專利名稱：精確折疊、高強(qiáng)度、耐疲勞的結(jié)構(gòu)以及其板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及材料板的設(shè)計和精確折疊以及由該材料板結(jié)構(gòu)的制造。 特別是，本發(fā)明涉及一種設(shè)計、制備和制造的方法，包括但不局限于制備板 材的方法，以便能夠精確折疊，本發(fā)明還涉及該方法的使用，用于高強(qiáng)度、 耐疲勞的結(jié)構(gòu)或組件的快速兩維至三維的折疊。
背景技術(shù)：
本申請是美國專利申請No.10/672766申請日為2003年9月26日，名稱 為 TECHNIQUES FOR DESIGNING AND MANUFACTURING PRECISION-FOLDED, HIGH STRENGTH RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR的部分繼續(xù)申請，該美國專利申請No. 10/672766是美國 專利申請No.10/256870申請日為2002年9月26日，名稱為METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET OF MATERIALS, SLIT SHEETS FABRICATION PROCESS的部分繼續(xù)申請，該美國專利申請No.10/256870 是美國專利申請No.09/640267申請日為2000年8月17日，名稱為METHOD FOR PRECISION BENDING OF A SHEET OF MATERIALS AND SLIT SHEETS THEREFOR,目前為美國專利No.6481259Bl的部分繼續(xù)申請。上 述所有申請全部被本文參引。本申請還要求美國臨時專利申請No.60/663392的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專 利申請的申日為2005年3月17日，名稱為PRECISION-FOLDED, HIGH STRENGTH, FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR,該文獻(xiàn)的整個內(nèi)容一皮本文參引。在用彎曲的板材連接時通常遇到的問題是彎曲的位置很難控制，因為彎 曲公差變化和公差誤差的積累。例如，在形成用于電子設(shè)備的殼體時，板材 在特定公差內(nèi)沿第一彎曲線彎曲。然而，第二彎曲常常根據(jù)第一彎曲來定位， 因此公差誤差將積累。由于產(chǎn)生用于電子部件的底盤或外殼可能包括三個或更多彎曲，因此，在彎曲時積累的公差誤差的效果可能^艮明顯。而且，可達(dá) 到的公差在很大程度上取決于彎曲設(shè)備和它的工具以及操作人員的技巧。解決該問題的一種方法是通過使用狹槽或槽來控制板材中的彎曲位置。 狹槽和槽可以非常精確地形成于板坯中，例如通過使用計算機(jī)數(shù)控(CNC)裝 置，該計算機(jī)數(shù)控裝置控制狹槽或槽的形成裝置，例如激光器、噴水口、沖 壓壓機(jī)、刀或其它工具。參考圖1,圖中表示了材料板21,該材料板21有首尾對齊的多個狹槽 或槽23,這些狹槽或槽23沿設(shè)置的彎曲線25相互間隔開。在一對縱向相鄰 的狹槽或槽之間是彎曲腹板、齒槽鍵或條27，它們將在板21彎曲時塑性變 形。腹板27使得板一起保持為單個部件。當(dāng)采用并不穿透板21的槽時，材 料板也通過在各槽后面的腹板材料而保持在一起。槽或狹槽23在板21中的位置可以精確控制，以便以相對較小的公差來 將槽或狹槽定位在彎曲線25上。因此，當(dāng)板21在開槽或開狹槽工序后進(jìn)行 彎曲時，在非常接近彎曲線的位置處產(chǎn)生彎曲。因為狹槽可以精確地布 置在材料平板上，因此，在各隨后的彎曲由參考在前彎曲而定位的情況下， 與通過壓彎機(jī)形成彎曲的情況相比，在該彎曲工序中的積累誤差小得多。然而，即使基于開槽或基于開狹槽，板材的彎曲也有它的問題。首先， 由于腹板的塑性變形和在腹板27兩端開狹槽，在彎曲腹板或條27中的應(yīng)力 很大且集中。為了開槽，在槽的后面或背側(cè)的材料應(yīng)力也很大和非常集中。 因此，在腹板27處和/或槽23后面可能產(chǎn)生疲勞。而且，槽或狹槽并不會使 腹板27必然產(chǎn)生直接沿彎曲線25的彎曲，且開槽工序較慢和不一致，特別 是當(dāng)銑削或點切割V形槽時。因此，開槽并不能廣泛和經(jīng)濟(jì)地使用。如圖1A和1B中所示，當(dāng)板21有狹槽如圖中23a所示和/或有槽如圖中 23b所示時，彎曲腹板27a和27b將產(chǎn)生塑性變形，并有殘余應(yīng)力。當(dāng)然， 對于狹槽23a,材料必須沿狹槽的長度完全除去或切除。對于V形槽23b, 在槽23b和彎曲的凸形外側(cè)之間將有薄腹板29,但是它也將產(chǎn)生塑性變形和 有很高應(yīng)力。V形槽的彎曲通常沿使得槽關(guān)閉的方向，因而側(cè)表面靠攏，如 圖1B中所示。圖1A和1B的彎曲結(jié)構(gòu)的負(fù)載有垂直力Fv和/或水平力FH 將使得彎頭處于相當(dāng)大的應(yīng)力下，并將削弱狹槽和/或槽以及使條或腹板 27a、 27b以及薄腹板29塑性變形。與當(dāng)使用無狹槽或無槽彎曲工序時相比， 結(jié)構(gòu)將在較低力的水平下產(chǎn)生失效。現(xiàn)有技術(shù)中還采用了使板開槽以便于彎曲的另一方案。然而，用于產(chǎn)生 彎曲的該開槽技術(shù)主要設(shè)計成產(chǎn)生視覺或用于雕塑用途的裝飾效果。該視覺效果稱為"縫合(stitching)",且彎曲自身通過梁來進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。這種縫合雕 塑至少在1998年就在紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館中展覽，且板開槽技術(shù)在公開美 國專利申請US2002/0184936A1中介紹，其
公開日為2002年12月12曰 ("Gitlin等申i青，，)。該雕塑還在Contemporaty World Architects的、名稱為 "Office dA"的出版物pp. 15， 20-35， 2000中表示和介紹。圖2、 2A和2B表示 了使用縫合技術(shù)的 一個實例。圖2中表示了 Office dA或Gitlin等申請的一個實施例。多個狹槽31形 成于板材32中。狹槽31為線性，并沿彎曲線33的相對側(cè)彼此橫向偏離。 可以看見狹槽縱向交疊，以便確定在交疊狹槽端部之間的彎曲齒槽、腹板、 條或"縫合線"34。圖2A和2B表示了板32中的一個狹槽的一端的放大側(cè)視 圖，該板已經(jīng)沿彎曲線33彎曲卯度，且在彎曲線相對側(cè)的板部分35和36 通過扭轉(zhuǎn)條或"縫合線"34而相互連接，該扭轉(zhuǎn)條或縫合線34在90度板部分 35、 36之間進(jìn)行扭轉(zhuǎn)或縫合。紐約現(xiàn)代藝術(shù)雕塑博物館的建筑師認(rèn)識到所形 成的彎曲在結(jié)構(gòu)上并不是很堅固，且他們將焊接至雕塑中的局部隱藏梁包含 在各縫合彎曲的內(nèi)部頂點中。因為狹槽31平行于彎曲線33,因此，有一致或均勻?qū)挾瘸叽绲臈l34 將在扭轉(zhuǎn)時在它們的長度上進(jìn)行扭轉(zhuǎn)或塑性變形，因此，在90。彎曲端部，條的背側(cè)與在位置37處的狹槽31另一側(cè)的面38嚙合。該嚙合使得板部分 35向上升高離開在板部分36上的面38，并試圖打開狹槽的端部40和在該 狹槽端部進(jìn)一步產(chǎn)生應(yīng)力。條34扭轉(zhuǎn)和彎曲端部升高的結(jié)果是在板部分35 和面38之間的狹槽31長度上產(chǎn)生間隙G。條或縫合線34的扭轉(zhuǎn)迫使板部 分35離開面38,并使得狹槽兩端40產(chǎn)生應(yīng)力(圖中只表示了 一個狹槽端40, 但是在狹槽31的另一狹槽端40也產(chǎn)生相同應(yīng)力，如圖2A和2B中所示)。間隙G在各狹槽31處沿彎曲線3 3的長度在彎曲線的交替?zhèn)犬a(chǎn)生。這樣， 在各狹槽處將迫使板部分脫離與狹槽確定面的接觸，而不是被拉動成與該面 接觸并由此完全由該面支承。而且，非常重要的是，圖2的開狹槽結(jié)構(gòu)使得各條34有非常高的應(yīng)力。 當(dāng)條的長度增加(在狹槽31端部之間交疊的長度)以便試圖降低沿條長度扭 轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力時，試圖彈性拉動或?qū)宀糠謯A在相對面上的力減小。相反，當(dāng)條34長度減小時，扭轉(zhuǎn)形成在恒定寬度條中的微撕裂，從而形成應(yīng)力升 高，且扭轉(zhuǎn)條的總體狀態(tài)是它們受到過大應(yīng)力。這將削弱彎曲的強(qiáng)度，并留 下不能承受負(fù)載的彎曲。施加在板部分35上的垂直力(圖2B中Fv)將直接使得扭轉(zhuǎn)和預(yù)加應(yīng)力的 條34負(fù)載，且因為有間隙G,條將在負(fù)載作用下進(jìn)一步塑性變形，并可能 在4反部分35向下移動至與面38嚙合和支岸〈在該面38上之前失效或撕裂。 類似的，水平力FH將在間隙G關(guān)閉和板部分35支承在相對狹槽面38上之 前撞壞縱向相鄰條34(和圖2B中的剪切條34)。在圖2-2B和Gitlin等申請的開狹槽方案中固有的另一問題是恒定的條 寬度不能獨立于變化狹槽之間的距離，且在并不向條施加極端應(yīng)力的情況下 條寬度不能小于材料厚度。當(dāng)狹槽31相互平行和縱向交疊時，根據(jù)定義， 條寬度必須等于狹槽之間的間距或凹凸部(jog)。這限制了設(shè)計用于結(jié)構(gòu)負(fù)載 條的彎曲的靈活性。而且，狹槽終止于每個另一狹槽端部，該端部每隔一個 狹槽相互對齊。因此，不能試圖降低在狹槽端部產(chǎn)生的應(yīng)力升高和微裂紋的 傳播，且對齊的狹槽端部可能在負(fù)載下破裂。因此，圖2-2B的板開狹槽結(jié)構(gòu)可以很容易地用于裝飾性彎曲，但是不 能很好地用于必須提供較大結(jié)構(gòu)支承和耐疲勞的彎頭。Gitlin等的申請也教導(dǎo)了形成曲線形狹槽(見圖10a、 10b),但是狹槽還 平行于曲線形彎曲線，這樣，彎曲條的寬度恒定，條沿彎曲線和平行于該彎 曲線延伸，而并不與它交叉，條進(jìn)行極度扭轉(zhuǎn)，狹槽端部將對下一個狹槽產(chǎn) 生微觀裂紋和應(yīng)力集中，且該申請教導(dǎo)使用狹槽切口，該狹槽切口只在彎頭 的端部在37處與狹槽的相對側(cè)嚙合。相同建筑師在安裝Boston的匹薩店的彎曲金屬天花板時也使用了簡單 線性穿孔技術(shù)。再有，線性穿孔的彎曲板部件并不設(shè)計成沿彎頭承載較大的 無支承負(fù)載。狹槽、槽、穿孔、凹坑和刻痕線已經(jīng)在各種專利系統(tǒng)中用作彎曲板材的 基礎(chǔ)。例如，授予West等的美國專利No.5225799使用基于開槽的技術(shù)來折 疊材料板，以便形成微波波導(dǎo)體或過濾器。在授予St. Louis的美國專利 No.4628161中，刻痕線和凹坑用于折疊材料板。在授予Brandon的美國專利 No.6210037中，狹槽和穿孔用于使塑料彎曲。利用狹槽或模切來使瓦棱紙板 彎曲在Yokoyama的美國專利No.6132349和PCT申請W097/24221以及授予G等的美國專利No.3756499和授予Fischer等的美國專利No.3258380中已有介紹。還通過狹槽很方便地彎曲紙板，如授予Hunt的美國專利 No.5692672、授予Wood的美國專利No.3963170和授予Carter的美國專利 No.975121中所述。發(fā)表的美國專利申請No.US2001/0010167Al還公開了一 種金屬彎曲技術(shù)，該技術(shù)包括開口、凹槽等，并使用大力量來產(chǎn)生控制塑性 流動和減少裂紋和皺縮。然而，在這些現(xiàn)有技術(shù)彎曲系統(tǒng)中，彎曲形成技術(shù)大大削弱了所形成的 結(jié)構(gòu)，或者不能形成精確彎曲，或者通過撞壞在彎頭一側(cè)的材料來產(chǎn)生彎曲。 而且，當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中使用開狹槽時，除了削弱結(jié)構(gòu)和促成將來的結(jié)構(gòu) 失效點，開狹槽還可能使得彎曲結(jié)構(gòu)的密封工序昂貴和困難。因此，這些現(xiàn) 有技術(shù)方法并不適合制造能夠盛裝流體或可流動材料的結(jié)構(gòu)。當(dāng)使金屬板特別是較厚的板彎曲時，精確彎曲和保持強(qiáng)度是很大的問 題。在很多用途中，非常希望能夠以較小力來彎曲金屬板，例如通過手和只 用手動工具，或者只使用適度功率的工具。當(dāng)然，這樣彎曲較厚金屬板存在 更大的問題。在本發(fā)明的另 一方面，能夠克服在基于開狹槽來彎曲板材時的現(xiàn)有技術(shù) 的缺陷將消除在現(xiàn)有技術(shù)中的金屬制造技術(shù)和因此形成的結(jié)構(gòu)的缺點。用于制造剛性三維結(jié)構(gòu)的公知現(xiàn)有技術(shù)是將由板材和非板材形成的部 件切割和連接在一起的方法。夾緊和焊接、夾持和粘接劑粘接、或者機(jī)械加 工和使用緊固件來將多個離散部件連接在一起已經(jīng)廣泛用于制造剛性三維 結(jié)構(gòu)。例如，在焊接時，在精確切割和夾緊各部件時產(chǎn)生問題；需要人工和 機(jī)器來操作大量部件以及大量零件的質(zhì)量控制和合格檢驗。另外，焊接的固 有問題是焊接的熱影響區(qū)域產(chǎn)生尺寸的形狀翹曲。對于較大材料厚度的金屬的傳統(tǒng)焊接方法通常這樣實現(xiàn)，即通過使用具 有斜角邊緣的部件，該斜角邊緣通常通過研磨或單尖頭工具而形成，這明顯 增加了制造時間和成本。而且，對于其負(fù)載幾何形狀完全取決于焊接、銅焊 或釬焊材料的接頭，熱影響金屬的疲勞失效將不可預(yù)計。焊接的疲勞失效將 通過增加焊接在一起的部件的質(zhì)量以及焊接的數(shù)目和深度來補償。當(dāng)然，這 種過度設(shè)計的附加缺點是非常嚴(yán)重的。對于沿離散部件的邊緣和面進(jìn)行板材和非板材的粘接劑粘接，處理和精 確定位幾個部件以及將它們保持或夾持就位直到材料的彎曲完成會出現(xiàn)問題。涉及三維結(jié)構(gòu)的制造的另 一類現(xiàn)有技術(shù)是快速仿形(Prototyping)方法。 它包括制造立體版型和很多其它工序，其中，設(shè)計為利用CAD系統(tǒng)來制造， 且結(jié)構(gòu)的典型數(shù)據(jù)用于驅(qū)動設(shè)備來添加或除去材料直到完成該結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技 術(shù)的快速仿形技術(shù)常常有添加或除去材料。與除去材料快速仿形方法相關(guān)的問題是它們浪費材料，其中，使用能夠 包容整個部件的材料塊，然后需要相對昂貴的高速機(jī)械加工中心來通過除去 不希望的材料而精確磨銑和切割部件?，F(xiàn)有技術(shù)的添加的快速仿形方法也存在問題。具體地說，大部分這樣的 技術(shù)適用于非常窄范圍的材料。另外，大部分都需要專用制造裝置，該專用 制造裝置根據(jù)表示部件的數(shù)據(jù)來分配材料。添加的快速仿形方法很慢，部件 包容的范圍非常有限，且常常并不用于結(jié)構(gòu)堅固的材料。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)采用能夠使板彎曲的板開狹槽或開槽來產(chǎn)生 彎頭，該方案缺乏商業(yè)結(jié)構(gòu)用途所需的精度和強(qiáng)度。這樣，該現(xiàn)有技術(shù)板彎 曲技術(shù)主要用于輕型金屬彎曲或裝飾用途，例如雕塑。因此，在本發(fā)明的廣義方面，本發(fā)明的重要目的是能夠以非常精確的方 式來使板材彎曲，并使得產(chǎn)生的彎頭能夠支承較大負(fù)載和耐疲勞失效。本發(fā)明的該方面的另 一 目的是提供一種利用改進(jìn)的開狹槽技術(shù)來使材 料板精確彎曲的方法，該方法提高了彎曲的位置精度、最終結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及 降低了應(yīng)力引起的失效。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種精確板彎曲方法和一種材料板，該材料板 開有用于彎曲的狹槽或槽，并適用于彎曲各種厚度的板和各種類型的不可破碎材料的板。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種在板上開出狹槽以便用于隨后彎曲的方 法，該方法可以僅用手動工具或動力工具來實現(xiàn)，它便于彎曲，且不用試圖 控制彎曲的位置。本發(fā)明的另 一 目的是能夠?qū)宀膹澢删哂芯_尺寸公差的高強(qiáng)度三維結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是能夠?qū)宀膹澢删_三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠容易 和便宜地密封，因此能夠裝入流體或可流動材料。在本發(fā)明的廣義方面涉及基于狹槽彎曲的使用，以便能夠提高制造和裝配技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種新穎的快速仿形和先進(jìn)的快速制造技術(shù)， 它采用多種包括很多結(jié)構(gòu)堅固的材料，除了在任何現(xiàn)代制造廠中使用的設(shè)備 處，并不使用專用設(shè)備且能夠放大或縮小至使用的切割方法的極限。本發(fā)明的這一方面的另一目的是提供在要彎曲材料板中的特征，該特征 幫助部件在板材彎曲之前和之后進(jìn)行精確的附加對齊。本發(fā)明的還一目的是提供一種制造方法，該方法可制造接近基本形狀的結(jié)構(gòu)架，用于將多個部件在3D空間中布置成由初始CAD設(shè)計方法確定的 相互正確關(guān)系。本發(fā)明的還一目的是提供一種制造焊接結(jié)構(gòu)的方法，該結(jié)構(gòu)使用更少數(shù) 目的單獨部件，結(jié)構(gòu)的邊緣自身沿彎頭的長度夾緊，且它的非彎曲邊緣提供 有在準(zhǔn)備焊接時便于夾緊和夾持的裝置。這里，本發(fā)明的還一目的是提供一 種極優(yōu)的、夾緊用于焊接的板材的方法，它明顯減少了由于焊接工序而引起 的歪曲和尺寸錯誤。本發(fā)明的還一目的是提供一種新穎的焊接接頭，它在所有自由度都提供 了基本的承載特性，且并不依賴于熱影響區(qū)域，因此提高了所形成的三維結(jié) 構(gòu)的負(fù)載強(qiáng)度和循環(huán)疲勞強(qiáng)度。本發(fā)明的還一目的是提供一種極優(yōu)的方法，用于1) 減少制造堅固、剛性、尺寸精確的三維結(jié)構(gòu)所需的離散部件數(shù)目；以及2) 固有的提供一種用于所要求的三維結(jié)構(gòu)的各側(cè)面的定位和保持方法， 該方法能夠通過本發(fā)明的彎曲和非彎曲邊緣來實現(xiàn)，從而形成更低成本、更 高生產(chǎn)率的制造方法。本發(fā)明的還一目的是提供一種制造金屬、聚合物、陶瓷和復(fù)合材料的鑄 造模具的方法，這些模具能容納多種流體，其中，模具由有狹槽、彎曲的材 料板形成，該模具可以在固化處理后除去，或者作為最終物體的結(jié)構(gòu)或表面 部件而保留就位。本發(fā)明的還一目的是提供一種板彎曲方法，該方法適用于現(xiàn)有的開狹槽 裝置，使板材坯能夠以扁平或巻曲狀態(tài)運送，且在遠(yuǎn)處位置在不使用壓彎機(jī) 的情況下進(jìn)行精確彎曲，并提高了部件在外殼內(nèi)或外殼表面上的裝配和安 裝，外殼通過在部件安裝到板材坯上之后使板材彎曲形成。本發(fā)明的還一目的是提供一種精確折疊技術(shù)，它能夠用于產(chǎn)生在材料板中的正確、精確的承載折疊，該板材包括但不局限于金屬、塑料和部件。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種精確折疊技術(shù)，它能允許繞虛擬的彎曲線 進(jìn)行折疊，且與普通彎曲技術(shù)相比需要相當(dāng)小的力來形成折疊。本發(fā)明的另一目的是提供了一種精確折疊技術(shù)，它是基本上線性可變比 例，與材料的厚度或微結(jié)構(gòu)特征無關(guān)。本發(fā)明的另一目的是形成這里所述的幾何形狀，其通過開狹槽/除去工 序、切斷工序或通過添加工序，且可獲得本文中任意方式所述的優(yōu)點。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于折疊非壓碎材料的精確折疊技術(shù)，其 中材料的微結(jié)構(gòu)在折疊周圍基本保持無變化。用于設(shè)計和精確折疊板材的方法和各項技術(shù)、其制造技術(shù)以及通過本發(fā) 明的這種精確彎曲而形成的結(jié)構(gòu)具有的其它特征、目的和優(yōu)點，它們將在下 面的詳細(xì)說明和附圖中更詳細(xì)地表示和提出。發(fā)明內(nèi)容在廣義方面，用于沿要求的彎曲線進(jìn)行彎曲的材料板包括形成于板中的彎曲條(strap)確定結(jié)構(gòu)。該條確定結(jié)構(gòu)定位成在板中確定至少一個彎曲條， 該條有縱向條軸線，該縱向軸線定向和定位成橫過彎曲線延伸。另外，該條 確定結(jié)構(gòu)設(shè)置和定位成沿彎曲線產(chǎn)生材料板的彎曲。在另一方面，空心梁包括兩個材料板。第一材料板通過具有位于各彎曲 線近側(cè)的多個彎曲條確定結(jié)構(gòu)而形成為沿多個第 一 板彎曲線進(jìn)行彎曲，且彎 曲條確定結(jié)構(gòu)設(shè)置成沿彎曲線產(chǎn)生彎曲?？招牧和ㄟ^將沿第一板彎曲線彎曲 的第 一材料板固定在第二材料板上而形成。在另一方面，外構(gòu)架包括單個材料板，該材料板形成為用于沿多個彎曲 線進(jìn)行彎曲。材料板形成為具有位于各彎曲線附近的多個彎曲條確定結(jié)構(gòu)， 且彎曲條確定結(jié)構(gòu)設(shè)置成可產(chǎn)生彎曲。使材料板沿彎曲線彎曲將造成結(jié)構(gòu)部 件的構(gòu)架。本發(fā)明的精確折疊、高強(qiáng)度和耐疲勞的結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明的用于該結(jié)構(gòu)的 板具有其它特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點將在包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖和隨后的詳細(xì)說明中更詳細(xì)地表示或提出，附圖和說明書一 起解釋本發(fā)明的原理。


