CN106553750A - 结构连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开了包括第一部件和第二部件以及结构连接器的组件。该结构连接器包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件。第一和第二连接元件中的每一个均被附接到第一和第二部件中的每一个。

Description

结构连接器
技术领域
本发明涉及结构连接器、包括该结构连接器的组件和制造该组件的方法。
背景技术
在许多结构设计应用诸如飞机设计应用中，普遍采用载荷承受结构连接器，以连接一个部件和另一个部件。例如，在机翼设计中，翼梁、肋和纵梁可构成机翼的主要载荷承受结构部件，该机翼具有构成机翼外蒙皮表面的上部翼罩和下部翼罩。
在传统的机翼结构中，接头或结构连接器可铸造或加工成型，且可用螺栓固定、焊接或接合到计划互相连接的部件上。
在关键的应用中，设计者可规定多个载荷承受结构连接器以在一或多个连接器失效或被移除的情况下提供冗余。然而，提供此冗余需要显著的制造和固定连接器就位的费用并可能显著增加结构的重量。此外，提供冗余需利用否则将被其他部件和/或诸如布线或流体供应管道的设施占用的空间。
发明内容
本发明的第一方面提供包括第一部件、第二部件和结构连接器的组件，结构连接器包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件，其中第一连接元件和第二连接元件中的每一个均被附接到第一部件和第二部件中的每一个。
可选择地，第一连接元件的第一连接部分占用第一部件的第一表面区域，第二连接元件的第一连接部分占用第一部件的第二表面区域，第二表面区域小于第一表面区域。
可选择地，第一连接元件的第二连接部分占用第二部件的第三表面区域，第二连接元件的第二连接部分占据第二部件的第四表面区域，第三表面区域小于第四表面区域。
可选择地，第一表面区域基本上等于第四表面区域。
可选择地，第二表面区域基本上等于第三表面区域。
可选择地，第二表面区域至少部分地在第一表面区域内。
可选择地，第三表面区域至少部分地在第四表面区域内。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件中的一者或两者被紧固件附接到第一部件和第二部件中的一者或两者。该紧固件可包括螺栓、铆钉、粘合剂和焊接中的一种或多种。
可选择地，第二部件由第一部件经第一连接元件和第二连接元件支撑，使得第一连接元件提供用于第二连接元件的载荷路径冗余。
可选择地，第一部件和第二部件为车辆的部件。
可选择地，第一部件和第二部件为飞机的部件。
可选择地，第一部件和第二部件为机翼的部件。
可选择地，第一部件为机翼部件，第二部件为线束。
可选择地，第一部件为铰接肋，第二部件为致动器。
可选择地，第一部件是翼梁或翼肋的一部分，第二部件是与飞机控制表面相关联的铰链。
可选择地，第一部件取向为平行于第二部件。
可选择地，所述组件包括第三部件以及互连的第三连接元件和第四连接元件，其中第三连接元件和第四连接元件中的每一个均被附接到第二部件和第三部件中的每一个。
本发明的第二方面提供包括依据本发明的第一方面的组件的车辆。
本发明的第三方面提供包括依据本发明的第一方面的组件的飞机。
本发明的第四方面提供包括依据本发明的第一方面的组件的机翼。
本发明的第五方面提供依据本发明的第一方面的组件的结构连接器，其中第一连接元件和第二连接元件中的每一个均能够附接到第一部件和第二部件中的每一个。
本发明的第六方面提供用于连接第一部件和第二部件的结构连接器，该结构连接器包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件，其中第一连接元件和第二连接元件中的每一个均能够附接到第一部件和第二部件中的每一个。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件中的每一个包括第一连接部分和第二连接部分，其中第一连接元件的第一连接部分和第二连接元件的第一连接部分中的每一个均能附接到第一部件，其中第一连接元件的第二连接部分和第二连接元件的第二连接部分中的每一个均能附接到第二部件。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件中的每一个包括两个或更多个构件，该构件连接相应连接元件的第一连接部分和第二连接部分。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件中的一者或两者包括连接相应连接元件的第一连接部分和第二连接部分的三个或更多个构件。
可选择地，第一连接元件的构件在位于第一平面的点处结束，第二连接元件的构件在位于第二平面的点处结束，第一平面平行于第二平面。
