫结构300。因此，在步骤s608中产生的增强的泡沫结构包括主体300a、第一侧300b、第二侧300c、和由包括增强壁302b并且被第二壁304包围的第一壁302a限定的孔302。在步骤s608期间，永久地修改了每个第一壁302a或者孔302的选定部分的每个第一壁302a的物理结构。
特别地，步骤s608可以包括使加热元件(例如热筒)穿过每个选定的孔302。加热元件可以包括基本上对应于由相应的第一壁302a限定的形状(即相应的孔302的形状)的外表面。热量可以从加热元件传递到第一壁302a，并且第一壁302a的一部分可以软化或液化以在冷却后提供相应的增强壁302b。另外，在步骤s608期间，可以向第一壁302a施加压力，以修改第一壁302a的结构。在步骤s608中，可以沿着第二方向t修改每个孔302的第一壁302a的物理结构，使得增强壁302b从第一侧300b延伸到第二侧300c。可以理解的是，增强壁302b延伸的距离可以小于从第一侧300b到第二侧300c的距离。步骤s608的替代或步骤s608的附加，可以包括通过用溶剂熔化来形成增强壁302b的工艺。步骤s608的另一种替代或步骤s608的附加，可以包括通过添加预聚物或管状结构来向内壁添加更高密度的材料。在一个方面中，可以向泡沫结构100的第一主表面和/或第二主表面施加热量，其可以软化或液化第一主表面和/或第二主表面的一部分，以在冷却之后提供这些表面的相应增强。加热第一主表面和/或第二主表面的工艺可以增加表面密度，由此如下所述的层压体层402a、402b的粘合性能。
在步骤s610，第一和第二层压体层(402a、402b)被粘附到在步骤s608中形成的增强的泡沫结构300，以形成面板，诸如图4中所洁净的面板400。
随后在步骤s612中，可以修改在步骤s610中形成的面板400，使得面板400的至少一部分相对于面板400的另一部分以一定角度定向，以形成期望的形状。例如，可以将面板400加热到易揉形成温度并在模具中形成特定形状(例如，面板可以被热成型)。
根据组件形成方法600形成的面板的各方面可克服根据其它方法形成并用于各种应用的其它面板的若干缺点，诸如飞机和直升机的内部结构，其必须满足某些fst要求。例如，在步骤s608中，通过一个简单工艺增加了未增强的泡沫结构的整体结构强度，该工艺不涉及添加具有不同材料特性的新材料。例如，通过加热工艺或者通过向未增强的泡沫结构施加热量和压力的组合的工艺来修改第一壁302a，第一壁302a或其部分可以转变成软化态或液态(例如熔融)，并且形成第一壁302a的相应结构的单元可以熔合在一起。增加由热塑性材料形成的泡沫结构的一部分中熔合在一起的单元的程度，可以降低所述泡沫结构部分的渗透性、增加耐久性并增加抗拉伸性。
一旦步骤s608中的冷却过程完成，给定孔302的第一壁302a(当前具有更密集配置的热塑性材料的增强壁302b)的抗压强度将高于围绕第一壁302a的相应第二壁304的抗压强度。第一壁302a的抗压强度的集体增加，由例如未增强的泡沫结构100提供了具有改善总体强度的增强的泡沫结构300。此外，增强的泡沫结构300的整体结构强度可以与包括其它材料(例如由聚芳基酰胺纤维组成的纸)的其它结构的结构强度相当。
基于芳香族聚酰胺的蜂窝结构可用于生产泡沫结构，其适用于具有封闭舱室或驾驶舱的车辆应用。然后，主要由包括聚芳基酰胺纤维或其它类型的热固性材料的纸形成的面板可以容易地吸收水分，并随时间而增加重量。在飞机等应用中，内部面板重量的增加以及由此飞机重量的增加可导致燃料消耗的增加和燃料效率的降低。增加的水分吸收还可能增加内部面板中霉菌生长的风险，这可能成为飞机旅客的健康问题。
为了解释根据本公开增强泡沫结构的优点，表2中给出了来自由ultemtm泡沫形成的泡沫结构的压缩测试的实验数据。压缩测试用于筛选芯材料，因为由表皮材料弯曲芯材料而引起夹层板弯曲时通常会失效。测试的每个泡沫结构从起始密度为80g/l或110g/l的ultemtm泡沫的样品开始。在每个泡沫结构中形成可以通过包括步骤s604的工艺形成的孔的图案。一旦在每个泡沫结构中形成孔的图案，起始密度为80g/l和110g/l的泡沫结构分别具有49.77g/l和50.11g/l的最终密度。例如，通过包括步骤s608的工艺增强泡沫结构的一些，并由此包括增强壁，诸如图3-图5b中所示的增强壁302b。在相似的测试条件下对每种泡沫结构进行压缩测试，并测量泡沫结构的抗压强度。从如表2可以看出，包括增强壁的结构比没有增强壁的结构具有更大的抗压强度。
表2.泡沫样品抗压强度比较
表3示出了市售的sabicultemtm泡沫产品的密度。根据本发明的构思，这些泡沫被用于制造降低密度的泡沫结构。根据astmd1622-14在23℃下确定密度值，以千克每立方米的单位表示。根据astmd695-15在23℃下确定抗压强度值，以兆帕为单位表示。
表3
表4显示，可通过增强工艺获得较高抗压强度，同时可以降低市售泡沫的密度。使用计算机数字编码(cnc)型机器切割泡沫片材，以确保根据期望的预编程图案精确定位所述通道的放置。蜂窝图案可以允许最高效的通道包装。
用于计算切割后片材的芯部密度的公式如下。
其中
ρf＝切割后的芯部密度，单位为千克/米3，
ρi＝初始泡沫密度，单位为千克/米3，
d＝刀具直径，单位为米，并且
α＝最近邻孔之间中心到中心的距离，单位为米。
切割后，将热能施加到每个通道上，产生增加制品的抗压强度的增强效果。通过精确定位和定时的加热元件将热量施加到每个单元的内壁。加热无件以产品编号8376t27获自mcmaster-carr，横截面为圆形，直径3.175毫米(0.125英寸)且长度为50.8毫米(2英寸)。其最大功率为100瓦(watt)，可以被衰减。其被定位成垂直于所述片材的平面，在通道的中心的正上方。然后以25.4厘米/秒(10英寸/秒)的速度将加热元件插入通道中，直到加热元件的中点与片材的中心线对齐。取决于样品的身份，加热元件在这个向下位置静止不动，时间为0.5到2.0秒。然后将加热元件收回并重新定位在下一个通道的上方。这确保了获得一致的增强。
