CN109681762A - 蜂窝结构及蜂窝结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蜂窝结构及蜂窝结构的制造方法，其中，蜂窝结构由多个形状相同的结构单元按照预设规则排列组成，各结构单元均包括多个侧壁，其中，结构单元的至少一组相对的侧壁为可伸缩结构。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中蜂窝结构形成的板状材料在进行弯曲时会形成一种形似马鞍的形状，需要花费大量的工时加工修复甚至无法加工修复的问题。

Description

蜂窝结构及蜂窝结构的制造方法

技术领域

本发明涉及轻质材料，具体而言，涉及一种蜂窝结构及蜂窝结构的制造方法。

背景技术

蜂窝结构使一种覆盖二维平面的最佳高比强度结构，其具有轻便的质量和优秀的力学性能，因此在材料学科中拥有广泛应用，例如航空航天领域。但是由于蜂窝结构的各个蜂巢均具有一定的空间尺寸，现有的蜂窝结构形成的板状材料在进行弯曲时会形成一种形似马鞍的形状，导致蜂窝结构形成的板状材料不能像普通薄板结构一样按照预设曲率弯曲成曲面。矫正修复上述“马鞍”需要花费大量的工时，有时需要通过复杂的热变形工艺或者损失蜂窝结构的完整性来矫正马鞍的问题。也有无法修复的可能，即使修复也浪费了材料和增加了很大的制造成本。

发明内容

本发明旨在提供一种蜂窝结构及蜂窝结构的制造方法，以解决现有技术中蜂窝结构形成的板状材料在进行弯曲时会形成一种形似马鞍的形状，需要花费大量的工时加工修复甚至无法加工修复的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种蜂窝结构，蜂窝结构由多个形状相同的结构单元按照预设规则排列组成，各结构单元均包括多个侧壁，其中，结构单元的至少一组相对的侧壁为可伸缩结构。

进一步地，结构单元具有多组平行的侧壁。

进一步地，可伸缩结构呈波浪状。

进一步地，可伸缩结构为弹片，弹片的相对的两个侧边可以相互靠近或远离，两个侧边分别与相邻的侧壁相连。

进一步地，蜂窝结构包括多个依次堆叠的蜂窝单元，相邻的两个蜂窝单元包围形成多个结构单元。

进一步地，每个蜂窝单元的材质均为金属。

根据本发明的另一方面，提供了一种蜂窝结构的制造方法，蜂窝结构由多个蜂窝单元堆叠固定形成，制造方法用于得到上述蜂窝结构，蜂窝单元上具有朝第一方向开口的第一凹陷和朝第二方向开口的第二凹陷，第一方向和第二方向相反，蜂窝结构的制造方法包括：放置前一蜂窝单元；将定位件置于前一蜂窝单元的第一凹陷处；将后一蜂窝单元置于前一蜂窝单元上，并使后一蜂窝单元的第二凹陷对准前一蜂窝单元上的定位件；连接固定前一蜂窝单元和后一蜂窝单元以使前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间形成蜂窝状空间；取出定位件。

进一步地，前一蜂窝单元和后一蜂窝单元焊接固定。

进一步地，前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间的焊接处位于第一凹陷和第二凹陷的两侧。

根据本发明的另一方面，提供了一种蜂窝结构的制造方法，蜂窝结构由多个蜂窝单元堆叠固定形成，制造方法用于得到上述蜂窝结构，蜂窝单元上具有凹陷和凸起，凹陷和凸起相适配，蜂窝结构的制造方法包括：将前一蜂窝单元置于平面上；将后一蜂窝单元置于前一蜂窝单元上，并使后一蜂窝单元的凹陷或凸起对准前一蜂窝单元上的凸起或凹陷；连接固定前一蜂窝单元和后一蜂窝单元以使前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间形成蜂窝状空间。

应用本发明的技术方案，当蜂窝结构形成的板状结构在进行弯曲时，可伸缩结构可以根据弯曲趋势进行伸长或压缩或者一侧展开另一侧收缩，以避免其余侧壁发生形变以及“马鞍”的形成。从而省去了修复矫正马鞍所需要花费的工时，提高生产效率和产品质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的蜂窝结构的实施例一的结构示意图；