圖1是根據(jù)一種現(xiàn)有技術(shù)的材料板的局部俯視圖，該材料板中形成有狹槽和槽；圖1A是圖1的板在彎曲狀態(tài)時基本沿圖1中的平面1A-1A的局部放 大剖一見圖；圖1B是圖1的板在彎曲狀態(tài)時基本沿圖1中的平面線IB - IB的局部 放大剖視圖；圖2是利用本領(lǐng)域已知的可選擇結(jié)構(gòu)的材料板的局部俯視平面圖，該材 料板中形成有多個狹槽；圖2A是圖2的板彎曲大約90度時的局部放大側(cè)視圖；圖2B是基本沿圖2A中的平面線2B-2B的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、具有狹槽的材料板的局部俯視平面圖；圖4A-4D是根據(jù)圖3的實施例的、具有狹槽的材料板的局部俯視平面 圖，該板在工序中從圖4A的扁平平面彎曲成圖4D的90度彎曲；圖5A-5C; 5A，-5C，； 5A，，-5C"; 5A"，-5C"，是材料板在彎曲過程中沿圖 4A - 4D中的平面線5A - 5A的局部剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、具有狹槽的材料板的俯視平面圖；圖7是圖6的板在彎曲大約90度后的俯視平面圖；圖8是圖7的材料板的端視圖；圖8A是圖7的材料板基本沿圖7中的平面8A - 8A的局部放大端視剖 視圖，該材料板從圖8旋轉(zhuǎn)大約45度；圖8B是圖7的材料板基本沿圖7中的平面8B - 8B的局部放大端視剖 視圖，該材料板從圖8旋轉(zhuǎn)大約45度；圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一可選擇實施例的、具有狹槽的材料板的局部俯 視平面圖；圖10是圖9的板在彎曲大約90度后的側(cè)視圖；圖IOA是基本沿圖10中的線10A - IOA的局部剖視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的、具有條確定結(jié)構(gòu)的材料板的另一可選擇實施例的示意局部俯^L平面圖；圖IIA是圖11中所示結(jié)構(gòu)的狹槽的局部俯視平面圖，該狹槽使用快速穿刺激光切割技術(shù)形成；圖12是材料板在彎曲和裝配至彎曲盒形梁中之前的局部俯視圖； 圖13是由兩個材料板構(gòu)成的曲線形盒形梁的側(cè)^L圖，各材料板開有如 圖12中所示的狹槽；圖14是圖13的梁的端視圖；圖15是材料板的俯視平面圖，該材料板形成有條確定結(jié)構(gòu)，并設(shè)置成 包圍柱形部件；圖16是圖15的材料板在沿彎曲線彎曲和安裝成包圍柱形部件時的俯視 透視圖；圖17是利用本發(fā)明的材料板形成的波紋形組件的俯視透視分解圖；圖18是本發(fā)明可選擇實施例的材料板的俯視透視分解圖；圖19是有狹槽的板在彎曲或折疊之前的俯視平面圖，該板用于構(gòu)成波紋形臺板的可選擇實施例；圖20是使用圖19的有狹槽的板材構(gòu)成的波紋形板或臺板的透視圖； 圖21是基本以圖20中的線21-21為邊界的放大局部透視圖； 圖21A是基本以圖19中的線21A-21A為邊界的放大局部俯浮見平面圖； 圖22是使用類似于圖19和20中所示的波紋形板構(gòu)成的柱形部件的示意端視圖，波紋形板的比例調(diào)整為確定柱形形狀；圖23是本發(fā)明的、有狹槽的材料板的放大局部側(cè)視圖，該材料板有偏移的凸舌或凸片，以便保證可預(yù)計地彎曲；圖23A是圖23的板在彎曲過程中的縮小正視圖；圖24是與板的平面成傾斜角的材料板的局部端視圖，表示了彎曲至合 適角度的過程；圖25是根據(jù)本發(fā)明布置的、巻至巻的板開狹槽生產(chǎn)線的示意側(cè)視圖； 圖26是一巻材料板的俯視透視圖，該材料板已有狹槽，例如利用圖25的裝置，且處在巻出和彎曲成三維結(jié)構(gòu)的工序中；圖27A - 27G是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料板在彎曲成橫向支承盒形梁時的俯視透視圖；部件的底盤時的俯S見透視圖；圖29是適用于以較低力來彎曲或折疊本發(fā)明的有狹槽板的設(shè)備的一個 實施例的俯視透視圖；圖30是板進(jìn)行彎曲或折疊處理的另 一本發(fā)明實施例的示意俯視透浮見圖；圖31A, 31B是用于本發(fā)明彎曲的有狹槽板材的相互作用的設(shè)計、制造 和裝配的 一 個方面的流程圖；圖32A-32E是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料板在彎曲成柱栓壁/梯子時的俯 視透視圖；圖33是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的彎曲波紋形臺板或面板的俯視透視圖； 圖34A-34E是包括外轉(zhuǎn)撐板的材料板的俯視透視圖，表示為它彎曲成 外轉(zhuǎn)支承盒形梁；圖35是根據(jù)本發(fā)明的有狹槽材料板的俯視平面圖，并包括單個狹槽實 施例；圖36是圖35的板在彎曲成輥殼體時的俯視透視圖； 圖37是具有不同彎曲線終止狹槽結(jié)構(gòu)的材料板的局部俯視平面圖； 圖38A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料板在彎曲成底盤之前的俯視透視圖； 圖38B是如圖38A中的材料板在彎曲成底盤后的示意俯視透視圖； 圖38C是如圖38A中的幾個材料板在彎曲成底盤的過渡形狀并堆垛后 的俯一見透浮見圖；圖39A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的兩個材料板在形成和連接成彎曲梁之前的 俯視圖；圖39B是根據(jù)本發(fā)明由與圖39A中所示類似的板構(gòu)成的彎曲槽道的俯 視透視圖；圖39C是根據(jù)本發(fā)明由與圖39A中所示類似的兩個板構(gòu)成的封閉、空 心彎曲梁的俯視透視圖；圖40A - H是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料板在折疊成骨架結(jié)構(gòu)之前和折疊階 段中的透視圖；圖41(a)-(e)是根據(jù)本發(fā)明的骨架結(jié)構(gòu)的拐角部分在折疊之前和折疊階段 中的透視圖；圖42A是圖41中所示的拐角部分的透視圖； 圖42B是圖42A中所示的邊緣狹槽的側(cè)視圖； 圖42C是邊緣狹槽的可選擇實施例的側(cè)視圖；圖43A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的材料板在形成曲線形骨架結(jié)構(gòu)之前的俯視圖；圖43B是如圖43A中所示的材料板在形成曲線形骨架結(jié)構(gòu)之后的透視圖；圖43C是類似于圖43A中所示的材料板部分在形成曲線形骨架結(jié)構(gòu)之 前的偏4見圖；圖44是根據(jù)本發(fā)明形成三維結(jié)構(gòu)的另 一材料板的透視圖。
具體實施方式
下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中表示了優(yōu)選實施例的實 例。盡管將結(jié)合優(yōu)選實施例介紹本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于 這些實施例。相反，本發(fā)明將覆蓋可以包含在由附加權(quán)利要求確定的本發(fā)明 精神和范圍內(nèi)的各種替代、變化和等同物。用于精確彎曲板材的本發(fā)明方法和裝置基于申請日為2000年8月17曰， 名稱為METHOD FOR PRECISION BENDING OF A SHEET OF MATERIAL AND SLIT SHEET THEREFOR的在先申請美國專利申請No.09/640267和申 請日為2002年9月26日，名稱為METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET OF MATERIALS, SLIT SHEETS AND FABRICATION PROCESS的 美國專利申請No.10/256870中所述的開狹槽幾何形狀，這些文獻(xiàn)全部被本文 參引。本發(fā)明的精確和高強(qiáng)度彎曲方法和裝置的 一 個實施例可以參考圖3-5 來介紹。在圖3中，材料板41形成有多個彎曲條確定結(jié)構(gòu)，在本例中，總 體表示為43的狹槽沿著彎曲線45。因此，狹槽43縱向延伸，且成首尾相連 的空間關(guān)系，以便確定在一對狹槽43之間的彎曲腹板或條47。在圖3中， 狹槽43提供有在它的端部處的應(yīng)力減小結(jié)構(gòu)，即開口49,以便減小在彎曲 腹板47中的應(yīng)力集中。然而，由下面所述可知，在圖3中的應(yīng)力減小結(jié)構(gòu) 例如放大的開口 49并不是實現(xiàn)本發(fā)明的精確彎曲系統(tǒng)的優(yōu)點所必須的。然而，對于圖3中所示的狹槽43實施例，在狹槽端部之間的各縱向延 伸狹槽相對于彎曲線45沿側(cè)向或橫向成階梯形。因此，狹槽例如狹槽43a 形成有一對縱向延伸的狹槽段51和52，它們定位成接近彎曲線45 ，優(yōu)選是 等距地在彎曲線45相對側(cè)，且基本與該彎曲線45平行?？v向狹槽段51和 52還通過橫向延伸的狹槽段53連接，這樣，狹槽43a從放大開口 49a沿互 連通路延伸至》文大開口 49b,該互連通路開口于兩個力丈大開口之間敞開，并包括兩個縱向延伸的狹槽段51、 52和橫向狹槽段53。這樣的階梯形狹槽的功能和優(yōu)點可以參考圖4A-4D和相應(yīng)的圖5A-5C至5A'〃-5C〃'而更好地理解，其中，材料板41的彎曲或折疊例如圖3中 所示表示為不同階段。在圖4A中，板41基本上如圖3中所示的狹槽。在圖 3和4A之間的區(qū)別是在圖3中表示了除去材料的切口寬度或截面，而圖4A 中的狹槽并沒有表示任何切口，切口通過開狹槽刀或沖頭制造。然而，在彎 曲過程中的效果基本與當(dāng)切口寬度足夠小時基本相同，以致于在狹槽相對側(cè) 的材料在彎曲過程中相互嚙合。圖4A-5C中使用與圖3中相同的附圖標(biāo)記。這樣，板41顯示了在圖4A中彎曲之前的扁平狀態(tài)。縱向延伸的狹槽段 51和52表示于圖4A中和圖5A-5C的剖視圖中。板的各個橫截面的位置 也在圖4A中表示。在圖4B中，板沿彎曲線45稍微彎曲，該彎曲線45可以在圖5A-5C 中更好地表示。如圖5A和5B中所示，狹槽51和52沿它們的頂邊緣向上 開口 ，且超過彎曲線45延伸的板部分在美國專利No.6481259Bl和美國專利 申請No. 10/256870中稱為"凸片，，55,但是為了與本申請后面的實施例一致， 它們將稱為"唇緣"55。唇緣55的下部或底側(cè)邊緣51a和52a沿在狹槽的唇緣 55相對側(cè)上的、板的支承面51b和52b而稍微向上移動。唇緣邊緣51a和 52a的這種移動可以結(jié)合彎曲至更大角度的板而更好地看出，例如當(dāng)彎曲至 圖4C中所示的位置。在圖4C中還表示了邊緣51a和52a在彎曲線45相對側(cè)的、板41的支 承面51b和52b上向上的運動。因此，在彎曲過程中，在邊緣51a和52a與 狹槽的相對支承面51b和52b之間有滑動接觸。當(dāng)縱向狹槽段51和52在彎 曲線45的相對側(cè)形成于等距位置時，該滑動接觸將在中心彎曲線45相對側(cè) 的等距離位置處產(chǎn)生，如圖4A中所示。 一在它們凝固和粘接之前使用潤滑 劑或使用粘接劑或密封劑也可有利于滑動接觸。這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果是有兩個實際彎曲支點51a、 51b和52a、 52b，它們在 彎曲線45的相對側(cè)并與該彎曲線等距離。唇緣邊緣51a和支承面51b以及 唇緣邊緣52a和支承面52b產(chǎn)生彎曲腹板47繞虛擬支點的彎曲，該虛擬支 點處在實際支點之間，并可理解為疊加在彎曲線45上。卯度彎曲的最終結(jié)果在圖4D和對應(yīng)的剖面圖5A-5C中表示。如圖所 示，這時板邊緣52a和底側(cè)或表面52c與支承面52b相互嚙合或抵靠，并局部交疊地支承(圖5A)。類似的，邊緣51a和底表面51c這時以交疊狀態(tài)與表 面51b嚙合和抵靠在該表面51b上(圖5B)。將可以看見彎曲腹板47沿腹板 47a的上表面進(jìn)行塑性變形或延伸，并沿腹板47的下表面47b進(jìn)行塑性壓縮。在圖4D的彎曲狀態(tài)中，板的唇緣部分，即當(dāng)板開狹槽時在中心線上延 伸的部分55,這時抵靠在支承面51b和52b上。在彎曲過程中該邊緣對表面 的嚙合和支承(在圖中所示的結(jié)構(gòu)中沿彎曲線交替)產(chǎn)生更精確的彎曲或折 疊，并使得該彎曲或折疊結(jié)構(gòu)在沿相互垂直方向的彎曲或折疊時更能抗剪切 力。這樣，負(fù)載U(圖5A)將通過邊緣52a和底表面52c交疊在支承邊緣52b 上而被支承在彎曲腹板47之間。類似的，負(fù)載Lb(圖5B)將通過邊緣51a和 底表面51c交疊和嚙合在支承面51b上而支承于彎曲腹板47中間。在本文中，這稱為沿狹槽一側(cè)的基本整個長度的材料通過沿狹槽另 一側(cè) 的基本整個長度的材料的"邊緣對表面"嚙合和支承。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)板41彎 曲或折疊超過90度時，邊纟彖51a和52a將升高離開面51b和52b，且底表面 52c和52c將由面51b和52b的下邊緣支承。當(dāng)板彎曲小于90度時，邊緣將 在開始彎曲后幾乎立即與面嚙合，但是只是邊緣嚙合該面。狹槽一側(cè)這樣支 承在另 一側(cè)上將認(rèn)為是"邊緣對表面"嚙合和支承，在說明書和權(quán)利要求中也 是這樣。下面將說明，通過在板上開出與板并不成90度的狹槽，非90度彎 曲也可以使邊緣51a和52a完全由面51b支承。盡管在本發(fā)明的、基于狹槽的彎曲系統(tǒng)中，彎曲條或腹板47由于塑性 變形而有殘余應(yīng)力，且狹槽使得彎頭的基本部分并不直接連接在一起，但是 狹槽形成和定位成可產(chǎn)生邊緣對表面的交疊，這與基于普通開狹槽或開槽幾 何形狀的圖1、 1A、 1B和2A、 2B的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相比向彎曲結(jié)構(gòu)提供了較大的 附加強(qiáng)度。實際上，本發(fā)明的彎曲條使得彎頭預(yù)負(fù)載，以便在基本整個彎曲 工序中在彎頭端部基本整個狹槽長度上將狹槽側(cè)部拉動或夾持成邊緣對表 面嚙合。通過條中的殘余拉力而使彎頭預(yù)負(fù)載將防止在狹槽邊緣之間的振 動，該狹槽邊緣預(yù)負(fù)載地抵靠在作為床的狹槽另 一側(cè)的面上。而且，因為邊緣在狹槽長度的主要部分上與面相互嚙合，因此，負(fù)載 U和U將不會使彎曲條47壓碎或進(jìn)一步塑性變形，與圖2、 2A、 2B的現(xiàn)有 技術(shù)開狹槽結(jié)構(gòu)的情況相同。本發(fā)明彎曲的負(fù)載將立即由本發(fā)明的開狹槽技 術(shù)產(chǎn)生的邊緣對表面嚙合來支承，而不是只通過扭轉(zhuǎn)和高應(yīng)力條的截面連接 區(qū)域，這是由于圖2、 2A、 2B以及Gitlin等申請的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)造成的。因此，采用側(cè)向階梯形或交錯狹槽的實施例將造成較大優(yōu)點。首先，縱向延伸的狹槽段51和52的橫向位置在彎曲線45的各側(cè)精確定位，因此， 彎曲將繞虛擬支點產(chǎn)生，由于兩個實際支點等距離地在彎曲線的相對側(cè)。該 精確彎曲減少或消除了積累的公差誤差，因為狹槽的位置能夠通過由CNC 控制器驅(qū)動的切割裝置非常精確地控制。還應(yīng)當(dāng)理解，壓彎機(jī)通常通過以板的邊緣或已有彎曲或其它特征為標(biāo)記 來進(jìn)行彎曲。這使得很難使用壓彎機(jī)來進(jìn)行與板邊緣特征成一定角度的彎 曲。然而，使用本發(fā)明的開狹槽工序，能夠很容易地進(jìn)行與板邊緣的任何特 征成一定角度的精確彎曲。另外，所形成的彎曲板大大提高了抗剪切負(fù)載和 抗沿相互垂直軸線負(fù)載的強(qiáng)度，因為由本發(fā)明狹槽結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的交疊邊緣和面 支承板來承受該負(fù)載。如圖所示，本發(fā)明的實施例如圖3 - 5C所示產(chǎn)生了條47的精確彎曲， 該條47基本垂直于彎曲線。彎曲條這樣定位產(chǎn)生了沿條的外側(cè)或頂表面的 明顯塑性拉長以及沿條的內(nèi)側(cè)或底表面的明顯壓縮。在相對較短的垂直條上 以與圖1 - 1B的垂直條的彎曲類似的方式而產(chǎn)生彎曲，但是在圖3 - 5C"'中， 一個平面的唇緣55折成與另一平面的面成互鎖或相互嚙合的關(guān)系，用于增 加彎曲強(qiáng)度。圖2-2B中所示的現(xiàn)有技術(shù)方法使得連接條34定向成平行于彎曲線， 并導(dǎo)致條的嚴(yán)重塑性扭轉(zhuǎn)變形。此外，該塑性扭轉(zhuǎn)變形明顯改變了在彎曲線 周圍的材料的微結(jié)構(gòu)。而且，條并不在狹槽的長度上完全彎折或夾持成與板 的相對側(cè)相互嚙合。而且，在圖3-5C"'的實施例中，條寬度可以獨立于在 狹槽51和52之間的交錯距離而變化，因此在彎頭強(qiáng)度的設(shè)計中可達(dá)到更大 的柔性。盡管圖中已經(jīng)表示了板材彎曲90度，但是應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)狹槽板彎曲超從很小彎曲角度開始，在整個彎曲線上延伸的唇緣將滑動至相對面上并與它 嚙合，且在大于90度的彎曲角時也將繼續(xù)這種支承和嚙合。已發(fā)現(xiàn)圖3-5C'"的實施例最適合用于相對可延展的板材。當(dāng)材料變得 更硬和更小延展性時，優(yōu)選是采用第二實施例。在圖6-8B中所示的本發(fā)明實施例中，采用這樣的狹槽結(jié)構(gòu)，它使得板 材彎折或夾持成在狹槽兩側(cè)成相互嚙合關(guān)系，并降低了彎曲條塑性變形和在條中的殘余應(yīng)力。而且，該實施例還能夠使條寬度獨立于在狹槽之間的交錯 距離而變化，并使得條寬度從彎曲線沿兩個方向增加，用于使在彎曲線相對 側(cè)的材料板連接部分中的應(yīng)力集中最小。這里采用相對于彎曲線傾斜的彎曲條，與圖3- 5C"'的較短彎曲條相比， 這使得條長度增加。塑性變形也部分通過扭轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，而不是僅通過彎曲實現(xiàn)，與圖3-5C"'中的情況相同，但是與圖2-2B的平行條相比扭轉(zhuǎn)量大大 減小。而且，在狹槽相對側(cè)的材料唇緣彎折成在狹槽的幾乎整個長度上與面 相互嚙合，這樣在負(fù)載作用時不會產(chǎn)生較大的附加條應(yīng)力。另外，在圖6-8B所示的實施例中，狹槽結(jié)構(gòu)在彎曲過程中產(chǎn)生在狹槽 相對側(cè)上的材料之間的連續(xù)滑動相互嚙合，該相互嚙合沿狹槽從中間朝著端 部前進(jìn)。在狹槽一側(cè)上的面用作在彎曲過程中用于滑動支承的床，這導(dǎo)致彎 曲條更均勻和更少應(yīng)力地彎曲。因此，圖6-8B中所示的實施例能夠用于更 少延展性的板材，例如熱處理6061鋁或者甚至一些陶瓷，以及更厚的材料 板。