專利名稱：槽格狀結(jié)構(gòu)制造方法、槽格狀結(jié)構(gòu)和相應(yīng)設(shè)備的制作方法
槽格狀結(jié)構(gòu)制造方法、槽格狀結(jié)構(gòu)和相應(yīng)設(shè)備本發(fā)明涉及一種用于以塑料材料制造槽格狀蜂窩類型結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明還涉及 由此得到的結(jié)構(gòu)以及一種允許應(yīng)用這種方法的設(shè)備。基于熱熔材料的蜂窩類型的槽格狀結(jié)構(gòu)已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)了大約二十年。由于聚丙 烯(PP)具有重量輕、成本低、便于應(yīng)用、出色的耐濕性和耐大多數(shù)化學(xué)品的能力，大多數(shù)所 使用的聚合物為聚丙烯(PP)。并且其容易回收。聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亞胺(PEI)的蜂 窩體占據(jù)了特定市場(chǎng)，并且目前存在以聚氯乙烯(PVC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、三 乙酸纖維素(CTA)制造的邊際產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的主要商業(yè)用途是夾層板，這些產(chǎn)品構(gòu)成了夾層板的芯體。夾層的上下 表層是薄而致密的材料，其彈性拉伸模量通常很高。具有蜂窩類型的槽格狀芯體(即槽格 軸線垂直于片材平面，并且以此方式設(shè)計(jì)，即使槽格截面不總是六邊形)的夾層結(jié)構(gòu)提供 了硬度/重量比和抗壓強(qiáng)度/重量比，而不用任何配對(duì)元件。這是為何建筑、車輛、家具、航 天、鐵路運(yùn)輸工業(yè)以及造船工業(yè)越來(lái)越多地采用這種技術(shù)。在民用工程和環(huán)境美化的領(lǐng)域，具有非常大的槽格(大到50mm)的聚丙烯蜂窩結(jié) 構(gòu)也可裸露使用，或者在其表面上熱粘接有非織造物，從而防止槽格被填補(bǔ)減小回填、雨水管理。蜂窩芯體通常由具有六邊形槽格的擠管(W0 94/25258)或帶有矩形截面的元件 (W0 87/00119)制成。管通過(guò)共擠接收具有較低熔點(diǎn)的用作粘合劑的聚合物的外部覆層。 這些管或這些梁被切成所需長(zhǎng)度，并且疊置以形成塊體。在管的示例下，通過(guò)使其在長(zhǎng)的熱 風(fēng)爐中經(jīng)過(guò)，可以融化粘合劑并且在冷卻之后，得到固化的塊體，該塊體容易被帶鋸切割從 而得到具有所需長(zhǎng)度的板。這些梁通過(guò)熱刀片彼此貼靠焊接在一起(鏡像焊接)。這些方法具有多個(gè)顯著缺陷使用具有低熔點(diǎn)的熱熔粘合劑限制了槽格結(jié)構(gòu)的熱 機(jī)械強(qiáng)度，以至于該熱機(jī)械強(qiáng)度的水平明顯地比所述結(jié)構(gòu)的基本聚合物的熱機(jī)械強(qiáng)度低。 另外，為了經(jīng)受將其運(yùn)輸通過(guò)爐子的鉗施加在其側(cè)面上的壓力，即使熱空氣使其軟化，管狀 蜂窩塊體應(yīng)當(dāng)具有極小密度。在用于夾層板應(yīng)用的小尺寸槽格(通常截面為8mm)的情況 下，對(duì)于聚丙烯來(lái)說(shuō)，該密度是80kg/m3?，F(xiàn)在，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，很少需要55kg/m3以 上。這種技術(shù)問(wèn)題因此阻礙了最終產(chǎn)品的重量和成本的優(yōu)化。另一種結(jié)果是用熱線將塊體切成片，與通過(guò)帶鋸切割相比更有美感，但是其只可 在lOcm/min的最大速度下實(shí)現(xiàn)，并且在當(dāng)具有80kg/m3密度的聚丙烯塊體的情況下具有熱 降解的風(fēng)險(xiǎn)，由此而不能使用。在較輕的蜂窩的情況下，其變得有利因此可以得到30cm/ min的速度以及具有50kg/m3密度的聚苯乙烯塊體。另一方面，通過(guò)使用疊置的容器和鉗， 不能獲得具有大于3米長(zhǎng)度的塊體，該塊體使得大尺寸的面板的制造變得復(fù)雜并且在某些 情況下不能制造具有大尺寸的面板。設(shè)計(jì)用于給定類型的聚合物(防止制造商使用非常不 同材料的蜂窩)的擠壓螺桿也存在有問(wèn)題。最后，不能運(yùn)輸緊湊的半成品，并且不能使用對(duì) 大量使用者來(lái)說(shuō)易獲得的輕量工業(yè)裝置來(lái)組裝該半成品為蜂窩體。