[发明专利]成形三维物体

说明书

相关申请

本申请要求于2006年10月26日递交的、标题为“SHEET MATERIALWITH BEND CONTROLLING DISPLACEMENTS”的美国临时专利申请No.60/854,846以及于2007年9月23日递交的标题为“METHOD OF FORMINGTWO-DIMENSIONAL SHEET MATERIAL INTO THREE-DIMENSIONALSTRUCTURE”的美国临时专利申请No.60/974,473的优先权，这些申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明一般涉及通过冲孔(punching)、冲压(stamping)、滚轧成形(roll-forming)和类似的工艺来制备用于弯曲的材料板，该材料板随后被弯曲成三维结构。

背景技术

制备用于沿所需弯曲线精确折叠的板状材料的各种方法已经被开发出了。例如，美国专利6,877,349，6,877,349，7,032,426，7,152,449和7,152,450披露了由基本平面的二维板件制备和折叠板状材料以用于形成具有相对高容差的三维物体的各种方法。

以上显示并描述的折叠结构促进了所谓边缘对面的接合以及其他有助于沿所需弯曲线来折叠的现象的出现。例如，如上的’450专利所述的，可以形成移置部，以有助于沿所需弯曲线来弯曲。在一些情况下，可以在移置部的剪切边缘和弯曲板状材料的相对面之间形成间隙。例如，间隙可以被设计为是弯曲控制结构，以进一步有助于弯曲。作为另一例子，间隙可以通过工程设计来形成，以在弯曲期间提供空隙或降低制造公差。在又一例子中，间隙可以不需要，且可以用各种因素来形成。

沿折叠边缘的这些间隙的存在会带来问题。如上述’499专利所述的，被切开或带沟槽的某些平板会具有电部件，所述电部件用“拾取-放置(pick-and-place)”技术而安装到该平板。板件随后被折成壳罩或壳体，其中，所有部件空间地在壳体中的所需位置上相关联。尽管切开成型或沟槽成型技术具有显著的优点，但是，在屏蔽很重要的应用中，沿壳罩边缘的间隙会导致电磁(EM)波或射频(RF)信号泄露到结构之外。

此外，沿弯曲线的间隙或凹口的存在会在一些情况下降低折叠结构的强度。例如，因为间隙减少了边缘与面之间的表面接触，所以折叠结构会具有更少的用于承受载荷的表面积。在这些情况下，需要在间隙区域中增加折叠产品的结构整体性。

此外，传统的制造技术通常需要使用各种紧固件来将板状材料的板保持为折叠的3D结构。

因此，有用的是：设置具有弯曲控制结构的材料板(该弯曲控制结构有助于精确弯曲技术)、减少弯曲线附近的间隙区域、和/或包括固定结构(该固定结构可以减少对将2D板状材料固定为3D结构的紧固件的需要)。

发明内容

本发明的一个方面涉及制备用于沿弯曲线弯曲以形成三维物体的大致二维板状材料的方法。该方法包括一个或多个步骤：获得板状材料，该板状材料在要被弯曲的区域中为大致二维的；和沿板状材料的厚度方向形成多个移置部，该移置部的周边的临近弯曲线的一部分剪切，以为提供具有边缘和相对的面的周边，该边缘和相对的面构造为在弯曲过程中形成板状材料的边缘对面接合；其中，多个移置部位于弯曲线的一侧上。

形成步骤可以通过形成具有大直径端部的至少一些移置部来实现，其中，移置部的周边的一部分可以偏离弯曲线。形成步骤可以通过沿相邻移置部周边的相邻偏离部分形成半条带来实现，所述半条带构造为在弯曲过程中经历拉伸和扭转。形成步骤可以通过在相邻半条带之间形成中间条带部分来实现，其中，中间条带部分构造为在弯曲过程中比所述半条带经历更大的纯弯曲。形成步骤可以通过将至少一些移置部的周边形成为在大半径端部中间带有非直线部分来实现。

形成步骤可以包括形成临近弯曲线的至少一个突出部，该突出部沿与各个移置部相同的方向延伸，其中，当在弯曲线一侧上的板状材料的一个板部分被相对于弯曲线的另一侧上的另一板部分折叠时，该突出部跨弯曲线与所述一个板部分和所述另一板部分互连。突出部可以从至少一个移置部延伸且构造为与弯曲线另一侧上的板状材料的板部分接触，该方法还包括将板状材料弯曲成有效地将突出部与弯曲线另一侧上的板部分接触的步骤。突出部可以从板状材料的一个板部分延伸且构造为与弯曲线另一侧上的至少一个移置部接触。该方法还可包括将板状材料弯曲成有效地将突出部与弯曲线另一侧上的移置部接触的步骤。