用于将紧固件嵌入开口蜂窝夹层结构中的方法技术

本发明专利技术公开了将至少一个紧固件嵌入到具有设置在一对面板之间的有序三维微结构芯的夹层结构中的方法。该方法包括将至少一个紧固件连接到第一面板。该方法还包括使用光束照射贮存器中的一定体积的光单体，以形成环绕至少一个紧固件的有序三维微结构芯。该方法还包括将第二面板连接到有序三维微结构芯，以形成夹层结构。嵌入到夹层结构中的紧固件被构造为辅助夹层结构连接到另外的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及夹层结构，更具体地，涉及将紧固件嵌入开口蜂窝夹层结构中的方法。
技术介绍
夹层结构通常包括通过轻质加强芯分隔开的一对薄的刚性面板材料。由于夹层结构的高比强度和刚度，夹层结构广泛用作高级航空和车辆设计中的结构化部件。传统地，轻质加强芯包括闭孔材料，例如轻木、蜂窝状或者闭孔泡沫。此外，通常被钻出一系列孔或者另外地通过该芯和夹层面板中的一个或多个机械加工一系列孔，使得夹层结构可以通过一系列紧固件被连接到周围的结构或者子系统。然而，穿过夹入的芯材料的钻孔、开孔或者闭孔可能会损坏该芯。可选地，用于将紧固件嵌入到夹层结构中且同时保持芯的结构完整性的传统方法费时并且昂贵。此外，传统的芯材料具有显著小于面板的压缩强度，这限制了可以施加到将夹层结构连接到周围结构或子系统的面板的转矩量(即，过度扭转紧固件可能不利于折叠该芯)。此外，传统芯材料(例如，蜂窝或者泡沫)不能被穿过，因此将该夹层结构连接到周围结构或子系统的紧固件仅可以经由面板传送机械载荷(即，因为传统的芯材料被设计为轻质的，因此具有加强材料与空气的低比率，由于紧固件与该芯之间的最小接触面积，穿过该芯延伸的紧固件在传送机械载荷方面是没有效果的)。此外，在面板中机械加工紧固件孔引入了潜在的流体泄漏路径(即，紧固件孔打破了面板的连续性并且允许流体通过紧固件孔泄漏进入或者流出芯)。因此，必须密封紧固件孔以防止流体进入芯，否则可能会损坏或腐蚀芯。当传统的夹层结构适用于多功能方式时，例如用于隔音、主动加热或冷却和/或流体存储(例如，结构化燃料箱)，也要考虑到紧固件的密封。
技术实现思路
本专利技术涉及用于将紧固件嵌入具有设置在一对面板之间的开口蜂窝微结构芯的夹层结构中的多种方法。在一个实施例中，该方法包括将至少一个紧固件通过任意适当的方法连接到第一面板。该方法还包括使用光束照射一定体积的光单体，以形成环绕至少一个紧固件的有序三维微结构芯。该方法还包括将第二面板连接到有序三维微结构芯，以形成夹层结构。照射一定体积的光单体可以将有序三维微结构芯连结到至少一个紧固件。该光线可以具有任意适当的波长，例如准直的紫外线。照射一定体积的光单体的操作可以包括引导一系列光束穿过覆盖贮存器的掩模中的第一系列孔、以及引导多个光束穿过环绕至少一个紧固件的掩模中的多个第二孔，其中第一系列孔中的孔之间的间距大于第二系列孔中的孔之间的间距。照射一定体积的光单体的操作可以包括使用光束以第一角度取向照射环绕至少一个紧固件的一定体积的光单体的第一区域以形成通过沿第一角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第一区域、以及使用光束以第二角度取向照射一定体积的光单体的第二区域以形成通过沿不同于第一角度取向的第二角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第二区域。照射一定体积的光单体的操作可以包括照射环绕至少一个紧固件的一定体积的光单体的第一区域以形成通过第一密度的互连聚合物光导件限定的有序三维微结构芯的第一区域、以及照射一定体积的光单体的第二区域以形成通过小于第一密度的聚合物光波导件的第二密度的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第二区域。照射光单体贮存器的操作可以包括引导一系列光束穿过覆盖贮存器的掩模中的一系列孔。紧固件可以是任意适当类型的紧固件，例如外螺纹螺柱或者内螺纹插入件。在一个实施例中，该方法包括将脱模机施加到外螺纹螺柱，以防止有序三维微结构芯粘附到外螺纹螺柱。在另一个实施例中，该方法包括在使用光束照射一定体积的光单体的操作之前在外螺纹螺柱上插入分隔件以防止有序三维微结构芯粘附到外螺纹螺柱、在使用光束照射一定体积的光单体的操作之后移除分隔件以形成环绕外螺纹螺柱的空隙以及将内螺纹紧固件插入该空隙中以将外螺纹螺柱连接到另外的部件。