CN112550097A - 具有变化密度的一体化结构组成的装饰制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“具有变化密度的一体化结构组成的装饰制品及其制造方法”。一种制造装饰制品的方法包括以下步骤：1)获得由多种材料构成的目标零部件的指定标准；2)将所述指定标准处理成设计包络，所述设计包络包括应将要创建的所述装饰制品约束在其内的所述目标零部件的参数；3)将所述设计包络输入到供应有单一形成材料的增材制造装置中；以及4)使用所述增材制造装置由所述单一材料形成所述装饰制品。所形成的装饰制品包括具有内部部分的外壳，所述内部部分具有设置在其中并且具有变化密度分布的一个或多个晶格矩阵，以模拟所述目标零部件的所述指定标准。所述所形成的装饰制品经由所述增材制造装置创建为完全一体化的整体式整体。

Description

具有变化密度的一体化结构组成的装饰制品及其制造方法

技术领域

本发明总体涉及一种装饰制品，并且更特别地，涉及一种使用增材制造技术形成的具有一体化结构组成的装饰制品，所述装饰制品被调谐以提供变化密度。

背景技术

车辆的零部件通常由多种材料基材构成，这需要各种材料的独特配方以在部件内获得不同密度分布。期望使用增材制造技术配置的单一材料零部件以在零部件内提供变化密度分布。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种制造装饰制品的方法包括以下步骤：1)获得目标零部件的指定标准；2)使用所述指定标准来创建设计包络；3)针对所述装饰制品选择单一材料；4)针对所述装饰制品提供具有一个或多个晶格矩阵的设计；5)调整所述设计以满足所述目标零部件的所述指定标准；6)在增材制造工艺中使用所述单一材料形成所述装饰制品。

根据本发明的另一方面，一种制造装饰制品的方法包括以下步骤：1)打印具有内部部分的外壳；2)在所述外壳的所述内部部分内打印核心部分，其中所述核心部分包括第一晶格矩阵，所述第一晶格矩阵包括限定第一组单元的互连连杆的第一图案；3)打印第二晶格矩阵，所述第二晶格矩阵包括限定第二组单元的互连连杆的第二图案，其中所述第二晶格矩阵所包括的总体密度分布大于所述第一晶格矩阵的总体密度分布。

根据本发明的又一方面，一种制造装饰制品的方法包括：1)获得由多种材料构成的目标零部件的指定标准；2)将所述指定标准处理成用于制造所述装饰制品的设计包络，其中所述设计包络包括用于由单一材料创建所述装饰制品的参数；3)将所述设计包络输入到供应有所述单一材料的三维打印装置中；4)使用所述三维打印装置由所述单一材料形成所述装饰制品。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后将理解并了解本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1是定位在车辆内部内并且在其上设置有多个装饰制品的座椅总成的前透视图；

图2是图1的当从车辆内部移除时座椅总成的前透视图；

图3是图2的座椅总成的装饰制品的顶部透视图；

图4是图3的沿线IV截取的装饰制品的剖视图，其示出设置在装饰制品的如由外壳限定的内部部分内的多个晶格矩阵；

图5是根据另一个实施例的装饰制品的剖视图，其示出设置在装饰制品的如由外壳限定的内部部分内的多个晶格矩阵；

图6是图5的装饰制品的剖视图，其示出彼此互连的多个晶格矩阵以及外壳；

图7是表示根据一个实施例的生产装饰制品的方法的流程图；

图8是呈头枕总成形式的目标零部件的后透视图；并且

图9是图8的沿线IX截取的目标零部件的剖视图。

具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应涉及如图1中所定向的公开内容。除非另外说明，否则术语“前”应指代更靠近预期观看者的元件的表面，并且术语“后”应指代距预期观看者更远的元件的表面。然而，应当理解，除非明确地指出相反，否则本公开可以采用各种替代的取向。还应当理解，在附图中示出且在以下说明书中描述的具体装置和过程仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求明确另外规定，否则不应当将与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性视为具有限制性。

现在参考图1，座椅总成10被示出为设置在车辆12的内部12A内。具体地，座椅总成10设置在车辆内部12A内邻近仪表板或仪表盘13。在图1中，座椅总成10定位在驾驶员侧就座区域中。然而，可设想，座椅总成10或其各种部件和特征件可设置在定位在车辆内部12A的其他区域(诸如例如乘客侧就座区域、后就座区域或第三排就座选项)中的其他座椅总成上。座椅总成10在图1中示出为支撑在车辆底板支撑表面14上并且大体包括基本上水平的座椅部分16和基本上直立的座椅靠背18。可设想，座椅总成10可被配置为在车辆内部12A内在面向前配置与面向后配置之间旋转。这样，可设想，车辆12可以是自主或自动驾驶车辆，其中可使用具有面向前能力和面向后能力的座椅总成。

如图1和图2所示，头枕总成20设置在座椅靠背18的上部分上，并且包括向前延伸的头枕包状物20A。头枕总成20和座椅靠背18可以是彼此联接的一体化部件或模块化部件。如图1进一步所示，座椅部分16包括被配置为在其上支撑座椅乘员的上部支撑表面21。