特別參考圖6 - 8B,要彎曲或折疊的材料板241形成有多個沿彎曲線245 的、縱向延伸的彎曲條確定結(jié)構(gòu)，例如狹槽243。各狹槽243可選擇地提供 有放大的應(yīng)力釋放端部開口 249或者彎曲端部部分249a，它們將根據(jù)板的負(fù) 載方向而使得任何應(yīng)力裂紋往回傳播至狹槽243中。如圖所示，圖6和8B 的實施例的狹槽并不是階梯形，而是它們設(shè)置成產(chǎn)生傾斜定向彎曲條247繞 在彎曲線245上交疊的虛擬支點的彎曲和扭轉(zhuǎn)。狹槽的結(jié)構(gòu)和位置包括交錯 距離和切口寬度的選擇也使得在狹槽相對側(cè)的材料在彎曲過程中彎折成或 運動成邊緣對表面相互嚙合的關(guān)系。最優(yōu)選是，邊緣對表面相互嚙合在整個 彎曲上產(chǎn)生直到其完成。但是，交錯距離和切口可以選擇成只在彎曲開始時 產(chǎn)生邊緣對表面的相互嚙合，這將保證精確彎曲。因此，在本文中使用的表 述"在彎曲過程中"意味著在任意彎曲階段都包括邊緣對表面的相互嚙合。盡管圖6-8B和9-10A中所示和所述的實施例并不是階梯形，但是圖 6 - 8B和9 - 10A的實施例的傾斜條可以與圖3 - 5C的階梯形狹槽結(jié)構(gòu)組合。 這樣，階梯形狹槽的一端或兩端可以傾斜或彎曲。如圖6中所示， 一對細(xì)長狹槽243優(yōu)選是定位在彎曲線245的相對側(cè)并 靠近該彎曲線245，因而，在彎曲線相對側(cè)的一對縱向相鄰狹槽端部部分251 確定了彎曲腹板、齒槽或條247，可以看出，該彎曲腹板、齒槽或條247斜向橫過彎曲線245延伸。如下面結(jié)合圖11更詳細(xì)所述，"傾斜的"和"傾斜地"的意思是條的縱向中心軸線以不同于90度的角度而與要求的彎曲線交叉。 這樣，各狹槽端部部分251從彎曲線245發(fā)散，因此條的中心線歪斜或傾斜， 且條產(chǎn)生彎曲以及扭轉(zhuǎn)。盡管根據(jù)本發(fā)明并不絕對要求彎曲，但是可以看見， 狹槽243沿彎曲線245縱向交疊。與圖2 - 2B中以及現(xiàn)有技術(shù)的Gitlin等申請中的狹槽31不同，該狹槽 在確定彎曲條34的區(qū)域中平行于彎曲線，狹槽243從彎曲線245發(fā)散導(dǎo)致 傾斜彎曲條，它并不需要在圖2-2B和Gitlin等申請的現(xiàn)有技術(shù)中的極大扭 轉(zhuǎn)。而且，狹槽243從彎曲線245的發(fā)散導(dǎo)致當(dāng)條與板241的其余部分連接 時條的寬度尺寸增加。這樣增加的寬度提高了負(fù)載橫過彎頭的傳遞，以便減 少應(yīng)力集中，并增加條的耐疲勞性。與第一實施例相同，狹槽切口 243優(yōu)選是有寬度尺寸，且在狹槽之間橫 過彎曲線的橫向交錯距離的尺寸設(shè)置成在彎曲過程中產(chǎn)生在狹槽相對側(cè)上 的板材的相互嚙合。這樣，狹槽243可以通過刀來制造，且有基本零切口， 或者根據(jù)被彎曲的板的厚度，它們有更大切口，這些切口將產(chǎn)生相互嚙合。 最優(yōu)選是，切口寬度不大于材料厚度的大約0.3倍，且交錯距離不大于材料 厚度的大約1.0倍。與圖3-5C的實施例相同，唇緣部分253橫過彎曲線延伸至狹槽243。 當(dāng)切口寬度和交錯距離相對于材料厚度并不大到在彎曲過程中防止在狹槽 兩側(cè)之間接觸時，唇緣253將滑動或騎在狹槽243相對側(cè)的舌片260的面255 上。如切口寬度和交錯距離大到使得唇緣部分253和舌片260的面255之間 不會產(chǎn)生接觸時，彎曲或折疊的板仍然有傾斜彎曲條的一些提高強(qiáng)度優(yōu)點， 但是在這種情況下沒有用于彎曲的實際支點，因此，沿彎曲線245的彎曲變 得不可預(yù)計和不精確。類似的，如條確定結(jié)構(gòu)是并不穿透材料板的槽243時， 該槽將確定傾斜的高強(qiáng)度彎曲條，但是在彎曲過程中不會產(chǎn)生邊緣對表面的 滑動，除非槽深至在彎曲過程中穿透并變成狹槽。這樣，即使當(dāng)不產(chǎn)生邊緣 對表面的彎曲時，彎曲條的弓形或發(fā)散槽實施例也將提高條強(qiáng)度。的唇緣邊緣，除非彎曲極大，以致于在彎曲板的兩側(cè)之間確定很小的弓形角， 該切口寬度太寬以致于產(chǎn)生唇緣253與舌片260的面255的相互嚙合。如結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)開狹槽方案所述，這將導(dǎo)致彎曲條在負(fù)載時立即有進(jìn)一步的應(yīng) 力。圖6- 8B的條結(jié)構(gòu)中不會產(chǎn)生象現(xiàn)有技術(shù)中那樣嚴(yán)重的問題，但是優(yōu)選 形式是切口寬度和交錯距離選擇為保證基本在整個彎曲過程中使得唇緣和 舌片面相互嚙合。狹槽243還可以實際上在彎曲線上，或者甚至橫過彎曲線，并仍然產(chǎn)生 從實際支點面255的平衡位置精確彎曲和唇緣邊緣253沿它滑動。狹槽243 形成為橫過彎曲線245的可能缺點是在邊緣257和面255之間將保留氣隙。 然而，氣隙可以接受，以便于隨后的焊接、銅焊、釬焊、充填粘接劑，或者 希望氣隙用于通風(fēng)。當(dāng)使用隨后的彎曲增強(qiáng)件時，定位成產(chǎn)生氣隙的狹槽將 是本發(fā)明的所要求的特征。然而，當(dāng)不填充時，氣隙將使得彎頭在所有自由 度中的所有負(fù)載承載要求除了旋轉(zhuǎn)外都置于塑性變形條247的連接區(qū)域或截 面區(qū)域上。還可以改變橫過彎曲線的狹槽尺寸，使它在沒有氣隙的情況下產(chǎn) 生邊緣對表面的嚙合。圖7、 8、 8A和8B表示了板241在沿彎曲線245彎曲成90度時的情況。 最好如圖8A和8B中所示，唇緣253的內(nèi)邊緣257在狹槽相對側(cè)的舌片260 的面255上向上滑動并相互嚙合和支承。因此，如圖8A中所示，垂直力Fv 通過邊緣257交疊在面255上而進(jìn)行支承。如圖8B中所示，水平力Fh將通 過邊緣257交疊在面255上而承受。使圖8A和8B與現(xiàn)有技術(shù)的圖1A、 1B 和2A、 2B比較將清楚理解本發(fā)明的彎曲方法和狹槽結(jié)構(gòu)在總體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上 的差別。與現(xiàn)有技術(shù)的開狹槽結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明沿狹槽交替地使邊緣對表面 支承交疊以及傾斜彎曲條的組合提供了彎曲和扭轉(zhuǎn)，它不僅精確，而且殘余 應(yīng)力小，強(qiáng)度更高，該傾斜彎曲條沿相對歪斜方向而傾斜。然而，獲得本發(fā)明的很多優(yōu)點并不必須使彎曲條沿相對方向歪斜。當(dāng)板 241為各向同性材料時，條縱向中心軸線的交替歪斜將消除應(yīng)力。當(dāng)板材為也可選擇，對于各向同性材料，條沿相同方向歪斜可以使得在彎曲線的相對 側(cè)沿板部分彎曲線進(jìn)行相對移動，該移動可以用于產(chǎn)生與第三平面的鎖定嚙 合，例如通過產(chǎn)生的側(cè)向移動量來建立干涉配合或凸片和狹槽插入。傾斜狹槽的幾何形狀為這樣，它們彎曲和扭轉(zhuǎn)越過一定區(qū)域，該區(qū)域?qū)?會使得在狹槽終止處或條與板的其余部分連接處的條材料中的殘余應(yīng)力降 低。這樣，減少裂紋傳播，從而降低了對在狹槽端部的放大開口或巻曲的要求。當(dāng)所形成的結(jié)構(gòu)將主要用于靜負(fù)載或者根本不期望有負(fù)載時，不需要在 產(chǎn)生傾斜條的弓形狹槽中的應(yīng)力降低端部。而且，應(yīng)當(dāng)理解，狹槽243可以沿彎曲線243移動，以便改變條247的 寬度，且不會增加交錯距離，狹槽彼此橫向間隔開該交錯距離。相反，在狹 槽243之間的交錯距離可以增大，且狹槽縱向移動以便保持相同的條厚度。 顯然，兩種變化都可以進(jìn)行，以便設(shè)計條寬度和長度來滿足應(yīng)用。通常，從狹槽至狹槽的橫向距離比或一個狹槽至彎曲線的距離的兩倍將 稱為"交錯(jog)"。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，交錯距離與材料厚度之比將小 于1。也就是，交錯距離通常小于一個材料厚度。更優(yōu)選的實施例采用的交 錯距離比小于0.5材料厚度。根據(jù)使用的特定材料的特征和條的寬度以及切 口尺寸，更優(yōu)選的實施例采用大約0.3材料厚度的交錯距離比。彎曲條247的寬度將影響使板彎曲所需的力，它可以通過使狹槽243遠(yuǎn) 離彎曲條245或者通過縱向移動狹槽的位置或者通過兩者而變化。通常，最 優(yōu)選是，傾斜彎曲條247的寬度將選擇為大于要彎曲的材料的厚度，但是條 寬度的范圍可以為材料厚度的大約0.5至大約4倍。更優(yōu)選是，條寬度是材 料厚度的0.7和2.5倍之間。然而，本發(fā)明的一個優(yōu)點是狹槽結(jié)構(gòu)為這樣，即板的彎曲常?？梢允褂?手動工具或者相對較低功率的工具來實現(xiàn)。這樣，只需要彎曲工具施加使彎 曲條247彎曲和扭轉(zhuǎn)的力；它們不必有足夠用于控制彎曲位置的功率。該控 制需要動力機(jī)器，例如壓彎機(jī)，其以足夠力夾持要彎曲的材料，以便控制彎 曲位置。然而，在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，彎曲的位置通過實際支點來控制， 即通過在彎曲線相對側(cè)的面255上樞軸轉(zhuǎn)動的邊緣257來控制。因此，所需 的彎曲工具只需要是能夠進(jìn)行條247彎曲的裝置，而并不定位彎曲。這在不 容易獲得大功率工具的用途中非常重要，例如在外層空間或在結(jié)構(gòu)制造現(xiàn) 場，或者在沒有這樣的大功率設(shè)備的制造廠。它還允許較低力的板彎曲設(shè)備， 例如波紋形紙板彎曲機(jī)器、嚢狀物(bladder)、真空彎曲、具有折疊桿的液壓 拉動缸和形狀記憶彎曲材料來彎曲金屬板，如下面更詳細(xì)所述。另外，在制 造由于結(jié)構(gòu)自身的幾何形狀而無法應(yīng)用動力彎曲設(shè)備結(jié)構(gòu)時，堅固和精確的 彎曲很重要。在進(jìn)行關(guān)閉和鎖定三維結(jié)構(gòu)的最后幾個彎曲時尤其是這樣。狹槽端部部分251的最優(yōu)選結(jié)構(gòu)是從彎曲線245發(fā)散的弓形。實際上， 各狹槽可以形成為連續(xù)圓弧，如圖9、 IO和10A中所示和下面所述。圓弧使得在狹槽側(cè)部的材料沿弓形通路平滑和逐漸地向上運動至舌片的表面?zhèn)?，?弓形通路開始于狹槽的中心，并前進(jìn)至狹槽的端部。這減少了在彎曲過程中邊緣257掛在面255上的危險，從而使得彎曲條上的應(yīng)力更小。另外，無切 割表面的較大半徑將減少應(yīng)力集中。在圖6-8B的結(jié)構(gòu)中，狹槽243的中心 部分基本平行于彎曲線245。 一些非平行定向，特別是當(dāng)在彎曲線的兩側(cè)平 衡時，也可以接受并產(chǎn)生這里所述的結(jié)果。還可以使端部部分251形成為與彎曲線245和狹槽243中心成直角地,人 彎曲線發(fā)散。當(dāng)狹槽并不縱向交疊時，這將確定非傾斜的彎曲條。該方案的 缺點是彎曲條247將不會均勻和可靠地彎曲，從而影響彎曲位置的精度。另 外，這樣的幾何形狀消除了條的扭轉(zhuǎn)，并在彎曲的內(nèi)徑和外徑上引起嚴(yán)重的 應(yīng)力集中點，并可以限制邊緣與邊緣嚙合的程度。在本發(fā)明的所有實施例中的彎曲條首先彈性變形，然后在塑性/彈性材料 中進(jìn)行塑性變形。本發(fā)明的狹槽也可以用于可彈性變形的永不塑性變形的塑 料。該材料將固定成彎曲或折疊狀態(tài)，因此，它們不會彈性伸直。為了使得 它更可能是只進(jìn)行彈性變形，優(yōu)選是彎曲條形成有中心縱向條軸線，該軸線 與彎曲線成很小角度，最優(yōu)選是26度或更小。角度越小，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的比例 就越高，且產(chǎn)生彎曲的比例越低。而且，角度越小，產(chǎn)生的彎曲半徑越大。 不怎么塑性變形的剛性材料，例如剛性聚合物、剛性金屬、更柔軟的陶瓷和 一些復(fù)合材料，也能承受在彈性區(qū)域中的較大彎曲半徑。它們還能夠承受分 布在較長材料條上的扭曲或扭轉(zhuǎn)彈簧作用。較小角度的條提供這兩個方面。然而，在塑性變形板的彎曲結(jié)束時，將保持一些彈性變形，從而將邊緣 257向下拉靠在面255上，并形成殘余彈性保持力，從而保持在狹槽相對側(cè) 的材料之間的相互嚙合。這樣，要彎曲的板的彈性將使得交疊的板邊緣預(yù)負(fù) 載或向下抵靠支承面，以便保證彎曲處的強(qiáng)度，并減少彎曲條在彎曲負(fù)載時 的應(yīng)力增量。圖9、 10和10A中所示的實施例是結(jié)合圖6-8B所述的斜條實施例的 特殊情況。這里，斜條通過完全弓形的狹槽443而形成。表示為圓形段的該 狹槽結(jié)構(gòu)特別適用于彎曲更厚和更小延展性的金屬板，例如鈦和1/4英寸以 上的鋼板。當(dāng)弓形或圓形狹槽443形成于板441中并在彎曲線435的相對側(cè)上時， 越過彎曲線445延伸至狹槽443的、板的唇緣部分453在彎曲的開始時就開始起褶或滑動至舌片470的面455上并在各弓形狹槽的中心。然后，當(dāng)條447 扭轉(zhuǎn)和彎曲時，唇緣部分453從各狹槽的中心逐漸朝著狹槽端部而局部向上 滑動至舌片面455上。唇緣逐漸折疊在相對面上將使得狹槽端部449上的應(yīng) 力更少，因此與圖6-8B的實施例相比更適合彎曲更小延展性和更厚的材 料。圖6-8B中狹槽有直的中心部分，同時在整個直部分上向上滑動至面上。
圖10中的狹槽端部449沒有應(yīng)力釋放開口 249，也沒有圖6-8的圓角 端部249a和圖11的曲線形端部，但是狹槽443將更經(jīng)濟(jì)地切入或形成于大 部分板材坯。而且，條447在彎曲過程中的變形更平緩，因此減少了應(yīng)力集 中。當(dāng)然，這組合增加條寬度以便將負(fù)載力和彎曲力更平均地傳遞至板的其 余部分中，且降低了應(yīng)力集中。
本發(fā)明的板開狹槽和開槽的各個實施例能夠獲得迄今未實現(xiàn)的設(shè)計和 制造優(yōu)點。因此，通過使用本發(fā)明的板材成形技術(shù)，可以充分實現(xiàn)例如CAD 設(shè)計、快速仿形和"即拿即裝(pickandplace)"裝配等設(shè)計和制造技術(shù)的優(yōu)點。 而且，標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)例如焊接也利用本發(fā)明的條確定結(jié)構(gòu)而大大提高。
采用根據(jù)本發(fā)明形成的板的很多優(yōu)點將結(jié)合基于焊接的制造技術(shù)來介 紹。例如使用本發(fā)明方法彎曲的板避免了與處理多個部件相關(guān)的制造問題， 例如夾緊。
例如凸片453的面455和端表面457形成V形截面，該V形截面對于焊才妻 很理想。并不需要磨削或機(jī)械加工來沿狹槽443布置焊縫460(虛線)，如圖 IOA中所示。此外，實際上板的側(cè)部在狹槽相對側(cè)上的邊緣對表面嚙合提供 了用于在焊接過程中將板部分保持在一起和用于減少熱引起的翹曲的夾具 或固定件。因此，組裝時間大大減少，且通過本發(fā)明開狹槽方法獲得的尺寸 精度將在焊接步驟中保持。弓形狹槽還很容易檢測用于機(jī)器人焊接的形態(tài)特 征。在釬焊、銅焊和粘接劑充填中也有這些優(yōu)點，盡管對于很多粘接劑來說 熱變形通常不是嚴(yán)重問題。
通過焊接、銅焊、釬焊、化合物封裝或粘接劑來填充狹槽將使得本發(fā)明 的彎曲板形成能裝流體或可流動材料的外殼。這樣，彎曲板外殼甚至能夠用 于形成流體密封的模具，且板在模制后可移除或保留就位。
使用傾斜特別是曲線形槽或狹槽的 一 個明顯優(yōu)點是形成的彎曲條在它 們與板材其余部分連接的點處發(fā)散(diverging)。這樣，在圖10中的條447的區(qū)域450在狹槽端部449和下一個狹槽443之間橫向發(fā)散。該發(fā)散將使得在 條447各端的應(yīng)力以擴(kuò)散或非集中方式傳送或傳遞給板的其余部分。當(dāng)狹槽 的圓弧或半徑減小時，發(fā)散增加，這又能夠進(jìn)一步獨立地改變條應(yīng)力橫過彎 頭的傳遞。這樣的改變可以與條寬度、交錯距離和狹槽切口的變化中的一個 或多個進(jìn)行組合，以便進(jìn)一步影響彎頭的強(qiáng)度。該原理用于圖11的槽上的 狹槽設(shè)計。盡管圖6-8和圖9-10的實施例的傾斜彎曲條導(dǎo)致彎曲結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng) 度和耐疲勞性大大提高，但是在經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)條確定結(jié)構(gòu)采取弓形狹槽的 形式時還能夠進(jìn)一步提高，特別是對于疲勞。這里使用的術(shù)語"弓形"的意思 是包括圓弧和一系列縱向連接且有不同半徑的相切圓弧。優(yōu)選是，弓形狹槽 或槽有相對較大半徑(與板厚度相比)，如圖11中所示。這樣，材料板541能 夠提供有沿彎曲線543的多個連接的、較大半徑的弓形狹槽，總體表示為縱向交錯或偏離，偏離距離在沿彎曲線543的相鄰狹槽的中心之間測量，并 交替在彎曲線543的相對側(cè)。弓形狹槽542確定了連接區(qū)域，該連接區(qū)域是 彎曲條544,和由狹槽542提供的斷開區(qū)域。在圖11中的右手側(cè)狹槽542 只表示了切口或狹槽厚度，且狹槽542的其余部分示意表示或采取由刀形成 并不形成切口的狹槽形式?？v向相鄰狹槽542確定了在它們之間的彎曲條544,該彎曲條544在本 實施例中表示為相對于彎曲線543傾斜和沿交替方向歪斜，也如上所述。各 狹槽542將有中心弓形部分546,該中心弓形部分546將/人弓形狹槽的中心 點547離開彎曲線543發(fā)散。端部部分548還可以有利地形成為具有小得多 的曲率半徑的弓形，這使它沿圓弧部分549往回延伸，并最終終止于內(nèi)部圓 弧部分551。因此，可以看出，彎曲條544由在彎曲線543兩側(cè)的圓弧部分546來確 定，且在條的端部由弓形端部部分548來確定。最小條寬度產(chǎn)生于在箭頭552 處的弓形狹槽部分546之間(圖11中表示在縱向相鄰狹槽的左手對)。當(dāng)通過 箭頭552在條的最小寬度處畫出中心線553時，可以看見該中心線在大約最 小條寬度552處與彎曲線相交。條544從最小條寬度552沿兩個方向從縱向 條軸線553發(fā)散。這樣，在彎曲線543 —側(cè)的板部分554通過條544而與在 彎曲線543相對側(cè)的第二板部分556連接。條從最小寬度平面552沿兩個方向增加寬度將使得條橫過彎曲線與各板部分554、 556連接，這樣大大減小了應(yīng)力和增大了耐疲勞性。為了進(jìn)一步說明，條544a以陰影表示，以便表明條沿它的中心縱向條 軸線553增大寬度。均勻增加條寬度的板部分554與同樣增加條寬度的板部 分556進(jìn)行連接將減小應(yīng)力。條554的中心縱向軸線定向成與彎曲線543成 傾斜角將導(dǎo)致條扭轉(zhuǎn)和彎曲，而不是只扭轉(zhuǎn)，這也減小了條中的應(yīng)力。在板 中的應(yīng)力橫過彎頭流過條的連接材料。作為疲勞失效的主要原因的循環(huán)拉伸 應(yīng)力流過扭轉(zhuǎn)和彎曲的條，并大致平行于較大半徑圓弧546和549。更小半 徑圓弧551和548提供了離開主應(yīng)力承受自由表面546和549的平滑過渡， 但是它們自身并不承受大量的應(yīng)力流。這樣，弓形狹槽就象通過多個較小圓 或圓弧連接在一起的非常大的圓的一部分，這樣，只有與材料厚度相比的較 大半徑圓弧定位在應(yīng)力流場中，并用較小半徑的圓弧作為連接部分，以減小 從形成狹槽的折疊線進(jìn)入母平面(parent plane)中的深度。因此，最可能產(chǎn)生 由應(yīng)力引起的微裂紋的狹槽端部將不會沿彎曲長度而從一個狹槽傳播至另 一狹槽，因為在圖6-8和9-IO的實施例中可能產(chǎn)生失效情況。彎曲條形狀也將影響橫過彎頭的應(yīng)力分布。當(dāng)彎曲條相對快速的從最狹 窄條寬度尺寸例如圖11中的寬度尺寸552向外發(fā)散時，有傾向使得該最小 尺寸用作在條中心處的腰部或薄弱平面。這樣快速變窄將會使條中有局部塑 性變形和應(yīng)力集中，而不是所希望的應(yīng)力分布在條的整個長度上和在條各側(cè) 的板材554、 556中。如圖11中所示，優(yōu)選是條544在最小寬度尺寸552處提供所要求的條 強(qiáng)度，然后沿條在兩個方向逐漸發(fā)散，且當(dāng)條終止于板部分554、 556中時 將進(jìn)行快速發(fā)散。該結(jié)構(gòu)避免了在552處有過度狹窄條腰部的問題，該處將 集中彎曲和扭轉(zhuǎn)力并產(chǎn)生失效，而不是沿條的長度均勻分布至板部分554和 556中。它連接幾何形狀匹配的凹槽都是實例。圖IIA表示了在狹槽546的舌片555 上的噴水切割或激光切割、快速穿刺孔560和565。在圖中快速穿刺孔有些 不規(guī)則并開始有些裂紋失效。在圖11A中表示了快速穿刺孔的兩個可選擇位 置?？焖俅┐炭讓τ跍p少激光或噴水切割的總成本很重要，因為緩慢穿刺非常浪費時間。