可选择地，第一连接元件的构件在位于第一平面的点处结束，其中第二连接元件的构件在处于第二平面的点处结束，且其中第一连接元件的第二连接部分位于第二平面和/或第二连接元件的第一连接部分为于第一平面。
可选择地，两个或更多个构件和第一连接元件的第一、第二连接部分界定了平面的周边，并且第二连接元件的构件中的至少一个构件与该平面相交。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件不与另一连接元件接触。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件具有基本相同的几何形状。
可选择地，第一连接元件具有不同于第二连接元件的几何形状。
可选择地，每一连接元件都是单件元件。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件中的至少一者包含金属材料。
可选择地，所述金属材料包括钛、合金钢和铝中的一种或多种。可选择地，第一连接元件包含与第二连接元件相同的材料。
可选择地，第一连接元件和/或第二连接元件由基本相同的材料制成。
可选择地，第一连接元件和/或第二连接元件具有至少部分成三角形的结构。
可选择地，第一连接元件和/或第二连接元件具有完全成三角形的结构。
可选择地，第一连接元件和/或第二连接元件包含四面体结构。
可选择地，在第一连接元件和第二连接元件中的一个或另一个未损坏的情况下，第一连接元件和第二连接元件不可分离。
可选择地，第一连接元件和第二连接元件共同占据的体积小于第一连接元件的体积和第二连接元件的体积之和。
可选择地，第一连接元件占据由第二连接元件限定的体积的至少一部分。
本发明的第七方面提供制造依据本发明的第二方面的组件的方法，该方法包括：
形成包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件的结构连接器；
将第一连接元件和第二连接部件中的每一个附接到第一部件和第二部件中的每一个。
可选择地，结构连接器在辅助制造工艺中形成。
可选择地，辅助制造工艺包括以下工艺中的一种或更多种：激光器熔融工艺、电子束熔融工艺、直接金属激光烧结工艺、吹粉工艺和导线挤出工艺。
可选择地，本方法包括精加工工艺。
可选择地，精加工工艺包括钻孔工艺、锉削工艺、砂磨工艺、研磨抛光工艺和热等静压工艺(HIP)中的一种或多种。
附图说明
现将仅通过示例的方式参照附图进一步描述本发明，其中：
图1是显示本发明的实施例中的结构连接器的示例的示意图；
图2是显示本发明的另一实施例中的结构连接器的示例的示意图；
图3是显示本发明的进一步的实施例中的结构连接器的示例的示意图；
图4是显示依据本发明的实施例的包括结构连接器的组件的示例的示意图；
图5是显示用于制造结构连接器的制造系统的示例的示意图；
图6是显示本发明的实施例中的结构连接器的制造方法的示例的流程图；且
图7是显示作为本发明的实施例的飞机的示例的侧视图的示意图。
具体实施方式
图1是显示依据示例的结构连接器100的示意图。
结构连接器100包括第一连接元件102和第二连接元件104。第一连接元件和第二连接元件102、104可为载荷承载元件，载荷承载元件均被布置成用于支撑所需载荷。第一连接元件102和第二连接元件104互连使得第一连接元件102的至少一部分通过第二连接元件104的至少一部分或与第二连接元件104的至少一部分相交，并且相反地，第二连接元件104的至少一部分通过第一连接元件102的至少一部分或与第一连接元件102的至少一部分相交。以这种方式，第一连接元件和第二连接元件102、104联接或连结在一起，使得一经制造，在连接元件102、104中的一个或另一个未损坏的情况下，第一连接元件和第二连接元件102、104不可分离。结构连接器100可因此被认为是自相交的。
在连接元件102、104中的一个或另一个失效或被移除的情况下，在没有容纳承受额外载荷的连接元件所需的必要的显著额外空间时，互连的第一连接元件和第二连接元件102、104为结构连接器100提供冗余。例如，第一连接元件和第二连接元件102、104共同占据的体积小于第一连接元件102的体积和第二连接元件104的体积之和或由第一连接元件102的体积和第二连接元件104的体积之和限定。第一连接元件102可占据由第二连接元件104占据的体积的至少一部分，并且第二连接元件104可占据由第一连接元件102占据的体积的至少一部分。
第一连接元件和第二连接元件102、104可利用辅助制造工艺制造，参考图5、图6描述如下。辅助制造工艺便于第一连接元件和第二连接元件102、104的制造，使得第一连接元件和第二连接元件互连，而不需要使第一连接元件和第二连接元件102、104的子元件接合的制造步骤，否则如果利用无辅助制造工艺，这些制造步骤将是必要的。