具体参考图2，通常座椅部分16、座椅靠背18和头枕总成20将包括封装在外部舒适承载模块上以支撑就座在座椅总成10上的座椅乘员的各种支撑材料，诸如布/皮革/乙烯覆盖材料和泡沫/塑料支撑材料。本概念的座椅总成10被配置为使用一体化部件结构提供这些支撑特征件，如下文进一步描述。

如图2进一步所示，座椅靠背18包括协作以向座椅靠背18提供支撑结构的多个装饰制品。如图2中具体地所示，装饰制品被标识为附图标号22-36，其中装饰制品22、24、26和28限定对座椅靠背18的相对侧靠垫的支撑。装饰制品30、32限定座椅靠背18的上部支撑部分，并且装饰制品34、36限定座椅靠背18的大体居中设置的靠背支撑部分。装饰制品22-36一起提供独立支撑特征件，这些独立支撑特征件协作以支撑并且适当地定位座椅乘员。

设想本文所论述的装饰制品由单一材料构成，所述单一材料在增材制造工艺中使用以将单独装饰制品形成为整体式结构。以此方式，本概念的装饰制品包括由共同材料构成的限定总体整体式结构的完全一体化特征件。如本文所用，术语“一体化”是指统一整体的零部件，所述零部件一起形成以提供总体制品的整体式结构。如本文所用，术语“整体式结构”用于描述由在形成工艺(诸如增材制造技术)中提供的单一或共同材料形成的结构。设想与本概念一起使用的增材制造技术可包括3D打印、激光烧结和其他已知的增材制造技术。此外，本概念的装饰制品不仅在结构上是整体式的，而且具体地被配置为在整体式结构内提供变化的密度分布。如本文所用，术语“密度分布”用于描述装饰制品的零部件相对于另一个类似零部件的相对硬度。因此，本概念的装饰制品包括用于多种特定零部件的密度分布，所述多种特定零部件协作以提供总体装饰制品的总体密度分布，如下文进一步描述。密度分布考虑零件在给定力下的偏转程度，并且可表示为零件的柔软度或更可能地硬度。

现参考图3，装饰制品34被示出为具有外壳40，所述外壳40包括第一侧42和第二侧44。第一侧42和第二侧44彼此间隔开以限定设置在其间的内部部分46。外壳40的第一侧42和第二侧44可分别限定外壳40的前表面和后表面。这样，第一侧42和第二侧44可进一步限定整个装饰制品34的前表面和后表面。如图3进一步所示，第一侧42包括通入外壳40的内部部分46的多个通孔48。

现参考图4，示出装饰制品34的剖视图，其中外壳40的第一侧42和第二侧44以上述间隔开的配置示出，以限定其间的内部部分46。外壳40的第一侧42包括内表面50和外表面52。外壳40的第二侧44包括内表面54和外表面56。参考图3，外壳40被示出为围绕内部部分46的连续外壳。这样，外壳40的第一侧42的内表面50和外壳40的第二侧44的内表面54协作以限定连续内表面，所述连续内表面限定内部部分46的参数。

如图4进一步所示，装饰制品34包括设置在内部部分46内的核心部分60。核心部分60包括设置在内部部分46内的第一晶格矩阵62和第二晶格矩阵64。如本文所用，术语“晶格矩阵”是指限定其间的单元或空隙的互连连杆的结构图案，其中总体图案类似于膨胀的材料配置。第一晶格矩阵62包括第一侧66和第二侧68。第一晶格矩阵62的第一侧66可操作地联接到外壳40的第一侧42的内表面50。如图4进一步所示，第二晶格矩阵64包括第一侧70和第二侧72，其中第二晶格矩阵64的第一侧70可操作地联接到第一晶格矩阵62的第二侧68。第二晶格矩阵64的第二侧72可操作地联接到外壳40的第二侧44的内表面54。因此，外壳40的第一侧42和第二侧44以及第一晶格矩阵62和第二晶格矩阵64可操作地彼此联接以形成一体化整体。这样，装饰制品34限定整体式结构74，所述整体式结构74可通过增材制造技术使用共同材料来一体地形成装饰制品34而形成，如下文进一步描述。

如图4进一步所示，第一晶格矩阵62包括互连连杆78的第一图案76，其中互连连杆78协作以限定第一组单元80。在图4所示的实施例中，互连连杆78的第一图案76以大体纵横交错的晶格配置示出以提供基本上菱形单元80。也可设想第一晶格矩阵62的其他图案用于与本概念一起使用，这可导致单元的形状不同于图4中所示的单元80。单元80通常在第一晶格矩阵62内在互连连杆78的第一图案76处限定空隙。设想单元80延伸穿过第一晶格矩阵62，并且通常被配置为在与外壳40邻接的互连部处终止。如图4进一步所示，第一晶格矩阵62包括互连连杆84的第二图案82，其中互连连杆84协作以限定第二组单元86。与第一图案76非常相似，也设想第一晶格矩阵62的第二图案82的其他图案用于与本概念一起使用。单元86小于单元80，使得与互连连杆78的第一图案76相比，互连连杆84的第二图案82限定更紧密编织图案。以此方式，设想互连连杆78的第一图案76所具有的密度分布小于互连连杆84的第二图案82的密度分布。互连连杆78的第一图案76的密度分布和互连连杆84的第二图案82的密度分布一起协作以限定第一晶格矩阵62的总体密度分布。因此，如图4所示，第一组单元80大于第二组单元86，使得第一组单元80的单独单元的大小大于第二组单元86的单独单元的大小。