本發(fā)明的一個最有利方面是設(shè)計和切割材料以便形成條，且狹槽的唇緣 和舌片進(jìn)行邊緣對表面嚙合的方式使彎曲或折疊周圍的材料的微結(jié)構(gòu)基本 無變化，相反，如現(xiàn)有技術(shù)中所述，使用普通彎曲技術(shù)彎曲或折疊成相同角 度或尖銳程度使得材料的微結(jié)構(gòu)有較大變化。條和狹槽的邊緣對表面嚙合提 供了當(dāng)材料彎曲時的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形的組合，這大大減小了彎頭周圍的應(yīng) 力，并使得彎頭周圍的材料的微結(jié)構(gòu)基本無變化。當(dāng)使用現(xiàn)有技術(shù)的普通彎 曲技術(shù)時，當(dāng)彎曲得很厲害時(例如在彎頭的內(nèi)部為卯度)，在彎頭周圍的材料的孩i結(jié)構(gòu)有^艮大變化，例如如圖5A、 8、 8A、 8B和10A所示。如結(jié)合本發(fā)明其它實施例時所述，狹槽542可以使它們的幾何形狀改變 以適應(yīng)很寬范圍的板特征。這樣，當(dāng)彎曲的板材的類型變化時，或者它的厚 度改變，或者彎頭的強(qiáng)度特性進(jìn)行調(diào)節(jié)時，狹槽542的幾何形狀也可以改變。 各狹槽的長度L可以變化，如同它的偏移距離O.D.或者沿彎曲線543的縱 向間距。狹槽的高度H也可以變化，且橫過彎曲線在狹槽之間在彎曲線相對 側(cè)上的交錯距離J可以變化。這些變化因素將影響條544的幾何形狀和方位， 依次又將影響彎頭的強(qiáng)度和它用于各種結(jié)構(gòu)中的適用性。同樣重要的是弓形 狹槽的形狀以及前述可變密封和定位。因此，本發(fā)明的特征是條確定狹槽或槽可以調(diào)節(jié)成適應(yīng)要彎曲或折疊的 材料和要制造的結(jié)構(gòu)，例如可以根據(jù)經(jīng)驗測試給定材料但不同厚度的材料， 同時圓弧狹槽設(shè)計成幾何形狀稍微變化，但是設(shè)計包括一族相關(guān)圓弧幾何形 狀。該方法能夠重復(fù)用于不同材料，且經(jīng)驗數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計可以 根據(jù)輸入的要彎曲材料板和它的厚度來進(jìn)行檢索。該方法特別適用于計算機(jī) 應(yīng)用，其中，輸入材料板的物理性質(zhì)，且從計算機(jī)經(jīng)驗數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中選擇 程序，以便得出用于彎曲材料的最適合圓弧幾何形狀。當(dāng)板是沒有儲存確切 數(shù)據(jù)的材料時或者當(dāng)板的厚度是沒有儲存確切數(shù)據(jù)的厚度時，軟件還可以采 用中間插值法。圓弧因此連接條的設(shè)計或結(jié)構(gòu)還可以沿彎曲線的長度而變 化，以便適應(yīng)材料板厚度沿彎曲線的變化。也可選擇，沿彎曲線的條構(gòu)形可 以變化或調(diào)節(jié)成適應(yīng)非線性負(fù)載。盡管并不象本發(fā)明的強(qiáng)度和耐疲勞性改進(jìn) 一樣重要，但是狹槽或條的構(gòu)形也可以變化，以便產(chǎn)生不同的與提高強(qiáng)度和 耐疲勞性相連的裝飾效果。本發(fā)明的板開狹槽系統(tǒng)的不同實施例的另 一優(yōu)點是形成的彎曲或折疊在內(nèi)部和外部都相對較尖銳。尖銳彎曲可以使得一個彎曲結(jié)構(gòu)與另 一結(jié)構(gòu)進(jìn) 行較強(qiáng)連接。因而壓彎機(jī)彎曲將有圓角或具有在彎曲處的明顯半徑。當(dāng)壓彎 機(jī)彎曲結(jié)構(gòu)與板連接，且施加的力將使彎曲結(jié)構(gòu)繞弓形彎頭旋轉(zhuǎn)時，彎曲結(jié) 構(gòu)可能與板脫開。這樣的脫開可能比當(dāng)彎曲尖銳時更容易發(fā)生，使用本發(fā)明 的開狹槽方案形成的彎曲將很尖銳。產(chǎn)生尖銳或巻曲的彎頭或折疊的能力使得本發(fā)明的方法可用于迄今只 用于紙或箔形成的結(jié)構(gòu)，也就是各種折紙或紙張折疊結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的三維折疊 紙結(jié)構(gòu)和用于產(chǎn)生它們的科學(xué)或數(shù)學(xué)是在多個世紀(jì)的努力中發(fā)展的。這些折 紙結(jié)構(gòu)看起來美觀，但是不能用厚度大于箔的金屬板來形成。因此，原始折疊板通常不能支承較大負(fù)載。折紙的典型實例是Firefly Books, Buffalo, NY 在2002年出版的、Dedier Boursin的"ADVANCED ORIGAMI"和Sterling Publishing Company, NY在2002年出版的、Kunihiko Kasahara的"EXTREME ORIGAMI"。因此，本發(fā)明使得新的折紙模擬設(shè)計成為可能，其中，這里所 述的開狹槽和彎曲方法代替折紙術(shù)的折疊。折疊180度或返回它自身。因此，可以使用厚度超過箔厚度的金屬板來制造 很多結(jié)構(gòu)上有趣的折紙結(jié)構(gòu)，且所形成的、基于折紙的結(jié)構(gòu)能夠支承較大負(fù)載。另 一可能的有趣設(shè)計和制造將通過使用本發(fā)明的開狹槽構(gòu)形并結(jié)合快 速仿形和快速制造來實現(xiàn)，特別是當(dāng)自動"即拿即裝"部件附加使用時?？焖?仿形和快速制造為公知，并包括使用CAD(計算機(jī)輔助設(shè)計)和CAM(計算機(jī) 輔助制造)，以便能夠進(jìn)行三維制造。設(shè)計師開始于要求的虛擬三維結(jié)構(gòu)。 當(dāng)本發(fā)明用于快速仿形時，CAD軟件使得三維結(jié)構(gòu)拉直成兩維板，然后確 定使板彎曲的狹槽位置，以便產(chǎn)生要求的結(jié)構(gòu)。在使用CAM的快速制造中 也是這樣。其它類型的軟件用于執(zhí)行類似任務(wù)。通過選擇交錯距離和彎曲條 寬度而精確彎曲和能夠調(diào)節(jié)彎曲強(qiáng)度的能力使得設(shè)計師能夠在制造處理中 拉直兩維板圖，然后再通過板開槽或開狹槽和彎曲來進(jìn)行制造工序，以便產(chǎn) 生復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，其中添加或不添加部件。廣泛地，還已知使用高速"即拿即裝"自動部件處理技術(shù)來將部件裝配至 用于電子裝置的電路板上。這樣，裝配機(jī)器人能夠從部件供給裝置中拾取部 件，然后將它們布置在電路板或基板或底盤上。機(jī)器人利用緊固件、釬焊、插接件等將部件固定在基板上。這樣的"即拿即裝"裝配大大局限于將部件布 置在平表面上。因此，電路板必須在完成"即拿即裝"裝配后布置在三維殼體中。電子設(shè)備殼體通常在部件固定在殼體壁上之后不能折疊或彎曲成三維 形狀。而且，用于彎曲的現(xiàn)有技術(shù)缺乏精度而本發(fā)明可以很精確，且需要解 決部件或結(jié)構(gòu)對齊的問題。因此，預(yù)折疊或彎曲殼體限制了用于將電子部件 固定在殼體中的拾取和布置機(jī)器人的能力。還應(yīng)當(dāng)理解，在電子用途中，在狹槽之間的條能夠有利地用作橫過彎頭 的導(dǎo)電通路，且當(dāng)形成三維底盤時或者當(dāng)電路板自身折疊成更密集結(jié)構(gòu)時， 能夠精確地使得在電路板上的導(dǎo)電通路或部件折疊成對齊。然而，本發(fā)明的設(shè)計和制造工序能夠精確彎曲，以便布置狹槽，然后通過相對較小力來成形，如圖28A-28E所示。因此，殼體能夠設(shè)計和從平板 821中切出，且高速拾取和布置機(jī)器人用于將部件C快速固定在立方體外殼 的任意或全部六個壁上，且殼體或部件底盤能夠在完成拾取和布置處理后很 容易地彎曲成三維形狀。如圖28A中所示，板821有在彎曲之前固定在它上面的部件C，優(yōu)選是 通過高速機(jī)器人技術(shù)。板821通過激光切割、噴水切割、模切等而形成有合 適的切口特征822、部件接收開口 823、凸片824和支承凸緣826以及凸片 接收狹槽827。在圖28B中，板821沿彎曲線831彎曲，從而使得凸片824 向外移動。板再沿圖28C中的彎曲線832彎曲，然后沿圖28D中的彎曲線 833彎曲至部件C上，同時側(cè)部凸緣826沿彎曲線834彎曲。最后，底盤端 部部分836沿彎曲線837向上彎曲，且凸片824插入狹槽827內(nèi)，以便能夠 將板剛性固定在部件C周圍的三維電子裝置底盤838中。很明顯，在彎曲以前大多數(shù)情況下將多個部件C固定到板821上，并在 彎曲過程中部件C也在不同階段固定到底盤838上并固定到底盤的各表面 上。圖28A-28E還表示了使用本發(fā)明的板彎曲方法的基本設(shè)計工序。支承 部件的一種最具有空間效率的方法是將它們安裝在板材上。然而，使用普通 的板材彎曲技術(shù)不能準(zhǔn)確彎曲，也不能彎曲成使得板的某個部分恰好置于中 間。然而，本發(fā)明的彎曲方法由于能夠非常精確地布置狹槽而將產(chǎn)生精確位 置的彎曲，這樣，開口、切口、狹槽、凸片等將在彎曲結(jié)構(gòu)中精確對齊，且安裝的部件和與其它結(jié)構(gòu)的連接也將精確對齊。而且，精確布置彎曲線和底盤或外殼特征僅是這些優(yōu)點的一部分。結(jié)構(gòu) 自身能夠利用相對較低的力來彎曲，甚至通過手動工具。彎曲線的精確位置 和較低彎曲力的組合使得有了 一種以前只能部分實現(xiàn)的設(shè)計技術(shù)。該技術(shù)包 括選擇具有要求的功能的部件，將它們定位在要求的裝置的空間中。然后， 底盤設(shè)計成具有將部件支承在合適位置所需的底盤支承薄板部分，例如利用 CAD技術(shù)。彎曲線定位成產(chǎn)生支承板部分，且底盤拉直成具有所需特征和折疊線的平板，如圖28A中所示。盡管該技術(shù)已經(jīng)在以前的CAD設(shè)計文獻(xiàn)以及CAD和CAM軟件程序中 介紹，但是它們并不因此能夠有效地廣泛應(yīng)用，而是只用于簡單設(shè)計，因為 不能實現(xiàn)板材的精確、低力彎曲?；陂_狹槽的本發(fā)明使得這些理論上的 CAD或CAM設(shè)計技術(shù)成為可能的制造技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)的CAD或CAM設(shè) 計不能在實際材料上實現(xiàn)與理論CAD或CAM模型相同的精度，因為例如 普通彎曲方法不能保持所需公差。本發(fā)明可以達(dá)到的彎曲精度明顯提高了 CAD或CAM模型與板材彎曲的實際形狀的 一致性。而且，彎曲并不需要在拾取和布置處或快速仿形位置來進(jìn)行。安裝有部 件的板能夠與形成的部件一起運送，并選擇地用作運送過程的襯墊。 一旦到 達(dá)遠(yuǎn)離設(shè)計和切割位置的制造位置，底盤或殼體板將精確彎曲，甚至在需要 時通過手彎曲，且彎曲殼體固定成三維結(jié)構(gòu)，同時多個選定部件固定在它的 內(nèi)部和/或外部。另外，三維底盤和其它結(jié)構(gòu)也可以有其中的面板，該面板通過沿彎曲線 的條來安裝，以便提供在底盤或結(jié)構(gòu)中的門，用于周期或緊急進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。 因此省略了單獨的門鉸鏈組件。廣范圍的產(chǎn)品。不必限制數(shù)目，利用本發(fā)明的開狹槽和開槽方案可以由板材 折疊成以下產(chǎn)品實例桁架、梁、曲線梁、巻曲梁、梁中梁、外殼、多面體、 骨架壁、梁網(wǎng)、包絡(luò)梁、凸緣梁、中間多件凸緣梁、機(jī)械結(jié)構(gòu)物、工藝品和 雕刻品、三維折紙結(jié)構(gòu)、樂器、玩具、廣告牌、連接模塊、包裝件、貨架、 保護(hù)性罩殼、平臺、橋梁、電力儲備箱體、RF屏蔽外殼、EMI(電磁干擾) 屏蔽物、微波導(dǎo)管等，這類結(jié)構(gòu)物中的幾個例子表示于圖12-30和32中。 下面將參考圖12、 13和14介紹使用本發(fā)明的開狹槽工序和狹槽板的彎曲箱梁。圖12中表示的材剩—反561有兩個彎曲線562和563。彎曲線562 有在彎曲線562的相對側(cè)的多個弓形狹槽563。更小的弓形狹槽564也沿彎 曲線562定位。狹槽563和564的總體形狀與結(jié)合圖11中所述和所示的狹 槽542相同，但是狹槽564的長度相對于狹槽563減小，且看出狹槽564定 位在凹槽567的頂點566處，該凹槽567布置在材料板的邊緣568中。由狹 槽563的縱向相鄰端部部分以及狹槽563和564的縱向相鄰端部部分確定的 彎曲條569基本上有相同構(gòu)形，然而狹槽563和564的長度不同。由于弓形 段的差異，形狀稍微有差別，但是彎曲條569的強(qiáng)度和耐疲勞能力沿彎曲線 562的長度基本均勻。本發(fā)明狹槽564的一個優(yōu)點是它們將包含任何應(yīng)力裂紋傳播，該應(yīng)力裂 紋傳播將在凹槽567的頂點566處產(chǎn)生。由凹槽567確定的各葉片或指狀物 571可以彎曲或離開紙面90度角，或者如果結(jié)構(gòu)要求也可以是其它角度。中 心部分572可以保持在圖12所示的板平面中。多個狹槽576和577沿第二彎曲線563布置。這些狹槽的端部曲線部分 578比第一彎曲線562附近的圓弧形狹槽更緊密。通常，緊密的曲線形端部 578并不象用于連接狹槽563和564的多開口端部分所要求的那樣。然而， 對于不易受到應(yīng)力破壞的延展性材料，狹槽576和577所示類型的狹槽完全 合適。還有，在狹槽576和577之間的差異是在凹槽567的頂點566處必須 使用更小的狹槽。一旦開出狹槽，板561可以沿彎曲線563彎曲，這樣，葉片571可以彎 曲成相對于中心部分572成90度角度。應(yīng)當(dāng)理解，通常沿彎曲線562和563 的狹槽將有相同形狀，也就是，它們將是狹槽563和564或者狹槽576和577。 還可以是混合狹槽形狀，但是如圖12中混合它們并沒有優(yōu)點。圖12所示實 施例的目的是表示適用于根據(jù)本發(fā)明彎曲板材的不同狹槽形狀。下面將參考附圖13和14來介紹如圖12中所示的、使用兩個板狹槽的 彎曲箱梁的設(shè)計和形狀。該:沒計將在CAD或CAM系統(tǒng)中完成，如前所述， 在板561中制成的狹槽與在CAD 、 CAM或其它系統(tǒng)的設(shè)計程序的布局相同。 總體表示為581的彎曲箱梁其中一個設(shè)計、切割和彎曲的U形板572a固定 在第二設(shè)計、切割和彎曲的U形板572b上。如圖13和14中所示，指狀物 或葉片571向下折疊在指狀物或葉片571b的外部。在這兩種情況下，頂點 566緊鄰折疊線562a、 563a、 562b和563b。通過使凹槽567a能夠有增大的凹槽包角，同時使凹槽567b的包角在梁581的縱向彎曲區(qū)域582中減小， 這樣布置的頂點能夠使板彎曲。至少在半徑不是極小時板材的中心部分572a 和572b的厚度將適合彎曲且不會褶皺。折疊的板能夠通過鉚釘583或其它合適緊固件、粘接劑或固定技術(shù)例如 焊接和釬焊固定在一起。緊固件的開口可預(yù)形成如在圖12中表示為580。當(dāng) 確切的曲線形形狀已經(jīng)在彎曲之前確定或理解時，開口 580的位置可以精確 設(shè)置，或者開口 580可以定位在中心位置，然后用于以后的鉆孔來使兩個彎 曲板沿曲線連接在一起，該曲線在現(xiàn)場確定或形成。這種曲線形狀待定的箱梁的 一種用途是在飛機(jī)工業(yè)中。難以彎曲的4041 T-6或6061 T-6鋁設(shè)計成帶要求布置的狹槽，然后形成圖12中所示的有狹槽 板。板在現(xiàn)場成形，以便提供箱梁，該箱梁的曲率由需要修理的飛機(jī)部分的 曲率來形成確定。形成箱梁的兩個板進(jìn)行彎曲，以便裝配在飛機(jī)的受損蒙皮 部分下面，然后，蒙皮安裝在彎曲箱梁的中心部分572上。葉片或指狀物571的彎曲可以通過簡單手動工具來進(jìn)行，或者甚至通過 手，且通過使用預(yù)先形成的孔58作為在折疊板的葉片或指狀物中的鉆孔引 導(dǎo)孔，現(xiàn)場鉚接用于保持箱梁的曲率。這樣，通過簡單的手持電鉆和鉗子， 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)4041 T-6鋁箱梁能夠定制形成并布置為飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件，用于隨后 將飛機(jī)蒙皮固定在它上面。這甚至能夠在戰(zhàn)斗狀態(tài)下進(jìn)行現(xiàn)場維修，以便使 飛機(jī)能夠飛向能夠進(jìn)行正規(guī)修理的地方。當(dāng)縱向曲線形箱梁具有預(yù)定或已知縱向曲線時，葉片或指狀物571a和 571b能夠由凹槽確定，其中，指狀物在相同平面內(nèi)相互交叉或嚙合。這將產(chǎn) 生平滑和沒有開口的梁側(cè)壁。如圖12-14中所示，縱向曲線形箱梁681通過使板材沿直折疊線562 和563彎曲而產(chǎn)生。還可以通過沿曲線形彎曲線開狹槽或開槽而產(chǎn)生縱向曲 線形箱梁。除了上述曲線形梁實施例，由于簡單地將彎曲條確定結(jié)構(gòu)沿非線性部分 的彎曲線布置而立即了解彎曲結(jié)構(gòu)部件的其它實例。通過沿該彎曲線進(jìn)行折 疊或彎曲板形成曲線形三維結(jié)構(gòu)。下面參考圖15和16,圖中分別表示了設(shè)計和開出狹槽或槽的材料板以 及由該材料板制成的三維結(jié)構(gòu)。板611設(shè)計成沿縱向延伸折疊線612和613 進(jìn)行開狹槽或開槽。進(jìn)一步開狹槽或槽在橫向延伸的折疊線614， 615， 616和617上進(jìn)行。板611的相對側(cè)邊緣618為圓形，且多個凹槽619形成于板 的相對側(cè)邊緣中。連接凸片或凸緣621形成于板的一端，優(yōu)選是其中有緊固 件接收開口 622，該緊固件接收開口將與板611的相對端中的開口 623對齊。 圖9和10的實施例中所示類型的狹槽或槽624沿折疊線612 _ 617進(jìn)行定位。 應(yīng)當(dāng)理解，在其它實施例中所示類型的狹槽或槽也可以用于本發(fā)明范圍中。圖15中所示的材料板設(shè)計成包圍柱形部件，例如圖16中所示的桿、棒 或柱631。通過使板616沿折疊線612-617彎曲，板611可以折疊成包圍柱 形部件631，如圖16中所示。板的圓形弓形部分618的尺寸設(shè)置成有與柱 631的半徑匹配的半徑。凹槽619封閉，且確定凹槽的邊^(qū)^相互^^氐靠，同時 折疊線614-617使得板能夠折疊成環(huán)繞柱631的方形結(jié)構(gòu)。所形成的彎曲 三維結(jié)構(gòu)具有多個平面面板636 - 639，它們提供了能夠很容易安裝其它部件 或結(jié)構(gòu)的抵靠表面。折疊的板611可以通過穿過開口 622和623的緊固件而 環(huán)繞柱631固定就位。槽或狹槽624的結(jié)構(gòu)使得折疊板611成為環(huán)繞柱或桿 631的高強(qiáng)度剛性結(jié)構(gòu)。由于在弓形邊緣618和柱之間進(jìn)行干涉配合和/或使 用緊固件、粘接劑、焊接、銅焊等，可以將折疊板611固定在桿631上以防 止垂直移動，且組件可以用于多種用途，這些用途解決將各種結(jié)構(gòu)件連接于 圓柱形結(jié)構(gòu)件上的問題。圖15和16的實例不僅可能進(jìn)行裝飾包覆，而且是 在柱形和矩形件之間的過渡結(jié)構(gòu)件。紋形面板或臺板組件。圖17和18表示了兩個波紋形面板組件，它們可以利 用本發(fā)明的裝置和方法來設(shè)計和構(gòu)成。這樣的組件在提供高強(qiáng)度-重量比時 特別有效，且本發(fā)明的板折疊技術(shù)很容易適應(yīng)波紋形板的折疊和提供安裝凸片。在圖17中提供了安裝凸片，該安裝凸片能夠穿過狹槽延伸，以便使波 紋形板與平面板連接，而在圖18中提供了具有緊固件接收開口的凸片。在圖17中，材料板641根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)沿縱向延伸折疊線642-647 進(jìn)行開狹槽或開槽。另外，多個凸片649沿折疊線643、 645和647形成。 凸片649在沿折疊線形成狹槽或槽651的同時切入板641中。這樣，U形切 口 652形成于板641中，因此，當(dāng)板折疊成波紋形狀態(tài)時，如圖17中所示， 凸片將向上凸出。當(dāng)進(jìn)行折疊以便形成波紋形時，凸片649將與垂直方向成 一定角度延伸，但是凸片649可以通過隨后的步驟而從傾斜位置彎曲至接近垂直的位置，如在617中所示。圖17中所示的折疊或波紋形板641能夠安裝在第二平面板656上，該 第二平面板656中形成有多個狹槽657。狹槽657的位置和尺寸設(shè)置成匹配 地接收穿過的凸片649。當(dāng)板656降低至波紋形折疊板641上時，凸片649 將穿過狹槽657延伸。凸片649能夠與狹槽657進(jìn)行干涉配合，以便將板固 定在一起，或者凸片649可以彎曲至水平位置或繞垂直軸線扭轉(zhuǎn)，以便將兩 個板固定在一起。凸片649還可以向下彎曲和通過粘接劑、焊接、釬焊等而 固定在4反656上。