图2示出了图1的蜂窝结构的结构单元的结构示意图；

图3示出了图1的蜂窝结构的蜂窝单元的结构示意图；

图4示出了根据本发明的蜂窝结构的实施例二的结构示意图；

图5示出了图4的蜂窝结构的结构单元的结构示意图；

图6示出了图4的蜂窝结构的蜂窝单元的结构示意图；以及

图7示出了根据本发明的第一种蜂窝结构的拼焊制造方法的实施例的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、结构单元；11、侧壁；12、可伸缩结构；20、蜂窝结构；21、蜂窝单元；22、蜂窝单元；30、定位焊接工装。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面将以近似六边形的蜂巢组成的蜂窝结构为例对本申请的方案进行说明。

如图1至图3所示，实施例一的蜂窝结构20由多个形状相同的结构单元10按照预设规则排列组成，各结构单元10均包括六个侧壁11，六个侧壁11按照对应关系分为三组。其中一组相对的侧壁11设置成可伸缩结构12。

应用本实施例的技术方案，当蜂窝结构20形成的板状结构在进行弯曲时，可伸缩结构12可以根据弯曲趋势进行伸长或压缩或者一侧展开另一侧收缩，以避免其余侧壁11发生形变以及“马鞍”的形成。从而省去了修复矫正马鞍所需要花费的工时，提高生产效率和产品质量。

优选地，如图2所示，本实施例的结构单元10的两组相对的侧壁平行设置，并与可伸缩结构12形成近似正六边形的蜂巢结构。在本实施例中，如图1所示，多个结构单元10以预设阵列有序地布置，使每个结构单元的每个边都能够与相同的结构单元连接。具体的，如图2所示，本实施例的可伸缩结构12为弹片，弹片的相对的两个侧边可以相互靠近或远离，两个侧边分别与相邻的侧壁11相连。这样，如果图2的结构单元10的两侧向图中下方弯曲，位于上方的可伸缩结构12展开，弹片的两个侧边相互远离；位于下方的可伸缩结构12收缩，弹片的两个侧边相互靠近，实现弯曲。如果图2的结构单元10的两侧垂直纸面向内弯曲，则两个可伸缩结构12靠近读者的一侧展开、远离读者的一侧收缩，实现弯曲。本实施例的蜂窝结构20形成的板状结构的弯曲幅度范围可以通过调整可伸缩结构12的尺寸实现。

如图1和图3所示，本实施例的蜂窝结构20包括多个依次堆叠的蜂窝单元，蜂窝单元21与相邻的蜂窝单元包围形成多个结构单元10。这些蜂窝单元可以采用金属薄板冲压形成。

优选地，如图2所示，本实施例的可伸缩结构12呈波浪状，波浪形状的可伸缩结构12形成间隔的凸起和凹陷，一方面能够有效直观地实现展开收缩的功能，另一方面便于焊接固定。

实施例二的蜂窝结构20在实施例一的基础上改变了可伸缩结构12的布置方式，如图4至图6所示，实施例二的蜂窝结构20的六个侧壁均设置成可伸缩结构12，使蜂窝结构20形成的板状结构能够适应更多角度和幅度的弯曲。

在图中未示出的其他实施方式中，结构单元的横截面也可以是其他形状。

本申请还提供了一种适用于上述蜂窝结构的实施例一的制造方法，如图1至图3所示，本申请的蜂窝结构20由多个蜂窝单元堆叠固定形成。蜂窝单元包括多个弯折形成的多个壁，当相邻的两个蜂窝单元相互吻合时，这些壁能够形成结构单元的各个侧壁。蜂窝单元21、22放在平面上时具有朝上开口的第一凹陷和朝下开口的第二凹陷。为使位于下方的蜂窝单元21和位于上方的蜂窝单元22位置对应准确，进而使形成蜂窝结构的各个蜂巢更趋近于正六边形，本申请的蜂窝结构在制造时先放置前一蜂窝单元21；再将定位焊接工装30作为定位件置于前一蜂窝单元21的第一凹陷处，使定位焊接工装30的表面突出于蜂窝单元21的可伸缩结构12，形成定位部；将后一蜂窝单元22置于前一蜂窝单元21上，并使后一蜂窝单元22的第二凹陷对准前一蜂窝单元21上的定位焊接工装30，这样能够基本确保两个蜂窝单元21、22包围形成近似正六边形的空间；然后连接固定前一蜂窝单元21和后一蜂窝单元22以使前一蜂窝单元21和后一蜂窝单元22之间形成固定的蜂窝状空间；最后取出定位焊接工装30。重复上述过程即可制得具有一定尺寸的规则有序的蜂窝结构。