第一图案76和第二图案82的互连连杆78和84可由具灵活弹性的共同材料构成。以此方式，第一图案76的互连连杆78和第二图案82的互连连杆84可在施加力下变形或偏转到第一组单元80和第二组单元86中的邻近单元中。因此，较大单元可为连杆的偏转提供更多空间以降低互连连杆的图案的硬度。因此，第一晶格矩阵62包括由互连连杆78的第一图案76和互连连杆84的第二图案82的密度分布限定的总体密度分布。互连连杆78、84的刚度和厚度也可变化以改变给定矩阵的密度分布，如下文进一步描述。

如图4进一步所示，第二晶格矩阵64包括互连连杆90的第一图案88，其中互连连杆90协作以限定第一组单元92。在图4所示的实施例中，互连连杆90的第一图案88以大体纵横交错的晶格配置示出以提供基本上菱形单元92。也设想第二晶格矩阵64的其他图案用于与本概念一起使用。单元92通常在第二晶格矩阵64内在互连连杆90的第一图案88处限定空隙。设想单元92延伸穿过第二晶格矩阵64，并且通常被配置为终止在与外壳40的邻接互连部处。

如图4进一步所示，第二晶格矩阵64还包括互连连杆96的第二图案94，其中互连连杆96的第二图案94协作以限定第二组单元98。与第一图案88非常相似，也设想第二晶格矩阵64的第二图案94的其他图案用于与本概念一起使用。单元98小于单元92，使得与互连连杆90的第一图案88相比，互连连杆96的第二图案94在第二晶格矩阵64内限定更紧密的编织图案。以此方式，设想第二晶格矩阵64的互连连杆90的第一图案88所具有的密度分布小于互连连杆96的第二图案94的密度分布。第二晶格矩阵64的互连连杆90的第一图案88的密度分布和互连连杆96的第二图案94的密度分布一起协作以限定第二晶格矩阵64的总体密度分布，所述总体密度分布大于第一晶格矩阵62的总体密度分布。

具体参考图4中所示的第二晶格矩阵64，具有第一图案88的互连连杆90和具有第二图案94的互连连杆96可由为灵活弹性的共同材料构成。以此方式，第二晶格矩阵64的具有第一图案88的互连连杆90和具有第二图案94的互连连杆96可在施加力下变形或偏转到第一组单元92和第二组单元98中的邻近单元中。因此，较大单元可为连杆的偏转提供更多空间以降低互连连杆的图案的硬度。因此，第二晶格矩阵64包括由互连连杆90的第一图案88和互连连杆96的第二图案94的密度分布限定的总体密度分布。如图4进一步所示，第二晶格矩阵64的连杆90、96比第一晶格矩阵62的连杆78、84更大或更厚。这样，第一晶格矩阵62的互连连杆78、84所包括的厚度小于第二晶格矩阵64的互连连杆90、96的厚度。在第一晶格矩阵62和第二晶格矩阵64由共同材料构成的情况下，第二晶格矩阵64的总体密度分布大于第一晶格矩阵62的总体密度分布，并且反之亦然。第二晶格矩阵64的这种更大密度分布主要归因于连杆90、96相较于连杆78、84具有增加的厚度，这提供更刚更密的分布。第二晶格矩阵64相较于第一晶格矩阵62的更大密度分布进一步归因于单元92、98相较于第一晶格矩阵62的单元80、86具有减小的大小。

进一步参考图4，第一晶格矩阵62的第一图案76和第二图案82在第一晶格矩阵62内被配置为贯穿整个第一晶格矩阵62的交替列。可设想，可在第一晶格矩阵62内提供第一图案76和第二图案82的其他配置，以便更改第一晶格矩阵62的总体密度分布。类似地，第二晶格矩阵64的第一图案88和第二图案94贯穿整个第二晶格矩阵64以交替配置示出。同样，可在第二晶格矩阵64内提供第一图案88和第二图案94的其他配置以改变跨第二晶格矩阵64的总体密度分布。

现参考图5，装饰制品100以头枕总成的形式示出，设想所述头枕总成由用于通过使用增材制造技术创建装饰制品100的单独部件的共同材料构成。如图5中具体地所示，装饰制品100包括外壳102，所述外壳102具有彼此间隔开以在其间限定内部部分108的第一侧104和第二侧106。如图5所示，外壳102的第一侧104包括多个通孔110，使得装饰制品100包括穿过其设置有通孔110的前表面112。外壳102还包括内表面114，所述内表面114设置在整个外壳102内以限定内部部分108的轮廓。可设想，外壳102可沿着其离散部分具有变化的厚度，以使总体装饰制品100在特定位置处提供不同的舒适和感觉属性。