也可選擇，未示出的第二材料板可以利用在開狹槽或開槽處理過程中由 板641形成的凸片(未示出)安裝在折疊或波紋形板641的底側(cè)。該第二板將 與板656連4妻所述的方式而固定在折疊波紋形4反641的底部上。結(jié)果形成可用于多種用途的高強(qiáng)度、耐疲勞和重量輕的波紋形面板或臺 板組件。類似于圖17的波紋形面板組件可以與圖18的組件連接而構(gòu)成。折疊波 紋形板661包括多個折疊線662和多個凸片663。凸片663由板661以與結(jié) 合凸片649所述類似的方式而形成，只是凸片663包括緊固件接收開口 664。 另外，凸片663向下折疊成接近水平位置，而不是向上接近垂直位置，如與 凸片649連接所述。在水平位置，凸片663可以用于連接其中有緊固件接收 開口 667的第二材料板666。板666定位成使得開口 667與開口 664對齊， 且緊固件用于將兩個板固定在一起。如結(jié)合圖17中所述，第三板可以固定 在波紋形板666的底部，盡管圖中沒有表示將凸片664固定在波紋形板61 的底側(cè)。再有，通過采用根據(jù)本發(fā)明形成的多個狹槽或槽668，如上所述，可以 制造波紋形臺板或面板組件，它的強(qiáng)度非常高，并有良好的耐疲勞性，且重量輕。圖19-22表示了能夠利用本發(fā)明的狹槽板和方法形成的連續(xù)波紋形面 板或臺板的還一實施例。而且，圖19-22的面板表示了由于能夠形成具有 較大的負(fù)載承受能力的尖銳彎曲或折疊而獲得的強(qiáng)度優(yōu)點。而且，圖19-22 的實施例表示了使用凸片來使得折疊板互鎖在高強(qiáng)度三維結(jié)構(gòu)中。形成波紋形面板或臺板的現(xiàn)有技術(shù)常常不能獲得弦板材料與整個面板 材料的要求的高水平或百分比。通常，設(shè)置腹板的目的是分離具有實現(xiàn)該目的所需的最小腹板質(zhì)量的弦板。I形梁為輥軋或焊接形式，相對于在它們之 間的連接腹板它使用更厚的頂部和底部弦板。本發(fā)明能夠使一組波紋形結(jié) 構(gòu)，它有在提供剛性、堅固、低重量結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計靈活性，可以由連續(xù)巻 材制造，以緊湊的巻材形式運輸和容易在現(xiàn)場成形。本實施例的互鎖特征避 免了在拐角處的焊接，在該拐角處焊接特別易于失效。板材721已經(jīng)利用本發(fā)明開出了狹槽，且在圖19中表示了在彎曲或折疊之前的扁平狀態(tài)。如圖所示，多個基本平行的彎曲線722有位于彎曲線的 相對側(cè)的、交替的弓形狹槽723圖案，以便確定沿相對方向歪斜的傾斜延伸 條。條723可以是例如圖6或9中的狹槽形狀。在板721中還形成多個凸片 724，這些凸片724從狹槽723的舌片部分向外延伸，板721中還形成有多 個鍵孔狀開口 725。開口 725定位成與凸片724對齊。在圖21A中，凸片724將看成從狹槽723橫過彎曲線722延伸。因此， 凸片724是狹槽723的舌片側(cè)部的延伸部分。鍵孔開口 725是在狹槽723的 舌片側(cè)部的切除或負(fù)的凸片，它的形狀尺寸設(shè)置成接收凸片724。為了防止 凸片724的頸部與狹槽相對側(cè)的向上移動面進(jìn)行干涉，凹槽730布置在狹槽 723的唇緣側(cè)。這樣，725和730的整個區(qū)域?qū)⑶谐兔撀洌蛘邚陌迳铣?去，因此，凸片724能夠插入凹槽725/730中。在圖20中，圖19的平板721折疊成連續(xù)波紋形面板或臺板726。面板 726包括腹板部分727和弦板部分728。如面板726中所示，弦板728在面 板的上側(cè)和底側(cè)在面板的整個長度上為首尾相抵的關(guān)系，以便提供連續(xù)的臺 板或弦板表面。與并不是所有橫向腹板都在面板的上側(cè)和底側(cè)通過弦板連接 時的面板相比，該結(jié)構(gòu)使得面板726的強(qiáng)度大大增強(qiáng)，例如在彎曲時。臺板 或面板可以通過添加附加材料板(未示出)而進(jìn)一步增強(qiáng)，該附加材料板可進(jìn) 一步提高弦板材料質(zhì)量與整個臺板或面板質(zhì)量的比例，以便達(dá)到極好的強(qiáng)度 /剛性與重量比。圖21更詳細(xì)地表示了用于面板726的彎曲或折疊方案。例如，從端部 凸緣729開始，腹板727a可以向下彎曲，并在彎曲線722a處向下返回到面 板的底側(cè)。然后，板材721在彎曲線722b處向前彎曲，且弦板728a沿平行 于凸緣729的面板縱向方向延伸。在彎曲線722c處，腹板727b彎曲成向上 和往回延伸至彎曲線722a,在該點，弦板728b向前彎曲并伸向彎曲線722b。 腹板727再在彎曲線722d處往回彎曲至彎曲線722c。彎曲沿面板726的長度繼續(xù)，以便產(chǎn)生折疊的波紋形面板，其中，在面板的頂部和底部有多個首 尾相連的弦板，它們通過連接腹板而分開。對于較高的強(qiáng)度與重量比例，在 面板中的弦板材料質(zhì)量與總體面板質(zhì)量的比例相對較高。利用本發(fā)明的開狹槽工序能夠?qū)?21折疊成尖銳或巻曲折疊的能力，使得在腹板727和弦板728之間的頂點731相對尖銳，并定位成鄰近相抵關(guān) 系。如圖所示，圖19-21的面板有相等長度的腹板和弦板，從而產(chǎn)生等腰 三角形，其中，各頂點為大約120度。應(yīng)當(dāng)理解，很多其它波紋形幾何形狀 也同樣是可能的。盡管有多種方式來使得折疊面板726固定成三維形狀，但是優(yōu)選方法是 利用凸片724和匹配鍵孔開口 725,該鍵孔開口 725在形成彎曲狹槽的過程 中切入板721中。例如，通過凸片的激光或噴水切割而提供凸片724a,以便使得狹槽舌片 從凸緣729向外伸入腹板727a。當(dāng)腹板727a向下和向后彎曲至彎曲線727b 時，凸片724a保持在凸緣729的水平平面中。最好如圖21A中所示，切入 弦板728b中并與凸片724a對齊的匹配開口 725將使得凸片724a能夠定位 在開口 725中。如各凸片724有》文大頭部或端部734時，凸片將由它們的匹 配開口 725而鎖定或捕獲，就象鋸齒件可以與相鄰件卡住和互鎖。該互鎖將 阻止凸片與面板的頂部和底部平面中的匹配開口分離。凸片和開口的尺寸不 需要優(yōu)選是并不產(chǎn)生干涉配合。凸片724和開口 725的互鎖也沿面板726的底側(cè)產(chǎn)生，因此即使沒有采 用附加固定技術(shù)例如粘接劑、焊接、釬焊等，也可以選擇使用附加固定技術(shù)， 折疊面板也將固定成形，如圖20中所示。在圖22中，圖19-21的板開狹槽和彎曲工序示意表示為用于形成柱形 部件741。腹板742和弦板743也形成于彎曲線周圍，且彎曲線的位置選擇 為使得在內(nèi)徑744上的弦板的長度比在柱體741的外徑746的弦板更短。根 據(jù)材料的厚度和柱體741的半徑，凸片和匹配開口可以用于將弦板和腹板鎖 定成所要求的構(gòu)形。所形成的柱形結(jié)構(gòu)例如可以用作重量輕和強(qiáng)度高的柱或 桿。在本發(fā)明的大部分實施例中，特別是材料板具有較大厚度時，起始彎曲 將自動使得狹槽的舌片或凸片部分開始沿正確方向?qū)χM槽相對側(cè)的面滑 動。然而，當(dāng)板材相對較薄，且狹槽的切口相對較小或為零時，狹槽板的凸片部分突然將沿錯誤的方向運動，從而影響彎曲的精度。為了解決該問題， 狹槽的舌片部分可以沿一定方向偏壓，從而產(chǎn)生可預(yù)計的正確彎曲。該方案在圖23和24A中表示。利用本發(fā)明的設(shè)計和板開狹槽技術(shù)，材料板681形成為用于繞彎曲線 682的平面彎曲。弓形狹槽683形成為確定舌片684，該舌片在板繞彎曲線 682彎曲的過程中將沿相對面滑動。在圖23a中，可以看見材料板681繞彎曲線682沿向下方向彎曲，如箭 頭687所示。因為舌片684向下移動，唇緣689的底邊緣或拐角688將向上 翻折并與舌片的面690嚙合，以這種方式將使得邊緣688沿面690滑動。在 彎曲線682各側(cè)的邊緣688將向上移動，以便在向下的預(yù)設(shè)舌片684上滑動， 這樣，在彎曲工序過程中，繞彎曲線682彎曲將可預(yù)計地使邊緣產(chǎn)生以要求 方向沿舌片的面的滑動。當(dāng)板681形成為例如利用沖壓工序來進(jìn)行彎曲時在工序中刀形成狹槽 683，沖壓模具也可能使得舌片684在彎曲線的側(cè)部沿向下方向塑性變形。 在彎曲過程中也將產(chǎn)生邊緣688沿面690在合適方向進(jìn)行可預(yù)計的滑動，這 樣，在彎曲線相對側(cè)的實際支點將產(chǎn)生沿與彎曲線682對齊的虛擬支點的精 確彎曲。移動的舌片也將給操作人員關(guān)于正確彎曲方向的提示。盡管本發(fā)明的很多用途要求90度彎曲，但是一些用途將要求彎曲成其 它角度。本發(fā)明的裝置和方法能夠適應(yīng)該彎曲，同時還保持完全邊緣對表面 接觸的優(yōu)點。在圖24中表示了彎曲大約75度。如圖所示，材料板691形成有狹槽692,該狹槽切成與板691的平面為 大約75度的角度a。(在彎曲線693另一側(cè)的相應(yīng)狹槽也切成75度角，但是 沿相反方向歪斜，且為了清楚并沒有圖示)。當(dāng)向下彎曲時，唇緣695的底 邊緣694向上翻折并滑動至舌片697的面696上。 一旦彎曲達(dá)到105度或者 是狹槽角度a的補角，板近側(cè)邊緣694的底表面698將與舌片的面696共面 并均勻支承在舌片的面696上。目前市場上的大部分激光切刀的功率都能夠切割供給它的塑料和金屬 板。然而，市場上也有以巻材供給的激光切割設(shè)備，但是目前有的這種設(shè)備 并不將切割后的材料巻繞回巻材。因此，巻材至巻材的激光切割設(shè)備并沒有 使用或可在市場上獲得。在本發(fā)明中，巻材供給切割與巻繞機(jī)構(gòu)組合的優(yōu)點是非常大的，或者非常復(fù)雜的、富含信息的結(jié)構(gòu)可以在CAD中設(shè)計、進(jìn)行切割，然后這些預(yù)加 工的結(jié)構(gòu)可以重新巻繞成緊湊形式。 一旦處于巻繞的緊湊形式，它們可以在 平板卡車或火車車廂上更方便地運輸，或者發(fā)射至外層空間中。當(dāng)?shù)竭_(dá)使用 位置時，開巻材料并沿所示彎曲線進(jìn)行彎曲或折疊，并由切入金屬或塑料板 中的弓形狹槽和傾斜條來進(jìn)行結(jié)構(gòu)支承。本發(fā)明的板開狹槽或開槽裝置可以以至少三種方式包含在巻材至巻材 的工序中。在工業(yè)上廣泛應(yīng)用多種平板激光切刀。第一方法在平板激光切刀 的一端使用巻材，激光切刀在中間，用于重新形成局部切割材料巻的纏繞輥 在后面。用手使材料通過系統(tǒng)前進(jìn)，且銷或邊緣凹槽對齊零件切入平整的板和Y軸上對齊。這樣，發(fā)生一件件地前進(jìn)，包括本發(fā)明的狹槽輔助彎曲零件 的對齊。該新穎性在于具有開巻和巻繞材料的對齊系統(tǒng)與應(yīng)用能夠產(chǎn)生較低 力、精確定位、高強(qiáng)度的彎曲或折疊結(jié)構(gòu)的本發(fā)明切割彎曲零件進(jìn)行組合。第二方法是利用已知的動力開巻、停止、切割和動力重新巻繞技術(shù)使材 料巻前進(jìn)通過激光切刀。第三方法如圖25中所示。它使用平滑、連續(xù)的腹板輸送，同時進(jìn)行開 巻和重新纏繞。板材701從供給巻702上開巻，且控制CNC切刀703的運 動和/或光學(xué)系統(tǒng)，以^便補償材料701的巻繞波動。CNC切刀703可以是激 光切刀和噴水切刀，它形成和控制成將要求的狹槽圖案切入板701中。在切 割后，板701纏繞在材料巻704上。因為巻繞板材堆通常有巻繞產(chǎn)生的巻曲，因此可以選擇在開巻材料巻 702之后使用壓平步驟或壓平裝置706。板材701可以通過夾輥707以及在 材料巻702和704處和在輥710處的驅(qū)動馬達(dá)而驅(qū)動通過處理線。以前并沒有使用巻材至巻材工序的一個原因是當(dāng)連續(xù)層纏繞在材料巻 704上時，切除零件的邊緣或輪廓將互鎖和卡住，特別是當(dāng)本發(fā)明的較低力 的狹槽輔助彎曲零件有可折疊凸片或折片時。重新巻繞材料701的動作將使 得切割凸片或折片與纏繞材料巻相切地延伸。可以用兩種方法來解決該問 題。 一個是當(dāng)重新纏繞金屬和其它剛性材料巻時使用薄的、容易去除的垂片， 具有本發(fā)明的較低力折疊零件的這些材料將從重新纏繞的材料巻切向伸出。 第二方法如圖25中所示，即將聚合物腹板708共同纏繞在材料巻704上。 腹板708將較堅韌和不容易穿刺而且很薄。聚丙烯和聚乙烯是兩個有用的實例。用于增大巻材至巻材工序系統(tǒng)的輸出的一個技術(shù)是使用激光切刀703, 該激光切刀703有多個激光束，用于切割本發(fā)明的狹槽輔助的較低力彎曲零 件?？烧郫B箱梁例如圖12中所示需要多個彎曲輔助弓形狹槽，這些弓形狹 槽在要求的彎曲線周圍平行于材料巻纏繞方向地布置。例如多個纖維激光器 機(jī)械地連接在一起，且它的運動控制器是單個連接機(jī)械系統(tǒng)，且單個運動控 制器能夠同時產(chǎn)生所有平行彎頭，而具有獨立促動系統(tǒng)和運動控制器的其它 激光器能夠制造所有其它切割零件，例如有凹槽的邊緣。上述三個巻材至巻材工序系統(tǒng)的方法和裝置與本發(fā)明的低彎曲力、高強(qiáng) 度彎曲特征組合，能夠形成一類產(chǎn)品，從梁到樓梯，到建筑物的柱和接頭系 統(tǒng)，當(dāng)需要緊湊儲存或以巻繞形式輸送時進(jìn)行巻繞，隨后開巻和折疊成確定 尺寸，并提高結(jié)構(gòu)完整性。該技術(shù)可用于空間、軍事上、工商業(yè)和居住建筑場的成本和勞力都過于昂貴和困難。也可選擇，圖25的巻材至巻材工序線也可以包括一對硬工具模切切刀 709。使用凸形和凹形壓模形狀沖壓出弓形狹槽和脫落零件，模具切刀也可 以是板，并應(yīng)用材料增加處理技術(shù)，但最優(yōu)選是，它們是硬工具旋轉(zhuǎn)模具709。用于制造巻繞-纏繞折疊結(jié)構(gòu)的CNC切割方法的優(yōu)點是容易將非重復(fù)的 特征編程輸入切割工序。硬工具沖壓或旋轉(zhuǎn)模切方法的優(yōu)點是無論間歇還是連續(xù)重復(fù)零件特別是弓形狹槽能夠高效地制造。產(chǎn)量高和靈活性好的最大效益是用CNC切割與硬工具沖壓/模切組合來 產(chǎn)生聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，它具有位于開巻和重新巻繞步驟之間的成形步驟。在組合系 統(tǒng)中，如圖25中所示，各成形工具發(fā)揮它自身的優(yōu)點。圖25表示了用于形成三維結(jié)構(gòu)的方法，該三維結(jié)構(gòu)特別在遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)進(jìn) 行開狹槽和/或在彎曲之前局部裝配的地點的位置使用。一種特別有意義的用 途是在外層空間中制造三維結(jié)構(gòu)。目前，這樣的結(jié)構(gòu)在外層空間中從三維模 塊進(jìn)行裝配；它們通常并不在外層空間中實際制造?？臻g裝配的問題是模塊 在軌道空間運輸工具的有效負(fù)載中需要不合適的容積量。因此，在外層空間 中進(jìn)行制造的一個問題是，形成高強(qiáng)度三維結(jié)構(gòu)所需的工具過于大和笨重。 在空間中進(jìn)行裝配的另一問題可能是零件和緊固件的數(shù)目太大。 一方面，笨 重且?guī)缀跬暾哪K被發(fā)射和緊固在一起。另一方面，未裝配模塊的包裝零件和緊固件的數(shù)目非常大。在圖26中表示了板材341巻339,它設(shè)計并提供有在兩個彎曲線345 上的狹槽或槽。板341也形成有開口 346和凸片348，它們分別周期性地定 位在相對板邊緣附近。如圖所示，狹槽343可以有利地采用圖6中所示的構(gòu) 形。應(yīng)當(dāng)理解，材料巻339是板材輸送的高度緊湊結(jié)構(gòu)。板341可以在有無 限制造設(shè)備例如使用圖25中的巻材至巻材加工線的、地球上的工廠中形成 有狹槽243、開口 346和凸片348以及其它要求的結(jié)構(gòu)零件。然后，巻繞板 再通過空間運輸工具輸送至外層空間位置。板341可以從材料巻339中開巻， 且當(dāng)開巻時或者開巻后，板可以使用手動工具或輕微動力工具制造成三維結(jié) 構(gòu)。該制造這樣實現(xiàn)，即通過沿彎曲線345彎曲板和通過使凸片348彎入開 口 346中以便將板鎖定成三維結(jié)構(gòu)，例如三角形梁350，如圖26的右手側(cè)所 示。如圖26中所示，結(jié)構(gòu)350是具有三角形截面的細(xì)長梁，還能夠與其它 結(jié)構(gòu)連接，以便產(chǎn)生復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)和居住艙。當(dāng)使用本發(fā)明的板彎曲 狹槽結(jié)構(gòu)時，在狹槽343圖案中產(chǎn)生的各彎曲優(yōu)選是包括板材的邊緣對表面 支承，這使得彎頭能夠承受很大負(fù)載。顯然，其它梁和結(jié)構(gòu)形狀，例如圖13 和14的箱梁、圖20的臺板或圖22的柱，也可以通過沿具有上述類型狹槽 的彎曲線進(jìn)行折疊來制造。而且，使用本發(fā)明的開狹槽和開槽方法和裝置保證精確定位板341的相 對邊緣以及開口 346和凸片348,以便使結(jié)構(gòu)350關(guān)閉。當(dāng)形成的結(jié)構(gòu)需要 流體密封且使用了狹槽時，通過狹槽343產(chǎn)生的彎頭可以充滿粘接劑或以其 它形式填充，例如通過焊接或釬焊。還可以提供很多其它封閉結(jié)構(gòu)或緊固方 案，包括沿板341的抵靠邊緣焊接和使得板的邊緣與側(cè)壁交疊以及使用凸片 和/或緊固件。圖27A-27G表示了另一種形式的箱梁，即交叉支承或自支承箱梁，它 表示了本發(fā)明的裝置和方法的靈活性。材料板801在圖27A表示為沿彎曲線802和803形成狹槽。另外提供有 多個橫向狹槽804,它們用于提供梁的交叉支承板部分806。使板801彎曲 成圖27G所示的自支承箱梁807，其順序表示于圖27B-27G中。首先，具有交叉支承板部分806的板的一側(cè)可彎曲至圖27B的位置。然 后，板沿彎曲線803進(jìn)行彎曲，以便產(chǎn)生圖27C的交叉撐板806。板801再繞彎曲線802a彎曲至圖27D的位置。板在圖27E和27F中繞彎曲線802b 和802c彎曲，最終，側(cè)部凸緣805向上彎曲，且板繞彎曲線802d彎曲，以 便產(chǎn)生圖27G的梁807。緊固件可以布置在開口 808和809中(該開口 808 和809在板801中形成對齊關(guān)系)，例如鉚4丁或螺4丁，并能夠用于將側(cè)部凸 緣805固定在箱梁的其余部分上，以便產(chǎn)生不會彎曲或展開的結(jié)構(gòu)。梁807 可以看見在它的中心卡住或捕獲沿梁延伸的X形交叉梁排列，以便使它的強(qiáng) 度大大增強(qiáng)。因此，利用本發(fā)明的方法可以由單個材料板設(shè)計和形成強(qiáng)度/ 重量比極高的內(nèi)部支承箱梁。作為可以在使用本發(fā)明的裝置和方法形成的多種不同結(jié)構(gòu)上添加的可 選擇步驟，防護(hù)拐角或護(hù)角板810(圖27G)可以安裝在彎曲拐角802上，以 便進(jìn)行平滑和/或裝飾性的拐角處理。因此，L形護(hù)角板810可以加在梁807 上，如箭頭820所述，且通過例如粘接劑或緊固件而固定就位。護(hù)角板810 可以是金屬化塑料，或者甚至可反射，以便產(chǎn)生裝飾效果，并提供沖擊防護(hù)， 且平滑和/或密封拐角彎頭。護(hù)角板810甚至可以環(huán)繞梁或其它三維結(jié)構(gòu)。安 裝護(hù)角板可以幫助使負(fù)載橫過彎頭傳遞。在圖27A - 27G的交叉支承箱梁807中，交叉支承板部分806彎曲成"X" 形狀，然后捕獲或卡在折疊梁中，以便提供內(nèi)部支承。支承具有在不同平面 中的相鄰壁的結(jié)構(gòu)的另 一方法是使用擺出板部分。圖34A-34E表示了在另一箱梁中使用擺出板支承，該箱梁也由一定圖 案的減輕重量切口。在圖34A中，板811利用本發(fā)明開有狹槽，并有多個彎 曲線812。板811進(jìn)一步切割或沖壓成有切口或減輕重量開口 813。另外， 為了提供梁的折疊壁的支承，提供有多個擺出板部分814，它們可以繞彎曲 線815彎曲。在圖34B中，擺出板814環(huán)繞彎曲線815折疊或板811平面擺出，而在 圖34C中，板的外邊緣816環(huán)繞彎曲線812彎曲成垂直方位。在圖34D中， 板811的一側(cè)壁部分817再環(huán)繞彎頭812彎曲，且在圖34E中，另一側(cè)壁部 分817環(huán)繞另一彎曲線812彎曲，以便完成箱梁818。最后的彎曲步驟，即從圖34D的形狀彎曲成圖34E的形狀，使得邊緣 部分816交疊，并使得擺出板814交疊。邊緣816和擺出板814都可以提供 有緊固件接收開口 819，因為當(dāng)采用本發(fā)明的邊緣對表面彎曲技術(shù)時有很高 的精度或精確性，因此當(dāng)梁折疊成圖34E的狀態(tài)時，該緊固件接收開口819將對齊或交疊。這樣，緊固件例如鉚釘或螺釘(未示出)可以插入開口 819中，以便將邊緣816固定在一起和防止梁819展開，并將擺出板814固定在一起， 以便在相互垂直的梁壁之間提供支承和提供橫過梁的支承。