表4总结了降低密度泡沫结构及其泡沫前体的特征。在表4中，“初始泡沫密度(kg/m3)”是以千克每立方米为单位的初始泡沫密度，初始泡沫为表3ultemtm泡沫等级之一。“初始孔径(m)”是通过切割工具创造的孔(或“开口”)的直径，单位为厘米。“中心到中心(m)”是孔与其最接近邻居之间的中心到中心的距离，单位为米。“热功率(瓦)”是是加热元件的功率，单位为瓦。“密度降低(％)”是初始泡沫密度和最终体密度(堆积密度、松散密度，bulkdensity)(切割和热处理后)之间的差除以所述初始泡沫密度，差的单位为百分比。并且“抗压强度(mpa)”是根据astmd695-15在23℃下确定的降低密度的增强的泡沫结构的抗压强度，单位为兆帕。
表4中的结果(特别是最后两列)显示，降低密度的增强的泡沫展示出的每单位密度的抗压强度大于制备它们时的初始泡沫的每单位密度的抗压强度。这意味着，本方法可以用于具有等效抗压强度但重量减轻或等效重量但抗压强度增加的织物制品。
表4
然后使用各种表皮材料将表4中汇总的降低密度的、增强的泡沫片材制造成夹层结构，但是每个夹层结构在相对侧使用相同的表皮材料。使用以bostik航空航天阻燃薄膜级sh4275fa-a(bostikaerospaceflameretardantfilmgradesh4275fa-a)获得的热塑性聚酯胶，将各自厚度为6毫米(但可替代地可以为1至25.4毫米)的降低密度的、增强的泡沫片材在每一侧上层压到每种表皮材料。该粘合剂的熔融温度低于表皮或芯的熔融温度。以约40克/平方米施加热塑性聚酯粘合剂。在平板静态压机中进行层压，其中将夹层结构在121℃的温度和69千帕的压力下凝固约20分钟。
表皮材料是由67重量百分数的玻璃纤维与来自tencate以cetextmtc925fst(厚度为0.5毫米)获得的聚碳酸酯基质聚合物组成的复合材料片材。
使用长梁弯曲测试(longbeambendingtest)以量化夹层面板表面表皮的容许应力。以下测试程序基于astmc393/c393m-16，“通过梁弯曲对夹层结构的芯部剪切性能的标准试验方法”。被测样品均匀切割成61×7.6厘米(24×3英寸)。施加到每个芯部的两侧的表皮是双层tencatecetextmtc1000聚醚酰亚胺/玻璃纤维层压体。
通过下式给出夹层面板的表面表皮和芯的近似应力值：
其中
σ＝表面表皮中的弯曲应力，单位为兆帕
τ＝芯中的剪切应力，单位为兆帕
p＝总负荷，单位为牛顿
s＝支撑跨度，单位为毫米
l＝负载跨度，单位为毫米
tf＝面向表皮的厚度，单位为毫米
tc＝蜂窝厚度，单位为毫米
b＝样本宽度，单位为毫米
结果示于表5中，其中“芯部密度(kg/m3)”是增强的泡沫结构的密度。“弯曲应力(mpa)”是整个夹层结构中的弯曲应力，表达单位为兆帕。“芯部剪切应力(mpa)”是整个夹层结构的芯部剪切应力，表达单位为兆帕。“(弯曲应力)/(芯部密度)(mpa.m3/kg)”是密度归一化的弯曲应力，单位为兆帕-米3/千克。“(芯部剪切应力)/(芯部密度)(mpa.m3/kg)”是密度归一化的芯部剪切应力，单位为兆帕-米3/千克。结果显示，与相应未修改的泡沫芯部的值相比，具有表皮的降低密度的、增强的泡沫结构的密度归一化弯曲应力值和密度归一化芯部剪切应力值未降低。
表5
同时，作为步骤s608的结果，可以增加整体结构强度，作为一个整体结构的增强的泡沫结构300或在步骤s610形成为组合结构的面板400可以保持由热塑性材料形成的其它结构的各种特征。例如，各自包括增强壁302b的增强的泡沫结构300和面板400仍可以被加热到易揉形成温度并且在模具中形成为特定形状。因此，可以在步骤s612中修改面板400以包括限定在宽范围内的角度(诸如在10°和170°之间的角度)的过渡部。特别地，面板400可以被成形为包括角部形式的过渡部，该过渡部在面板400的第一部分和第二部分之间限定了90°的角度。由于步骤s602中使用的热塑性材料的柔韧性，用于第一部分、角部和第二部分的面板400的厚度可以基本恒定。
从前面的讨论中可以理解的是，与由聚芳基酰胺纤维组成的纸形成的面板相比，面板400的优势是面板400可以具有可比较的总抗压强度并且孔可以形成为任何形状，而基于纸的面板将被限制为由用于形成蜂窝结构的胶合线的图案决定的形状。另外，面板400不必与许多热固性材料一样被压成形状，这涉及比将面板400加热到易弯折状态和将面板400模制成期望形状更多的步骤、劳动和计划。例如，面板400不需要被打磨到由热固性材料形成的面板需要打磨的程度。用于形成面板的各种热固性材料的粗糙性质可能需要大量的劳动密集型砂磨，然后必须将面板密封以防止湿气。与其中通过热成型工艺将组件诸如面板400进行成形的方法相比，在包括无件压制成所需形状的形成组件的方法中，构成元件可能受损的风险也更高。此外，一些面板由热固性材料形成，并且孔可以通过膨胀工艺形成，而不是通过面板平面内膨胀来创建蜂窝，并且如果在被膨胀的蜂窝结构的原始块体内有任何内部弱点，可能会发生可能通过块体传播的撕裂。因此，必须丢弃整个块体。
面板400可以包括由ultemtm泡沫形成的增强的泡沫结构300。如先前所讨论的，ultemtm泡沫可以吸收比可用于形成面板的其它材料更少的湿气(水分，moisture)。因此，与由不同的材料(诸如由聚芳基酰胺纤维或其它热固性材料组成的纸)形成的面板相比，并入有ultemtm泡沫的面板400随着时间的推移会吸收较少的湿气并且减少面板生命周期中重量的相应增加。在面板被安装在飞机、直升机、汽车或其它运输模式上的情况下，面板重量的增加会增加安装它的相应运输模式的总重量。总重量的增加反过来会导致燃油效率下降，因为需要更多的动力来移动运输模式。根据本文所述的组件形成方法使用ultemtm泡沫形成的面板可以吸收更少的湿气，并且可以将给定运输模式的燃油效率降低到低于不是由基于ultemtm的材料形成的面板的燃油效率。
图7是示出根据本公开的一个方面的组件形成方法600的流程图。在步骤s702中，在形成孔100a的图案之前，可以根据先前讨论的用于形成泡沫结构100的方法由热塑性材料形成未切割且未增强的泡沫结构。