进一步参考图5，装饰制品100包括设置在外壳102的内部部分108内的核心部分116。核心部分116包括第一部分118和第二部分120，所述第一部分118和第二部分120包括相对于彼此变化的密度。可设想，外壳102以及核心部分116的第一部分118和第二部分120由在增材制造工艺中形成的共同材料构成以限定总体整体式结构。如图5进一步所示，装饰制品100包括从装饰制品100的第二侧106向后延伸的上附接特征件122和下附接特征件124。在组装时，上附接特征件122和下附接特征件124可提供用于将装饰制品100安装到邻近结构的安装位置。因此，上附接特征件122和下附接特征件124是设想为具有附接位置(诸如相应安装孔123、125)的刚性特征件的结构构件。上附接特征件122和下附接特征件124在设置在外壳102的第二侧106上的外表面126处与外壳102一体地形成。如上所述，设想装饰制品100由在增材制造工艺中形成的共同材料构成，使得设想外壳102、核心部分116以及上附接特征件122和下附接特征件124一体地形成以限定装饰制品100的总体整体式结构。

进一步参考图5，核心部分116的第一部分118和第二部分120包括第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130，设想所述第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130连同外壳102以及上附接特征件122和下附接特征件124彼此一体地形成。设想第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130以与关于装饰制品34的晶格矩阵62、64所描述的类似方式相对于彼此具有变化的密度分布。

现参考图6，示出装饰制品100的剖视图，其中外壳102的第一侧104和第二侧106被示出为彼此间隔开以限定核心部分116设置在其中的内部部分108。如上所述，核心部分116由第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130构成，所述第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130分别限定在核心部分116的第一部分118和第二部分120内，使得第一晶格矩阵128相对于第二晶格矩阵130可被认为是核心部分116的柔软覆盖部分。第二晶格矩阵130可被认为是核心部分116的在第二晶格矩阵130的外表面131处由第一晶格矩阵128的更柔软舒适层覆盖的更刚性支撑层。在图6所示的实施例中，外壳102的第一侧104所包括的厚度小于外壳102的第二侧106的厚度。在外壳102的第一侧104和第二侧106由共同材料构成并且相对于彼此具有变化厚度的情况下，可设想，与更厚的第二侧106相比，外壳102的更薄的第一侧104是外壳102的更柔软更柔性侧。设想第二侧106是外壳102的更刚性侧以支撑附接特征件122、124以用于将装饰制品100牢固地安装到邻近部件。在图6中，双上附接特征件122A、122B被示出为在外壳102的第二侧106上间隔开，以便向装饰制品100提供平行附接位置。

如图6进一步所示，第一晶格矩阵128包括多个互连连杆132以限定互连连杆132的第一图案134。互连连杆132在第一图案134内协作以限定第一组单元136。在图6所示的实施例中，互连连杆132的第一图案134以大体纵横交错的晶格配置示出以提供基本上菱形单元136。也设想第一晶格矩阵128的其他图案用于与本概念一起使用，这可导致单元的形状不同于图6所示的单元136。第一组单元136通常在第一晶格矩阵128内在互连连杆132的第一图案134处限定空隙。单元136被设想延伸穿过第一晶格矩阵128并且通常被配置为在与外壳102的邻接互连部处终止。

如图6进一步所示，第二晶格矩阵130包括多个互连连杆140的第二图案138。互连连杆140协作以限定第二组单元142。在图6所示的实施例中，互连连杆140的第二图案138以大体纵横交错的晶格配置示出以提供基本上菱形单元142。也设想第二晶格矩阵130的其他图案用于与本概念一起使用。单元142通常在第二晶格矩阵130内在互连连杆140的第二图案138处限定空隙。单元142被设想延伸穿过第二晶格矩阵130并且通常被配置为在与外壳102的邻接互连部处终止。第二晶格矩阵130的第二组单元142的单独单元所包括的大小小于第一晶格矩阵128的第一组单元136的单独单元的大小，反之亦然。因此，与第一晶格矩阵128的互连连杆132的第一图案134相比，第二晶格矩阵130的互连连杆140的第二图案138限定更紧密的编织图案。以此方式，设想构成核心部分116的第二部分120的第二晶格矩阵130的互连连杆140的第二图案138所具有的密度分布大于构成核心部分116的第一部分118的第一晶格矩阵128的互连连杆132的第一图案134的密度分布。如图6进一步所示，第一组单元136大于第二组单元142，使得第一组单元136的单独单元所具有的大小大于第二组单元142的单独单元的大小。

如图6进一步所示，第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130的连杆132、140的厚度变化。具体地，第一晶格矩阵128的连杆132所包括的厚度小于第二晶格矩阵130的连杆140的厚度。换句话说，第二晶格矩阵130的连杆140大于或厚于第一晶格矩阵128的连杆132。在第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130由共同材料构成的情况下，第二晶格矩阵130的总体密度分布大于第一晶格矩阵128的总体密度分布，反之亦然。第二晶格矩阵130的这种更大密度分布主要归因于连杆140相较于第一晶格矩阵128的连杆132具有增加的厚度，这提供更刚更密的分布。第二晶格矩阵130相较于第一晶格矩阵128的更大密度分布进一步归因于第二晶格矩阵130的单元142相较于第一晶格矩阵128的更大单元136具有减小的大小。当核心部分116的第一部分118和第二部分120包括具有变化图案的互连连杆(132、140)和变化大小的相关联单元(136、142)的相应晶格矩阵128、130时，核心部分116的第一部分118和第二部分120包括相对于彼此变化的力偏转参数。