顯然，擺出板的 數(shù)目可以從圖中所示的數(shù)目增加，且使用擺出板來支承在不同平面中的相鄰 壁可用于除了箱梁以外的很多結(jié)構(gòu)。下面參考圖29和30,圖中表示了能夠通過本發(fā)明彎曲的較低力板的優(yōu) 點。在圖29中，材料板841表示為具有多個弓形狹槽842，這些弓形狹槽 842以上述方式沿彎曲線形成。由板841形成的箱843可以使用較低力的技 術(shù)很容易地完成。板843可以布置在沖莫具846的開口 844上面，且箱的四側(cè)847同時彎曲 至豎直位置?？梢允褂么賱悠黩?qū)動柱塞848,或者真空源連接成通過導(dǎo)管849 向模具846施加真空。幾乎不需要將板841夾持在模具846上；只需要定位 4反841，因此彎曲線與才莫具中的開口 844成匹配關(guān)系。這例如可以通過在靠 近開口 844拐角的頂表面上提供指示銷(未示出)來實現(xiàn)。指示銷將在板841 的側(cè)部847之間的頂點處與板844嚙合。根據(jù)彎曲的材料和它的厚度，在導(dǎo)管849中的負(fù)壓將足夠?qū)?41拉低 至模具中，并因此使側(cè)部847向上彎曲，或者對于更厚板和更堅固的材料， 柱塞848也可以用于進(jìn)行彎曲。箱843例如可以用作較小電路板的RFI屏蔽，例如在手持電池電話中常 用的電路板，并通過現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)模具沖壓來制造。連續(xù)模具沖壓的優(yōu)點 是可以獲得足夠的精度，且它適合低成本批量生產(chǎn)。然而，面對市場上的產(chǎn) 品的快速變化，需要新的屏蔽設(shè)計，這要求頻繁更換硬加工工具。這從產(chǎn)品 在市場上的發(fā)展壽命來看特別成問題，其中在選擇最終設(shè)計之前有很多變 化。依賴硬加工工具的另 一 困難是正式全面生產(chǎn)必須等到可獲得硬加工工 具。這可能要等待8周，在產(chǎn)品設(shè)計迅速變化和產(chǎn)品壽命很短的市場上，這 個時間太長。連續(xù)模具沖壓的還一問題是為了檢查和維修必須接近下面的部 件。當(dāng)一批芯片中的大部分有問題而需要修理時，使用低型面防護(hù)墻的兩件 式RFI屏蔽單元釬焊至電路上，并以干涉配合而象"鞋盒蓋"一樣覆蓋它。這 樣的缺點是較低的防護(hù)墻將一些水平"地產(chǎn)(real estate)"從電路板上取走，且 制造兩件總是比制造一件昂貴?？赏ㄐ械牧?一現(xiàn)有技術(shù)方案是在屏蔽蓋中使 用一排圓形穿孔，該屏蔽蓋能夠切割，以便使得該區(qū)域可沿一側(cè)向上鉸接。該穿孔的門產(chǎn)生了可能的一些RFI泄漏，且很難切割和重新密封該蓋。圖29的箱843表示了使用本發(fā)明來解決前述問題的方案。使用弓形狹 槽輔助彎曲方法制造的RFI屏蔽可以在沒有硬加工工具的情況下使用CAD 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和使用CNC切割處理例如激光切刀來快速仿形。通過手動工 具或圖29的制造設(shè)備可以快速地折疊成所需的形狀。通過激光切割獲得進(jìn)入市場所需的初始生產(chǎn)量，從而可以立即實現(xiàn)從過 渡至正式全面生產(chǎn)。用于沖壓所述幾何形狀所需的偏壓舌片-凸片的低成本 沖壓工具可以在正式生產(chǎn)階段首先通過CNC切割方案來提供。這樣，與等 待制造連續(xù)腔模的目前實際情況相比能夠降低設(shè)計、過渡階段和生產(chǎn)的成 本。本發(fā)明的另 一優(yōu)點是用于維護(hù)其中的部件的內(nèi)置進(jìn)入門。通過切割由狹 槽842確定的、繞屏蔽件843的三側(cè)的條，并切開已經(jīng)釬焊在電路板上的低 型面矩形盒843的邊緣850,盒843的面板840可以翻轉(zhuǎn)90度，以便能夠臨 時進(jìn)入維修。當(dāng)維修完成時，蓋或面板840可以再次關(guān)閉和在拐角處重新釬 焊。適用于RFI屏蔽的大部分金屬合金能夠在鉸接條失效之前這樣進(jìn)入8次 或更多。在圖30中表示了一系列步驟，其中，根據(jù)本發(fā)明開有狹槽的板861可 以利用氣嚢或真空抓爪而形成一個盒。板861在圖30的左側(cè)表示為扁平形式。實際上，板861是兩個相同的 板，這兩個板在板側(cè)部863的外邊緣處在彎曲線826處連接在一起。板861 可以以基本扁平狀態(tài)如左側(cè)端所示進(jìn)行運送，且在使用位置鼓起成三維盒 865,如右手側(cè)所示。這樣現(xiàn)場形成的盒865可以使用氣動或液壓而4艮容易 地實現(xiàn)，因為板861的彎曲只需要很小的力來使傾斜彎曲條彎曲。一種彎曲技術(shù)將采用抽吸或真空抓爪864,如箭頭866所示，使真空抓 爪向下運動成與板861的平面中心板部分867接觸。真空施加在抽吸抓爪864 上，然后抓爪分開，如箭頭868所示，直到盒865完全擴(kuò)張，如圖30的右 手側(cè)所示。另 一方法是將可膨脹氣嚢869插入稍微擴(kuò)張的盒中，如箭頭871所示。 該插入可以在運送之前進(jìn)行或者在現(xiàn)場進(jìn)行。氣囊869再通過氣動或液壓工 具膨脹，盒逐漸擴(kuò)張或彎曲，直到圖30的右手側(cè)所示的狀態(tài)。可以通過在拐角872處焊接、釬焊或粘接劑固定側(cè)部面板863而將盒865固定在圖30的右手側(cè)所示的結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的高精度彎曲或折疊處理的還一優(yōu)點是在制造較低力的高精度 彎曲結(jié)構(gòu)的同時可以將幾何信息嵌入平面材料中。該信息可以以非常低的成本而準(zhǔn)確和可預(yù)計地轉(zhuǎn)變成預(yù)期3D空間關(guān)系。過去，符號和幾何規(guī)定一直用于傳遞關(guān)于結(jié)構(gòu)裝配的信息。本發(fā)明的一 個方面是在使板材形成有彎曲狹槽或槽的同時，彎曲或折疊信息可以給予板 材的扁平部分。也可選擇，折疊指示可以通過輔助工序例如印刷、貼標(biāo)簽或 者標(biāo)記而給予扁平部分。另外，信息可以以扁平形式嵌入，它將指導(dǎo)類似精 度彎曲結(jié)構(gòu)的裝配工序，或者與非折疊現(xiàn)有技術(shù)和未來制造方法形成的部件 鄰接。例如，連續(xù)預(yù)制壁可以由單個材料板形成，該板材折疊成具有折疊立柱 的頂部和底部拖梁。所有預(yù)期的窗戶、門和電箱都可以作為物理幾何信息而 嵌入扁平部分中，用于隨后折疊和裝配成建筑物?？梢孕纬梢环N規(guī)定，即在 結(jié)構(gòu)中的圓形孔表示以后穿過孔的電導(dǎo)線。圓角方形孔可以表示穿過壁的熱水銅管。這樣，零件不僅位于扁平部分中，而且它非常準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變成正確3D 關(guān)系，最后，這些規(guī)定傳遞給與建筑物的建造不相關(guān)的商人，這些商人的活 動與該結(jié)構(gòu)相關(guān)。而且，這些信息的傳遞預(yù)先考慮了商人的活動，因此當(dāng)他 們使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穿過建筑物時不需要改變和修理該結(jié)構(gòu)。圖32A-32E表示了立柱壁的一個實例，它可以利用本發(fā)明的板彎曲方 法而由單個材料板折疊形成。在圖32A-32E中并不試圖表示開口等，這些 開口精確定位和形成為傳遞信息，但是在板開狹槽工序中可以精確定位這些 數(shù)據(jù)。還應(yīng)當(dāng)理解，圖32E的折疊板可以是具有與拖梁連接的立柱的立柱壁， 或者是有與側(cè)部桿連接的橫檔的梯子。參考圖32A，材料板卯l已經(jīng)沿多個彎曲線開出狹槽，以便能夠形成立 柱壁或梯子結(jié)構(gòu)。狹槽如本文所述已形成和定位。在圖32B中，最終立柱或梯子橫檔903的側(cè)壁部分902沿彎曲線904從 平板卯l向上折疊。下一步驟是沿彎曲線907向上折疊附加端壁或階梯部分 906，如圖32C中所示。在圖32D中，拖梁或梯子桿卯8沿彎曲線909向上 折疊，且最后在圖32E中，拖梁/桿908再沿彎曲線911進(jìn)行折疊。該最后 折疊使得拖梁/桿卯8中的開口 912以對齊關(guān)系重疊在立柱/橫檔903的側(cè)壁 902的開口 913(圖32D)上。緊固件例如鉚釘或螺釘可以用于將拖梁/桿908固定在立柱/橫檔903上，并因此將組件固定成承受負(fù)載的三維形狀914。當(dāng)用作梯子時，桿908垂直延伸，同時橫檔903水平。當(dāng)用作立柱壁時， 拖梁908水平，立柱903垂直延伸。應(yīng)當(dāng)理解，橫檔/立柱和桿/拖梁也可以 根據(jù)用途適當(dāng)?shù)馗淖兂叽?。如上所述，本發(fā)明的開狹槽工序和狹槽板的大部分用途需要使多個狹槽 以偏離關(guān)系沿要求的彎曲線的相對側(cè)布置。該方法將產(chǎn)生最準(zhǔn)確或精確的板 材彎曲，因為將有兩個相對和間隔開的實際支點，這兩個實際支點將使得虛 擬支點精確定位在實際支點之間并在要求的彎曲線上。盡管彎曲精度將有非常小的損失，但是本發(fā)明的技術(shù)也可以使用單個狹 槽，且彎曲條設(shè)置成使得材料板沿彎曲線產(chǎn)生彎曲，同時板部分產(chǎn)生橫過狹 槽的邊緣對表面嚙合。圖35和36中表示了這樣的單狹槽彎曲。在圖35中，材料板941表示為已經(jīng)開出狹槽，用于彎曲成輪輥機(jī)殼體， 該輪輥機(jī)殼體總體以942表示，如圖36中所示。板941包括狹槽943,用于 使耳狀物944繞彎曲線946進(jìn)行彎曲。如圖所示，在彎曲線946的、與狹槽 943相對的一側(cè)沒有狹槽。然而，耳狀物944包括兩個凸肩947，他們與狹 槽943的弓形端部949 一起確定彎曲條948。還可以理解，彎曲條948的中 心軸線951以相反歪斜方向相對于彎曲線946傾斜。當(dāng)耳狀物944向頁面內(nèi)彎曲時如圖35 ，傾斜條948將彎曲和扭轉(zhuǎn)，同時， 將在狹槽943的耳狀物側(cè)的唇緣952向上拉動成與在狹槽的本體側(cè)的舌片 953的面嚙合。這樣，由于正確尺寸和形狀的傾斜彎曲條948而再次產(chǎn)生滑 動的邊緣對表面嚙合。板941有其它弓形彎曲狹槽實例，它們與板的局部相對狹槽或邊緣組合， 以便提供將產(chǎn)生邊緣對表面彎曲的彎曲條。例如，對于彎曲線956,狹槽943a 的一端949a與具有弓形端部958的部分狹槽957相對，該弓形端部958與 弓形端部949a組合以^更確定傾斜彎曲條948a。在狹槽943a的相對端，弓形 邊緣部分959與弓形狹槽端部949a組合，以^更確定另 一相對歪斜條948a。條948a的形狀導(dǎo)致產(chǎn)生繞彎曲線956的邊緣對表面彎曲。狹槽943b形成為狹槽943a的鏡像圖形，具有弓形邊緣和局部狹槽，它 們配合確定傾斜彎曲條948b。類似的，狹槽943c與邊緣和局部狹槽配合， 以便確定保證邊緣對表面彎曲的傾斜彎曲條948c。最后，狹槽943d與狹槽 部分960配合，以^更確定傾斜定向的彎曲條948d。圖35中所示的本發(fā)明單狹槽實施例的裝置和方法在使彎曲定位于要求 的彎曲線上時的精度稍微低，但是精度的損失對于很多用途并不明顯。在圖36所示的結(jié)構(gòu)中，用于輥962的軸961穿過開口 963、 964和965(圖35), 當(dāng)板941彎曲成圖36的三維殼體942時，這些開口 963、 964和965必須對 齊。因此，單個狹槽實施例產(chǎn)生的彎曲仍然有足夠精度，以便使開口 963、 964和965能夠?qū)R成在千分之幾英寸之內(nèi)，用于4吏軸961穿過插入。在圖37中表示了與本發(fā)明的開狹槽工序和裝置相關(guān)的彎曲線終止或邊 緣相應(yīng)。材料板971表示為有五個彎曲線972 - 976。狹槽981沿彎曲線形成 于板中，如上所述。當(dāng)設(shè)計狹槽布局時將考慮板971的邊緣982,因為它將 影響?yīng)M槽的位置。在彎曲線972上，狹槽981有給定的長度和間距，這樣，局部狹槽981a 開口至材料板的邊緣982。這是一種可接受的彎曲線終止方案。在彎曲線973 上，局部狹槽981b也開口至邊緣982,但是該局部狹槽981b足夠長，以致 于包括弓形端部983，因此存在與彎曲條986相對的彎曲條984。還可以看 出，狹槽987有橫過狹槽延伸的矩形開口 988。開口 988在狹槽987的中心 部分中，因此將不會明顯影響彎曲條984或986，也不會影響邊緣對表面彎 曲。在彎曲線974上，狹槽981c有弓形端部989,該弓形端部989與傾斜邊 緣部分991 一起確定了傾斜彎曲條992。狹槽98 ld和邊緣部分993也表示了 類似幾何形狀。利用板的邊緣來局部確定彎曲條也在圖35的狹槽中使用， 如上所述。最后，在彎曲線976上，弓形邊緣部分994與狹槽981e的弓形端部996 配合，以便確定條997。這樣，邊緣部分994需要這樣的狹槽布局，即使得 狹槽981e從狹槽981d的方向倒轉(zhuǎn)，并表示了狹槽的有限特性需要在布局狹 槽時考慮邊緣效應(yīng)。在大部分情況下，狹槽長度可以稍微調(diào)節(jié)，以便產(chǎn)生要 求的彎曲線終止或邊緣效應(yīng)。在本發(fā)明的還一方面，如圖31中所示，提供了一種用于形成三維結(jié)構(gòu) 的方法。第一步驟是設(shè)計三維結(jié)構(gòu)。它包括使設(shè)計成像的初始子步驟370a。 一旦形成概念，設(shè)計通常并不必須前進(jìn)至步驟370b或370a,其中進(jìn)行CAD 或計算機(jī)補充設(shè)計。選擇材料板和它的厚度的步驟371可以選擇在CAD設(shè) 計步驟370b和370c之前或過程中來進(jìn)行。如圖31中所示，CAD設(shè)計步驟370b和370c可以包括多個可選子步驟。 這樣，常用方法是子步驟370M,其中在3-DCAD中形成概念設(shè)計，然后進(jìn) 行展平。也可選^t奪，在步驟370b2中，通過連續(xù)彎曲板凸緣或板部分而建立 設(shè)計。人們還可以在2-D中設(shè)計，并表明或定位各彎曲線，這是子步驟370b3。 布置正確或最佳設(shè)計的本發(fā)明狹槽或槽可以在步驟370b4中通過軟件進(jìn)行， 或者在步驟370b5中人工進(jìn)行。本發(fā)明的設(shè)計工序還可以在子步驟370cl中根據(jù)在多個存儲的設(shè)計和/ 或部件中進(jìn)行選擇，通常通過計算機(jī)或CAD軟件程序。然后，當(dāng)需要變化 時CAD系統(tǒng)可以在子步驟370c2中改變選定部分，以便獲得新的或要求的 設(shè)計。最后，在子步驟370c3中，部件通過軟件而展開成扁平狀態(tài)。一旦完成設(shè)計，下一步驟是開狹槽或開槽步驟373，優(yōu)選是通過使用 CNC控制來驅(qū)動板材開狹槽裝置。這樣，在子步驟373a中，表示扁平部分 和設(shè)計狹槽或槽的數(shù)據(jù)從CAD或CAM系統(tǒng)傳送給CNC控制器?？刂破髟?控制切割和制造設(shè)備的開狹槽和其它成形步驟。因此，在子步驟373b中， 扁平部分利用添力口(模制、鑄造、立體印刷)或去除(開狹槽、切割)或切除(沖 壓、壓制、模切)制造技術(shù)。也可選擇，形成的平板也可以進(jìn)行這些步驟，例如表面處理373c、以及 儲存373f,部件737d的固定、測試373e4通常在扁平或巻繞狀態(tài)。經(jīng)常，運送步驟375將在板材在步驟377中彎曲或折疊之前進(jìn)行。狹槽 板材以扁平或巻曲狀態(tài)從制造位置傳送至遠(yuǎn)處彎曲和裝配位置。彎曲或折疊377是精確和較低力的。對于大部分結(jié)構(gòu)，彎曲沿多個彎曲 線進(jìn)行且常常連續(xù)直到板的兩個部分相抵，在該點，它們可以在板的抵靠部 分處連接在一起，以便在步驟379中產(chǎn)生剛性承受負(fù)載的三維結(jié)構(gòu)。也可選 擇，結(jié)構(gòu)可以通過包封步驟而固定成三維、承受負(fù)載的結(jié)構(gòu)，該包封步驟通 過包圍它而將折疊部件連接在一起。包封可以采用至少三種方案。在本發(fā)明中，折疊角度并不由形成它的狹 槽的幾何形狀來表示。(然而對于特殊折疊角度，可以使用狹槽傾斜角來影 響邊緣對表面嚙合的最大接觸面積，如圖24中所示。)各折疊的角度通常由 至少三個互鎖平面來確定。在一些情況下，沒有互鎖三個正交獨立平面的可 能性，因此需要確定限制旋轉(zhuǎn)角度的可選擇方法。 一種方法是參考已知角度 關(guān)系的結(jié)構(gòu)來折疊該結(jié)構(gòu)，并通過粘接劑、銅焊、焊接、釬焊或者在折疊的內(nèi)側(cè)或外側(cè)安裝結(jié)構(gòu)護(hù)角板的方法來將該角度鎖定就位。另一方法是使用限 定角度形狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并繞它來使結(jié)構(gòu)彎曲，也就是包圍內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該第二方法參考圖31的設(shè)計和制造工序，附圖標(biāo)記376a、 b。在包封的實施例中， 內(nèi)部部件可以留在其位(376b),或者在一些情況下，它只幫助折疊工序，并 隨后取出(376a)。包封另外用于捕獲，它通過將部件或^f莫塊折入或包封至另外結(jié)構(gòu)中而使 本發(fā)明的折疊板結(jié)構(gòu)與可以由本發(fā)明形成或者可以并不由本發(fā)明形成的功 能部件對接在一起。例如，圖16表示了在本發(fā)明的包封特征(376b)的多個"捕 獲"可能性之一。這樣，柱631由折疊板611包封。當(dāng)在兩個或多個本發(fā)明的折疊板結(jié)構(gòu)的模塊之間進(jìn)行連接時，或者在兩 個或多個包括至少一個本發(fā)明的折疊板結(jié)構(gòu)的部件之間進(jìn)行連接時，也可以 進(jìn)行另外一種包封。在本發(fā)明的平面材料中形成的特征的三維位置精度結(jié)合 外殼的包封特性或者連接工序，將使多個零件連接在一起的方法具有很高的 成功率，這不需要二次切割和裝配調(diào)節(jié)。這是本發(fā)明所特有的能力，能夠?qū)?齊緊固特征，例如孔、凸片和狹槽。它是通過包繞而連接在一起的方法。本發(fā)明的工序還可以包括迭代步驟380。利用本發(fā)明方法能夠低成本地 創(chuàng)造三維零件，這使得設(shè)計師能夠在生產(chǎn)設(shè)計之前享受超前設(shè)計的樂趣。本發(fā)明的基于狹槽的彎曲方法和裝置能夠有很高的彎曲公差精度?？梢?利用CNC機(jī)器控制例如激光器、噴水切刀、擠壓或沖壓模具來以極高精度 布置初始狹槽，且產(chǎn)生的彎曲將定位在+-0.005英寸的公差內(nèi)，同時以宏觀 部件進(jìn)行加工。這至少與使用壓彎機(jī)和高度熟練操作人員所獲得的一樣好或 者更好。使用沖壓模具的一個附加優(yōu)點是該模具能夠是楔形的，以便橫向或 沿切口寬度方向壓縮狹槽。這將在狹槽處局部壓縮板材，用于更好地耐疲勞。 當(dāng)設(shè)計成在彎曲過程中產(chǎn)生邊緣對表面基礎(chǔ)的切口寬度時，也必須考慮該橫 向壓縮。還可以在激光或噴水切割后通過楔形沖壓模具進(jìn)行狹槽的橫向壓 縮，以便提高耐疲勞性。而且，當(dāng)使用本發(fā)明的彎曲方案是，公差誤差不會積累，而當(dāng)使用壓彎 機(jī)時其誤差將積累。也可選擇，狹槽或槽可以鑄造或模制成材料板，或者鑄 造三維部件，該三維部件有需要折疊的板狀延伸部分或折片。當(dāng)加工接近微觀尺寸的材料時，可以使用通常在4敬電子和MEMS領(lǐng)域 中采用的其它成形方法，例如電子束印刷和蝕刻，以便非常精確地獲得本發(fā)明的幾何形狀。也可以不操作激光束(或材料板)來產(chǎn)生彎曲狹槽或槽，這種梁也可以選 擇控制或形成要求的外形，并在梁不運動的情況下切割槽或狹槽。這時的功 率要求使得它最好用于較輕的金屬板或塑料板。本發(fā)明方法的制造技術(shù)還可以包括一些步驟，例如去除狹槽或槽的毛 刺、溶劑蝕刻、陽極化、表面防腐處理以及施加柔順涂層，例如漆、聚合物 和各種填縫化合物。由上述可知，本發(fā)明用于精確彎曲板材的方法的另 一方面包括沿著和靠 近彎曲線形成多個縱向延伸狹槽或槽的步驟，這些狹槽或槽沿延伸方向軸向 間隔開，從而確定了在一對縱向相鄰狹槽之間的彎曲條腹板。在一個實施例 中，各縱向延伸狹槽由縱向延伸的狹槽段形成，這些縱向延伸的狹槽段通過 至少一個橫向延伸的狹槽段連接。在第二實施例中，狹槽或槽為圓弧形或者 有端部部分，該端部部分從彎曲線發(fā)散以便確定彎曲條，該彎曲條優(yōu)選是相 對于彎曲線傾斜，且寬度增加。在這兩個實施例中，彎曲條能夠產(chǎn)生繞虛擬 支點的彎曲，因此在槽的相對側(cè)的材料形成邊緣對表面嚙合。在本發(fā)明的范 圍內(nèi)，彎曲條腹板和狹槽或槽的數(shù)目和長度也可以變化。彎曲條的寬度或截 面面積以及條的橫向發(fā)散也可以獨立于在狹槽之間的橫向間距而變化。本發(fā) 明方法的附加步驟是基本沿橫過彎曲腹板的彎曲線使材料板彎曲。本發(fā)明的方法能夠用于各種板材。它特別適合用于金屬板材，例如鋁或鋼，它可以有較大厚度和各種韌度(例如2英寸碳鋼、具有T6韌度的6061鋁、某些陶瓷和復(fù)合材料)。