优选地，本实施例的前一蜂窝单元21和后一蜂窝单元22通过图7所示方向焊接固定。

如图7所示，本实施例的可伸缩结构12中间凹陷、两侧凸起，定位焊接工装30置于中间的凹陷处，焊接点位于凹陷的两侧凸起上，以使蜂窝结构稳定，不易开焊，保证使用寿命。在图中未示出的其他实施例中，可伸缩结构也可以是中间凸起、两侧凹陷的结构。此时定位件可以将两个定位件置于凹陷中并在中间的凸起焊接，也能使六边形对正。

本申请还提供了一种适用于上述蜂窝结构的实施例二的制造方法。如图5所示，本实施例的蜂窝单元上具有凹陷和凸起，凹陷和凸起相适配，。因此，蜂窝结构在制造时可以将前一蜂窝单元置于平面上，再将后一蜂窝单元置于前一蜂窝单元上，并使后一蜂窝单元的凹陷或凸起对准前一蜂窝单元上的凸起或凹陷实现定位。这样直接连接固定前一蜂窝单元和后一蜂窝单元就可以使前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间形成规则有序的蜂窝状空间。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

当蜂窝结构形成的板状结构在进行弯曲时，可伸缩结构可以根据弯曲趋势进行伸长或压缩或者一侧展开另一侧收缩，以避免其余侧壁发生形变以及“马鞍”的形成。从而省去了修复矫正马鞍所需要花费的工时，提高生产效率和产品质量。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转80度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜂窝结构，其特征在于，所述蜂窝结构由多个形状相同的结构单元按照预设规则排列组成，各所述结构单元均包括多个侧壁，其中，所述结构单元的至少一组相对的侧壁为可伸缩结构。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其特征在于，所述结构单元具有多组平行的侧壁。

3.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其特征在于，所述可伸缩结构呈波浪状。

4.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其特征在于，所述可伸缩结构为弹片，所述弹片的相对的两个侧边可以相互靠近或远离，两个所述侧边分别与相邻的侧壁相连。

5.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其特征在于，所述蜂窝结构包括多个依次堆叠的蜂窝单元，相邻的两个蜂窝单元包围形成多个所述结构单元。

6.根据权利要求5所述的蜂窝结构，其特征在于，每个所述蜂窝单元的材质均为金属。

7.一种蜂窝结构的制造方法，蜂窝结构由多个蜂窝单元堆叠固定形成，其特征在于，所述制造方法用于得到权利要求1至6中任一项所述的蜂窝结构，所述蜂窝单元上具有朝第一方向开口的第一凹陷和朝第二方向开口的第二凹陷，第一方向和第二方向相反，所述蜂窝结构的制造方法包括：

放置前一蜂窝单元；

将定位件置于前一蜂窝单元的第一凹陷处；

将后一蜂窝单元置于前一蜂窝单元上，并使后一蜂窝单元的第二凹陷对准前一蜂窝单元上的定位件；

连接固定前一蜂窝单元和后一蜂窝单元以使前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间形成蜂窝状空间；

取出定位件。

8.根据权利要求7所述的蜂窝结构的制造方法，其特征在于，前一蜂窝单元和后一蜂窝单元焊接固定。

9.根据权利要求8所述的蜂窝结构的制造方法，其特征在于，前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间的焊接处位于第一凹陷和第二凹陷的两侧。

10.一种蜂窝结构的制造方法，蜂窝结构由多个蜂窝单元堆叠固定形成，其特征在于，所述制造方法用于得到权利要求1至6中任一项所述的蜂窝结构，所述蜂窝单元上具有凹陷和凸起，所述凹陷和所述凸起相适配，所述蜂窝结构的制造方法包括：

将前一蜂窝单元置于平面上；

将后一蜂窝单元置于前一蜂窝单元上，并使后一蜂窝单元的凹陷或凸起对准前一蜂窝单元上的凸起或凹陷；

连接固定前一蜂窝单元和后一蜂窝单元以使前一蜂窝单元和后一蜂窝单元之间形成蜂窝状空间。