在步骤s704中，将形成孔的工艺和增强未切割且未增强的泡沫结构的工艺进行组合。更具体地，可以将能够将热量施加到由此形成的各个孔的冲压系统用于冲穿所述未切割且未增强的泡沫结构，并且形成孔。冲压系统的冲压元件可以保持在相应的孔中并且将热量施加到相应孔的第一壁上。可以理解的是，冲压元件也可以在形成孔的切割过程中发出热量。另外，一旦形成，可以在孔内施加压力并且在结构上修改新形成的第一壁(例如，每个冲压元件可以在相应的孔内膨胀)。因此，能够将热量施加到各个孔的冲压系统不仅在未切割且未增强的泡沫结构中形成孔，而且还加热和修改(例如软化或液化)第一壁的物理结构以形成增强壁。然后，在步骤s704中，使第一壁/增强壁冷却并凝固。因此，在步骤s704中，修改所述未切割且未增强的泡沫结构并且转化成增强的泡沫结构300，其具有从第一侧300b延伸到第二侧300c的主体300a，如图3所示。
在步骤s706，可以任选地修改未增强版本的泡沫结构300的厚度(即在第二方向t上的尺寸)。
在步骤s708，将第一和第二层压体层粘附到在步骤s708中形成的增强的泡沫结构300，以形成面板，诸如图4中所示的面板400。
其次，在步骤s710中，可以修改步骤s708中形成的面板400，以便面板400的至少一部分相对于面板400的另一部分以一定角度定向，以形成期望的形状。例如，可以将面板400加热到易揉形成温度并且在模具中形成为特定的形状(例如，面板可以被热成型)。
图8示出了根据本公开的一个方面的泡沫结构800的示意性横截面图。泡沫结构800提供了已由热塑性材料形成的泡沫结构的一个实例，例如在形成孔100a的图案之前的图1b中所示的泡沫结构100。泡沫结构800可以是由热塑性材料的任一种或组合形成的单件式结构，所述热塑性材料可以包括：丙烯酸、尼龙、碳氟化合物、pei、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮和聚醚酮酮。
图9示出了根据本公开的一个方面的飞行器1500的内部。特别地，图9示出了飞机1500的内部，其包括可以由根据本文所述的组件形成方法形成的面板构建的头顶容器1502、壁面板1504和托盘1506。头顶容器1502可以由单个面板(400、1300)形成，所述单个面板(400、1300)利用根据本公开所述的组件形成方法由整体式泡沫结构形成，并且包括第一壁1502a、第二壁1502b和第三壁1502c。特别地，本文描述的面板(400、1300)可以被热成型为复杂结构，其包括限定处于一定范围内的角度(包括90°)的多个过渡部。如此，如本文所述的单个面板(400、1300)可以被热成型为单片，其包括第一、第二、第三壁(1502a、1502b、1502c)之间的过渡部1502d。门面板1502e可以与包括第一、第二、第三壁(1502a、1502b、1502c)的所述单片连接，以提供头顶容器1502。壁面板1504和托盘1506还包括波状外形的(contoured)表面特征，可以根据本文所述的组件形成方法并且利用各种热塑性材料提供这些表面特征。
图10示出了根据本公开的一个方面的飞行器1600的内部。特别地，图10显示了直升机的内部，其包括可各自根据本公开的组件形成方法形成的地板分隔器1602、垂直隔板1604、内壁表面1606、舱壁(隔板，bulkhead)1608和顶盖1610。地板分隔器1602可以根据本公开所述的单个面板(400、1300)形成，并且包括通过分隔器过渡部1602c相对于第二分隔器壁1602b呈角度的第一分隔器壁1602a，所述分隔器过渡部1602c限定了大致的直角。第一分隔器壁1602a、第二分隔器壁1602b和通过所述分隔器过渡部1602c提供的角部的厚度可以相同。
隔板1604可以由根据本公开所述的单个面板(400、1300)形成，并且包括相对于彼此呈角度的面向飞行器1600内部的第一隔板壁1604a以及通过相应隔板过渡部1604c的第二隔板壁1604b。在第二隔板壁1604b和每个第一隔板壁1604a之间由隔板过渡部1604c限定的角可以为直角。相比之下，在第一隔板壁1604a之间由隔板过渡部1604c限定的角可以为120°至150°的范围内(即，与飞行器1600的垂直平面成60°至30°，或者与在用于生产隔板1604的单个面板的热成型工艺之前的平面成60°至30°)。
舱壁1608可以由根据本公开所述的单个面板(400、1300)形成，并且包括第一、第二和第三舱壁壁(1608a、1608b、1608c)。第一舱壁壁1608a可以通过限定直角的过渡部1608d相对于第二舱壁壁1608b成角度。第三舱壁壁1608c可以通过限定120°至150°角度(即相对于延伸穿过第二舱壁壁1608的平面成60°至30°)的另一舱壁过渡部1608d相对于第二舱壁壁1608b成角度。第一、第二或第三舱壁壁(1608a、1608b、1608c)的任一者可以包括可以通过本公开的任何组件形成方法形成的切口/突出的表面特征1608e。
顶盖16010可以由根据本公开所述的单个面板(400、1300)形成，并且包括由限定大致直角的顶盖过渡部1610c相对于第二顶盖壁1610b成夹角的第一顶盖壁1610a。此外，第二顶盖壁1610b可具有成形于其中的在第二顶盖壁1610b的平坦部分之间的弯曲部分1610d。
图11示出根据本公开的一个方面的重量减轻、增强的泡沫结构1100的示意性横截面图。增强的泡沫结构1100包括具有泡沫芯部1104的连接部分的泡沫体1100a，泡沫体1100a从第一侧1100b延伸到第二侧1100c。第一侧1100b限定第一主表面，且第二侧1100c限定增强的泡沫结构1100的第二主表面。通道1102形成在主体1100a中，从第一侧1100b中的相应开口延伸到第二侧1100c中的相应开口，并由此限定从第一主表面中的相应开口延伸到第二主表面中的相应开口的多个通道。可替代地，通道1102的全部或部分可以仅延伸穿过泡沫结构1100的横截面的一部分，以限定在泡沫结构1100的第一侧1100b或第二侧1100c上开口的凹部。所述通道包括增强的表面1102a。