第一连接元件和第二连接元件102、104无需第一连接元件102与第二连接元件104接触或与第二连接元件整体形成便可互连。第一连接元件和第二连接元件102、104中的每一个可以是单体的，或单件部件。提供不相接触的第一连接元件和第二连接元件102、104减小了任何腐蚀或疲劳自第一连接元件102至第二连接元件104路径传播的风险，反之亦然。
第一连接元件102包括第一连接部分106a和第二连接部分106b。类似地，第二连接元件104包括第一连接部分108a和第二连接部分108b。在这一实施例中，第一连接元件102的第一连接部分和第二连接部分106a、106b通过四个构件110联接在一起或连结，构件110在使用中可起承受载荷的作用。类似地，在这一实施例中，第二连接元件104的第一连接部分和第二连接部分108a、108b通过四个构件112联接在一起或连结。在一些实施例中，第一连接元件和第二连接元件102、104中的一者或两者可包括少于或多于四个的构件110、112。在一些实施例中，第一连接元件和第二连接元件102、104中的一者或两者包括两个或更多个构件110、112。在一些实施例中，第一连接元件和第二连接元件中的一者或两者包括三个或更多个连接相应连接元件的第一连接部分和第二连接部分的构件110、112。
第一连接元件的构件可在位于第一平面上的点处结束，第二连接元件的构件可在位于第二平面上的点处结束，第一平面可平行于第二平面。第一连接元件的第二连接部分可位于第二平面和/或第二连接元件的第一连接部分可位于第一平面。
第一连接元件102的第一连接部分106a和第二连接元件104的第一连接部分108a可附接到第一部件，参照图4描述如下。类似地，第一连接元件102的第二连接部分106b和第二连接元件104的第二连接部分108b可附接到第二部件，参照图4描述如下。
在本实施例中，第一连接元件102的第一和第二连接部分106a、106b以及第二连接元件104的第一和第二连接部分108a、108b都基本上是四边形的，每个均包括四个长形元件。然而，应该理解，连接部分106a、106b、108a、108b的结构不限于参照图1所述的结构，并可采用任何适当的形式。
对每一连接元件102、104，与第一、第二连接部分106a、106b、108a、108b结合的两个或更多个载荷承受构件110、112限定了一个平面，结构连接器100的其他连接元件104、102的一个或更多个载荷承受元件穿过该平面，以便使第一连接元件102和第二连接元件104连结。
在图1所示的例子中，第一连接元件102的第一连接部分106a通过充当构件110的四个连续支撑杆连接到第一连接元件102的第二连接部分106b。类似地，第二连接元件104的第一连接部分108a通过充当构件112的四个连续支撑杆连接到第二连接元件104的第二连接部分108b。
与第一连接元件102的第一和第二连接部分106a、106b结合的第一连接元件102的支撑杆110界定了四个梯形平面。类似地，与第二连接元件104的第一和第二连接部分108a、108b结合的第二连接元件104的支撑杆112界定了四个梯形平面。对于第一连接元件102，其中梯形平面中的两个梯形平面均与第二连接元件104的支撑杆112中的两个支撑杆相交。对于第二连接元件104，其中梯形平面中的两个梯形平面均与第一连接元件102的支撑杆110中的两个支撑杆相交。以这种方式，第一连接元件102与第二连接元件104互连。在本实施例中，对于每个第一和第二连接元件102、104，与另一连接元件104、102的支撑杆相交的各平面互相相对。
尽管在参照图1描述的例子中，每个连接元件102、104包括四个构件110、112，应该理解，在其他例子中，连接元件可具有其他数量的构件。在一些例子中，第一连接元件102可具有与第二连接元件104数量相同的构件，或第一连接元件102可具有数量不同于第二连接元件104的构件。
第一连接元件102和/或第二连接元件104可具有至少部分或完全成三角形的结构。例如，第一连接元件102和/或第二连接元件104可包括具有四面体结构的至少一部分。
图2是显示了另一实施例中的结构连接器200的示意图。在该实施例中，结构连接器200具有成三角形的结构。结构连接器200包括第一连接元件202和与第一连接元件202互连的第二连接元件204。每个第一、第二连接元件202、204都是棱锥状的。
第一连接元件202包括第一连接部分206a和第二连接部分206b。类似地，第二连接元件204包括第一连接部分208a和第二连接部分208b。第一连接元件202的第一连接部分206a和第二连接元件204的第二连接部分208b均呈三角形并且均包括三个长形元件。第一连接元件202的第一连接部分206a通过三个连续的支撑杆或构件210连接到第一连接元件202的第二连接部分206b。类似地，第二连接元件204的第一连接部分208a通过三个连续的支撑杆或构件212连接到第二连接元件204的第二连接部分208a。第二连接元件204的第一连接部分208a和第一连接元件202的第二连接部分206b均形成在相应连接元件204、202的支撑杆的交叉点处。然而，应该理解，在一些例子中，第二连接元件204的第一连接部分208a和第一连接元件202的第二连接部分206b也可以是类似于第一连接元件202的第一连接部分206a和第二连接元件204的第二连接部分208b形成的三角形连接部分，但占据或界定相应更小的区域。