由于傳統(tǒng)的拖車很難取 走60m3以上的蜂窩體，運(yùn)輸成本很快變成制約因素。還存在有將槽格結(jié)構(gòu)連續(xù)和直接地制造成所需厚度的方法。文獻(xiàn)W0-A-9841388描述了通過(guò)具有多個(gè)細(xì)槽的模具以熱熔材料對(duì)平行片材的擠壓，以及片材之間的隔腔的生 產(chǎn)。通過(guò)在兩個(gè)隔腔的一個(gè)隔腔內(nèi)輪流地減壓和流體填充，由此制成槽格結(jié)構(gòu)。對(duì)于大的 板的厚度來(lái)說(shuō)，這種方法比前面的方法更加經(jīng)濟(jì)?，F(xiàn)在，后者由于該技術(shù)的復(fù)雜性而限于大 約三十毫米。另外，所得產(chǎn)品的密度更高。文獻(xiàn)W0-A-0032382描述一種通過(guò)真空轉(zhuǎn)動(dòng)熱成型制成的蜂窩結(jié)構(gòu)。兩個(gè)熱成型 區(qū)域均形成半槽格，并由平坦區(qū)域分開(kāi)，其中該平坦區(qū)域用作沿著片材的寬度的折疊線。類 似于手風(fēng)琴來(lái)實(shí)施折疊從而將半槽格更加靠近在一起，一旦它們并置便形成蜂窩結(jié)構(gòu)。槽 格的端部被平坦區(qū)域覆蓋。為了保持該結(jié)構(gòu)的形狀，此蜂窩芯體的制造步驟需要緊隨著用 于粘接形成面板的外表面的表層的步驟之后。換言之，雖然在文獻(xiàn)W0-A-0032382考慮到了半槽格的壁的連接，但此方法需要面 板完整制成，而不僅是蜂窩芯體。另外，不能進(jìn)行厚度的調(diào)整(由于在圓筒上的熱成型，而 調(diào)整始終非常受限)。本發(fā)明旨在提供一種早些討論的技術(shù)問(wèn)題的解決方案。為此，其目的在于提供一種制造槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)由熱塑材料 的多個(gè)片材彼此組裝而形成，以及一種在每個(gè)片材制造設(shè)有凸凹的區(qū)域的方法，并且每個(gè) 自由片材與由預(yù)先組裝在一起的不同片材形成的中間塊體的相鄰片材通過(guò)利用激光源，在 該自由片材和該相鄰片材的至少一些平坦接觸區(qū)域處、沿著平行于所述凸凹的軸線的連續(xù) 線的焊接而組裝。通過(guò)在豎向位置的片材對(duì)片材的焊接，形成塊體，其長(zhǎng)度可以是沒(méi)有限定的，并且 密度非常低。另外，與熱塑粘合劑粘接相比，焊接的方式在機(jī)械和溫度上具有更大耐受性。根據(jù)本發(fā)明的有利但非強(qiáng)制的方面，該方法可結(jié)合一個(gè)或多個(gè)以下特征熱塑材料是熱成型材料，并且通過(guò)每個(gè)片材的真空熱成型，特別是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒 狀模具來(lái)制造設(shè)有凸凹的區(qū)域。每個(gè)片材的真空熱成型通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒狀模具(而不是平面模具)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而能 夠形成熱成型片材的多變的長(zhǎng)度。圓筒的整個(gè)表面在規(guī)則的空間間隔處被分成凹入的鍵槽，該鍵槽平行于圓筒的軸 線并幾乎從圓筒寬度的一端延伸到另一端。這些鍵槽在垂直于圓筒軸線的平面內(nèi)的截面是 規(guī)則的半六邊形。實(shí)施條帶的真空熱成型，接著此條帶被切割從而形成不同的自由片材。為此，在熱 成型線的輸出處，帶鍵槽的塑料條帶通過(guò)軋刀切成所選長(zhǎng)度，并且得到的薄片例如彼此堆 疊位于容器中。通過(guò)在片材的第一面和相對(duì)面上交替地緊壓地標(biāo)記線，并接著通過(guò)在這些折疊線 的兩側(cè)上施加壓力從而導(dǎo)致片材的折疊，設(shè)有凸凹的區(qū)域被制成。作為示例，平行于片材的 寬度并彼此等間距的線可以被緊壓地標(biāo)記，并且在這些折疊線的兩側(cè)在相反方向上施加壓 力，從而使得片材根據(jù)半六邊形的型式在縱向上折疊。在前面段落中描述的實(shí)施例是真空熱成型的變型。作為用來(lái)描述此變型實(shí)施例的 非限制性示例，特別是根據(jù)文獻(xiàn)FR1532509的教導(dǎo)，通過(guò)通過(guò)圓筒的壓力在其表面上標(biāo)記 平行于片材寬度并彼此等距的線，可以在冷條件下折疊片材。