[发明专利]用于形成节点-面板接头的方法和装置

说明书

公开了一种在运输结构中使用的节点‑面板接合结构。节点包括基部、从基部突出以形成用于接收面板的凹部的第一和第二侧部、第一和第二端口、布置在邻近面板的每个侧部的表面上的一个或更多个粘合剂区域、以及联接在第一端口与第二端口之间且构造为用粘合剂填充粘合剂区域的至少一个通道，粘合剂固化以形成节点‑面板接合。节点可增材制造并可使用包括密封填料的密封填料特征，其界定且限定粘合剂区域，且可在粘合剂注入前后气密地密封该区域。节点可包括隔离特征，其包括隔离件以抑制电化腐蚀。粘合剂可顺序填充第一侧部的粘合剂区域，然后填充第二侧部的粘合剂区域。替代地，粘合剂可以并行地或同时地填充在两个侧部的粘合剂区域。

技术领域

本公开涉及诸如汽车、卡车、火车、船、飞机、摩托车、地铁系统等的运输结构，并且更具体地涉及用于在运输结构中形成节点-面板连接结构的技术。

背景技术

诸如汽车，卡车或飞机的运输结构采用大量的内部面板和外部面板。这些面板为汽车、卡车和飞机提供结构，并且适当地响应于由如加速和制动的各种动作产生或形成的许多不同类型的力。这些面板也提供支撑。它们提供用于定位座椅的底板和用于固定大且重的部件的支撑件。面板参与为汽车提供关键的悬架特性。独特形状的面板为高性能汽车和飞机两者提供特殊的空气动力学特性。内部门面板和仪表面板可以提供重要的功能并在碰撞事件期间保护乘员。面板是运输结构的一体部分。

大多数面板必须以安全、良好设计的方式联接到其他面板或其他结构，或与其他面板或其他结构牢固地接合。这些连接类型可以使用专用接头构件(joint member)或节点(node)来实现。这些接头构件或节点不仅用于附接到、接合、以及固定面板本身，而且它们还可用于将面板联接到汽车的其他关键部件(例如，另一面板、挤压件、管、其他节点等)或执行独立的功能。运输结构通常使用各种类型的节点-面板接头(node-panel joint)来使面板能够与其他结构接合以及实现上述功能。

这些节点-面板接头结构的设计和制造在某种程度上是有问题的，因为接头常常是专用结构，其需要复杂的子-子结构，用于实现与面板的牢固、耐久和持久的结合。使用传统的制造过程通常极难有效地或廉价地制造这些类型的复杂结构。例如，机械加工可以生产具有这种细节水平的高精度部件，但成本很高。铸造和其他方法不可能产生这种镶板应用所需的相同精度水平。另外，由于以上的制造限制，用于连接面板的常规接头通常不必要地庞大并且由较重的材料制成。毋庸置疑，车辆中体积较大且较重的结构会产生几何设计限制并且效率低下。此外，在不同材料要连接或以其他方式一起使用的情况下，如在各种结构应用中经常出现的情况，使用常规制造过程的有效连接技术是复杂的并且通常难以实现。随着时间的推移，所得到的连接部件可能会经受腐蚀和其他问题。

简而言之，需要具有更大复杂度和优越能力的更高效、更轻的节点设计来与面板接合以在可管理的价格点实现潜在的高性能应用。

发明内容

下文将参照本公开的各种说明性方面更全面地描述用于与运输结构中的面板接合的节点及其增材制造。

在本公开的一个方面中，一种节点包括：基部；第一侧部和第二侧部，其从基部突出以形成用于接收面板的凹部；第一端口和第二端口；一个或更多个粘合剂区域，其设置在邻近面板的每个侧部的表面上；以及至少一个通道，其联接在第一端口与第二端口之间并且被构造为用粘合剂填充粘合剂区域，所述粘合剂被固化以形成节点-面板接头。

在本公开的另一方面，一种方法包括：增材制造(AM)节点，所述节点包括：基部；第一侧部和第二侧部，其从所述基部突出以形成面板凹部；第一端口和第二端口；一个或更多个粘合剂区域，其设置在每个侧部的内表面上；以及至少一个通道，其联接在(i)所述第一端口、(ii)所述一个或更多个粘合剂区域中的每一者、与(iii)所述第二端口之间；以及在所述一个或更多个粘合剂区域中的每一者周围插入密封填料。