与第一连接元件202的第一和第二连接部分206a、206b结合的第一连接元件202的支撑杆210界定了三个三角形平面。类似地，与第二连接元件204的第一和第二连接部分208a、208b结合的第二连接元件204的支撑杆212界定了三个三角形的平面。对于第一连接元件202，每个三角形平面与第二连接元件204的支撑杆212中的一个支撑杆相交。对于第二连接元件204，每个三角形平面与第一连接元件202的支撑杆210中的一个支撑杆相交。以这种方式，第一连接元件202与第二连接元件204互连。
图3是显示作为进一步的示例的具有三角结构的结构连接器300的示意图。结构连接器300包括第一连接元件302和与第一连接元件302互连的第二连接元件304。
第一连接元件302包括三个棱锥状子元件，每个子元件具有与图2所示的连接元件相似的形式。子元件在单一点互连以形成棱锥状子元件的阵列。类似地，第二连接元件304包括棱锥状子元件的阵列。将棱锥状子元件排列成阵列提供了多个接触点，在接触点处，连接元件302、304可连接到通过结构连接器300连接的部件上。这提高了连接元件302、304抵抗力的力矩的能力。如同图2中具有连接元件202、204，图3所示的连接元件302、304也可包括位于两端的三角连接部分。
上述连接元件可由任何适合的材料构成。在一些例子中，连接元件可包含金属材料。例如，连接元件可包含钛、合金钢和铝中的一种或更多种。
在一些例子中，第一连接元件包含与第二连接元件相同的材料。或者，第一连接元件可包括与第二连接元件不同的材料。在一些例子中，制成第一和/或第二连接元件的材料基本上是同类的。
在图1、2和3所示的例子中，结构连接器100、200、300包括两个连接元件。然而，在一些例子中，结构连接器可包括多于两个的连接元件。
在图1、2和3所示的各例中，第一和第二连接元件基本上具有相同的尺寸和几何形式。这保证了每个连接元件基本上具有相同的载荷承受能力，该能力进而可促进更多的结构连接器100、200、300的可预测行为。
然而，在其他例子中，第一连接元件可具有不同于第二连接元件的尺寸和几何形式。例如，第一连接元件可被排布以具有高于第二连接元件的载荷承受能力。在常规使用时，第一连接元件可承受大部分或全部载荷并因此在结构连接器装载和卸载过程中承受大部分疲劳，使第二连接元件处于更好地状态以在第一连接元件失效或移除的情况下承担载荷。
图4是显示了包括第一部件402和第二部件404的组件400的示意图。第一部件402经由参照图1所述的结构连接器100连接到第二部件404。然而，在其他例子中，第一部件402可经由体现本发明的其他结构连接器(诸如图2所示的结构连接器200或图3所示的结构连接器300)连接到第二部件404。第一和第二连接元件中的每一个均被附接到第一和第二部件中的每一个上。在该示例中，第一部件402取向成基本上平行于第二部件404。在其他示例中，第一部件402可取向成不平行于第二部件404。
由图4可认识到，第一连接元件102的第一连接部分106a占据第一部件402的第一表面空间，第二连接元件104的第一连接部分108a占据第一部件402的第二表面空间。第二表面空间(即被第二连接元件104的第一连接部分108a占据的空间)具有小于第一表面空间的区域(即被第一连接元件102的第一连接部分106a占据的空间)。
类似地，第一连接元件102的第二连接部分106b占据第二部件404的第三表面空间，第二连接元件104的第二连接部分108b占据第二部件404的第四表面空间。第三表面空间(即被第一连接元件102的第二连接部分106b占据的空间)具有小于第四表面空间的区域(即被第二连接元件104的第二连接部分108b占据的空间)。
第一表面空间的区域可基本上等于第四表面空间的区域。第二表面空间的区域可基本上等于第三表面空间的区域。
第二连接元件104的第一连接部分108a占据的第二表面空间可至少部分位于第一连接元件102的第一连接部分106a占据的第一表面空间内。类似地，第一连接元件102的第二连接部分106b占据的第三表面空间可至少部分地位于第二连接元件104的第二连接部分108b占据的第四表面空间内。
布置第一和第二连接元件102、104使得一个连接元件的连接部分占据至少部分地位于另一连接元件的连接部分占据的空间内，使得一个连接元件为另一连接元件提供冗余，同时帮助减小两个连接元件占据的部件402、404上的空间。