位于片材上方的設(shè)有薄直邊 凸凹的圓筒將在片材的上表面上緊壓地標(biāo)記兩條連貫的線，并且位于片材之下的相同的圓筒接著隨后標(biāo)記這兩條線，即片材下表面上的兩條新線。并且不停地重復(fù)該循環(huán)。放置在 片材上方和下方的一組致動(dòng)器(壓縮空氣噴嘴、帶鍵槽的輥?zhàn)?使得平坦片材通過(guò)沿著事 先在所述片材表面上刻出的線折疊而采取具有半六邊形縱向型式的三維形狀。不同于真空 熱成型，折疊不會(huì)導(dǎo)致材料拉伸。因此在冷卻之后沒(méi)有收縮問(wèn)題，并且片材的任何地方具有 相同的厚度。同時(shí)不同于真空熱成型，其不要求片材的基本材料是氣密的。設(shè)有凸凹的每個(gè)自由片材在其焊接到中間塊體的相鄰片材之前被加熱。為此，在 焊接位置，操縱機(jī)器人的臂將例如抓住容器內(nèi)的樣品，并使其一個(gè)表面暴露于紅外輻射加 熱器的面板。由此預(yù)加熱的片材被豎向引入焊接機(jī)器，其中片材在兩個(gè)豎向平面之間通過(guò)重力 滑動(dòng)，其中一個(gè)平面由與片材的凹入凸凹的形狀配合的固定金屬導(dǎo)件構(gòu)成，并且另一個(gè)平 面由正在形成的蜂窩塊體的壁構(gòu)成。通過(guò)機(jī)械裝置，塊體在側(cè)部進(jìn)行小的平移運(yùn)動(dòng)，使得塊 體和片材上的凸凹反相，并且這些凸凹的平坦部分優(yōu)選地彼此面對(duì)。塊體發(fā)生位移從而在壓力的作用下將剛剛引入的片材貼靠金屬導(dǎo)件。塊體和片材 的彼此相對(duì)的凸凹的平坦部分現(xiàn)在彼此壓靠。在位于金屬導(dǎo)件的另一側(cè)的空間內(nèi)設(shè)有水平板，水平板上附接有光纖的組件，每 個(gè)光纖輸送在將兩個(gè)連貫的金屬導(dǎo)件分開(kāi)的空間中間處對(duì)中的激光束。新的片材將因此通 過(guò)一組平行焊接線被附接到塊體上，該焊接線通過(guò)且只通過(guò)塊體和片材的所有接觸凸凹。 對(duì)于不要求非常高機(jī)械性能的某些應(yīng)用，可以只焊接某些線。例如使用激光源，該激光源發(fā)射從可見(jiàn)光到中紅外的范圍放射，即具有對(duì)應(yīng)于可 見(jiàn)光的低限值的最小波長(zhǎng)(即大約380納米)以及具有大約25微米的最大波長(zhǎng)。有利地， 一組激光二極管用作激光源，放射包含在800和1200納米之間的波長(zhǎng)。有利地，來(lái)自激光 源的電磁輻射經(jīng)由光纖傳播。實(shí)際上，例如價(jià)格適中的光束寬度、高產(chǎn)量、不錯(cuò)的耐用性以及低負(fù)載使得激光二 極管成為產(chǎn)生具有2-4mm寬度的焊接線的理想工具。焊接的原理基于通過(guò)電磁輻射的材料 加熱。通過(guò)壓力彼此保持貼靠的兩個(gè)塑料片材的焊接可以如下實(shí)現(xiàn)1.通過(guò)透明，采用包括兩層的塑料片材，一層是“透明的”，而另一層吸收近紅外。 大多數(shù)熱塑聚合物不吸收或者僅少量吸收激光二極管的波長(zhǎng)間隔內(nèi)的電磁輻射。為了使其 具有強(qiáng)的吸收能力，充分條件是添加例如炭黑(1%的質(zhì)量就足夠)的填充物。射線經(jīng)過(guò)透 明層，并且其電磁能量被轉(zhuǎn)化為吸收層內(nèi)的熱量。后者熔化，并且通過(guò)熱傳導(dǎo)還使得其所在 的其它雙分子層片材的表面熔化。在冷卻之后，獲得良好質(zhì)量的焊接。這種技術(shù)是公知的， 但是在制造蜂窩的范圍內(nèi)具有兩個(gè)缺陷，即非常難以在尋求輕重量時(shí)，對(duì)于每種聚合物來(lái) 說(shuō)，為雙分子層片材提供小于250微米的厚度。另外，透明材料通常是不合雜質(zhì)的和非回收 的材料。2.或者通過(guò)傳導(dǎo)，這是本發(fā)明特別有利的方面。由此，可以采用含有炭黑的100% 回收材料的單層片材。由于片材厚度小，以米/分鐘的單位表示的焊接率將總是較高的。 該方法非常適用于200微米和更小的厚度。其原理在于小心地升高塑料片材的溫度，直到 其賦予大分子充分的可動(dòng)性，使其活化(在結(jié)晶聚合物的情況下，這通過(guò)材料的純?nèi)诨瘉?lái) 表示)，因此通過(guò)傳導(dǎo)入其它片材內(nèi)來(lái)擴(kuò)散卡路里。如早些所述，壓力應(yīng)該施加在兩個(gè)片材 上，使其大分子從一個(gè)片材到另一片材相互滲透。來(lái)自光纖的激光束的直接應(yīng)用用來(lái)將所有能量集中在直徑為2-4mm的斑點(diǎn)上。這造成暴露而與空氣接觸的吸收片材氧化，即聚合 物的不可逆的降解。