六边四面体桁架结构制造技术

一轻质、高强度可模制结构，包括一具有许多相互连接的空腔１２的芯体。每一实心壁包围的空腔１２具有一六边形底面２４，从而结构芯体具有上下表面。每一实心壁包围的空腔１２具有一独特的六边四面体形状，其中，一规则的四面体置于一六边形基底之上，且与其合为一体。空腔壁可以是实心的，为了制得更轻质的结构，空腔壁也可以由一系列支撑６３、６４形成。上下表面可以由覆盖层１４、１６覆盖，使得本结构适用于船壳、真空室和飞行器。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种蜂房型桁架结构。许多已知的蜂房结构可以用作支撑墙壁、建筑物的顶棚及屋顶。例如，1972年2月15日授予菲格的美国专利3，642，566和1972年2月29日授予菲格的美国专利3，645，833揭示了一种由四面体形单元构成的桁架结构。1974年11月19日授予蔡特林的美国专利3，849，237和1975年9月23日授予蔡特林的美国专利3，906，571，公开了一种具有由金属板粘结在一起构成的四面体组件的结构。还有1975年10月21日授予博格福德的美国专利3，914，486公开了一种由三个侧面的半立方体在其底部互相连接而成的结构。许多已有结构的主要缺点是它们很难模制，所以制造成本昂贵。另一个缺点是它们往往只能制成平面状，不易形成或弯曲成其他形状。一种已有的较轻的桁架结构的缺点是它们不是真的牢固，受到扭转和压力时结构容易损坏。作用于这种结构的某一点的压力不能很好地分配到整个结构上，从而使结构遭到破坏。本技术提供了一种牢固的轻型桁架结构，它可以克服已有技术的缺点，这种结构容易模制，且可以形成平面、圆形和其他曲线形状。本技术桁架结构的另一个特征和优点是作用于结构上任意一点的压力可以分配到整个结构上从而增加了结构的强度。本技术的另一个特征和优点是用于制造具有实心壁的结构的模具可以容易地和廉价地由六边形棒材制成。本技术的这些和其他一些特征和优点可以通过一种轻的、新颖的和独特的高强度桁架结构来实现，该桁架结构具有一由许多相互连接的具有实心壁的空腔组成的芯体，每个空腔有一六边形的底面。芯体的上部及下部外表面有许多相互连接成蜂房状的六边形底面。芯体中的每个空腔具有一独特的六边四面体形，其中，一六边形底面及其侧壁与三边四面体或金字塔形(锥形体)的底面与边壁合为一体。六边四面体空腔有三个平行四边形侧壁。每个平行四边形侧壁的一个顶点与其他两个平行四边形的相应的顶点相交(重合)形成四面体的顶点。每个平行四边形另一个与其相对的顶点与六边形底面的六个顶点之一相交(重合)。六边四面体空腔的其他六个侧面也可以选用直角三角形，它们成对安排且具有一公共的第一三角形边。每个三角形的第二三角形边也就是六边形底面的一边。每个三角形的第三三角形边也就是平行四边形侧壁的一边。空腔壁可以是实心的，也可以是由一系列平行四边形支撑形成，以得到一重量更轻的结构。还可以再加上水平支撑以进一步增加强度。芯体可以是圆形的、平面形的或曲线形的。芯体的上下蜂房阵列表面可以用覆盖层覆盖以形成实心平板。带覆盖层的结构适用于任何需要轻质、高强度和抗压性能的应用场合，包括飞行器、船壳(身)、火箭外壳及真空室。本桁架结构的一个主要优点是它可以模制。为了制造带有实心空腔壁的结构，两个相对的平板被互相靠近，每块板上有一系列互相毗邻的模具从其表面伸出。每一模具具有一与上述六边四面体空腔相对应的六边四面体形状。模具的六边形底面固定在平板上。每块板上的六边四面体模具的顶点被互相移近且对准相对的平板上的模具间的互补的空腔。芯体材料，诸如融熔的塑性材料，在两块平板的相对的模具间流动，以形成带有实心壁的桁架结构。然后，可以在芯体的上下蜂房表面加上覆盖层。为了制造由平行四边形支撑形成的中空的平行四边形侧壁来替代实心空腔壁的平行四边形侧壁的桁架结构，可使相对的模具的相对侧面彼此互相接触。然而，模具的棱边被铣掉，使融熔的塑性材料得以在相邻的相对模具间流动进入棱边的被铣掉的部分所留下的空间。在实心空腔壁实施例中，三个平表面本来要相交的每一位置处都形成了平行四边形支撑。通过在三个平行四边形侧壁上开水平凹槽一除了模具阵列周边上的模具的外壁上以外一水平支撑可以形成且它们连接每个平行四边形壁上两个相对且相距最近的平行四边形顶点。塑性材料流入槽中而形成水平支撑。具有水平支撑的结构特别牢固，因为水平和平行四边形支撑相交而形成十二点的中心(毂)，支撑从毂(中心点)径向地向十二个方向伸展。十二点中心毂结构提供了最大的稳定性，保证作用于结构任一部分的荷载被分配到整个桁架结构上。本技术的实心空腔实施例还可以用金属冲压而成，因为每个空腔的整个表面区域与它的外表面区域是相同的，在空腔内部没有另外的表面区域。通过下面参照附图对较佳实施例的详细描述，本技术的这些或其他特征及优点对熟悉本