现参考图7，示出方法150，其示出制造本概念的装饰制品所涉及的相关步骤。在第一步骤152中，获得相关零部件的指定标准。指定标准可从托管多个零部件的指定标准的数据库检索。如关于本概念的方法150所使用，术语“相关零部件”或“目标零部件”是指使用多种材料(诸如塑料、泡沫、金属、皮革、乙烯等)产生的已知零件，所述多种材料被配置成组装在一起以创建内聚但不是整体式整体的单独结构(诸如填塞物、蒙皮、支撑柱和附接支架等)，如图8和图9所示。以此方式，使用本概念的方法150产生的装饰制品将被配置为具有与设想模仿的目标零部件类似的功能。如上所述，设想本概念提供一种使用单一材料创建为整体式整体的装饰制品，所述单一材料用于通过结合增材制造技术来产生装饰制品。例如，指定标准可涉及头枕总成，所述头枕总成具有与图5和图6所示的装饰制品100类似的配置。这种相关零部件在本领域中是已知的并且包括组装在一起以提供总体零部件的多种材料和结构。此类结构可通常包括外壳，所述外壳在设置在一个或多个泡沫和结构部件设置在其中的核心部分之上时将通常具有柔软且灵活弹性的感觉。共同头枕的外壳将通常包括在填塞材料之上拉伸的皮革、绒面革或乙烯材料。这样，相关零部件的指定标准可包括用于产生装饰制品的外壳和核心部分的参数。这些参数可包括性能标准，诸如力偏转和相关联的密度分布。可设想，相关零部件的指定标准可在数据库中进行编目录，并且可以是数字和远程可访问的以用于检索存储在数据库中的多个相关零部件的指定标准以与本概念一起使用。因此，方法150的用户将从数据库标识并且选择已知零部件，并且然后可在方法150的第一步骤152中从数据库获得所述零部件的指定标准。

参考图8，目标零部件170以头枕总成的形式示出。目标零部件170包括设置在缓冲结构174之上的外壳172。外壳172和缓冲结构174协作以限定头枕包状物175。外壳172可包括易于成形为覆盖缓冲结构174的皮革、乙烯和聚合物材料。目标零部件170还包括封闭面板176，所述封闭面板176可由聚合物材料(诸如热塑性材料)构成。支撑构件178包括第一支撑柱180和第二支撑柱182，所述第一支撑柱180和第二支撑柱182被设想成将头枕包状物175支撑在座椅总成上。支撑构件178可由刚性材料(诸如金属材料)构成。因此，目标零部件170包括协作以提供目标零部件170的指定性能标准的多种材料。这样，目标零部件170的指定性能标准包括被配置成多个单独结构的多种材料，其中所述结构可包括诸如外壳172、缓冲结构174、封闭面板176和支撑构件178的事物。

再次参考图7，本方法150的第二步骤154包括使用在第一步骤152中获得的指定标准来创建设计包络。如关于本概念的方法150所使用，术语“设计包络”是指在组装时由目标零部件170占据的物理边界。以此方式，设计包络提供由目标零部件170限定的边界限制。这样，方法150的第二步骤154提供本概念的成形装饰制品必须包含在内的设计包络。所得装饰制品可包括多个晶格层，所述多个晶格层可模仿设置在方法150的第一步骤152中选择的目标零部件的核心部分内的多个结构。具体地，参考图8，目标零部件170包括外壳172，所述外壳172限定目标零部件170的内部部分184。缓冲结构174被示出设置在目标零部件170的内部部分184内，如图9最佳所示。此类泡沫结构可通过形成调谐的晶格矩阵(诸如上文参考图5和图6描述的装饰制品100的第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130)来模拟。

如图7进一步所示，方法150包括第三步骤156，在第三步骤156中针对期望的装饰制品选择材料。用于装饰制品的材料可包括适合于在增材制造工艺中使用的任何数目的材料，诸如热塑性聚氨酯。如上所述，使用本概念的方法150制造的期望装饰制品的源材料被设想成被调谐为提供期望装饰制品中目标零部件的模拟纹理、感觉和总体体验的单一材料，所述期望的装饰制品由被封装以装配在目标零部件的设计包络内的整体式整体构成。

如图7进一步所示，本概念的方法150包括第四步骤158，在第四步骤158中将单独晶格层调谐成满足在第一步骤152中提供的目标零部件的指定标准。以此方式，目标零部件的缓冲材料和支撑材料可使用在步骤154的设计包络内指明的晶格矩阵(诸如上文参考图5和图6描述的装饰制品100的第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130)来复制。本概念的目的是在成形装饰制品中提供用户关于目标零部件所熟悉的总体感觉、密度分布和体验。例如，晶格矩阵可包括第一晶格矩阵和第二晶格矩阵，诸如上文参考图5和图6的装饰制品100所公开的那些。在此示例中，晶格矩阵128、130可被提供成模拟用于目标零部件170的头枕总成的缓冲结构174。缓冲结构174的第一部分174A被配置成邻近座椅乘员的头部设置。因此，设想此第一部分174A比缓冲结构174的更具支撑性的第二部分174B更柔软且更具灵活弹性。第一部分174A可由灵活弹性材料(诸如泡沫)构成。第二部分174B也可由相较于第一部分174A在结构上更刚性的灵活弹性泡沫材料构成。因此，在方法150的第四步骤158处，将单独晶格矩阵具体地调谐成满足目标零部件的指定标准以对所述目标零部件进行有效模拟。