因此有利的是在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)逐漸施加此能量，而不減小焊接率。這可 將該斑點(diǎn)“延伸”成具有相同寬度并具有幾厘米長(zhǎng)的區(qū)段，該區(qū)段沿著待焊接的線移動(dòng)。在 它于片材的給定點(diǎn)上移動(dòng)的過(guò)程中，溫度將逐漸升高直到其超過(guò)聚合物的軟化點(diǎn)。這種溫 度的逐漸升高被賦予下面的片材，并且足以在焊接線上快速施加強(qiáng)壓，并接著使其冷卻。實(shí)際上，例如從激光源，產(chǎn)生激光束，激光束轉(zhuǎn)化為激光分段，其寬度基本上接近 激光束的直徑，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于該直徑，并且這種激光分段沿著所述連續(xù)的線移動(dòng)。有利地， 激光束朝著設(shè)有多面并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的柱面鏡指向，從而產(chǎn)生所述分段。接收激光束的每個(gè)小通過(guò)使其由此覆蓋線分段來(lái)將其投射到塑料片材上。鏡的轉(zhuǎn) 動(dòng)足夠快速，使得“能量線”從該斑點(diǎn)產(chǎn)生。激光在3-4mm寬和長(zhǎng)約15厘米的分段內(nèi)的能 量分布的較大均勻性使得塑料片材的溫度升高，直到與由激光束直接形成的斑點(diǎn)在片材表 面所作相比使得大分子以更加逐漸和更好控制的方式運(yùn)動(dòng)。對(duì)于例如聚丙烯和聚苯乙烯的 普通用途的聚合物來(lái)說(shuō)，每焊接線100W的額定功率足以確保高的生產(chǎn)率。當(dāng)然，對(duì)于這種 裝置，還可以通過(guò)透明來(lái)焊接雙分子層片材，而不需要為設(shè)備提供無(wú)關(guān)緊要的調(diào)整。通過(guò)該板的豎向運(yùn)動(dòng)，這組能量分段將片材焊接在塊體上，同時(shí)在接觸的平坦表 面內(nèi)產(chǎn)生焊接線。為了使得材料相互滲透，在激光焊接步驟的過(guò)程中并緊接著在此步驟之 后，沿著所述連續(xù)線，每個(gè)自由片材被壓靠相鄰片材。由此通過(guò)一個(gè)片材增大的塊體在此制造方向上移動(dòng)，并接著在橫向上發(fā)生小的位 移，同時(shí)從頂部引入新的片材。再次開(kāi)始前述的循環(huán)。本發(fā)明的目的還在于通過(guò)熱成型材料的多個(gè)片材組裝在一起形成的槽格狀蜂窩 結(jié)構(gòu)，每個(gè)片材設(shè)有凸凹區(qū)域，與兩個(gè)相鄰片材的至少一些接觸的平坦區(qū)域通過(guò)平行于凸 凹軸線的連續(xù)焊接線而匯集。根據(jù)有利的特征，槽格狀結(jié)構(gòu)具有小于80kg/m3的密度，特別小于60kg/m3，對(duì)于槽 格來(lái)說(shuō)，其最大橫向尺寸小于12mm。最后本發(fā)明的目的在于用于實(shí)施所述方法的設(shè)備，其包括用于在每個(gè)片材內(nèi)形成凸凹的裝置；用于將每個(gè)自由片材在中間塊體的相鄰片材附近設(shè)定就位的裝置；用于將此自由片材與相鄰片材焊接的裝置；用于向每個(gè)自由片材連同相鄰片材施加壓力的裝置。根據(jù)其它特征焊接裝置包括能夠產(chǎn)生激光束的激光源和用于將激光束轉(zhuǎn)化為激光分段的裝置， 分段的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于激光束的直徑。壓力裝置包括能夠使得中間塊體與自由片材接觸的第一壓力構(gòu)件以及能夠伸入 到所述中間塊體的槽格內(nèi)并增加自由片材和相鄰片材之間的沿著所述連續(xù)線的壓力的附 加壓力構(gòu)件。在閱讀隨后的根據(jù)本發(fā)明的方法和實(shí)施該方法的設(shè)備的描述(僅作為示例)示例 并參照附圖后，將更加清楚本發(fā)明及其其它優(yōu)點(diǎn)，附圖中