图12示出了根据本公开的一个方面的覆表皮、减重、增强的泡沫结构1200的示意性横截面图。结构1200包括中央泡沫芯部1210，完全通道1202完全延伸穿过中央泡沫芯部1210，并且部分通道1204部分地延伸穿过中央泡沫芯部1210。完全通道1202包括增强的表面1202a，并且部分通道1204包括增强的表面1204a。表皮层1208经由粘合层1206附着到泡沫芯部1210的顶表面和底表面。
将能够在多个方向上弯曲单个面板并且包括以锐角、钝角或直角相对于彼此成角度的部分的优点与在泡沫结构中形成增强壁的增强工艺所提供的增加的结构强度相结合。因此，与涉及压碎由热固性材料形成的中间产品的其它方法相比，通过本文描述的方法形成的组件可以更容易制造成复杂的结构。另外，与由热固性材料形成的组件相比，根据本公开的方法由某些材料(诸如pei)生产的组件随着时间的推移吸收的湿气更少。此外，与由热塑性材料形成的其它组件相比，根据本公开所述的组件形成方法形成有增强壁的组件可以在结构上更强。
一个实施方式是一种结构，包括：包含热塑性泡沫的泡沫体，其中所述泡沫体包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面；其中，所述第一主表面和第二主表面各自独立地限定多个开口，所述泡沫体限定部分或完全延伸穿过所述泡沫体的通道，每个通道从所述第一主表面中的开口、所述第二主表面中的开口、或一对开口延伸，其中一个在第一主表面中且另一个在第二主表面中；其中所述泡沫体的特征在于抗压强度；并且其中所述通道的至少一部分包含面向内的通道表面，该面向内的通道表面包含抗压强度大于所述泡沫体的抗压强度的通道材料。
在一些实施方式中，所述通道的包含含有抗压强度大于所述泡沫体抗压强度的通道材料的面向内的通道表面的所述部分占总通道的50至100％，或占总通道的80至100％，或占总通道的90至100％。在一些实施方式中，总通道的100％具有大于泡沫体抗压强度的抗压强度。
在一些实施方式中，泡沫体除了空隙之外是化学均匀的。在此背景下，“空隙”是指泡沫中的空隙，并且不包括穿过泡沫的通道。
在一些实施方式中，泡沫体限定了部分延伸穿过该泡沫体的通道。在其它实施方式中，泡沫体限定了完全延伸穿过该泡沫体的通道。
在一些实施方式中，所述热塑性泡沫包含选自由热塑性塑料：聚酰亚胺(包括聚醚酰亚胺)、丙烯酸、碳氟化合物、聚酰胺、聚(亚苯基醚)、聚(亚苯基硫醚)、聚乙烯、聚丙烯、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚氯乙烯及其组合组成的组的热塑性塑料。在非常特定的实施方式中，热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺。
在一些实施方式中，泡沫体的特征在于孔隙率为60至98.5体积百分数。应该理解的是，孔隙率由泡沫中的空隙限定，并且不包括穿过泡沫的通道。在60至98.5体积百分数的范围内，空隙体积可以是65-95体积百分数，或者70-90体积百分数。
在一些实施方式中，所述结构还包括粘附到第一主表面的粘合层；和与第一主表面相反的粘附到粘合层的表面上的表皮层。
在一些实施方式中，所述结构还包括粘附到第二主表面的粘合层，和与第二主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层。在此种实施方式中，优选所述结构的两个粘合层具有相同的组成，并且所述结构的两个表皮层具有相同的组成。
合适的粘合剂的实例包括包含热塑性聚酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯基砜、聚碳酸酯、聚(亚苯基硫醚)、聚酰胺及它们的组合的那些。在一些实施方式中，所述粘合层包含热塑性聚酯。
表皮层材料的例子包括铝、铝合金、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺/玻璃纤维复合材料、聚醚酰亚胺/碳纤维复合材料、聚碳酸酯/玻璃纤维复合材料、聚碳酸酯/碳纤维复合材料、和聚丙烯/玻璃纤维复合材料。
表皮层材料的具体例子包括由纺织玻璃纤维与聚醚酰亚胺基质聚合物组成的复合片材；由无纺玻璃纤维与聚醚酰亚胺基质聚合物组成的复合片材；由碳纤维与聚醚酰亚胺基质聚合物组成的复合片材。上述复合片材可以具有0.8至1.5毫米的厚度。表皮材料的其它例子包括例如从tencate以cetextmtc1000(厚度为1或2毫米)获得的由玻璃纤维与聚醚酰亚胺基质聚合物组成的复合片材；从tencate以cetextmtc925fst(厚度为0.5、1或2毫米)获得的由玻璃纤维与聚碳酸酯基质聚合物组成的复合片材；由玻璃纤维与聚丙烯基质聚合物组成的复合片材(厚度为1或2毫米)；由碳纤维与聚醚酰亚胺基质聚合物组成的复合片材；由碳纤维与聚碳酸酯基质聚合物组成的复合片材；铝片材(厚度＝0.2至2微米)；可从sabic以ultemtm1000、ultemtm1010和ultemtm9011膜获得的聚醚酰亚胺片材，具有5微至1毫米以上的厚度；可从sabic以lexantmexrl2252膜获得的聚碳酸酯片材，具有10微米到1毫米以上的厚度；具有10微米至1毫米以上的厚度的聚丙烯膜。在一些实施方式中，表皮层包含聚醚酰亚胺/玻璃纤维复合材料。
在所述结构的一个非常具体的实施方式中，所述热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺，所述泡沫体的特征在于孔隙率为65至95体积百分数，所述泡沫体进一步包含粘附到所述第一主表面的粘合层和与所述第一主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层，并且所述表皮层包含含有聚醚酰亚胺和玻璃纤维的复合材料。
另一个实施方式是一种形成增强的泡沫结构的方法，该方法包含：(a)在泡沫体内形成多个通道以形成减重泡沫体，该减重泡沫体的特征在于抗压强度，所述泡沫体包含热塑性材料并且从第一主表面延伸到与该第一主表面相反的第二主表面；其中，每个通道部分地或完全地延伸穿过所述泡沫体；并且其中，每个通道由通道表面限定；和(b)增强所述通道表面的至少一部分以形成增强的泡沫结构，所述增强的泡沫结构的抗压强度大于所述减重泡沫体的抗压强度。