然而，某些類型的塑料或聚合物板以及可塑性 變形復(fù)合材料板也可以使用本發(fā)明的方法進(jìn)行彎曲。這些材料的特性是相對 于給定溫度，對于特殊材料可能需要使溫度變化以便適應(yīng)本發(fā)明的方法。本 發(fā)明的方法和所形成的狹槽材料板特別適合在遠(yuǎn)離狹槽或槽形成裝置的位 置處進(jìn)行精確彎曲。而且，彎曲可以在不使用壓彎機(jī)的情況下精確地產(chǎn)生。 板材也可以用壓彎機(jī)來彎曲以及開出狹槽或槽，用于以后由制造者彎 曲。這使得板材可以以扁平或嵌套結(jié)構(gòu)運送，以便在遠(yuǎn)離制造現(xiàn)場的地方彎 曲以便完成外殼。壓彎機(jī)進(jìn)行的彎曲可能比未增強(qiáng)狹槽的彎曲更堅固，因此， 兩者的組合能夠用于提高所形成的產(chǎn)品的強(qiáng)度，且壓彎機(jī)彎曲可以沿例如板 邊緣定位。狹槽或槽的彎曲只能夠局部彎曲成稍微向外開口，這樣，這些板 仍然可以嵌套運送。彎曲產(chǎn)品有交疊的邊緣對表面嚙合和支承。這提高了產(chǎn)品產(chǎn)生來自各個 方向的負(fù)載的能力，而不會使彎曲條產(chǎn)生明顯應(yīng)力。當(dāng)需要更大強(qiáng)度時，或 者由于裝飾原因，彎曲板材還可以例如通過沿彎曲線進(jìn)行焊接或另外安裝護(hù) 角板或彎曲板而進(jìn)行增強(qiáng)。應(yīng)當(dāng)理解，形成基本零切口的狹槽的一個優(yōu)點是 彎曲板有沿彎曲線的更小穿過開口。因此，幾乎不需要為了裝飾原因而沿彎 曲線進(jìn)行焊接或填充。應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里表示了直線形彎曲，但是也可以實現(xiàn)弓形彎曲。用 于產(chǎn)生曲線形彎曲線的一種技術(shù)如圖33中所示，即沿曲線形彎曲線布置相 同的條確定結(jié)構(gòu)，這樣，虛擬支點落在要求的曲線形中心線上。板931已經(jīng)開出了相同狹槽932,該狹槽932定位在曲線形彎曲線933 的相對側(cè)，且該板931已經(jīng)折疊成波紋形面板。狹槽932表示為具有與圖6 的狹槽類似的形狀，其具有直線形中心部分以及發(fā)散或曲線形離開的端部部 分。然而，狹槽932布置在彎曲線外。當(dāng)彎曲線933的曲率半徑減小時，狹 槽932沿彎曲線933的長度可以縮短，以便更好地近似曲線。應(yīng)當(dāng)理解，波紋形板931有帽形截面，該截面常用于輥軋形成的波紋形 面板。當(dāng)用作對接結(jié)構(gòu)時，盡管并不象圖20的連續(xù)面板要求的那樣，因為 弦板部分934只包括大約 一半的總面板質(zhì)量，但是在其它用途中它很有利， 且需要更少材料。第二技術(shù)將用于不相同的條確定狹槽，以便形成彎曲條，從而產(chǎn)生平滑 的曲線形彎曲。彎曲板有在彎曲線兩側(cè)的曲線形表面。當(dāng)使用階梯形狹槽時， 縱向延伸的狹槽段可以縮短。圖38A-38C表示了底盤的另一實施例，其中，圖38B和圖38C為示意 表示，為了清楚，圖38A中所示的詳細(xì)情況進(jìn)行省略。在本實施例中，板 1380用于形成具有結(jié)構(gòu)支腳或框架部件的三維物體。如圖38中所示，所形 成的三維物體具有基本開口側(cè)部，該開口側(cè)部可以方^更地接近支承在底盤上 或底盤內(nèi)的部件，且該開口側(cè)部還可以減少制造給定三維物體所需的材料。板1380的周邊形狀可以通過任意合適方式形成，包括沖壓、壓制、輥 軋成形、機(jī)械加工、激光切割、噴水切割等。而且，板1380還形成有普通 表面特征，包括普通壓制特征，例如壓制區(qū)域1383。壓制區(qū)域1383提供了 用于各種部件的空隙裝置，這些部件將以已知方式定位在底盤內(nèi)或底盤上。 特別是，壓制區(qū)域可以形成為尺寸適合要安裝在底盤上的物體的幾何形狀。例如，部件可以通過緊固件或其它合適裝置而定位在特殊壓制區(qū)域中，該緊 固件穿過在壓制區(qū)域中的孔延伸。如圖38A所示，底盤實施例包括壓制區(qū)域1383。在不同實施例中，壓制區(qū)域可以為裝飾性，或者成形的和尺寸用于加 強(qiáng)，或者以其它方式改變底盤的結(jié)構(gòu)特征，包括安裝凸片。根據(jù)本發(fā)明可以 采用多種變化。圖38A和38B都表示了板1380,該板1380將包括安裝凸片1381以及 在該凸片上和在鄰近該凸片的板部分上的緊固件接收開口 1382。接收開口可 以相互對齊并與緊固件配合，以便將組件固定成承受負(fù)載的三維形狀。板1380還包括彎曲條確定結(jié)構(gòu)1384，該彎曲條確定結(jié)構(gòu)1384形成精確 彎曲線1385。圖38A表示了在形成彎曲條確定結(jié)構(gòu)1384和壓制區(qū)域之后的 板。作為比較，圖38B表示了在完成沿彎曲線的彎曲后的三維底盤。圖38C 表示了在未完成中間形狀的多個底盤，其中，底盤一個布置在另一個中，以 便形成用于運送目的的堆垛。在圖38A中，板380是扁平的。為了從兩維板(或者更精確地說準(zhǔn)兩維) 形成三維結(jié)構(gòu)，人們使板沿彎曲線1385進(jìn)行彎曲。在完全彎曲之后，底盤 為階梯形或之字形形狀，如圖38B所示。而且，如圖所示，至少一些安裝凸 片與其它相鄰安裝凸片相互交織，這樣，相應(yīng)緊固件接收開口 1381對齊。 通過布置在緊固件接收開口中的緊固件(未示出)，底盤形成剛性三維支承框 架。在不同實施例中，底盤可以安裝在外部元件上(例如通過安裝凸片，如 圖38B中所示)，和/或其它部件可以安裝在底盤上。圖38C表示了在平板(如圖38A所示)和完全形成物體(如圖38B所示)之 間的未完成過渡形式的多個板1380。在過渡或中間形狀中，板只是局部彎曲。 這樣的未完成形狀是有優(yōu)點的，因為當(dāng)局部彎曲時，底盤相互嚙合，以便形 成穩(wěn)定的堆垛?？啥讯庑詫τ趦Υ婊蜻\送都非常有利。如圖38B所示，完全 形成可以最終通過進(jìn)一 步彎曲該板而實現(xiàn)。在圖39A和圖39B所示的本發(fā)明另一實施例中，材料板可以設(shè)置為形 成三維彎曲槽道。兩個圖都表示了板1390有板周邊1391、凸緣1392、彎曲 曲線1393、彎曲條確定結(jié)構(gòu)1394和槽道型面1395。圖39A表示了在4反中形 成彎曲條確定結(jié)構(gòu)后但在板1390彎曲成三維結(jié)構(gòu)之前的板。作為比較，圖 39B表示了在沿彎曲線彎曲該板之后的三維曲線形槽道。如圖39A中所示，板1390包括彎曲條確定結(jié)構(gòu)1394(因比例關(guān)系只示意表示)，該彎曲條確定結(jié)構(gòu)布置為形成彎曲曲線1393,在本實施例中是非 線性的。在不同實施例中，彎曲曲線可以整個為非線性，或者包括線性和非 線性部分。特殊的彎曲曲線可以與其它彎曲曲線或它們自身的 一部分對稱或不對稱。彎曲曲線也可以呈在板1390中的曲線族的形式。另外，板周邊1391 在不同實施例中可以為直線形或曲線形。根據(jù)本發(fā)明可以使用多種布局變化。圖39B表示了在彎曲板1390沿彎曲曲線1393彎曲后的三維曲線形槽道 1395。應(yīng)當(dāng)注意，圖39B表示了通過使平板彎曲而形成的實施例，該平板的 形狀大致與圖39A的板1390實施例的一半相對應(yīng)。在圖39B中，槽道的截 面為頂帽形狀，槽道的橫截面沿槽道的長度單調(diào)地變化。在其它實施例中， 橫截面可以以非單調(diào)方式變化。例如，橫截面可以收斂和發(fā)散。例如，見圖 39A的板。彎曲槽道1395實施例的范圍將密封成流體密封，如前所述，因 此可用于流體輸送。根據(jù)板1390的材料特征和彎曲條1393的幾何形狀，使板彎曲或折疊成 三維結(jié)構(gòu)可以使得板成為在未折疊板的平面之外的曲率。這樣的移動是由于 板材的平衡狀態(tài)被彎曲打破。當(dāng)彎曲時，板反作用于沿彎曲線彎曲而引起的 內(nèi)部應(yīng)力，并可能在處理中變形，以便達(dá)到新的平衡狀態(tài)，例如到達(dá)"越過 中心，，類型狀態(tài)，其中彎曲使得板"卡"在特殊幾何形狀中。在不同實施例中， 根據(jù)設(shè)計和預(yù)定用途，板材和彎曲線幾何形狀幫助或防止該變形。圖39C表示了固定在第二材料板1399上的彎曲槽道1395實施例，以便 增加結(jié)構(gòu)剛性和形成空心梁。在另一實施例中，見圖39A的第二板1399。 在根據(jù)圖38B所示的彎曲槽道實施例的特殊直線形實例中，平板布置在凸緣 1392(見圖39B)的頂部，以便覆蓋槽道，并通過本領(lǐng)域公知的緊固裝置例如 平頭焊或螺釘、鉚釘、螺栓、銷或粘接劑(為了清楚而未示出)而緊固在凸緣 上。與開口結(jié)構(gòu)的曲線形槽道1395相比結(jié)果是形成具有加強(qiáng)彎曲和扭轉(zhuǎn)剛 性的空心封閉結(jié)構(gòu)。不同實施例使曲線形槽道1395與非平的第二板1399組合。結(jié)果形成封 閉空心結(jié)構(gòu)，它們中的很多適合用作梁。例如，沿凸緣1392緊固的兩個相 同曲線形槽道形成曲線形箱梁。根據(jù)本發(fā)明可采用很多這樣的變化?？招姆忾]結(jié)構(gòu)的許多實施例包括布置在空心結(jié)果內(nèi)部的填充材料，以便 進(jìn)一步加強(qiáng)。例如，空心封閉結(jié)構(gòu)可以充滿泡沫塑料，或者包括金屬或塑料或纖維材料和發(fā)泡劑的填充材料。根據(jù)本發(fā)明可采用這些和其它變化。下面介紹其它實施例，各結(jié)構(gòu)部件例如梁或槽道或者通過使板進(jìn)行單折疊而形成的L形可以通過公知方式連接，例如通過焊接、釬焊或緊固件。然 而，如上面詳細(xì)所述，由兩維板形成三維結(jié)構(gòu)的折紙狀工序能夠形成重量輕是曲線形還是直線形的箱梁也可以用于外構(gòu)架設(shè)計，以便提供很高強(qiáng)度比重 量的優(yōu)點。也可以不使用具有附加重量的實心梁或框架，空心折疊或彎曲梁 可以有相應(yīng)強(qiáng)度但是重量輕。如果要求這樣的空心梁也如上述進(jìn)行填充。圖40A - 40H表示了由單個材料板形成外構(gòu)架框架的實例。在一些方面， 本實施例的原理類似于通過圖32A所示的梯子結(jié)構(gòu)示例的原理，但是可以形 成特別適合框架狀結(jié)構(gòu)的簡化結(jié)構(gòu)。圖40A表示了準(zhǔn)備折疊的單個材料板。 作為系列，隨后的圖表示了形成三維封閉框架的折疊工序。圖40A-40H為 示意性的，其中并沒有表示沿彎曲線的彎曲條確定結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。下面詳細(xì)介 紹該結(jié)構(gòu)的不同實施例。在圖40A-40H中表示了板1400、除去部分1401、安裝凸片1402、緊 固件接收開口 1403、彎曲線1404、折疊部分1405 - 1407以及卡扣1408。在 圖40A中，板已經(jīng)形成有彎曲條確定結(jié)構(gòu)和彎曲線，如上面詳細(xì)所述。此外， 除去部分1401已經(jīng)切除，以便使最終的框架狀結(jié)構(gòu)能自身封閉，而不是開 o 。圖40B-40H表示了折疊順序的一個實施例。在圖40B中，折疊部分 1405沿彎曲線1404(b)彎曲，以便形成具有L形截面的部件。同樣，圖40C -40D分別表示了沿彎曲線1404(c)-(d)彎曲的折疊部分1406- 1407。因此， 具有L形截面的部件在板1400的頂部、底部和中間部分。繼續(xù)該順序，兩 維板通過沿彎曲線1404(e)-(h)折疊而形成三維骨架結(jié)構(gòu)，如圖40E-40H 所示。在各步驟中，安裝凸片1402以交織方式一個在另一個上面延伸，這 樣，在安裝凸片中的緊固件接收開口 1403(見圖40A)平齊。 一旦對齊，引入 緊固件接收開口中的緊固件和卡扣1408將該骨架框架實施例固定以防止展 開。根據(jù)本發(fā)明，可以使用多種可選擇方式來固定該結(jié)構(gòu)。根據(jù)這里所述原理的廣義方面，形狀可以遵循這樣的功能，其中，折疊 的單個板的形狀和附加剛性可以調(diào)節(jié)成適合預(yù)定用途。例如，在圖40A - 40H 所示的實施例中，框架部件的截面為"L"形。在另一實施例中，框架部件有不同截面，包括但不局限于"C"形、三角形、盒形截面，并根據(jù)預(yù)定用途而 改變附加彎曲和扭轉(zhuǎn)剛性。圖41表示了骨架框架的實施例，它與圖40A-40H所示的實施例類似。 然而，圖41中的實施例包括具有通過不同截面形狀的不同彎曲和扭轉(zhuǎn)剛性 的部件。圖41還表示了拐角部分的折疊順序(a)-(e)。圖41表示了 L形截面部分1411、槽道截面部分1412、彎曲線1413和 1413(b)-(e)、槽道壁1415、安裝凸片1416、表面狹槽1414、板表面1419 和邊緣狹槽1417。在圖41中，彎曲條確定結(jié)構(gòu)沿彎曲線布置，但是為了清 楚而省略，并示意表示為沿折疊線延伸的中心線。見上面對彎曲條確定結(jié)構(gòu) 的詳細(xì)i兌明。在圖41中，L形截面部分1411通過沿一個彎曲線彎曲而形成，并類似 于圖40所示的實施例中的L形截面部分。相反，圖41的實施例包括槽道截 面部分1413，該槽道截面部分1413通過沿多個彎曲線彎曲而4斤疊在紙張表 面1419上。如圖所示，結(jié)果形成封閉箱梁，箱梁與L形截面部分不同的彎 曲和扭轉(zhuǎn)剛性。包括作為交叉部件的箱梁將有利于支承較重橫向負(fù)載，例如 在設(shè)備擱架中。根據(jù)本發(fā)明也可使用可選擇的截面形狀例如多邊形。圖41 a) _ e)表示了折疊順序，它類似于圖40A - H的折疊順序。在圖41 (a) 中，板1419為扁平。根據(jù)圖41b)-c)沿彎曲線1413(b)-(c)折疊將形成槽道 截面部分1412。在所示優(yōu)選實施例中，形成槽道壁1415的一部分并且尺寸 包括邊緣狹槽1417,如圖所示，該邊緣狹槽1417與相應(yīng)表面狹槽1414匹配。 一旦匹配，緊固件例如鉚釘可以引入兩個狹槽中，以便增加結(jié)構(gòu)剛性，如圖 42A - 42C中更詳細(xì)所示。圖41c) - d)表示了骨架結(jié)構(gòu)的固定部分的另 一方面，以便增加結(jié)構(gòu)剛性。 安裝凸片1416 —旦沿彎曲線1413彎曲就位，就通過緊固件例如螺釘(未示 出)將一個"L"形截面部分1411與槽道截面部分1412連接。與圖40中所示的 安裝凸片類似，該連接有利于將整個骨架結(jié)構(gòu)系緊在一起，從而有利于分配 負(fù)載和增加結(jié)構(gòu)剛性。如圖40中所示，在安裝凸片和結(jié)構(gòu)其它部分之間的 接觸是板表面與板表面的接觸，且緊固件穿過其中。應(yīng)當(dāng)理解，大量其它交 疊板部分也可以以類似方式緊固。圖42A-42C表示了圖41b)中的骨架框架實施例的拐角部分的詳細(xì)情 況。圖42A表示了槽道壁1415、板表面1419、彎曲線1413(b)、表面狹槽1414、邊緣狹槽1417、邊緣狹槽壁1420和結(jié)塊1421。圖42B - 42C表示了 兩個實施例的邊緣狹槽區(qū)域周圍的詳細(xì)情況。圖42A、 42B、 42C中表示了 邊緣狹槽1417、邊緣狹槽壁1420和結(jié)塊1421。另外，圖42B表示了邊緣狹 槽壁的凸肩區(qū)域1422，且圖42C表示了邊緣狹槽壁的擴(kuò)口區(qū)域1423。如上所述，從圖41b)和圖42A所示位置折疊至圖41c)所示位置包括經(jīng) 過相應(yīng)表面狹槽1414并嚙合的結(jié)塊1421 。 一旦配合和對齊，緊固件例如鉚 釘或螺釘(未示出)可以置于匹配表面和邊緣狹槽，以便根據(jù)不同實施例以不 同方式與狹槽壁1420的部分嚙合。根據(jù)本發(fā)明以任意方式連接，所形成的 結(jié)構(gòu)相對更堅硬。圖42B和42C表示了兩個實例。圖42B表示了包括邊緣狹槽壁1420的 凸肩區(qū)域1422的實施例。凸肩區(qū)域位于邊緣狹槽1417的底部部分，并提供 了用于接收和嚙合緊固件邊緣(未示出)例如鉚釘邊緣的脊。圖42C表示了包 括邊緣狹槽壁1420的擴(kuò)口區(qū)域1423的可選#^實施例。狹槽壁的擴(kuò)口區(qū)域位 于邊緣狹槽1417的底部部分處，并提供擴(kuò)口表面，以便接收緊固件例如螺 釘(未示出)。向螺釘施加力矩導(dǎo)致螺釘螺紋沿邊緣狹槽1417的長度與狹槽壁 1420嚙合。在大部分實施例中，在緊固之前，在狹槽壁中并不需要攻絲螺紋， 因為槽道壁1415很薄。圖40-42C表示了包括線性結(jié)構(gòu)部件的框架實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，也 可以使用曲線形結(jié)構(gòu)部件。其它實施例包括由單個板形成的曲線形結(jié)構(gòu)部件 的框架。在一個實例中，圖43A-43C表示了具有三個曲線形槽道的實施例。 在其它實例中，該槽道可以固定在第二材料板上，以便形成空心封閉結(jié)構(gòu)， 如上所述。而且，該空心結(jié)構(gòu)可以充滿如上面所述的加強(qiáng)填料材料。圖43A和43B分別表示了在折疊以便成為三維曲線形槽道的外構(gòu)架框 架之前和之后的材料板。兩個圖都表示了板1430、板周邊1431、凸緣1432、 彎曲曲線1433、彎曲條確定結(jié)構(gòu)1434、槽道1435、連接區(qū)域1436和指狀物 凸片1437。圖43A表示了在板中形成彎曲條確定結(jié)構(gòu)之后的板。作為比較， 圖43B表示了在使板沿彎曲線彎曲之后的三維曲線形槽道。然而，為了清楚， 在兩個圖中都省略了彎曲條確定結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。如圖43B中所示，槽道1435為曲線形，并在沿彎曲曲線彎曲后至少部 分由于彎曲線的曲率而延伸至板1430的初始平面之外。如圖所示，在本實 施例中變形至初始平面之外?？蛇x擇實施例可以根據(jù)材料特性、彎曲曲線的夕卜，盡管圖43A-43B中的實施例的槽道有收斂-發(fā)散截面，但是其它實施例 可以有收斂槽道或者收斂槽道和收斂-發(fā)散槽道的組合。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本 發(fā)明可以采用各種幾何形狀。圖43C表示了圖43B中的外構(gòu)架框架的中心區(qū)域的詳細(xì)情況，與圖43A 和43B類似，圖43C表示了板1430、板周邊1431、凸緣1432、彎曲曲線 1433、彎曲條確定結(jié)構(gòu)1434、槽道1435、連接區(qū)域1436和指狀物凸片1437。 另外，圖43C還表示了增強(qiáng)肋1438、指狀物凸片開口 1439和彎曲指狀物凸 片部分1440。如前所說，為了清楚省略了彎曲條確定結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。在圖43C中，板1430的一部分除去，以便形成指狀物凸片1437。指狀 物凸片使得框架能夠適應(yīng)板的變形，特別是變形至板的初始平面之外。也就 是，板在彎曲之前的平面(見圖43A)。因此，指狀物凸片優(yōu)選是位于彎曲線 1433的相對較高曲率部分的附近。在圖43C的實施例中，最大變形在連接 區(qū)域1436附近。因此，指狀物凸片1437靠近該連接區(qū)域。然而，根據(jù)所希 望的變形，其它實施例可以包括在不同或附加位置的指狀物凸片。連接區(qū)域1436在骨架框架的不同實施例中采取一定的形狀范圍。與圖 43 A的連接區(qū)域相比，其它實施例可以有更加橢圓形或圓形的連接區(qū)域。其 它實施例還有比圖43 A的實施例中更加多邊形的連接區(qū)域。在另 一 實施例范 圍中，連接區(qū)域為輪穀狀的可分離離散件。通過輪轂狀連接區(qū)域，輪敎狀零 件形成并且其尺寸可接收結(jié)構(gòu)部件例如梁或槽道。結(jié)構(gòu)部件可以如上述安裝 在輪轂上，或者根據(jù)本發(fā)明以多種方式安裝。如上所述，骨架框架的實施例可以是高度曲線形。在一些實施例中，任 意一個或多個指狀物凸片1437包括在遠(yuǎn)端處的曲線形部分1440。該曲線形 部分用于一些實施例是有利的，因為它更好地適于固定在其它曲線形零件 上；例如，當(dāng)形成空心封閉結(jié)構(gòu)時，如上面詳細(xì)所述。通過曲線形部分，當(dāng) 框架結(jié)構(gòu)伸出板1430的初始平面時，指狀物凸片的遠(yuǎn)端可以遵循與凸緣 1432相同或類似的曲率。見圖43A-43B。當(dāng)沒有這些曲線形部分時，指狀 物凸片的遠(yuǎn)端是扁平的；根據(jù)整個骨架框架的曲率度，它可能適宜或適宜將 指狀物凸片固定在其它零件上。在一些實施例中，壓制出一個或多個指狀物凸片1437。壓制可以形成曲 線形部分1440 ，也使指狀物凸片的遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)出板143 0的初始平面。在連接(或輪轂)區(qū)域1436中和圍繞區(qū)域1436壓制板時，對于指狀物凸片1437或其它 零件可以使用連續(xù)壓制模具。圖43C的實施例還包括增強(qiáng)肋1438。優(yōu)選是，肋通過改變局部截面幾 何形狀而壓制在板1430中，有增強(qiáng)該板的效果。