[发明专利]用于运输结构的定制成形板件及其组装方法

说明书

本发明公开了用于为包括车辆和飞机的运输结构提供定制成形板件的技术。在本公开的一个方面，用于运输结构的板件包括：第一面板；与第一面板相对布置的第二面板，第二面板包括与第一面板不同的几何轮廓，以在第一面板与第二面板之间限定具有可变厚度的空间；芯体，其被配置为占据该空间。在另一个方面，节点可以增材制造，从而通过接合相对面板来形成定制板件。节点具有入口端口，用于将泡沫状物质提供到面板之间的空间中，此后固化成芯体。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2020年2月14日提交的美国专利申请No.16/792,048的优先权，其名称为“CUSTOM FORMED PANELS FOR TRANSPORT STRUCTURES AND METHODS FORASSEMBLING SAME(用于运输结构的定制成形板件及其组装方法)”，该专利申请已转让给本申请的受让人，并且出于各种目的，在此通过引用特意并入本文。

通过引用并入

申请人通过引用并入了于2017年12月22日提交的美国专利申请序列No.15/853,301，其名称为“Methods and Apparatus for Forming Node to Panel Joints(用于形成节点至板件的接头的方法和设备)”，该专利申请被转让给本申请人，因此如同在本文中阐述一样。

技术领域

本公开总体上涉及车辆和其他运输结构的组装，更具体地说，涉及用于为各种应用组装定制成形板件的技术。

背景技术

包含各种尺寸、形状和其他物理特性的板件通常用于运输结构的组装中，比如车辆、火车、摩托车、海船、潜水艇、航天器、飞机等。这些包括内部板件和外部板件。它们还包括用于封闭空间的板件和设计用于承受结构载荷的本体板件。包括粘附至内部芯体的外面板的夹层板件既用于低密度应用，也用于需要高结构刚度的应用。为了适应这一应用范围，传统板件可以相应地设计成具有不同的几何形状，可以包含不同的材料成分(例如，单层板件与夹层板件等)，并且可以包括不同的物理特性，比如密度、延展性、刚度、拉伸强度等。

随着对更复杂和更多样的板件几何形状的需求增加，需要更复杂的工具，并且工具和劳动力费用成为制造商越来越关心的问题。夹层板件通常使用传统的制造技术生产，包括用于生产板件芯体并将面板集成到芯体的相对侧上的专用模具和其他设备。使用传统铸造设备生产的最终板件通常可以是均匀平坦的，面板之间的距离恒定，并且具有用于支撑的均匀厚度的内部芯体结构。

装配线环境中的制造商通常试图通过限制车辆中使用的板件类型来尽量降低制造成本，而不是坚持那些可以以较低成本获得或者可以使用自制工具制造的品种。因此，设计灵活性和创新性可能受到影响。

当设计考虑反映出需要使用更复杂几何形状的更长板件时，也可能遇到问题，其中一些板件可能延伸跨过运输结构的相当大一部分。将夹层板件部段端对端地连接在一起以获得更长板件可能需要焊接和人工过程，这增加了整个组装的时间和人力。将板件沿边缘联接在一起也可能需要高精度加工设备，例如，以避免易于产生空气动力阻力的突出部或其他不连续物的方式将新飞机设计的板件连接在一起。

在本领域中需要开发一种全新的组装基础设施，用于高效且快速地组装新的板件设计，而不受上述限制。

发明内容

下文将更全面地描述根据本公开的几个方面的定制成形板件。

板件的一个方面包括第一面板、与第一面板相对布置的第二面板、以及芯体，第二面板包括与第一面板不同的几何轮廓，以在第一面与和第二面板之间限定具有可变厚度的空间，芯体占据该空间。

本公开的另一方面包括板件，该板件包括：第一面板、与第一面板相对的第二面板、第三面板、与第三面板相对的第四面板、第一桥接节点、以及芯体材料，第一桥接节点包括联结第一面板和第三面板的相应边缘的第一接口，芯体材料填充至少由联结的第一面板和第三面板限定的空间。