專利名稱：物品及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能形成三維物品的基片。
背景技術：
纖維加強復合結構重量輕且具備良好的機械性能如強度。然而，在很多應用中，考慮成本因素，模制塑料、木或鐵結構往往被優選，因為其比較容易制作。然而，物品，例如包裝或裝箱，由于搬運不慎容易損壞，或者由于重量和強度的原因，其堆置能力受到限制。纖維加強復合材料是很好的選擇，然而制作成相當復雜的三維(3D)結構所發生的成本將是一個值得考慮的因素。
這是因為復合結構通常以平纖維織物基片為起點。之后此基片形成為物品的形式，之后涂上一層樹脂，并熱成型或固化為所希望的形狀。對于相對平整和光滑的表面來說，這種處理起來比較容易。然而，如邊的連接處、角落和箱子或包裝的底部等有角的表面需要切割或者沖壓。這種處理勞動強度比較大而且增加了生產成本。通常認為不貴重的物品如包裝箱，其附加成本會超過由于其加固所帶來的收益。
當織品3D結構可以通過專門的機器織出，相關的費用比較可觀，用縫紉機來制作一個簡單的結構很少是可行的方案。
除了用加強纖維制作3D結構外，還可以由金屬片、塑料、布、紙、紙板等2D片狀材料制作出3D結構。
相應地，當經過加強或其他處理的三維制品可以有很多應用時，就需要減少生產方法中的成本。這樣才能獲得相對大批量的生產和廣泛的應用。
發明內容
因此本發明的主要目的是減少或去除制作3D結構的材料薄片的切割和沖壓的必要。
本發明進一步的目的在于簡化這種結構的制作并減少所需的勞動。
這些和其他目標和優勢將從本發明中變得明顯。本發明旨在提供一種為3D結構特制的材料薄片。它以2D結構為起點，之后形成3D結構，特別是具有深拉成形結構的3D結構。為達到此目的，材料薄片以這種方式形成，其具有能夠集合并扭曲通過折疊薄片而形成的3D結構的邊緣的區域。形成去除區域邊界的薄片余下部分的邊緣保持原樣或者可以通過如焊接、熱結合或膠接方式予以接合。
通過參照附圖對下述對實施例進行詳細說明，可以實現本發明的目標和優點。其中圖1示出了含有基于本發明教導的平面2D片狀材料；圖2A-2D示出了將薄片折疊得到深拉成形結構的過程；圖3示出了去除了多個面積并通過折疊或拉伸制成的復雜結構的2D薄片；以及圖4是由圖3所示的薄片所制作的3D結構的透視圖。
具體實施例方式
下面詳細地參照附圖，其中相同附圖標號代表相同的元件。圖1中示出了用于說明本發明的平面2D的材料薄片10。薄片10可以是金屬薄片、塑料、布、紙、紙板等能達到目的的材料。
參見圖1，薄片10沿折疊線30-36分成了區域或面積12-28。或者薄片材料被去掉，或者在此處形成不留開口的薄片。
一旦薄片10的結構形成，其就可以形成需要的形狀。
參見圖2A-2D，圖2A是平面2D薄片10。之后薄片10沿折疊線30和32折疊。接著如圖2C所示薄片10沿與折疊線30和32垂直的折疊線34和36折疊。此過程中如圖2D，由于區域20處沒有材料，允許相鄰區域折疊成鄰接關系。邊緣或角落38可以自然保留，或者可以通過焊接、熱結合、膠接或其他能達到目的的方式接合。可以自動折疊，也可以通過其他達到目的的合適方式折疊。
上述優勢避免了切割或者沖壓，這樣減少了所需的勞動量和物品的最終成本。本發明加速了制作的自動化，進而擴展了這種結構的應用。
圖3示出了平面2D薄片110。薄片110示出多個材料被掏空的區域120。這樣的薄片120可以折疊并形成如圖4所示的復雜結構130。當然通過去除材料區域的尺寸和位置的變換也可以獲得其它的形狀。
這樣，本發明的目的和優點得以實現，盡管此處對優選實施例進行了公開和說明，但其保護范圍不僅限于此，本發明的保護范圍僅由權利要求予以確定。
權利要求
1.一種形成三維結構的二維材料薄片，所述薄片包括形成薄片中第一部分的材料；去除材料的薄片的第二部分；和其中在平行于第二部分的第一方向上建立第一折疊線來折疊薄片，之后在與第一方向垂直的第二方向上建立第二折疊線而使第二部分折疊起來，從而第一部分與建立鄰接的第一和第二折疊線之間形成鄰接關系。
2.如權利要求1所述的薄片，其特征在于第一部分圍繞第二部分。
3.如權利要求1所述的薄片，其特征在于包括多個第一部分和第二部分。
4.如權利要求3所述的薄片，其特征在于第一部分圍繞第二部分。
5.如權利要求1所述的薄片，其特征在于鄰接部分被接合。
6.如權利要求5所述的薄片，其特征在于所述鄰接部分通過焊接、熱結合或膠接方式形成接合。
7.如權利要求1所述的薄片，其特征在于折疊產生在第一部分和第二部分之間的接合處。
8.一種制作形成能具有三維結構的薄片的方法，包括步驟以薄片進行成形處理以產生帶有薄片材料的薄片的第一部分；對薄片進行成形處理以產生不帶薄片材料的薄片的第二部分；折疊所述薄片，以通過使第二部分自身排列對齊的方式來折疊第二部分。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于還包括由第一部分圍繞第二部分以形成薄片的步驟。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于還包括由多個第一部分和第二部分以形成薄片的方法。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于還包括由第一部分圍繞第二部分以形成薄片的步驟。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于還包括步驟將所述薄片沿平行于第二部分的第一方向和垂直于第一方向的第二方向進行折疊，從而使第二部分折疊起來并與第一部分形成鄰接關系。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于折疊產生在第一部分和第二部分之間的接合處。
14.如權利要求12所述的方法，其特征在于還包括接合鄰接部分的步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于所述鄰接部分通過焊接、熱結合或膠接方式以形成接合。
全文摘要
一種二維材料薄片，其包括去除部分，由此其可以被折疊以形成三位結構而不需要進行切割和沖壓。
文檔編號D03D13/00GK1484579SQ01821572
公開日2004年3月24日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月27日
發明者喬納森·戈林, 喬納森 戈林 申請人:奧爾巴尼國際編織技術公司