此外，可设想，在方法150的第四步骤158中可涉及多个晶格矩阵(超出双矩阵配置)，以提供模拟由变化材料构成的复杂目标零部件所需的总体配置。例如，图9中所示的目标零部件170包括可操作地联接到支撑构件178的结构特征件186。结构特征件186可以是刚性特征件，所述刚性特征件使用由源材料提供不包括灵活弹性晶格矩阵的刚性结构模仿。尽管这种结构特征件可在成形装饰制品中提供为单独部件，但是鉴于其在增材制造工艺中的产生，它仍然完全一体化到成形装饰制品的其他部件中。方法150还包括针对期望的装饰制品创建具有一个或多个晶格矩阵的设计。利用在方法150的第四步骤158处提供的调谐标准，在方法150的最终步骤160处形成期望的装饰制品。缓冲结构174包括必须由被配置成使用本概念的方法150设计的核心部分的一个或多个晶格矩阵复制的总体密度分布。这样，在方法150的第四步骤158中将晶格矩阵调谐成具有与缓冲结构174的总体密度分布相关的总体密度分布。使用期望装饰制品设计的一个或多个晶格矩阵来模仿目标零部件170的参数(诸如力偏转)。

在方法150的最终步骤160中，使用在方法150的第三步骤156中选择的材料形成期望的装饰制品。如上所述，使用增材制造技术来以端对端线性方式构建期望的装饰制品，使得使用本概念的方法在单一制造步骤中提供完整装饰制品。此外，可设想，在方法150的形成步骤160中，成形装饰制品的单独零件将彼此互连，以便以如上文参考装饰制品34和100的单独零件描述的方式提供整体式整体。例如，在形成图5和图6所示的装饰制品100时，外壳102将与核心部分116的第一部分118和第二部分120互连。外壳102还将与图5所示的上附接特征件122和下附接特征件124互连。以此方式，本概念的方法150提供使用涉及单一材料的增材制造技术构建的整体式零件，所述整体式零件模拟由用户在方法150的第一步骤152中选择的目标零部件。

本公开的方法150还可包括以下步骤，所述步骤包括制造所具有的特征件基本上类似于上文参考图5和图6所公开的那些特征件的装饰制品。可使用增材制造技术来打印与图5和图6所示的外壳102非常相似的外壳以包括限定在其中的内部部分。核心部分(诸如图5和图6所示的核心部分116)可打印在外壳的内部部分内。核心部分可包括第一晶格矩阵，所述第一晶格矩阵具有限定第一组单元的互连连杆的第一图案，类似于图5和图6所示的第一晶格矩阵128。可打印第二晶格矩阵，所述第二晶格矩阵具有限定第二组单元的互连连杆的第二图案，如图5和图6中作为第二晶格矩阵130类似地示出。第二晶格矩阵所包括的总体密度分布可大于第一晶格矩阵的总体密度分布。外壳可与第一晶格矩阵同时打印，使得外壳包括在端到端增材制造程序中与第一晶格矩阵的第一侧互连的内表面。另外，可同时打印第一晶格矩阵和第二晶格矩阵，使得第一晶格矩阵的第二侧可与第二晶格矩阵的第一侧互连，如图5和图6所示。外壳可与第二晶格矩阵同时打印，使得外壳的内表面与第二晶格矩阵的第二侧互连。与图5和图6中所示的附接特征件122、124、122A、122B非常相似，至少一个附接特征件可被打印为从外壳的外部表面向外延伸以向装饰制品提供互连安装特征件。

方法150还可包括以下步骤，所述步骤包括基本上类似于上文参考图5和图6所描述的那些特征件的特征件。可获得由多种材料构成的目标零部件的指定标准。这种目标零部件可包括上文参考图8和图9的目标零部件170所指示的结构和材料。指定标准可被处理成用于制造装饰制品的设计包络。设计包络可包括用于由单一材料创建装饰制品的参数。作为示例而非限制，单一材料可以是热塑性聚氨酯。设计包络可输入到供应有用于增材制造的单一材料的三维打印装置中。装饰制品可使用三维打印装置由单一材料形成。类似于图5和图6所示的外壳102的外壳形成为具有彼此间隔开以在其间限定内部部分的第一侧和第二侧。此外，多个通孔沿着外壳的第一侧形成并且通入外壳的内部部分。核心部分可形成并设置在内部部分内。核心部分可包括类似于图5和图6中所描绘的第一晶格矩阵128和第二晶格矩阵130的彼此互连的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵以及外壳。第一晶格矩阵和第二晶格矩阵可包括可协作以限定核心部分的总体密度分布的第一密度分布和第二密度分布。另外，第一晶格矩阵的第一密度分布和第二晶格矩阵的第二密度分布可彼此不同。

根据本发明的一个方面，一种制造装饰制品的方法包括以下步骤：1)获得目标零部件的指定标准；2)使用所述指定标准来创建设计包络；3)针对所述装饰制品选择单一材料；4)针对所述装饰制品提供具有一个或多个晶格矩阵的设计；5)调整所述设计以满足所述目标零部件的所述指定标准；6)在增材制造工艺中使用所述单一材料形成所述装饰制品。

