本发明涉及一种轻重量面板结构以及一种生产这样的面板的方法，所述轻重量面板结构具有通过双侧或分离的脱模(draw)制造工艺(比如机加工、注射成型、铸造或者三维打印)由均质材料制造而成的三维格子结构。这样的三维结构最经常与由原子以及分子的规则的周期阵列所形成的化学结构相关联，而二维格子最经常与由条所构成的结构或图案相关联，所述条彼此交叉，在其间留有方形或菱形空间。可将根据本发明的各个方面所述的三维格子面板用于比如盘桌以及需要轻重量及刚性性能的其它构件的构件。这些结构在飞机中将是特别地有用的，其中减重在减小燃料消耗以及改进飞机性能方面是一个重要因素。
所述结构的特征在于形成于相对两侧上的孔的二维图案，其中在一侧上的图案相对于相对侧偏置，以使得在相对两侧上的孔仅仅部分重叠。这使得能够移除材料同时留下与机加工工具的方向或者注射成型脱模方向正交的一系列支撑柱。由该几何结构所产生的柱与薄材料部分的组合产生在弯曲以及扭转方面均为刚性的三维格子结构。
技术实现要素：
因此，本发明的一个目的是提供一种格子面板结构，其可由单一的均质材料生产而成而不是为被粘结、焊接或以其它方式固定在一起的复合结构。
本发明的另一个目的是提供一种格子面板结构，其可使用单一的工艺(比如机加工、注射成型、铸造或者三维打印)生产而不是需要多个生产和组装工艺。
本发明的又一个目的是提供一种格子面板结构，所述格子面板结构由于它由单一的均质材料构成而具有可被精确地复制的机械特性。
本发明的再一个目的是提供一种不需要使用任何粘合剂的格子面板结构。
通过提供一种三维格子面板结构实现本发明的这些以及其它目的和优点，所述三维格子面板结构包括这样的面板，该面板具有形成于所述面板的相应的相间隔的顶部和底部中的多个相互地偏置的孔，这些孔交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。
根据本发明的另一个实施例，所述相互地偏置的孔选自由圆形孔、矩形孔以及六边形孔所组成的组。
根据本发明的另一个实施例，所述相互地偏置的孔具有相同的形状和尺寸。
根据本发明的另一个实施例，所述格子面板为一体成形的。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于乘客座椅的盘桌，所述盘桌包括形成这样的面板的三维格子面板结构，该面板具有多个相互地偏置的孔，所述相互地偏置的孔形成于所述面板的相应的相间隔的顶部和底部中并且交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。无孔盖板设置于所述面板的顶部上以为就坐于盘桌的后方的乘客提供支撑表面，并且一对臂附接至所述面板结构，用于将所述面板结构安装至设置于就坐于后方的乘客的前方的座椅。
根据本发明的另一个实施例，形成于所述面板的顶部中的多个相互地偏置的孔为圆形，形成于所述面板的底部中的相互地偏置的孔为圆形，以及形成于所述面板的顶部中的多个相互地偏置的孔以及形成于所述面板的底部中的相互地偏置的孔交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。所述支撑柱在横截面中限定弓形壁段，所述弓形壁段对应于形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔的弓形部分的形状和位置。
根据本发明的另一个实施例，所述支撑柱围绕形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔的外围相间隔。
根据本发明的另一个实施例，形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔限定相应的中间顶部面板部分和中间底部面板部分，其使形成于所述面板的顶部中的孔彼此隔离，并且使形成于所述面板的底部中的孔彼此隔离。所述支撑柱限定中间空隙，形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔通过所述中间空隙与彼此相连通。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于乘客座椅的盘桌，所述盘桌包括形成这样的面板的三维的、一体成形的格子面板结构，该面板具有为相同的形状和尺寸的多个相互地偏置的圆形孔，所述相互地偏置的圆形孔形成于所述面板的相应的顶部和底部中并且交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。形成于所述面板的顶部中的多个相互地偏置的孔为圆形，并且形成于所述面板的底部中的相互地偏置的孔为圆形。形成于所述面板的顶部中的多个相互地偏置的孔以及形成于所述面板的底部中的相互地偏置的孔交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。所述支撑柱在横截面中限定弓形壁段，所述弓形壁段对应于形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔的弓形部分的形状和位置。无孔盖板设置于所述面板的顶部上以为就坐于盘桌的后方的乘客提供支撑表面，并且无孔盖板包围所述面板的底部。一对臂附接至所述面板结构，用于将所述盘桌安装至设置于就坐于后方的乘客的前方的座椅。
根据本发明的另一个实施例，所述支撑柱围绕形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔的外围相间隔。