该方法还可以包括在将第二面板连接到有序三维微结构芯之前从贮存器移除未聚合光单体。该方法还可以包括在第二面板中形成与紧固件对准的孔。该方法还可以包括密封有序三维微结构芯的外围。在一个实施例中，所述将至少一个紧固件嵌入夹层结构中的方法包括将至少一个紧固件连接到限定与至少一个紧固件对准的至少一个开口的第一面板、使用光束照射贮存器中的一定体积的光单体以形成环绕至少一个紧固件的有序三维微结构芯以及将第二面板连接到有序三维微结构芯以形成夹层结构。该紧固件可以是任何适当类型的紧固件，例如内螺纹支架或者光滑孔支架。所述光线可以具有任意适当的波长，例如准直的紫外线。该方法还可以包括使用密封化合物密封至少一个紧固件，以阻止光单体通过至少一个紧固件从贮存器泄露。在一个实施例中，该方法还包括在第二面板中形成与至少一个紧固件以及第一面板中的至少一个开口对准的至少一个开口。照射一定体积的光单体的操作可以包括使用光束以第一角度取向照射环绕至少一个紧固件的一定体积的光单体的第一区域以形成通过沿第一角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第一区域、以及使用光束以第二角度取向照射一定体积的光单体的第二区域以形成通过沿不同于第一角度取向的第二角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第二区域。照射一定体积的光单体的操作可以包括照射环绕至少一个紧固件的一定体积的光单体的第一区域以形成通过第一密度的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第一区域、以及照射一定体积的光单体的第二区域以形成通过小于第一密度的聚合物光波导件的第二密度的互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯的第二区域。在一个实施例中，照射一定体积的光单体的步骤包括引导一系列光束穿过覆盖贮存器的掩模中的第一系列孔以及引导一系列光束穿过环绕至少一个紧固件的掩模中的第二系列孔。在一个实施例中，第一系列孔之间的间距大于第二系列孔之间的间距。在一个实施例中，照射一定体积的光单体包括引导第一系列光束穿过覆盖贮存器的掩模中的第一系列孔和引导第二系列光束穿过环绕至少一个紧固件的掩模中的第二系列孔。在一个实施例中，第二系列光束中的光束数量大于第一系列光束中的光束数量。在另一个实施例中，第二系列光束中在光束与垂直于掩模表面的虚轴之间形成的角度大于由第一系列光束形成的角度。本专利技术还涉及具有一个或多个嵌入的紧固件的夹层结构的多个实施例。在一个实施例中，该夹层结构包括连接到第一面板的至少一个紧固件、通过环绕至少一个紧固件的一系列互连的聚合物光波导件限定的有序三维微结构芯以及连接到有序三维微结构芯的第二面板。有序三维微结构芯被夹在第一面板和第二面板之间。三维微结构芯可以具有通过环绕至少一个紧固件的第一密度的互连的聚合物光波导件限定第一区域和通过第二密度的互连的聚合物光波导件限定的第二区域。三维微结构芯可以具有通过环绕至少一个紧固件的互连的聚合物光波导件的第一角度取向限定的第一区域和通过不同于第一角度取向的互连的聚合物光波导件的第二角度取向限定的第二区域。有序三维微结构芯可以连结到至少一个紧固件。本
技术实现思路
提供用于介绍以下进一步详细说明的选择方案。本
技术实现思路
不意在确定将要保护的主题的关键或必要技术特征，也不意在用于限制所要保护的主题的保护范围。附图说明本专利技术实施例的上述和其它特征和优点将结合附图通过参考下面的详细描述说明更加清楚。在附图中，相同的附图标记在所有附图中用于表示相同的特征和部件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将至少一个紧固件嵌入夹层结构中的方法，所述方法包括以下步骤：将所述至少一个紧固件连接到第一面板；使用光束照射贮存器中的一定体积的光单体，以环绕所述至少一个紧固件形成有序三维微结构芯；和将第二面板连接到所述有序三维微结构芯，以形成所述夹层结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.26 US 14/226,8011.