[发明专利]制造中空结构件的方法、用于生产中空结构件的衬底和制造中空结构件的设备

权利要求书

1.一种利用用于中空结构件生产的衬底制造中空结构件的方法，其中所述衬底具有：表面，利用塑性变形材料在该表面上形成塑性变形膜；以及多个凹陷，所述凹陷朝向所述表面开口并且在其中存放气体，用于通过排出气体来膨胀和牵拉所述塑性变形膜，形成多个中空部，其特征在于：

通过在构成用于中空结构件生产的衬底的材料的一部分中利用气体可渗透材料，高压气体通过事先在高压状态下注入到气体可渗透材料中而被封装；

在于塑性变形膜在减压条件下形成在所述表面上；并且在于

在防止塑性变形膜进入凹陷的同时，被封装在气体可渗透材料中的高压气体被排出到每个凹陷中，使得塑性变形膜被每个凹陷中的高压气体膨胀并牵拉，由此制造中空结构件。

2.如权利要求1所述的制造中空结构件的方法，其中，所述高压气体从所述表面之外的位置注入到所述气体可渗透材料中。

3.如权利要求1所述的制造中空结构件的方法，其中，所述高压气体的气体压力与处于减压条件下的气体压力之间的压力差ΔP满足以下条件表达式：

(2×σ/r)＜ΔP＜2×σ_b·L/r

其中σ是塑性变形材料的表面张力，r是每个凹陷的平均半径，σ_b是塑性变形材料的抗拉强度，而L是各凹陷之间的距离。

4.如权利要求1所述的制造中空结构件的方法，其中，高压气体从与所述表面相对的后表面侧注入到所述气体可渗透材料中。

5.如权利要求1所述的制造中空结构件的方法，其中，所述气体可渗透材料基本上由高聚合物材料构成。

6.如权利要求5所述的制造中空结构件的方法，其中，所述高聚合物材料是二甲基聚硅氧烷(DMPS)。

7.一种利用塑性变形材料制造中空结构件的衬底，其中，所述衬底包括：表面，在该表面上利用塑性变形材料形成塑性变形膜；以及多个凹陷，所述凹陷朝向所述表面开口并且在其中存放气体，用于通过排出气体来膨胀和牵拉所述塑性变形膜，形成多个中空部，其特征在于：所述衬底具有：

无机材料，该无机材料用于构成：前表面，在该前表面，利用塑性变形材料形成塑性变形膜；以及每个凹陷，所述凹陷向所述前表面和后表面开口并且在其中存放气体，该凹陷通过排出所述气体来膨胀和牵拉所述塑性变形膜而形成多个中空部；以及

气体可渗透材料，所述气体可渗透材料设置在所述无机材料的后表面侧上，并且高压气体注入其中。

8.如权利要求7所述的制造中空结构件的衬底，其中，所述气体可渗透材料在与设置无机材料的表面相对的表面上设置有支撑元件，所述支撑元件由刚性高于气体可渗透材料的材料形成，并且所述支撑材料具有与气体可渗透材料相连通的通孔。

9.一种用于制造中空结构件的设备，包括：

气密密封容器，该容器以如权利要求8所述的用于制造中空结构件的衬底作为边界被限定成面对每个凹陷的上部空间和面对支撑元件的下部空间；

泵，该泵与上部空间连通，并且对上部空间内的空气加压和减压；

排出阀，该排出阀与上部空间连通并且排出上部空间内的气体；

泵，所述泵与下部空间连通并且加压下部空间内的气压；以及

排出阀，该排出阀与下部空间连通，并且排出下部空间内的气体。

10.一种利用如权利要求9所述的用于制造中空结构件的设备来制造中空结构件的方法，包括如下步骤：通过在膨胀和牵拉所述塑性变形材料时控制至少在所述上部空间内的气体压力，控制该中空结构件的高度。