本发明的第一方面的实施例可包括以下特征中的任一者或其组合：

·所述指定标准包括被配置成多个单独结构的多种材料；

·所述设计包络包括由所述目标零部件限定的边界限制；

·所述多个结构包括缓冲结构，所述缓冲结构由一个或多个泡沫构件构成并且具有总体密度分布；

·将由所述一个或多个晶格矩阵构成的核心部分设计成包括与所述缓冲结构的所述总体密度分布相关的总体密度分布；

·所述设计包括设置在所述核心部分内并且与所述一个或多个晶格矩阵成一体的一个或多个结构特征件；

·所述一个或多个晶格矩阵包括具有第一密度分布和第二密度分布的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵，所述第一密度分布和所述第二密度分布协作以限定所述核心部分的所述总体密度分布，并且进一步其中所述第一晶格矩阵的所述第一密度分布和所述第二晶格矩阵的所述第二密度分布彼此不同；以及

·将所述一个或多个晶格矩阵设计成包括限定一组或多组单元的互连连杆的图案。

根据本发明的另一方面，一种制造装饰制品的方法包括以下步骤：1)打印具有内部部分的外壳；2)在所述外壳的所述内部部分内打印核心部分，其中所述核心部分包括第一晶格矩阵，所述第一晶格矩阵包括限定第一组单元的互连连杆的第一图案；3)打印第二晶格矩阵，所述第二晶格矩阵包括限定第二组单元的互连连杆的第二图案，其中所述第二晶格矩阵所包括的总体密度分布大于所述第一晶格矩阵的总体密度分布。

本发明的第二方面的实施例可包括以下特征中的任一者或其组合：

·所述打印外壳的步骤和所述打印第一晶格矩阵的步骤还包括同时打印所述外壳和所述第一晶格矩阵，使得所述外壳包括与所述第一晶格矩阵的第一侧互连的内表面；

·打印所述第一晶格矩阵的步骤和所述打印所述第二晶格矩阵的步骤还包括同时打印所述第一晶格矩阵和所述第二晶格矩阵，使得所述第一晶格矩阵的第二侧与所述第二晶格矩阵的第一侧互连；

·所述打印外壳的步骤和所述打印第二晶格矩阵的步骤还包括同时打印所述外壳和所述第二晶格矩阵，使得所述外壳的所述内表面与所述第二晶格矩阵的第二侧互连；以及

·打印从所述外壳的外部表面向外延伸的至少一个附接特征件。

根据本发明的又一方面，一种制造装饰制品的方法包括：1)获得由多种材料构成的目标零部件的指定标准；2)将所述指定标准处理成用于制造所述装饰制品的设计包络，其中所述设计包络包括用于由单一材料创建所述装饰制品的参数；3)将所述设计包络输入到供应有所述单一材料的三维打印装置中；4)使用所述三维打印装置由所述单一材料形成所述装饰制品。

本发明的第三方面的实施例可包括以下特征中的任一者或其组合：

·所述形成所述装饰制品的步骤还包括形成具有彼此间隔开以在其间限定内部部分的第一侧和第二侧的外壳；

·所述形成所述外壳的步骤还包括沿着所述外壳的所述第一侧形成通入所述外壳的所述内部部分的多个通孔；

·所述形成所述外壳的步骤还包括形成设置在所述内部部分内的核心部分，所述核心部分包括与彼此并且与所述外壳互连的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵；

·所述第一晶格矩阵和所述第二晶格矩阵包括第一密度分布和第二密度分布，所述第一密度分布和所述第二密度分布协作以限定所述核心部分的总体密度分布。

·所述第一晶格矩阵的所述第一密度分布和所述第二晶格矩阵的所述第二密度分布彼此不同。

·所述形成所述装饰制品的步骤还包括由所述单一材料形成所述装饰制品，其中所述单一材料包括热塑性聚氨酯。

应当理解，可以在不脱离本发明的概念的情况下对前述结构做出变动和修改，并且还应当理解，除非随附权利要求用其语言明确表明另外的情况，否则这些概念意图由所述权利要求涵盖。

根据本发明，一种制造装饰制品的方法包括：获得目标零部件的指定标准；使用所述指定标准来创建设计包络；针对所述装饰制品选择单一材料；针对所述装饰制品提供具有一个或多个晶格矩阵的设计；调整所述设计以满足所述目标零部件的所述指定标准；以及在增材制造工艺中使用所述单一材料形成所述装饰制品。

在本发明的一个方面，所述指定标准包括被配置成多个单独结构的多种材料。

在本发明的一个方面，所述设计包络包括由所述目标零部件限定的边界限制。

在本发明的一个方面，所述多个结构包括缓冲结构，所述缓冲结构由一个或多个泡沫构件构成并且具有总体密度分布。

在本发明的一个方面，所述提供所述设计的步骤还包括：将由所述一个或多个晶格矩阵构成的核心部分设计成包括与所述缓冲结构的所述总体密度分布相关的总体密度分布。

在本发明的一个方面，所述设计包括设置在所述核心部分内并且与所述一个或多个晶格矩阵成一体的一个或多个结构特征件。

在本发明的一个方面，所述一个或多个晶格矩阵包括具有第一密度分布和第二密度分布的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵，所述第一密度分布和所述第二密度分布协作以限定所述核心部分的所述总体密度分布，并且进一步其中所述第一晶格矩阵的所述第一密度分布和所述第二晶格矩阵的所述第二密度分布彼此不同。