一种将至少一个紧固件嵌入夹层结构中的方法，所述方法包括以下步骤：将所述至少一个紧固件连接到第一面板；使用光束照射贮存器中的一定体积的光单体，以环绕所述至少一个紧固件形成有序三维微结构芯；和将第二面板连接到所述有序三维微结构芯，以形成所述夹层结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定体积的光单体的所述照射步骤将所述有序三维微结构芯连结到所述至少一个紧固件。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定体积的光单体的所述照射步骤包括：引导多个光束穿过覆盖所述贮存器的掩模中的多个第一孔；和引导多个光束穿过环绕所述至少一个紧固件的所述掩模中的多个第二孔，其中所述多个第一孔中的孔之间的间距大于所述多个第二孔中的孔之间的间距。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定体积的光单体的所述照射步骤包括：使用光束以第一角度取向照射环绕所述至少一个紧固件的所述一定体积的光单体的第一区域，以生成通过沿所述第一角角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的所述有序三维微结构芯的第一区域；和使用光束以第二角度取向照射所述一定体积的光单体的第二区域，以生成通过沿不同于所述第一角度取向的所述第二角度取向定向的互连的聚合物光波导件限定的所述有序三维微结构芯的第二区域。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定体积的光单体的所述照射步骤包括：照射环绕所述至少一个紧固件的所述一定体积的光单体的第一区域，以生成通过第一密度的互连的聚合物光波导件限定的所述有序三维微结构芯的第一区域；和照射所述一定体积的光单体的第二区域，以生成通过小于所述第一密度的互连的聚合物光波导件的第二密度的互连的聚合物光波导件限定的所述有序三维微结构芯的第二区域。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第二面板到所述有序三维微结构芯的连接步骤之前从所述贮存器移除未聚合光单体。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个紧固件包括外螺纹螺柱。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：将脱模剂施加到所述外螺纹螺柱，以防止所述有序三维聚合物微结构芯粘附到所述外螺纹螺柱。9.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：在使用所述光束照射所述一定体积的光单体之前，在所述外螺纹螺柱上插入分隔件，以防止所述有序三维微结构芯粘附到所述外螺纹螺柱；在使用所述光束照射所述一定体积的光单体之后移除所述分隔件，以形成环绕所述外螺纹螺柱的空隙；和将内螺纹紧固件插入所述空隙，以将所述外螺纹螺柱连接到另外的部件。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第二面板中形成与所述至少一个紧固件中的相应的一个对准的至少一个孔。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个紧固件包括内螺纹插入件。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一定体积的光单体的照射步骤包括引导多个光束穿过覆盖所述贮存器的掩模中的多个孔。13.根据权利要求1所述的方法，还包括：密封所述有序三维聚合物微结构芯的外围。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束为准直的紫外线光束。15.一种将至少一个紧固件嵌入夹层结构中的方法，所述方法包括以下步骤：将所述至少一个紧固件连接到限定与所述至少一个紧固件对准的至少一个开口的第一面板；使用光束照射贮存器中的一定体积的光单体，以环绕所述至少一个紧固件形成有序三维微结构芯；和将...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·哈德利，E·C·克拉夫，A·J·雅各布森，
申请(专利权)人：HRL实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US