在图4所示的例子中，第二连接元件104的第一连接部分108a占据的第二表面空间完全位于第一连接元件102的第一连接部分106a占据的第一表面空间内。类似地，在图4所示的例子中，第一连接元件102的第二连接部分106b占据的第三表面空间完全位于第二连接元件104的第二连接部分108b占据的第四表面空间内。
布置第一和第二元件102、104使得一个元件的连接部分占据的空间完全位于另一连接元件的连接部分占据的空间内，使得一个连接元件为另一连接元件提供冗余而不明显占用比其他连接元件单独占用的更多的部件402、404上的空间。其占用的空间也小于两个连接元件不如此布置将占用的分立空间之和。
在一些例子中，第一连接元件102的第一连接部分106a占据的区域基本等于第二连接元件104的第二连接部分108b占据的区域。在一些例子中，第二连接元件104的第一连接部分108a占据的区域基本等于第一连接元件102的第二连接部分106b占据的区域。在其他例子中，第一连接元件102的第一连接部分106a占据的区域可不等于第二连接元件104的第二连接部分108b占据的区域且/或第二连接元件104的第一连接部分108a占据的区域可不等于第一连接元件102的第二连接部分106b占据的区域。
第一和第二连接元件102、104可为栓接、铆接、胶接、焊接或以其他方式在连接部分106a、106b、108a、108b处附接到第一和第二部件402、404。应该理解，第一和第二连接元件102、104可通过其他适当的紧固方式附接到第一和第二部件402、404。此外，紧固或附接方式的接合可用于将第一和/或第二连接元件102、104附接到第一和/或第二部件402、404。在一些例子中，部件402、404中的一个可提供底座，第一和第二连接元件102、104由附加制造工艺形成在该底座上。例如，可将粉末状材料沉积在第一部件402上，第一和第二连接元件102、104可通过粉末状材料的熔融、烧结或熔化而形成或生成，参照图5、图6如上所述。随后第二部件404可通过上述紧固或附接方式附接到第一和第二连接元件102、104，或可由延续的附加制造工艺形成。
使用中，组件400的第一和第二部件402、404中的一个可经结构连接器100支撑由第一和第二连接部件404、402中的另一个产生的载荷。例如，第二部件404的载荷可经连接部分106a、106b，第一连接元件102的构件110，连接部分108a、108b，第二连接元件104的构件112传递到第一部件402。
在一些例子中，组件400可包括经附加的结构连接器100连接到组件400的第一和第二部件402、404中的一个或另一个的附加部件(未显示)。例如，组件400可包括第三部件和互连的第三和第四连接元件，其中第三和第四连接元件中的每一个均被附接到第二和第三部件中的每一个。
第一和第二部件402、404可以是诸如飞机的交通工具的部件。例如，第一和第二部件402、404可以是机翼的部件。在一个示例中，第一部件402可以是诸如翼梁的机翼部件，第二部件404可以是线束。在另一示例中，第一部件402可以是铰接肋，第二部件404可以是致动器。在又一示例中，第一部件402可以是翼梁或翼肋的部件，第二部件404可以是与飞机的控制表面相关联的铰链。
在图4所示的例子中，第一部件402经结构连接器100连接到第二部件404，结构连接器100包括两个连接元件，即第一连接元件106a和第二连接元件106b。然而，如上文关于图1所指出的，在一些例子中，第一部件402可经由包括多于两个的连接元件的结构连接器100连接到第二部件404。
此外，尽管在参照图4所述的例子中，结构连接器100被用于仅将两个部件402、404连接起来，在一些例子中，结构连接器可将多于两个的部件连接起来。在一些此类例子中，连接元件可各自包括多于两个的连接部分。
图5是显示了可用于制造诸如参照图1、2、3的前述结构连接器100、200、300之一的结构连接器的装置500的示意图。
装置500是“附加制造”装置或“附加层制造”装置。特别地，装置500是所谓的“粉末床”装置，包括构造平台502、材料供应装置504、能量源506和处理器(以下称为控制器)508。
构造平台502可包括工作台，在该工作台上，诸如结构连接器的三维物体可被构造。
材料供应装置504是分配、沉积或供应材料以形成结构连接器的装置。在该示例中，材料供应装置504包括供应连续多层的粉末状基底510的粉末状基底供应机构。在图5中显示了第一层510a和第二层510b，第二层510b通过材料供应装置504沉积在第一层510a上。在某些情况下，可将材料供应装置布置成相对于构造平台502运动使得连续多层材料可被沉积在彼此的顶部。
能量源506可以是任何被布置成将能量512引导到沉积在构造平台502上的材料的能量源或者是选择性地向沉积在构造平台502上的材料供应能量512的能量源。