在一些实施方式中，被增强的通道表面部分为50至100(数量)％、或80至100％、或90至100％。在一些实施方式中，所述通道表面的100％被增强。
在所述方法的一个非常具体的实施方式中，所述泡沫体包含聚醚酰亚胺；所述泡沫体的特征在于孔隙率为65至95体积百分数；所述增强的泡沫结构进一步包含粘附到第一主表面的粘合层和与所述第一主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层；所述表皮层包含含有聚醚酰亚胺和玻璃纤维的复合材料；并且所述增强所述通道表面的至少一部分包含使加热元件穿过由所述通道表面的至少一部分限定的所述通道。
在一些实施方式中，所述增强的泡沫结构进一步包含粘附到所述第二主表面的粘合层和与所述第二主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层。在此种实施方式中，优选的是所述结构的两个粘合层具有相同的组成，并且所述结构的两个表皮层具有相同的组成。
另一个实施方式是一种制品，其包含上述实施方式任一项所述的结构。此种制品的例子是航空头顶容器、航空内部壁面板和航空托盘。
另一个实施方式是一种结构，其包含：至少由热塑性泡沫形成的大体平面的主体，所述大体平面的主体包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面，各个主表面限定多个开口，所述大体平面的主体限定从中延伸穿过的通道，所述通道中的至少一部分中的每个通道从第一主表面中的开口延伸到第二主表面中的开口，其中所述通道的一部分中的每个通道包括包含第一抗压强度的通道材料的面向内的通道表面，所述通道材料设置在比第一抗压强度低的第二抗压强度的主体材料的近侧。
在所述结构的一些实施方式中，所述热塑性泡沫包含选自由聚醚酰亚胺、丙烯酸、氟碳化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚和聚醚酮酮组成的组的热塑性塑料。
在所述结构的一些实施方式中，所述热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺。
在所述结构的一些实施方式中，所述通道中的至少部分通道被设置为限定蜂窝结构的图案。
在所述结构的一些实施方式中，所述大体平面的主体包括不具有通道的部分。
在所述结构的一些实施方式中，所述通道的一部分中的每个通道的第一尺寸沿着垂直于所述第一主表面的平面和所述第二主表面的平面的第一轴线延伸；所述通道的一部分中的每个通道的第二尺寸沿着平行于所述第一主表面的平面和所述第二主表面的平面的第二轴线延伸；并且所述通道的一部分中的至少一个通道的面向内的通道表面的第二尺寸小于所述面向内的通道表面靠近设置的主体材料的第二尺寸。
另一个实施方式是一种形成面板的方法，所述方法包含以下步骤：(a)至少由热塑性材料形成泡沫结构，其具有从第一侧延伸到第二侧的主体；(b)在所述主体内形成多个孔，至少一个孔由被第二壁围绕的第一壁限定；和(c)从所述第一壁的至少一部分形成至少一个增强壁，其中所述增强壁由热塑性材料形成并且具有第一抗压强度，并且其中所述第二壁的至少一部分由热塑性材料形成并且具有不同的第一抗压强度的第二抗压强度。
在所述方法的一些实施方式中，步骤(b)包括使用水射流、激光器、钻孔机、计算机数控切割系统、珠粒注射工艺和冲压系统中的一种或多种在主体中切割出所述多个孔中的一个。
可以理解的是，本公开可以包括下列实施例中的任何一个并且直到全部。
实施例1.一种泡沫结构，其至少由热塑性材料形成，所述泡沫结构包含：第一侧；第二侧；和从第一侧延伸到第二侧并且限定多个孔的主体，其中所述多个孔的每个孔分别由第一壁和围绕该第一壁的第二壁限定，其中每个第一壁包括由热塑性材料形成并且具有第一抗压强度的增强壁，并且其中，每个第二壁的至少一部分由热塑性材料形成并且具有小于所述第一抗压强度的第二抗压强度。
实施例2.如实施例1所述的泡沫结构，其中所述多个孔中的至少一部分中的每个孔的相应增强壁从第一侧延伸到第二侧。
实施例3.如实施例1所述的泡沫结构，其中所述多个孔中的至少一部分中的每个孔的相应增强壁从所述第一侧延伸出的距离小于从所述第一侧到所述第二侧的距离。
实施例4.如实施例1所述的泡沫结构，其中平面在所述第一侧和第二侧之间并且平行于所述第一侧和第二侧延伸穿过所述泡沫结构，其中，每个增强壁从所述平面朝向所述第一侧延伸相应的第一距离，所述第一距离小于从所述平面到所述第一侧的距离，并且从的述平面朝向所述第二侧延伸相应的第二距离，该第二距离小于从所述平面到所述第二侧的距离。
实施例5.如实施例1至4中任一项所述的泡沫结构，其中所述多个孔中的每个孔的高度对应于沿着与第一侧的平面和第二侧的平面垂直的第一轴线延伸的第一尺寸，其中每个第一壁的厚度和每个第二壁的厚度对应于沿着平行于第一侧的平面和第二侧的平面的第二轴线延伸的第二尺寸，并且其中，对于所述多个孔的每个孔，所述增强壁的厚度小于所述第二壁的部分的厚度。
实施例6.如实施例5所述的泡沫结构，其中所述多个孔的第一部分的每个孔具有第一高度，并且其中所述多个孔的第二部分的每个孔具有与所述第一高度不同的第二高度。
实施例7.如实施例1至6中任一项所述的泡沫结构，其中所述热塑性材料是热塑性泡沫。
实施例8.如实施例7所述的泡沫结构，其中所述热塑性泡沫由聚醚酰亚胺形成。
实施例9.如实施例7所述的泡沫结构，其中在整个主体中分散了多个纤维。
实施例10.如实施例9所述的泡沫结构，其中所述纤维由不同于所述热塑性材料的材料形成。
实施例11.如实施例9和10中任一项所述的泡沫结构，进一步包含：粘附到所述主体的第一侧的热固性材料和粘合材料中的一种的第一层，以及粘附到所述主体的第二侧的所述热固性材料和所述粘合材料中的一种的第二层，其中所述热固性材料和所述粘合材料中的一种将所述热塑性泡沫粘附到所述多个纤维。
实施例12.如实施例1至11中任一项所述的泡沫结构，进一步包含粘附到所述主体的第一侧和第二侧中至少一个的层压体层。