的技术人员将更为明显。附图说明图1为本技术具有实心平面侧壁桁架结构的第一实施例的局部透视图；图2为本桁架结构第一实施例的局部俯视图；图3为沿图23－3线剖切的桁架结构的侧视图；图4为用于制造本技术桁架结构第一实施例的上部及下部模具阵列侧视图；图5为沿图45－5线剖切的上部模具阵列俯视图；图6为用于制造本技术桁架结构第一实施例的单个模具的示意图7为图6所示模具的侧视图，显示了一个平行四边形面和两个三角形壁；图8为图6所示模具的第二侧视图，显示了两个平行四边形壁和两个三角形壁；图9为图6所示模具的仰视图，显示了六边形的底面；图10为图6所示模具的俯视图，在图中心处，显示了锥的顶点；图11为本技术第二实施例的模具的示意图，该模具具有用于制造平行四边形支撑的平行四边形铣过的棱边；图12为图11所示模具的侧视图，显示了一平行四边形壁和两个三角形壁；图13为图11所示的模具的第二侧视图，显示了两个平行四边形壁和两个三角形壁，还有可选择采用的铣过的三角形棱边39；图14为图13所示模具的仰视图，显示了具有铣过的顶点的六边形底面；图15为图11所示的模具的俯视图，在图的中心处有锥顶。图16为本技术第三实施例的模具的示意图，模具具有用于制成平行四边形和水平支撑的平行四边形铣过的棱边和水平槽；图17为图16所示模具沿线17－17的侧视图；图18为图16所示模具的底面的仰视图，显示了六边形底面；图19为图16所示模具的俯视图，在图中心处有铣过的顶点。图20为图16所示的模具的俯视图，图中去掉了水平支撑；图21为具有实心平面侧壁以及平行四边形和水平支撑的桁架结构第四实施例的局部透视图；图22显示了用以形成平行四边形支撑的三条铣过的棱边的交点；图23为一较佳形状的平行四边形支撑的截面图；图24为两个平行四边形支撑的交汇点的俯视图，一个平行四边形支撑具有如图23所示的形状且由下部模具阵列制成，另一个平行四边形支撑是利用具有相同形状但旋转了180°的上部模具阵列制成；图25A到25D是其他形状的平行四边形支撑的截面图；图26示出了用以形成水平支撑的两个有槽侧面的交汇处；图27为水平支撑较佳形状的截面图；图28A示出了具有由平行四边形支撑形成的中空平行四边形壁的芯体结构；图28B是加上了三角支撑后的图28A的芯体结构；图29A到29D示出上部和下部模具阵列放到一起制造以上任何一种实施例的芯体结构的顺序；图30为用于制造桁架结构芯体的支架组件的侧视图。图1为本技术桁架结构的第一实施例的局部透视图。在图1中，桁架结构10包括一系列相邻的以蜂房形状排列的空腔12，每一空腔的周围由若干实心的平面侧壁13围住，这些侧壁13将在下面进一步讨论。蜂房形空腔由上覆盖层14和下覆盖层16覆盖，以形成实心平面结构10。覆盖层14和16粘结在蜂房结构的上下表面上以形成实心平表面。包括相邻空腔12的芯体可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构，包括：许多排列成阵列的互相紧邻空腔１２形成的上下阵列表面，每一空腔有一锥顶３０和一四面体，其锥顶３０与空腔的锥顶３０重合，四面体位于六边形基底２４顶部且与其合为一体，六边形基底有六个底面顶点２９，而且三个空腔壁２６为平行四边形 ，每个平行四边形有四个平行四边形顶点２９、３０、３１、３３，每个平行四边形的第一平行形顶点３０与四面体的锥顶相交（重合），且相对的第二平行四边形顶点２９与底面顶点２９相交（重合）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪克奥托魏瑟，
申请(专利权)人：四六股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]