圖1是帶有轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒的熱成型設(shè)備的縱向剖視的局部示意圖，該轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒使得塑料片材再生產(chǎn)出半六邊形形狀的皺褶。圖2描述了圓筒的熱成型槽格。圖3是片材部分的簡(jiǎn)化示意圖，后者在圖1設(shè)備中熱成型。圖4是用于通過(guò)熱成型塑料片材的激光焊接制造蜂窩的機(jī)器的示意圖。圖5、6、7、8、9和10是焊接器內(nèi)的沿水平平面的剖視圖，表示片材的進(jìn)入、與塊體 的壓靠以及通過(guò)激光射線的焊接。圖11說(shuō)明能量分段是如何產(chǎn)生的以及通過(guò)能量分段的產(chǎn)生強(qiáng)壓是如何施加在熔 焊線上的。圖12是支承光學(xué)焊接裝置的板的俯視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的槽格狀結(jié)構(gòu)的三維立體圖。圖14-16表示可以根據(jù)本發(fā)明獲得的蜂窩槽格的幾個(gè)示例。圖1所示的設(shè)備在此附圖的左側(cè)包括從卷筒2輸送的片狀材料的條帶1。這種氣 密的片狀材料由在真空中熱成型的熱塑材料制成，其厚度在0. 1和Imm之間(這些數(shù)值沒(méi) 有限制含義)。這種熱成型材料例如選自聚烯烴(聚丙烯、聚乙烯)、聚酯、聚苯乙烯、聚碳 酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮。其可以利用玻璃、碳纖維或聚芳基 酰胺纖維來(lái)加強(qiáng)，由此來(lái)加強(qiáng)最終產(chǎn)品的熱機(jī)械性能。條帶在兩個(gè)紅外輻射面板3之間的豎向位置上展開(kāi)，紅外輻射面板3將條帶的溫 度增加到低于其熔點(diǎn)的度數(shù)。通過(guò)重力，熱的條帶置于緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的熱成型圓筒4的表面。 確保圓筒表面和條帶之間的密封的裝置未示出。圓筒包括厚度為大約30mm的鋁套筒，其通 過(guò)水循環(huán)來(lái)冷卻。該表面被加工從而刻出凹入的直邊鍵槽，鍵槽都是相同的并平行于圓筒 的軸線。牢固地附接到固定軸線6的一組翼片如和恥使得圓筒的內(nèi)部被分成兩個(gè)密封箱 體。下部箱體7連接到永久操作的真空泵。因此在其轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在圓筒熱條帶1帶 至箱體7處時(shí)，包含在圓筒和片材之間的空氣經(jīng)由排氣口 8被突然抽吸，并且后者在鍵槽9 的槽底處變平(圖幻。其接著出色地再生產(chǎn)出圓筒狀模具的表面，它將只在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)箱體 7的另一端充分冷卻之后離開(kāi)。因此得到可以在圖3的縱向剖視圖中看到的帶鍵槽的條帶la，該條帶Ia設(shè)有峰 加和谷3a。凸凹區(qū)域加和3a是平坦的。換言之，熱成型條帶Ia看上去如同褶皺的金屬 片材。它經(jīng)過(guò)積聚器11并接著到帶鍵槽的變針圓筒12的前部。后者控制軋刀14，在用一 對(duì)切割盤13切割邊緣之后軋刀生產(chǎn)出具有所需長(zhǎng)度的條帶la。在切割條帶Ia之后，因此 得到多種帶相同鍵槽的片材(附圖標(biāo)記為101)，該片材通過(guò)未示出的裝置被放置在容器15 內(nèi)。重要的是注意到如果這種熱成型線允許快速地從塑料材料切換成另一種，則特別 地加工圓筒應(yīng)適用于給定的聚合物，從一種聚合物到另一種聚合物片材的收縮率不同。通 過(guò)圓筒的快速更換，保證所獲得的樣本具有相同的尺寸特性。容器15通過(guò)對(duì)中裝置定位在激光焊接機(jī)器的前部的地上，如圖4所示。在端部處 設(shè)有抓握板17的操作臂16接連地拾取疊摞頂部的每個(gè)片材，從而將其提供給紅外輻射面 板18。其目的在于將熱成型片材的溫度盡可能地帶至最高值，并同時(shí)避免其變形。在焊接 機(jī)器內(nèi)部，用于加熱空氣的裝置(未示出)使得溫度得到保持。其目的在于通過(guò)在溫度上 升曲線的最高點(diǎn)開(kāi)始來(lái)減少激光焊接所需的時(shí)間。
接著，臂將熱片材轉(zhuǎn)移到一組轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)?9，輥?zhàn)?9將其承載到焊接機(jī)器內(nèi)部。片 材通過(guò)重力在鋼引導(dǎo)件20和中間蜂窩塊體21的豎向壁之間向下運(yùn)動(dòng)，直到它鄰靠在平滑 的不銹鋼水平板22上。這種中間塊體21通過(guò)事先組裝的不同片材101形成。兩個(gè)豎向定 位的帶式輸送器23在塊體的側(cè)面施加永久壓力，并且賦予其前后運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)輸送器被牢 固附接到托臺(tái)24，托臺(tái)M本身使它們橫向運(yùn)動(dòng)并交替地從左運(yùn)動(dòng)到右，從而得到相當(dāng)于六 邊形槽格的3/4的長(zhǎng)度的移位，使得塊體和片材發(fā)生反相。