实施例13.如实施例1至11中任一项所述的泡沫结构，进一步包含：粘附到所述主体的第一侧的第一层层压体以及粘附到所述主体的第二侧的第二层层压体。
实施例14.如实施例1至13中任一项所述的泡沫结构，其中对于所述多个孔的每个孔，所述增强壁的密度大于所述第二壁部分的密度。
实施例15.如实施例1至14中任一项所述的泡沫结构，其中对于所述多个孔的每个孔，所述增强壁的渗透性小于所述第二壁部分的渗透性。
实施例16.如实施例15所述的泡沫结构，其中每个增强壁涂覆有渗透性小于相应增强壁的渗透性的材料。
实施例17.如实施例1至16中任一项所述的泡沫结构，其中所述多个孔设置在限定蜂窝结构的图案中。
实施例18.如实施例17所述的泡沫结构，其中所述多个孔的每个孔被形成为圆形、正方形、五边形、六边形和八边形之一的形状。
实施例19.如实施例17所述的泡沫结构，其中所述多个孔的第一部分的每个孔被形成为圆形、正方形、五边形、六边形和八边形中的一种的第一形状，并且其中所述多个孔的第二部分的每个孔被形成为与第一形状不同的第二形状。
实施例20.一种面板设置，配置为安装在飞行器中，该面板设置包含：第一外壁；第二外壁；位于第一外壁和第二外壁之间的第一过渡结构，使得所述第二外壁是相对于所述第一外壁以第一角度定向的一个并且具有与所述第一外壁的厚度不同的厚度，其中，所述第一外壁、第二外壁和第一过渡结构由整体式泡沫结构形成，并且至少第一层层压体粘附到所述整体式泡沫结构的第一侧，其中所述整体式泡沫结构包括由热塑性材料形成的第一内壁和第二内壁，并且其中所述第一内壁与第二内壁相邻并且具有与第二内壁的抗压强度不同的抗压强度。
实施例21.如实施例20所述的面板设置，其中所述第二外壁通过所述第一过渡结构相对于所述第一外壁以第一角度定向，并且其中所述第一外壁的厚度等于所述第二外壁的厚度。
实施例22.如实施例21中任一项所述的面板设置，进一步包含：第三外壁；和位于所述第一外壁和所述第三外壁之间使得所述第三外壁相对于所述第一内壁以第二角度定向的第二过渡结构，其中所述第三外壁和第一过渡结构由整体式泡沫结构形成。
实施例23.如实施例22所述的面板设置，其中所述第二角度在120°至150°的范围内。
实施例24.如实施例22和23中任一项所述的面板设置，其中所述第三外壁相对于所述第二内壁以第一角度定向。
实施例25.如实施例21至24中任一项所述的面板设置，其中所述第一角度等于90°。
实施例26.如实施例21至24中任一项所述的面板设置，其中所述第一角度在120°至150°的范围内。
实施例27.如实施例21至26中任一项所述的面板设置，其中所述第一外壁包括位于第一平坦部分和第二平坦部分之间的弯曲部分，并且其中所述第一平坦部分和第二平坦部分相对于所述第二外壁以第一角度定向。
实施例28.如实施例20至27中任一项所述的面板设置，其中所述热塑性材料是热塑性泡沫。
实施例29.如实施例28所述的面板设置，其中所述热塑性泡沫由聚醚酰亚胺形成。
实施例30.如实施例20至29中任一项所述的面板设置，进一步包含附接到所述整体式泡沫结构的第二侧的第二层层压体。
实施例31.如实施例28所述的面板设置，其中多个纤维被分散在整个整体式泡沫结构中。
实施例32.如实施例31所述的面板设置，其中所述纤维由与所述热塑性材料不同的材料形成。
实施例33.如实施例31和32中任一项所述的面板设置，进一步包含：热固性材料和粘合材料中的一种的第一层，该第一层粘附到所述整体式泡沫结构的第一侧在所述第一侧与所述第一层层压体之间，以及粘附到所述主体的第二侧的热固性材料和粘合材料中的一种的第二层，其中所述热固性材料和粘合材料中的一种将所述热塑性泡沫粘附到所述多个纤维。
实施例34.如实施例33所述的面板设置，进一步包含粘附到所述热固性材料和粘合材料中的一种的第二层的第二层层压体。
实施例35.如实施例20至35中任一项所述的面板设置，其中所述第一内壁限定了整体式泡沫结构的主体内的孔并且包括增强壁，该增强壁由热塑性材料形成并且具有第一抗压强度，并且其中第二内壁围绕所述第一内壁，由热塑性材料形成，并具有小于第一抗压强度的第二抗压强度。
实施例36.如实施例35所述的面板设置，其中所述孔的高度对应于沿着垂直于所述整体式泡沫结构的第一侧平面的第一轴线延伸的第一尺寸，其中所述第一内壁的厚度和所述第二内壁的厚度对应于沿着平行于第一侧平面的第二轴线延伸的第二尺寸，并且其中所述增强壁的厚度小于所述第二壁的厚度。
实施例37.如实施例35至36中任一项所述的面板设置，其中所述增强壁的密度大于所述第二壁的密度。
实施例38.如实施例35至37中任一项所述的面板设置，其中所述增强壁的渗透性小于所述第二壁的渗透性。
实施例39.如实施例38中所述的面板设置，其中所述增强壁涂覆有渗透性小于所述增强壁的渗透性的材料。
实施例40.如实施例36至39中任一项所述的面板设置，其中所述孔是由所述整体式泡沫结构限定的多个孔中的一个孔，所述多个孔在设置在限定蜂窝结构的图案中。
实施例41.如实施例40所述的泡沫结构，其中所述多个孔中的每个孔被形成为圆形、正方形、五边形、六边形和八边形中的一种的形状。
实施例42.一种形成面板的方法，该方法包含步骤：(a)形成泡沫结构，该泡沫结构包括从第一侧延伸到第二侧并且至少由热塑性材料形成的主体；(b)在所述主体内形成的多个孔，每个孔由相应的第二壁围绕的相应第一壁限定；和(c)形成增强壁，每个增强壁由相应第一壁的至少一部分形成；其中每个增强壁由热塑性材料形成并且具有第一抗压强度，并且其中每个第二壁的至少一部分由热塑性材料形成并且具有小于所述第一抗压强度的第二抗压强度。
实施例43.如实施例42所述的方法，进一步包含在步骤(a)之后且在步骤(c)之前调整所述泡沫结构的一部分的厚度。
实施例44.如实施例42和43中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括永久地修改所述多个孔的至少一部分中每个孔的第一壁的物理结构。
实施例45.如实施例42至44中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括使用水射流、激光器、钻孔机、计算机数控切割系统、珠粒注射工艺和冲压系统中的一种或多种在主体中切割出所述多个孔中的一个。