控制器508可以被可通信地与能量源506联接，例如经有线接口和/或经无线接口。控制器508可被编程以基于制造控制数据控制来自能量源506的能量的应用或供应。制造控制数据可指示能量的布置指令。例如，这些指令可包括表明能量由能量源506发出的强度和/或方向的信号。这些信号可与二位或三维空间中的特定位置相关联。
能量源506可相对构造平台502运动以有选择性地将能量施加或供应到特定的位置。三维结构连接器可一层一层地构造，在这种情况下，能量源506可有选择地将能量施加到每一层上。在这种情况下，布置指令可与具有特定层的特定打印分辩率像素(例如熔融材料以构成与层相关联的三维像素)的放射线束或其他能量束的布置有关。
能量源可以例如是在电子束熔融(EBM)装置的情况下的电子束。或者，能量源可以是例如在直接金属激光烧结(DLMS)装置的情况下的激光束。
图6是显示制造结构连接器的方法600的流程图。
在框602处，提供第一层颗粒材料。第一层颗粒材料可以是图5所示的第一层粉末状基底510a。该颗粒材料可根据作为支承结构将由连接器所支承的载荷的材料的适用性而被选择。
在一些例子中，颗粒材料层的厚度可介于60与300微米之间。在一些例子中，颗粒材料层可利用滚轴厚度均匀地或基本均匀地制成。在其他例子中，颗粒材料层可利用涂覆工具厚度均匀地或基本均匀地制成。
在框604处，能量可选择地用于划分第一颗粒材料层510a以形成结构连接器的第一层。例如，能量可以通过能量源506被施加。
在框606处，第一层颗粒材料510a可吸收例如由能量源506发出的能量。吸收能量的同时，材料温度可升高使得颗粒材料达到足够熔融、烧结或熔化在一起的温度。
在框608处，提供第二层颗粒材料。第二层颗粒材料可以是图5所示的第二层粉末状基底510b。例如，第二层颗粒材料510b可以是与第一层510a相同的材料。
在框610处，能量可选择地施加到第二层颗粒材料510b的各部分以形成结构连接器的第二层。例如，可通过能量源506施加能量。
在框612处，第二层颗粒材料510b可吸收例如由能量源506发出的能量。在吸收能量的同时，材料的温度可升高使得材料达到足够熔融、烧结或熔化在一起的温度。此外，第二层510b中的材料可熔融、烧结或熔化到第一层510a的材料。
在框614处，方法600可返回框602，在第二层510b之上可提供另一层颗粒材料，且能量可选择性地施加到另一层以形成结构连接器的另一层。该方法可持续进行多次循环。在每次循环中，能量可选择性地以确定的图案被施加，以限定三维结构连接器的所有层。
在结构连接器的形成工艺完成的基础上，在一些例子中，可在结构连接器上执行一次或多次精加工工艺。例如，结构连接器可被钻孔、锉削或砂磨以备结构连接器组装到部件402、404。在一些例子中，研磨抛光工艺可应用于结构连接器以去除由制造工艺产生的毛刺、锋利的边缘和/或其他表面瑕疵或不平整。在一些例子中，可对结构连接器100进行热等静压(HIP)工艺以去除残余的可能引发疲劳的细微裂纹。
在结构连接器形成工艺完成的基础上，结构连接器的第一和第二连接元件可分别附接到第一和第二部件中的每一个，以构成组件。
尽管参照图6的上述方法600与粉末床工艺有关，应该理解，结构连接器可利用其他适当的附加制造工艺制造。例如，该工艺可包括激光熔融工艺、电子束熔融工艺、直接金属激光烧结工艺、吹粉工艺和导线挤出工艺等等。
图7显示了依据本发明的实施例的交通工具的示例的示意性侧视图。在图7的例子中，该交通工具是飞机700。飞机700可包括一个或多个如上所述的组件，诸如参照图4描述的组件400。该或每个组件可包括参照图1、2、3之一如上所述的结构连接器。此外，飞机700包括机翼702，机翼702可包括一个或多个如上所述的组件，诸如参照图4描述的组件400。该或每一组件可包括参照图1、2、3之一如上所述的结构连接器。
上述实施例可理解为本发明的说明性的例子。应该理解，任何与任一实施例相关的所述特征可单独、或结合所描述的其他特征使用，也可与任何其他实施例中的一个或多个特征结合使用。此外，也可应用上文未描述的等价和改进方案而不背离所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (49)

1.一种组件，包括：第一部件、第二部件和结构连接器，所述结构连接器包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个均被附接到所述第一部件和所述第二部件中每一个。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一连接元件的第一连接部分占据所述第一部件的第一表面区域，所述第二连接元件的第一连接部分占据所述第一部件的第二表面区域，所述第二表面区域小于所述第一表面区域。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述第一连接元件的第二连接部分占据所述第二部件的第三表面区域，所述第二连接元件的第二连接部分占据所述第二部件的第四表面区域，所述第三表面区域小于所述第四表面区域。