圖5是表示中間塊體的水平平面內(nèi)的截面的放大視圖，設(shè)有峰加和谷3a的最后 片材IOla將添加到該中間塊體上。圖6表示在側(cè)部輸送器23作用下朝著中間塊體21運(yùn) 動(dòng)以及在托臺(tái)的作用下該塊體側(cè)向平移3/4的槽格長(zhǎng)度的同步動(dòng)作，并接著插入附加片材 (所謂的自由片材101b)。圖7表示塊體21的向后運(yùn)動(dòng)，使得分別屬于塊體21的最后片材IOla和自由片材 IOlb的凸凹3a和2b的平坦區(qū)域接觸。接著，通過(guò)氣動(dòng)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的耙25的鋼或擠拉碳型 材被引入塊體21的最后一排的槽格，如圖8所示。一旦它經(jīng)過(guò)塊體21的整個(gè)高度，耙緊貼 引導(dǎo)件20從而準(zhǔn)確地將壓力施加在凸凹3a和2b的平坦區(qū)域(圖9)。激光束四將接著熔 化片材IOla和IOlb之間的這些接觸表面。其通過(guò)之后馬上就是轉(zhuǎn)動(dòng)隆起32或33，該隆起 將點(diǎn)式強(qiáng)壓施加到這些軟化部分上，從而導(dǎo)致兩個(gè)片材之間的材料的相互滲透，同時(shí)耙25 確保均衡壓力(圖10)。圖11表示由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的板沈，該致動(dòng)器以勻速?gòu)膲K體底部向上運(yùn)動(dòng)的以達(dá)到 其頂部。在下一個(gè)循環(huán)過(guò)程中，它將執(zhí)行反向運(yùn)動(dòng)。在該板上安裝有光纖27，該光纖27輸 送由激光二極管源觀產(chǎn)生的電磁輻射。光纖將激光束四發(fā)送到反射鏡30，反射鏡將其傳 遞到多面旋轉(zhuǎn)鏡31。后者在由塊體21和耙25施加的壓力而抵靠在鋼引導(dǎo)件20上的片材 IOlb的表面上，產(chǎn)生具有等于斑點(diǎn)的直徑(即2-4mm)的寬度和可以在10和15cm之間變化 的長(zhǎng)度的能量分段S。轉(zhuǎn)動(dòng)隆起32和33具有相當(dāng)于從該分段選擇的寬度。在發(fā)現(xiàn)逐漸變得不好的情況 下，它們?cè)O(shè)有橡膠凸緣或平滑特氟龍冠體。對(duì)于每個(gè)焊接線都有一個(gè)隆起，并且每個(gè)線大致 對(duì)應(yīng)于由凸凹2b和3a限定的平坦接觸區(qū)域的中央。在板沈向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，一組氣動(dòng)致動(dòng)器 34使得隆起32壓靠凸凹2b和3a處的片材，而鑄件33保持退后設(shè)置。相反，在板向下運(yùn)動(dòng) 時(shí)，隆起33是在致動(dòng)器35的壓力下在焊接線上滾動(dòng)的部件，而鑄件32退后設(shè)置。圖12是表示光纖27、激光射線29、反射鏡30、旋轉(zhuǎn)鏡31的定位的板的俯視(局 部)圖。為了更好地理解，隆起32、33和致動(dòng)器34、35沒(méi)有繪示。一旦板沈來(lái)到行程端部， 側(cè)部輸送器23向前移動(dòng)塊體21，并且新的自由片材(即尚未組裝的)從機(jī)器頂部引入。循 環(huán)再次開(kāi)始。圖13表示根據(jù)上述方法制得的根據(jù)本發(fā)明的槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由組裝 在一起的多個(gè)片材形成，最后兩個(gè)相鄰片材帶有附圖標(biāo)記IOlm和101η。另外，附圖13表 示平行于凸凹軸線并標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)的連續(xù)焊接線，使得這兩個(gè)相鄰片材在其平坦接觸區(qū)域處組裝。每個(gè)線L大致在整個(gè)這些平坦接觸區(qū)域上延伸，換言之，在結(jié)構(gòu)的整個(gè)高度上延 伸。如上所述，某些平坦接觸區(qū)域可以不焊接，特別是在不需要非常高的機(jī)械強(qiáng)度的情況 下。