实施例46.如实施例45所述的方法，其中步骤(c)包括：(c1)使加热元件穿过所述多个孔的一部分中的每个孔，使得每个加热元件包括基本上对应于相应孔的第一壁的形状的外表面，(c2)使用相应的加热元件将热量施加到每个孔的所述第一壁，使得所述第一壁的至少一部分熔融，(c3)使每个孔的所述第一壁冷却并凝固。
实施例47.如实施例42至44中任一项所述的方法，其中步骤(c)与步骤(b)组合，并且步骤(b)包括：(b1)使用冲压系统在主体中切割出所述多个孔，并且当所述多个孔被切割到所述多个孔的所述部分的每个孔的第一壁时，施加热量，使得所述第一壁的至少一部分熔融，和(b2)使每个孔的所述第一壁冷却并且凝固。
实施例48.如实施例45至47中任一项所述的方法，其中所述多个孔的一部分的每个孔的第一壁的物理结构被从所述泡沫结构的第一侧修改到第二侧。
实施例49.如实施例45至47中任一项所述的方法，其中一个平面在第一侧和第二侧之间延伸穿过所述泡沫结构并且平行于所述第一侧和第二侧，其中，所述多个孔的一部分的每个孔的第一壁的物理结构在从所述平面朝向所述第一侧的第一距离上被修改，该第一距离小于从所述平面到所述第一侧的距离，并且在从所述平面朝向所述第二侧的第二距离上被修改，该第二距离小于从所述平面到所述第二侧的距离。
实施例50.如实施例42至49中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括在所述主体中以限定蜂窝结构的设置形成所述多个孔。
实施例51.如实施例42至50中任一项所述的方法，进一步包含步骤(d)：将第一层压体层粘附到所述泡沫结构的第一侧和将第二层压体层粘附到所述泡沫结构的第二侧。
实施例52.如实施例42至51中任一项所述的方法，其中所述热塑性材料是由聚醚酰亚胺形成的热塑性泡沫。
实施例53.如实施例49所述的方法，其中步骤(a)包括将纤维冲压穿过所述泡沫结构的主体。
实施例54.如实施例53所述的方法，其中所述热塑性材料是由聚醚酰亚胺形成的热塑性泡沫，并且所述纤维是由不同于所述热塑性材料的材料形成的。
实施例55.如实施例53至54中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括以限定蜂窝结构的设置在所述主体中形成所述多个孔。
实施例56.如实施例53和55中任一项所述的方法，进一步包含步骤(d)：使用热固性材料和粘合剂中的一种固结(consolidating)所述泡沫结构并且将所述纤维粘附到所述热塑性泡沫。
实施例57.如实施例56所述的方法，进一步包含步骤(e)：将第一层压体层和第二层压体层粘附到所述泡沫结构的第二侧。
实施例58.如实施例51或57所述的方法，在粘附所述第一层压体层和所述第二层压体层之后进一步包含热成型所述面板的步骤，其中所述面板被热成型以包括：第一外壁、第二外壁和第一过渡结构，该第一过渡结构定位在所述第一外壁和所述第二外壁之间，使得所述第二外壁相对于所述第一外壁以第一角度定向。
实施例59.如实施例58所述的方法，其中所述面板被热成型以包括：第三外壁和第二过渡结构，该第二过渡结构定位在所述第一外壁和第三外壁之间，使得所述第三外壁相对于所述第一内壁以第二角度定向。
实施例60.如实施例59所述的方法，其中所述第二角度在120°至150°的范围内。
实施例61.如实施例59和60中任一项所述的方法，其中所述第三外壁相对于所述第二外壁以第一角度定向。
实施例62.如实施例59至61中任一项所述的方法，其中所述第一角度等于90°。
实施例63.如实施例59至61中任一项所述的方法，其中所述第一角度在120°至150°的范围内。
实施例64.如实施例59至63中任一项所述的方法，其中所述第一外壁包括位于第一平坦部分和第二平坦部分之间的弯曲部分，并且其中所述第一平坦部分和第二平坦部分相对于所述第二外壁以所述第一角度定向。
实施例65.一种结构，包含：大致平坦的主体，其包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面，每个主表面限定多个开口，该大致平坦的主体限定了穿过其延伸的通道，其中所述通道的至少一部分的每个通道从第一主表面中的开口延伸到第二主表面中的开口，其中所述通道的所述部分的每个通道包括由第一抗压强度的通道材料组成的面向内的通道表面，所述通道材料设置在第二抗压强度的主体材料的近侧，所述第二抗压强度低于所述第一抗压强度。
实施例66.如实施例65所述的结构，其中所述大致平坦的主体至少由热塑性材料形成，所述热塑性材料是热塑性泡沫。
实施例67.如实施例66所述的泡沫结构，其中多个纤维分散在整个所述大致平坦的主体中。
实施例68.如实施例67所述的泡沫结构，进一步包含：粘附到所述大致平坦的主体的第一主表面的热固性材料和粘合材料中之一的第一层，和粘附到所述大体平面的主体的第二表面的热固性材料和粘合材料中之一的第二层，其中所述热固性材料和所述粘合材料中之一将所述热塑性泡沫粘附到所述多个纤维。
实施例69.如实施例65至68中任一项所述的结构，其中所述通道的所述部分中的每个通道的第一尺寸沿与所述第一主表达的平面和所述第二主表面的平面垂直的第一轴线延伸，其中所述通道的所述部分的每个通道的第二尺寸沿与所述第一主表面的平面和所述第二主表面的平面的第二轴线延伸，并且其中所述通道的所述部分的至少一个通道的面向内的通道表面的第二尺寸小于该面向内的通道表面靠近设置的主体材料的第二尺寸。
实施例70.一种面板，包含：第一外壁；第二外壁；和位于第一外壁和第二外部之间的第一过渡结构，所述第二外壁相对于所述第一外壁以第一角度延伸或者所述第二外壁沿第一方向的第一尺寸不同于所述第一外壁沿第一方向的第一尺寸，其中所述第一外壁、第二外壁和第一过渡结构由整体式泡沫结构形成并且至少第一层层压体附接于所述整体式泡沫结构的第一侧，其中所述整体式泡沫结构包括由热塑性材料形成的第一内壁和第二内壁，并且其中所述第一内壁与第二内壁相邻并且具有不同于第二内壁的第二抗压强度的第一抗压强度。