在本发明的一个方面，所述提供所述设计的步骤包括：将所述一个或多个晶格矩阵设计成包括限定一组或多组单元的互连连杆的图案。

根据本发明，一种制造装饰制品的方法包括：打印具有内部部分的外壳；在所述外壳的所述内部部分内打印核心部分，其中所述核心部分包括第一晶格矩阵，所述第一晶格矩阵具有限定第一组单元的互连连杆的第一图案；以及打印第二晶格矩阵，所述第二晶格矩阵具有限定第二组单元的互连连杆的第二图案，其中所述第二晶格矩阵所包括的总体密度分布大于所述第一晶格矩阵的总体密度分布。

在本发明的一个方面，所述打印外壳的步骤和所述打印第一晶格矩阵的步骤还包括：同时打印所述外壳和所述第一晶格矩阵，使得所述外壳包括与所述第一晶格矩阵的第一侧互连的内表面。

在本发明的一个方面，所述打印所述第一晶格矩阵的步骤和所述打印所述第二晶格矩阵的步骤还包括：同时打印所述第一晶格矩阵和所述第二晶格矩阵，使得所述第一晶格矩阵的第二侧与所述第二晶格矩阵的第一侧互连。

在本发明的一个方面，所述打印外壳的步骤和所述打印第二晶格矩阵的步骤还包括：同时打印所述外壳和所述第二晶格矩阵，使得所述外壳的所述内表面与所述第二晶格矩阵的第二侧互连。

在本发明的一个方面，所述方法包括：打印从所述外壳的外部表面向外延伸的至少一个附接特征件。

根据本发明，一种制造装饰制品的方法包括：获得由多种材料构成的目标零部件的指定标准；将所述指定标准处理成用于制造所述装饰制品的设计包络，其中所述设计包络包括用于由单一材料创建所述装饰制品的参数；将所述设计包络输入到供应有所述单一材料的三维打印装置中；以及使用所述三维打印装置由所述单一材料形成所述装饰制品。

在本发明的一个方面，所述形成所述装饰制品的步骤还包括：形成具有彼此间隔开以在其间限定内部部分的第一侧和第二侧的外壳。

在本发明的一个方面，所述形成所述外壳的步骤还包括：沿着所述外壳的所述第一侧形成通入所述外壳的所述内部部分的多个通孔。

在本发明的一个方面，所述形成所述外壳的步骤还包括：形成设置在所述内部部分内的核心部分，所述核心部分包括与彼此并且与所述外壳互连的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵。

在本发明的一个方面，所述第一晶格矩阵和所述第二晶格矩阵包括第一密度分布和第二密度分布，所述第一密度分布和所述第二密度分布协作以限定所述核心部分的总体密度分布。

在本发明的一个方面，所述第一晶格矩阵的所述第一密度分布和所述第二晶格矩阵的所述第二密度分布彼此不同。

在本发明的一个方面，所述形成所述装饰制品的步骤还包括：由所述单一材料形成所述装饰制品，其中所述单一材料包括热塑性聚氨酯。

Claims (14)

1.一种制造装饰制品的方法，其包括：

获得目标零部件的指定标准；

使用所述指定标准来创建设计包络；

针对所述装饰制品选择单一材料；

针对所述装饰制品提供具有一个或多个晶格矩阵的设计；

调整所述设计以满足所述目标零部件的所述指定标准；以及

在增材制造工艺中使用所述单一材料形成所述装饰制品。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述指定标准包括被配置成多个单独结构的多种材料。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述设计包络包括由所述目标零部件限定的边界限制。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述多个结构包括缓冲结构，所述缓冲结构由一个或多个泡沫构件构成并且具有总体密度分布。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述提供所述设计的步骤还包括：

将由所述一个或多个晶格矩阵构成的核心部分设计成包括与所述缓冲结构的所述总体密度分布相关的总体密度分布。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述设计包括设置在所述核心部分内并且与所述一个或多个晶格矩阵成一体的一个或多个结构特征件。

7.如权利要求5所述的方法，其中所述一个或多个晶格矩阵包括具有第一密度分布和第二密度分布的第一晶格矩阵和第二晶格矩阵，所述第一密度分布和所述第二密度分布协作以限定所述核心部分的所述总体密度分布。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一晶格矩阵的所述第一密度分布和所述第二晶格矩阵的所述第二密度分布彼此不同。

9.如权利要求5所述的方法，其中所述提供所述设计的步骤包括：

将所述一个或多个晶格矩阵设计成包括限定一组或多组单元的互连连杆的图案。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述在增材制造工艺中使用所述单一材料形成所述装饰制品的步骤还包括：

使用三维打印装置由所述单一材料打印所述装饰制品。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述单一材料包括热塑性聚氨酯。

12.如权利要求1所述的方法，其还包括：

围绕所述核心部分打印外壳。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括：

打印从所述外壳的外部表面向外延伸的至少一个附接特征件。

14.如权利要求13所述的方法，其还包括：

在所述外壳的所述外部表面上打印彼此间隔开的第一附接特征件和第二附接特征件。

Images