采用本發(fā)明范圍內(nèi)使用的設(shè)備，能夠提供熱成型圓筒4和相應(yīng)的鋼引導(dǎo)件20加工 的蜂窩結(jié)構(gòu)的槽格，該槽格的截面不是規(guī)則的六邊形。圖14-16給出可以在本發(fā)明范圍內(nèi) 使用的槽格形狀的幾個(gè)示例，最后兩個(gè)示例允許蜂窩板在至少一個(gè)給定方向上變形。通過(guò)以上描述的方法得到的蜂窩塊體將通過(guò)一組熱線有利地切割成多個(gè)板。熔化 使得表面上略微的材料積聚，增加了與夾層結(jié)構(gòu)表層接觸的表面面積，并因此增加了后者 的黏合。表層在制造家具和分隔件的情況下是裝飾性的(層壓件、木制品)，尤其是用于游 船的內(nèi)部。它們?cè)谲囕v和鐵路部件的情況下是結(jié)構(gòu)性的(復(fù)合物、鋼片材)。它們?cè)谥圃煊?于卡車拖車、野營(yíng)車、風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙的壁的情況下是既有結(jié)構(gòu)性又有裝飾性的(涂漆鋁、 涂有凝膠涂層的復(fù)合物)。但是蜂窩板還可用作復(fù)合結(jié)構(gòu)的中空芯體。在這種情況下，它被 涂覆密封膜和非織造物以粘接通過(guò)接觸或注入施加的樹(shù)脂，樹(shù)脂本身通過(guò)放置在蜂窩板的 表面上的一個(gè)或多個(gè)玻璃墊層加強(qiáng)。另外，由防腐聚合物制成并具有六邊形大網(wǎng)格的塊體將有利地被建筑工業(yè)應(yīng)用以 保持雨水。無(wú)論何種工業(yè)應(yīng)用，激光焊接的塑料蜂窩對(duì)于壓縮、彎折和剪切提供顯著的抵抗 能力，同時(shí)減輕了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。通過(guò)該制造方法，可以使用大多數(shù)熱塑聚合物，并由此獲得重 量輕和耐用的塊體，這是以前所不能實(shí)現(xiàn)的。同樣還可以將非常長(zhǎng)的長(zhǎng)度的部件制成一體。最后，由于焊接設(shè)備和熱線材切割機(jī)的體積小和重量輕，對(duì)于大量使用者來(lái)說(shuō)可 以盡可能容易地安裝這些裝置。因此，只有位于特定容器的凹入疊置的設(shè)有凸凹的片材被 運(yùn)送，顯著地減小了運(yùn)送成本。換言之，在第一位置，可以執(zhí)行刻鍵槽和切割操作。另一方 面，可以在不同位置(可以在遠(yuǎn)離所述第一位置)進(jìn)行特別是焊接不同片材的后續(xù)操作。在參照附圖描述和繪示的實(shí)施例中，采用氣密熱塑材料的真空熱成型，該材料因 此使其能夠經(jīng)受熱成型操作。但是，作為沒(méi)有繪示的變型，能夠使用非氣密熱塑材料，例如 非織造纖維、格柵或穿孔片材。在這種情況下，如上所述，設(shè)置凸凹的區(qū)域可以在每個(gè)片材 內(nèi)通過(guò)不同于真空熱成型的方法制成。這種變型方法可以是根據(jù)文獻(xiàn)FR1532509的教導(dǎo)的 非限制性的方法。
權(quán)利要求
1.一種用于制造槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)由熱塑材料的多個(gè)片材 (101)組裝在一起而形成，在方法中，在每個(gè)片材中都制成有設(shè)有凸凹(h、3a)的區(qū)域，并 且每個(gè)自由片材(IOlb)與由預(yù)先組裝在一起的不同片材形成的中間塊體的相鄰片材 (IOla)通過(guò)利用激光源，在該自由片材和該相鄰片材的至少一些接觸的平坦區(qū)域(3a、2b) 處、沿著平行于所述凸凹的軸線的連續(xù)線(L)的焊接而被組裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用放射從可見(jiàn)光到中紅外的激光源。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用一組波長(zhǎng)介于800至1200納米之 間的發(fā)射器08)作為激光源。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，來(lái)自所述激光源的電磁輻射通 過(guò)光纖m傳輸。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述激光源08)產(chǎn)生激光束 (四)，該激光束被轉(zhuǎn)化為激光分段(S)，該激光分段( 的寬度基本接近于所述激光束的直 徑，該激光分段(S)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于該直徑，并且該激光分段( 沿著所述連續(xù)線(L)移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光束朝著設(shè)有多個(gè)面并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)的鏡(31)指向，從而產(chǎn)生所述分段。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熱塑材料是可熱成型材料， 并且由每個(gè)片材(101)的真空熱成型而設(shè)有凸凹的區(qū)域尤其是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的圓筒形模具而 制成。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，執(zhí)行條帶(1)的真空熱成型，并且此條帶接 著被切割從而形成不同的片材(101)。