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述第一表面区域基本上等于所述第四表面区域。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的组件，其中，所述第二表面区域基本上等于所述第三表面区域。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的组件，其中，所述第二表面区域至少部分地位于所述第一表面区域内。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的组件，其中，所述第三表面区域至少部分地位于所述第四表面区域内。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的组件，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的一者或两者通过紧固件附接到所述第一部件和第二部件中的一者或两者。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述紧固件包括螺栓、铆钉、粘合剂和焊接中的一种或多种。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的组件，其中，所述第二部件经由所述第一连接元件和第二连接元件由所述第一部件支撑，使得所述第一连接元件为所述第二连接元件提供载荷路径冗余。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的组件，其中，所述第一部件和第二部件是交通工具的部件。
12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述第一部件和第二部件是飞机的部件。
13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述第一部件和第二部件是飞机机翼的部件。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述第一部件是机翼部件，所述第二部件是线束。
15.根据权利要求13所述的组件，其中，所述第一部件是铰接肋，所述第二部件是致动器。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述第一部件是翼梁或翼肋的一部分，所述第二部件是与所述飞机的控制表面关联的铰链。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的组件，其中，所述第一部件取向为平行于所述第二部件。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的组件，包括第三部件以及互连的第三连接元件和第四连接元件，其中，所述第三连接元件和第四连接元件中每一个附接到所述第二部件和第三部件中每一个。
19.一种交通工具，包括根据权利要求1至18中的任一项所述的组件。
20.一种飞机，包括根据权利要求1至18中的任一项所述的组件。
21.一种飞机机翼，包括根据权利要求1至18中的任一项所述的组件。
22.一种结构连接器，用于根据权利要求1至18中的任一项所述的组件，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个能够附接到所述第一部件和所述第二部件中的每一个。
23.一种用于连接第一部件和第二部件的结构连接器，所述结构连接器包括第一连接元件和与第一连接元件互连的第二连接元件，其中所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个能够附接到所述第一部件和第二部件中的每一个。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个包括第一连接部分和第二连接部分，其中，所述第一连接元件的第一连接部分和所述第二连接元件的第一连接部分的每一个能够附接到所述第一部件，并且其中所述第一连接元件的第二连接部分和第二连接元件的第二连接部分能够附接到第所述二部件。
25.根据权利要求24所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中每一个包括连接相应连接元件的第一连接部分和第二连接部分的两个或更多个构件。