在可選實施例中，材料可 以加在板上，以便形成增強(qiáng)肋。在不同實施例中，增強(qiáng)肋可以沿彎曲線1433和/或沿指狀物凸片1437 定位。圖43C中的實施例表示了彎曲線1433附近的增強(qiáng)肋，且該增強(qiáng)肋基 本與彎曲線對齊。在本例中，由于連接區(qū)域1436的相對較高的曲率，增強(qiáng) 肋是有利的。如果沒有增強(qiáng)，板可能彎折。同樣，圖43C表示了位于指狀物凸片1437附近和內(nèi)部的增強(qiáng)肋。在指 狀物凸片中，增強(qiáng)肋優(yōu)選是成對定向構(gòu)成，這樣，增強(qiáng)肋的各縱向軸線在指 狀物凸片的遠(yuǎn)端處或超過該遠(yuǎn)端交叉。如圖43C所示，該定向具有在指狀物 凸片中形成很小柱的效果，這實際上表示在不彎折的情況下對傳遞應(yīng)力是有 利的。而且，圖43C的實施例包括在指狀物凸片中的兩個增強(qiáng)肋之間的開口， 該開口將有利于在指狀物凸片中形成柱狀結(jié)構(gòu)。其它實施例包括具有增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)的指狀物凸片，例如在指狀物凸片的整個或一部分周邊上的凸緣。然而， 在指狀物凸片中的該開口和增強(qiáng)肋或者周邊凸緣并不是主要的。參考圖44，圖中表示了三維骨架框架1440,它也由扁平材料板形成。 骨架框架1440為臺架形，它包括底座1441和頂部1442。底座和頂部都由扁 平材料板形成，該扁平材料板以與上述類似的方式提供有彎曲線。在一些實 例中，可以由形成底座的相同材料板來形成頂部。 一旦底座和板都沿它們的 彎曲線彎曲而形成三維結(jié)構(gòu)，它們就裝配在一起以便形成所示框架1440。在 裝配過程中，基座和頂部通過合適緊固件例如鉚釘、螺釘、螺母和螺栓、粘 接劑和/或其它合適裝置來固定。在本實施例中，材料板設(shè)置成允許和適應(yīng)平面面板在裝配頂部和底座時 的翹曲。例如，頂部1442由扁平材料板形成，該材料板以上述方式通常形 成有彎曲線。因此，頂部的所有部分都是初始平面。例如，面板1443首先 是在裝配之前的平面面板。在裝配過程中， 一旦它的端部安裝在支腳1445 和1445的上端，面板1443形成翹曲區(qū)域1444,如圖44中所示。特別是， 面板1443翹曲，這樣它的最左側(cè)表面與支腳1445的最上側(cè)表面一致，同時 它的最右側(cè)表面與支腳1446的最上側(cè)表面一致。當(dāng)支腳1445和1446彼此相對歪斜時，面板1443的表面翹曲，以便適應(yīng)支腳1445和1446的非平面 表面。參考圖44,面板1443在區(qū)域1444中明顯翹曲，然而，人們可以理解， 面板也可以在區(qū)域1444外部以不同程度翹曲。應(yīng)當(dāng)理解，支腳1445和1445也可以以類似方式翹曲不同量?？蚣?440的結(jié)構(gòu)利用板材能夠翹曲的相對薄壁特性，因此允許廣泛用 于具有復(fù)雜幾何形狀的設(shè)計。盡管彎曲線1447為基本線性的，但是一旦基 座1441和頂部1442沿它們的彎曲線彎曲和進(jìn)行裝配時，基座1441和頂部 1442包括帶有復(fù)合的曲線形表面和邊緣的具有復(fù)雜幾何形狀的面板。例如， 邊緣1448和1449跟隨歪斜曲線，也就是并不在一個平面中的曲線。應(yīng)當(dāng)理 解，這樣的"翹曲"結(jié)構(gòu)可以用于各種三維結(jié)構(gòu)和各種幾何形狀。彎曲條的分布和寬度可以根據(jù)各種原因而沿給定彎曲線的長度變化，這 些原因包括彎曲所需的局部力和未增強(qiáng)彎曲的殘余強(qiáng)度之間的綜合變化。例 如，可能在與本發(fā)明的彎曲條同時而偶然形成的鄰近零件可以這樣靠近彎曲 線，以致于使得最靠近鄰近零件的彎曲條最好形成的頻率很低，或者只有較 細(xì)的條來保持彎曲材料的平面性。最后，本發(fā)明的彎曲結(jié)構(gòu)能夠很容易展平。這使得三維結(jié)構(gòu)能夠拆開或 解體，以便運送至其它地點，或者用于回收板材。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，彎曲的板材常 常可以拉直，或者甚至進(jìn)行反向彎曲，且此后可以重新彎曲5至10個或更 多個循環(huán)。這允許在一個地點彎曲或制造結(jié)構(gòu)物，然后在第二地點展平、運 送和重新彎曲。容易展平也使結(jié)構(gòu)能夠展平和送至回收中心，以便板材和拆 卸部件的重新使用。為了便于在權(quán)利要求書中解釋和準(zhǔn)確定義，術(shù)語"上"和"上面的"、"下" 和"下面的"、"內(nèi)部的，，和"外部的"將用于參考顯示在圖中表示的這些特征的 位置來描述本發(fā)明特征。前述對本發(fā)明具體實施例的說明只是用于表示和說明目的。它們并不是 排他的和將本發(fā)明局限于所述的確切形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)可以進(jìn)行多 種變化和改變。實施例的選擇和說明是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和它的 實際應(yīng)用，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地利用本發(fā)明和各實施例，同時進(jìn) 行適應(yīng)特殊用途的各種變化。本發(fā)明的范圍將由附加權(quán)利要求和它們的等同 物來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于形成三維結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料板，所述板包括具有多個形成于其中的彎曲條確定結(jié)構(gòu)的材料板，該條確定結(jié)構(gòu)定位成確定多個彎曲線，每個彎曲線有確定彎曲條的相鄰條確定結(jié)構(gòu)，該彎曲條有定向和定位成橫過彎曲線延伸的縱向條軸線，且該條確定結(jié)構(gòu)設(shè)置和定位成使材料板產(chǎn)生沿彎曲線的彎曲，其中，沿折疊線彎曲該板產(chǎn)生至少兩個不平行的結(jié)構(gòu)元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述至少一個彎曲線是具有 非線性部分的彎曲曲線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述板的至少一部分周邊為曲線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述條確定結(jié)構(gòu)是穿過材料 板延伸形成的狹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料板，其中，所述狹槽有切口尺寸和交錯
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述條確定結(jié)構(gòu)是形成的槽， 其延伸深度不穿過材料板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述在材料板沿彎曲線彎曲 時，多個彎曲線的構(gòu)形和尺寸設(shè)置成形成外構(gòu)架結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的材料板，其中，所述外構(gòu)架結(jié)構(gòu)為底盤。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述多個彎曲線定位成使結(jié) 構(gòu)元件的構(gòu)形和尺寸在材料板彎曲時形成曲線形槽道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述至少一個彎曲線的構(gòu)形 和尺寸在材料板彎曲時形成開口結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料板，其中，在材料板彎曲時形成的開 口結(jié)構(gòu)有由沿一個彎曲線彎曲的L形截面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料板，其中，所述在材料板彎曲時形成 的開口結(jié)構(gòu)有由沿兩個彎曲線彎曲的槽道形截面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料板，其中， 所述板包括四個彎曲線；以及在材料板彎曲時形成的開口結(jié)構(gòu)有由沿四個彎曲線彎曲的"頂帽，，橫截面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料板，其中，所述多個彎曲線的構(gòu)形和尺寸在材料板彎曲時形成彎曲槽道。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述多個彎曲線的構(gòu)形和尺 寸在材料板彎曲時形成空心封閉結(jié)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述多個彎曲線的構(gòu)形和尺 寸在材料板彎曲時形成空心曲線形梁。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述材料板還形成有沿多個 彎曲線的多個安裝凸片。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的材料板，其中，所述安裝凸片中包括緊固 件接收開口 。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的材料板，其中，所述安裝凸片形成為穿過 布置在第二材料板中的安裝狹槽延伸，以便將第二材料板固定在第 一材料板上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的材料板，其中，所述三維結(jié)構(gòu)是骨架框架。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的材料板，其中，所述骨架框架是底盤。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料板，其中，所述多個彎曲線基本彼此平 行和等間距間隔開，且材料板彎曲成"之，，字形橫截面；以及兩個基本平面的材料板固定在材料板的相對側(cè)，以便提供板的波紋形組件。
23. —種空心梁，包括用于沿多個第 一板彎曲線彎曲形成的第 一材料板，該第 一材料板形成有 定位在各第一板彎曲線附近的多個彎曲條確定結(jié)構(gòu)，該彎曲條確定結(jié)構(gòu)設(shè)置 成可產(chǎn)生彎曲，且第一材料板沿第一板彎曲線彎曲；以及固定在第 一材料板上的第二材料板，以便形成具有連續(xù)側(cè)壁的彎曲空心梁。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的空心梁，其中，所述彎曲線是具有非線性 部分的彎曲曲線，第一材料板沿第一板彎曲曲線彎曲，以便產(chǎn)生開口、曲線形槽道。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的空心梁，其中，所述第一材料板沿第一板彎曲曲線彎曲，以便與凸緣部分產(chǎn)生開口、曲線形槽道。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的空心梁，其中，所述槽道的橫截面收斂。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的空心梁，其中，所述槽道的橫截面收斂和發(fā)散。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的空心梁，其中，所述多個彎曲條確定結(jié)構(gòu) 是穿過的多個狹槽；第二板形成為沿多個第二板彎曲線彎曲，第二材料板形 成有多個位于每個第二板彎曲線附近的穿過的狹槽，狹槽設(shè)置成產(chǎn)生彎曲， 且第二材料板沿第二板彎曲線彎曲。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的空心梁，其中，所述在第一材料板中的狹 槽和第二材料板中的狹槽設(shè)置成在彎曲過程中產(chǎn)生在狹槽相對側(cè)的材料的 邊纟彖對表面嚙合。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的空心梁，其中，所述在第一材料板中的狹 槽和第二材料板中的狹槽為弓形。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的空心梁，其中，所述第一材料板和第二材 料板設(shè)置和固定在一起，以便形成曲線形空心梁。
32. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的空心梁，其中，第 一材料板形成有狹槽，該狹槽定位成沿一對基本平行的第 一板彎曲線 的相3十側(cè)延4申；第二材料板形成有狹槽，該狹槽定位成沿一對基本平行的第二板彎曲線 的相對側(cè)延伸。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的空心梁，其中，第 一材料板包括多個凹槽，這些凹槽從第 一材料板的相對邊緣向內(nèi)延伸 至接近該對第一板彎曲線的位置；以及第二材料板包括多個凹槽，這些凹槽從第二材料板的相對邊緣向內(nèi)延伸 至接近該對第二板彎曲線的位置。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的空心梁，其中，所述第一材料板和第二材 料板的每一個彎曲成有U形橫截面，并固定在一起以便形成四側(cè)邊空心箱 梁。
35. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的空心梁，其中，所述第一材料板和第二材 料板彎曲成縱向沿彎曲線的曲線形，并固定在一起以便形成曲線形四側(cè)邊空 心箱梁。其中，所述材料板沿彎曲線其中，所述框架是結(jié)構(gòu)部件其中，所述結(jié)構(gòu)部件是線性
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的空心梁，其中， 在第一材料板和第二材料板中的凹槽為餅形；以及第 一材料板和第二材料板通過多個緊固件固定在一起。
37. —種外構(gòu)架框架，包括用于沿多個彎曲線彎曲而形成的單個材料板，材料板形成有多個位于每 個彎曲線附近的彎曲條確定結(jié)構(gòu)，彎曲條確定結(jié)構(gòu)設(shè)置成產(chǎn)生彎曲，材料板 沿彎曲線彎曲以便產(chǎn)生結(jié)構(gòu)部件的框架。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架 彎曲成過渡的、可堆垛形式。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架 的封閉框架。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的外構(gòu)架框架， 結(jié)構(gòu)部件。
41. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述材料板包括壓制區(qū)域。
42. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述框架是具有階梯 形截面的底盤。
43. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述框架是底盤，且 彎曲條確定結(jié)構(gòu)是狹槽，該底盤還包括固定在板上的至少一個部件；以及沿彎曲線彎曲的板，以至少部分封閉該板。
44. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述材料板包括沿多 個彎曲線的多個安裝凸片。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的外構(gòu)架框架，其中，所述安裝凸片包括其 中的至少一個緊固件接收開口 。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的外構(gòu)架框架，其中，所述安裝凸片形成為交織，這樣至少兩個緊固件接收開口對斧,
47. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的外構(gòu)架框架， 制區(qū)域。
48. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架， 同彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度的結(jié)構(gòu)部件。其中，所述安裝凸片包括壓其中，所述框架包括具有不
49. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述結(jié)構(gòu)部件有從以 下組中選擇的橫截面L形、開口矩形槽道形、以及封閉矩形形狀。
50. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的外構(gòu)架框架，其中，所述彎曲線是彎曲曲 線，且結(jié)構(gòu)部件共用板的至少一個公共連接區(qū)域。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的外構(gòu)架框架，其中，所述材料板被彎曲， 這樣當(dāng)材料板沿彎曲曲線彎曲時，結(jié)構(gòu)部件彎曲并延伸至板的初始平面之 外。
52. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的外構(gòu)架框架，其中，所述單個板包括位于 彎曲曲線附近并與該彎曲曲線對齊的至少一個增強(qiáng)肋。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的外構(gòu)架框架，其中，所述至少一個增強(qiáng)肋 通過壓制該板形成，以便改變板的局部橫截面。
54. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的外構(gòu)架框架，其中，所述單個板包括沿至 少一個彎曲曲線布置的多個指狀物凸片，以便適應(yīng)板變形。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的外構(gòu)架框架，其中，所述至少一個指狀物 凸片包括穿過的開口。
56. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的外構(gòu)架框架，其中，所述至少一個指狀物 凸片包括曲線形部分。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的外構(gòu)架框架，其中，所述該曲線形部分是 在指狀物凸片的遠(yuǎn)端。
58. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的外構(gòu)架框架，其中，所述至少一個指狀物 凸片包括一對增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋定向成使得它們的相應(yīng)縱向軸線交叉。
59. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的外構(gòu)架框架，其中，所述至少一個指狀物 凸片包括一對增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋定向成使得它們的相應(yīng)縱向軸線交叉。
全文摘要
公開了一種精確折疊、高強(qiáng)度、耐疲勞的結(jié)構(gòu)和用于該結(jié)構(gòu)的板。為了形成該結(jié)構(gòu)，公開了用于沿彎曲線精確彎曲材料板的方法以及形成有彎曲條確定結(jié)構(gòu)例如狹槽或槽的材料板。該方法包括的步驟是設(shè)計和然后分別形成沿軸向間隔開關(guān)系穿過材料板而縱向延伸的狹槽或槽，以便當(dāng)沿彎曲線彎曲時使板產(chǎn)生精確彎曲。彎曲條有增加強(qiáng)度和耐疲勞性的結(jié)構(gòu)和方位，且最優(yōu)選是，狹槽或圓弧用于使邊緣與在狹槽或圓弧的相對側(cè)的板材面嚙合和支承在該面上。邊緣對表面接觸產(chǎn)生沿虛擬支點位置彎曲，該虛擬支點相對于彎曲線交疊。多個狹槽實施例適合產(chǎn)生邊緣對表面嚙合支承和精確彎曲。通過這些教導(dǎo)，能夠由兩維板形成多個三維負(fù)載支承結(jié)構(gòu)。還公開了直線形和曲線形的梁、底盤和外構(gòu)架的實例。
文檔編號E04C3/02GK101233286SQ200680016475
公開日2008年7月30日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者馬克斯·W·德尼 申請人:奧里加米工業(yè)股份有限公司