9.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)交替地在片材的第一表面 和相對(duì)表面上緊壓地標(biāo)記線，并接著通過(guò)在這些折疊線的兩側(cè)施加壓力從而使該片材折 疊，從而來(lái)制成設(shè)有凸凹的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，平行于片材的寬度方向并彼此等距的線被 緊壓地標(biāo)記，并且接著在這些折疊線的兩側(cè)在相反方向上施加壓力，從而使得片材在縱向 上根據(jù)半六邊形型式折疊，并接著該條帶被切割從而形成不同的片材(101)。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，每個(gè)自由片材(IOlb)在將其 焊接到中間塊體的相鄰片材(IOla)之前被加熱。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)上述的方法，其特征在于，在激光焊接步驟過(guò)程中，每個(gè) 自由片材壓靠相鄰片材，并且在緊接著該步驟之后，每個(gè)自由片材沿著所述連續(xù)線壓靠相 鄰片材。
13.一種由熱塑材料的多個(gè)片材(101)組裝在一起形成的槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)，每個(gè)片材 設(shè)有凸凹(h、3a)的區(qū)域，兩個(gè)相鄰片材(IOlaUOlb)的至少一些接觸的平坦區(qū)域通過(guò)平 行于凸凹的軸線的連續(xù)焊接線(L)而組裝。
14.如權(quán)利要求13所述的槽格狀結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述槽格狀結(jié)構(gòu)具有小于80kg/m3 的密度，特別是小于60kg/m3，所述槽格狀結(jié)構(gòu)的槽格的最大橫向尺寸小于12mm。
15.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，包括用于在每個(gè)片材中形成凸凹的裝置；用于將每個(gè)自由片材設(shè)置在中間塊體的相鄰片材附近就位的裝置；用于將此自由片材與相鄰片材焊接的裝置； 用于向每個(gè)自由片材連同相鄰片材施加壓力的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，焊接裝置包括能夠產(chǎn)生激光束的激光源、 以及用于將該激光束轉(zhuǎn)化為激光分段的裝置，所述分段的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于激光束的直徑。
17.如權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于，壓力裝置包括能夠使得中間塊體與 自由片材接觸的第一壓力構(gòu)件、以及能夠伸入到所述中間塊體的槽格內(nèi)并增加自由片材和 相鄰片材之間的沿著所述連續(xù)線的壓力的附加壓力構(gòu)件。
全文摘要
一種制造槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該槽格狀蜂窩結(jié)構(gòu)由彼此附接的多個(gè)熱塑片材(101)形成，其中凸凹區(qū)域(2a、3a)設(shè)置在每個(gè)片材內(nèi)，并且每個(gè)自由片材(101b)與由預(yù)先附接在其中的不同片材形成的中間塊體(21)的相鄰片材(101a)通過(guò)利用激光源，在該自由片材和該相鄰片材的至少一些接觸的平坦區(qū)域(3a、2b)處、沿著平行于所述凸凹的軸線的連續(xù)線(L)的焊接而附接。
文檔編號(hào)B29L31/60GK102056735SQ200980121280
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者馬克·勒·莫尼埃 申請(qǐng)人:馬克·勒·莫尼埃