26.根据权利要求25所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的一者或两者包括连接相应连接元件的第一连接部分和第二连接部分的三个或更多个构件。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件的各构件在位于第一平面内的点处结束，所述第二连接元件的各构件在位于第二平面内的点处结束，且所述第一平面平行于所述第二平面。
28.根据权利要求25至27中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件的各构件在位于第一平面内的点处结束，其中所述第二连接元件的各构件在位于第二平面内的点处结束，且其中所述第一连接元件的第二连接部分位于所述第二平面且/或所述第二连接元件的第一连接部分位于所述第一平面。
29.根据权利要求25至28中的任一项所述的结构连接器，其中，所述两个或更多个构件以及所述第一连接元件的第一连接部分和第二连接部分界定了平面的周边，所述第二连接元件的各构件中的至少一个构件与所述平面相交。
30.根据权利要求22至29中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件不相互接触。
31.根据权利要求22至30中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件具有基本相同的几何形状。
32.根据权利要求22至31中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件具有不同于所述第二连接元件的几何形状。
33.根据权利要求22至32中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个都是单体元件。
34.根据权利要求22至33中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件中的至少一个包含金属材料。
35.根据权利要求34所述的结构连接器，其中，所述金属材料包括钛、合金钢和铝中的一种或多种。
36.根据权利要求22至35中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件包含与所述第二连接元件相同的材料。
37.根据权利要求22至36中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和/或第二连接元件由基本同类的材料构成。
38.根据权利要求22至37中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和/或第二连接元件具有至少部分成三角形的结构。
39.根据权利要求38所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和/或第二连接元件具有完全成三角形的结构。
40.根据权利要求38或39所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和/或第二连接元件包含四面体结构。
41.根据权利要求22至40中的任一项所述的结构连接器，其中，在所述第一连接元件和第二连接元件中的一个或另一个未损坏的情况下，所述第一连接元件和第二连接元件是不可分离的。
42.根据权利要求22至41中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件和第二连接元件共同占据的体积小于所述第一连接元件的体积与所述第二连接元件的体积之和。
43.根据权利要求22至42中的任一项所述的结构连接器，其中，所述第一连接元件占据由所述第二连接元件界定的体积的至少一部分。
44.一种制造根据权利要求1至18中的任一项所述的组件的方法，所述方法包括：
形成包括所述第一连接元件和与第一连接元件互连的所述第二连接元件的所述结构连接器；和
将所述第一连接元件和第二连接元件中的每一个附接到所述第一部件和第二部件中的每一个。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述结构连接器通过附加制造工艺形成。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述附加制造工艺包括以下工艺中的一种或多种：激光熔融工艺、电子束熔融工艺、直接金属激光烧结技术、吹粉工艺和导线挤出工艺。
47.根据权利要求44至46中的任一项所述的方法，包括精加工工艺。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述精加工工艺包括钻孔工艺、锉削工艺、砂磨工艺、研磨抛光工艺和热等静压HIP工艺中的一种或多种。
49.参照图1至4、图6、图7基本如此处所述的结构连接器、组件、交通工具、飞机、飞机机翼或制造方法。
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