根据本发明的另一个实施例，形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔限定相应的中间顶部面板部分和中间底部面板部分，其使形成于所述面板的顶部中的孔彼此隔离，并且使形成于所述面板的底部中的孔彼此隔离。所述支撑柱限定中间空隙，形成于所述面板的顶部中的孔以及形成于所述面板的底部中的孔通过所述中间空隙与彼此相连通。
根据一种根据本发明所述的方法，形成一种面板结构，所述方法包括步骤：在所述面板结构的顶部中形成多个孔，以及在所述面板结构的底部中形成多个孔，其中在所述面板结构的底部中的孔以及在所述面板结构的顶部中的孔相互地且同中心地偏置交叉以形成空隙，其中在未被所述相互地偏置的孔包围的区域中散置的支撑柱使所述面板的顶部和底部互相连接。
根据本发明的另一个实施例，在顶部和底部中形成孔的步骤包括形成选自由圆形孔、矩形孔以及六边形孔所组成的组的孔的步骤。
根据本发明的另一个实施例，在顶部和底部中形成孔的步骤包括形成具有相同的形状和尺寸的孔的步骤。
根据本发明的另一个实施例，形成格子面板的步骤包括一体地形成格子面板的步骤。
根据本发明的另一个实施例，所述格子面板为适于在飞机乘客舱中使用的盘桌组件的桌子构件。
附图说明
在参考附图阅读对本发明的以下具体描述时更好地理解本发明，其中：
图1为飞机乘客座椅的立体图，所述飞机乘客座椅包括由根据本发明的一个实施例的格子面板所构成的盘桌；
图2为图1中所示的盘桌的格子面板的俯视平面图；
图3为示出其中材料被移除以形成格子面板的立体剖视图；
图4为示出图1-3的格子面板的结构的俯视平面示意图；
图5为示出格子面板的一种替代结构的俯视平面示意图，其中形成格子的孔为矩形；以及
图6为示出格子面板的另一种替代结构的俯视平面示意图，其中形成格子的孔为六边形。
具体实施方式
现在具体地参考附图，示出飞机乘客座椅10，其包括底座12、座椅底部14、座椅靠背16、头枕18、扶手20以及以传统方式安装于一对臂24、26以及横向构件28上的盘桌22。所述盘桌包括覆盖有薄塑料无孔盖板32的根据本发明的一个实施例所述的格子面板30。盘桌22为格子面板30的多种用途中的示例并且仅仅作为举例使用。由于在形成过程中大量材料被移除，显著地减小了重量同时维持强度和刚性。
如在图2和3中最好地示出的，格子面板30由顶部侧36上的呈规则阵列的多个孔34形成，并且除了孔34相对于形成于面板30的底部侧40中的孔38偏置的范围之外，所述孔34延伸通过面板30的厚度。孔38以所示方式相对于孔34偏置，留下图3中所示的多个相间隔的支撑柱42，这些支撑柱为面板30既提供较轻的重量又提供刚性。所得到的结构具有三个明显的方面：其中孔34和38重叠的贯穿的空隙，具有顶部36和底部40的厚度、其中孔34和38并未重叠的偏置区域，以及集成至面板30并且从顶部36的顶部表面延伸至底部40的底部表面的支撑柱42。支撑柱42与机加工工具的方向或者注射成型脱模方向正交，亦即，轴向地相互地垂直于机加工工具的方向或者注射成型脱模方向。
在适当的应用中，可使面板30为无覆盖的，以容许通过它的厚度的自由的空气流动。在其它应用中，例如，图1的盘桌22，面板30可设置有盖板，比如在一个或两个侧上的盖板32以形成无孔结构。盖板32可通过粘合剂、通过收缩包覆或者其它任何合适的方式附接。
在图4中进一步示出上述几何结构，其中示出二维孔图案，以生成所期望的三维几何结构。实线代表顶部36中的孔34并且虚线代表从底部40所产生的孔38。未被实线或虚线轮廓包围的区域代表支撑柱42。
在图5中示出一种替代的几何结构，为了示例说明的目的，同样显示为由面板格子面板52所构成的盘桌50。面板52由面板52的顶部中的、以实线示出的孔54形成，并且所述孔54相对于面板52的底部中的、由虚线示出的孔56偏置。未被实线或虚线包围的区域代表支撑柱58。还示出可选择的盖板59。
在图6中示出又一种替代的几何结构，为了示例说明的目的，同样显示为由面板格子面板62所构成的盘桌60。面板62由面板62的顶部中的、以实线示出的孔64形成，并且所述孔64相对于面板62的底部中的、由虚线示出的孔66偏置。未被实线或虚线包围的区域代表支撑柱68。还示出可选择的盖板70。
还可利用其它几何形状，包括但不限于，三角形、卵形、五边形、八边形或者允许形成以上所讨论的结构的三个方面的其它任何合适的形状。格子面板结构的成形对特定的成形技术并非挑剔的，虽然认为产生集成式、整体式结构的成形技术是最佳的，但是之后被组装以形成格子结构的两个或更多个分离的构件的成形包括在本发明的范围内。
如在本文中使用的，术语“孔”意味着具有圆形或非圆形形状或轮廓并且部分地延伸通过或完全地延伸通过所述结构的厚度任何开口、空隙或空腔。可通过任何合适的制造工艺生产所述结构，比如通过模制、铸造、机加工、激光切割、三维打印等等。
类似地，尽管在本申请中所公开的实施例在相应的实施例中用具有相同的形状和尺寸的孔示例说明本发明，但是具有在一个或两个侧上的为不同的形状和/或尺寸的孔的规则的阵列的格子包括在本发明的范围内。
已经参考特定的实施例和示例描述了根据本发明所述的格子面板结构。可对本发明的各种细节进行改变而不脱离本发明的范围。此外，对本发明的优选实施例以及用于实践本发明的最佳模式的上述描述仅仅作为示例说明的目的被提供而非用于限制的目的，本发明由权利要求限定。