实施例71.如实施例70所述的面板，其中所述第二外壁相对于第一外壁通过第一过渡结构以第一角度定向，并且其中所述第一外壁的第一尺寸等于所述第二外壁的第一尺寸。
实施例72.如实施例71所述的面板，其中所述第一角度等于90°。
实施例73.一种形成面板的方法，该方法包含步骤：(a)至少由热塑性材料形成泡沫结构，其具有从第一侧延伸到第二侧的主体；(b)在所述主体内形成的多个孔，至少一个孔由第二壁包围的第一壁限定；和(c)由所述第一壁的至少一部分形成至少一个增强壁，其中所述增强壁由所述热塑性材料形成并且具有第一抗压强度，并且其中所述第二壁的至少一部分由所述热塑性材料形成并且具有不同于所述第一抗压强度的第二抗压强度。
实施例74.一种结构，包含：包含热塑性泡沫的泡沫体，其中所述泡沫体包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面；其中所述第一主表面和第二主表面各自独立地限定第二主表面，所述泡沫体限定部分或完全延伸穿过所述泡沫体的通道，每个通道从所述第一主表面中的开口、所述第二主表面中的开口或一对开口延伸，所述一对开口之一在所述第一主表面中且另一个在所述第二主表面中；其中所述泡沫体的特征在于抗压强度；并且其中所述通道的至少一部分包含面向内的通道表面，该面向内的通道表面包含抗压强度大于所述泡沫体抗压强度的通道材料。
实施例75.如实施例74所述的结构，其中所述泡沫体限定部分延伸穿过所述泡沫体的通道。
实施例76.如实施例74所述的结构，其中所述泡沫体限定完全穿过所述泡沫体延伸的通道。
实施例77.如实施例74-76中任一项所述的结构，其中所述热塑性泡沫包含选自由聚酰亚胺、丙烯酸、碳氟化合物、聚酰胺、聚(亚苯基醚)、聚(苯硫醚)、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚(氯乙烯)及其组合组成的组的热塑性塑料。
实施例78.如实施例74-76中任一项所述的结构，其中所述热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺。
实施例79.如实施例74-78中任一项所述的结构，其中所述泡沫体的特征在于孔隙率为60至98.5体积百分数。
实施例80.如实施例74-79中任一项所述的结构，进一步包含粘附到所述第一主表面的粘合层；和与所述第一主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层。
实施例81.根据实施例80所述的结构，其中所述表皮层包含选自由铝、铝合金、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺/玻璃纤维复合材料、聚醚酰亚胺/碳纤维复合材料、聚碳酸酯/玻璃纤维复合材料、聚碳酸酯/碳纤维复合材料和聚丙烯/玻璃纤维复合材料组成的组的材料。
实施例82.根据实施例80或81所述的结构，其中所述表皮层包含聚醚酰亚胺/玻璃纤维复合材料。
实施例83.根据实施例74所述的结构，其中所述热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺；所述泡沫体的特征在于孔隙率为65至95体积百分数；所述泡沫体还包括粘附到所述第一主表面的粘合层，和与第一主表面相反的粘附到粘合层的表面上的表皮层；并且所述表皮层包含含有聚醚酰亚胺和玻璃纤维的复合材料。
实施例84.一种形成增强的泡沫结构的方法，该方法包含：(a)在泡沫体内形成多个通道以形成以抗压强度为特征的减重泡沫体，所述泡沫体包含热塑性材料并且从第一主表面延伸到与该第一主表面相反的第二主表面；其中每个通道部分地或完全地延伸穿过所述泡沫体；并且其中，每个通道由通道表面限定；和(b)增强所述通道表面的至少一部分以形成增强的泡沫结构，所述增强的泡沫结构的抗压强度大于所述减重泡沫体的抗压强度。
实施例85.如实施例84所述的方法，其中所述泡沫体包含聚醚酰亚胺；所述泡沫体的特征在于孔隙率为65至95体积百分数；所述增强的泡沫结构进一步包含粘附到所述第一主表面的粘合层，和与所述第一主表面相反的粘附到粘合层的表面的表皮层；表皮层包含含有聚醚酰亚胺和玻璃纤维的复合材料；和所述增强所述通道表面的至少一部分包含使加热元件穿过由所述通道表面的至少一部分限定的所述通道。
实施例86.一种包含实施例74-85中任一项所述的结构的制品。
实施例87.一种结构，包含：至少由热塑性泡沫形成的大致平坦的主体，所述大致平坦的主体包含第一主表面和与该第一主表面相反的第二主表面，每个主表面限定多个开口，所述大致平坦的主体限定从中穿过延伸的通道，所述通道的至少一部分的每个通道从所述第一主表面的开口延伸到所述第二主表面的开口，其中所述通道的所述部分的每个通道包括包含第一抗压强度的通道材料的面向内的通道表面，所述通道材料靠近主体材料设置，所述主体材料具有比所述第一抗压强度低的第二抗压强度。
实施例88.如实施例87所述的结构，其中所述热塑性泡沫包含选自由聚醚酰亚胺、丙烯酸、氟碳化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚和聚醚酮酮组成的组的热塑性塑料。
实施例89.如实施例87所述的结构，其中所述热塑性泡沫包含聚醚酰亚胺。
实施例90.如实施例87-89中任一项所述的结构，其中至少所述通道的所述部分的通道设置在限定蜂窝结构的图案中。
实施例91.根据实施例87-90中任一项所述的结构，其中所述大致平坦的主体包括不具有通道的部分。
实施例92.一种形成面板的方法，所述方法包含步骤：(a)至少由热塑性材料形成泡沫结构，其具有从第一侧延伸到第二侧的主体；(b)在所述主体中形成多个孔，至少一个孔由被第二壁包围的第一壁限定；和(c)由所述第一壁的至少一部分形成至少一个增强壁，其中所述增强壁由所述热塑性材料形成并且具有第一抗压强度，并且其中所述第二壁的至少一部分由所述热塑性材料形成并且具有不同于所述第一抗压强度的第二抗压强度。
实施例93.如实施例92所述的方法，其中步骤(b)包括使用水射流、激光器、钻孔机、计算机数控切割系统、珠粒注射工艺和冲压系统中的一种或多种在所述主体中切割出所述多个孔中的一个。