(57)【要約】本発明は、サンドイッチ構造においてコア構造として使用できる、３次元骨組み構造の製造方法に関する。その方法によれば、２次元格子構造（１）は、棒形の直線状半製品（２，３）から形成され、その構造（１）では、半製品（２，３）が、規定された交点（４）で交差する。棒形の直線状半製品（２，３）は、交点（４）で接続され、交差しない仮想的な３本の直線（５，６）に沿って、格子構造（１）に局所的に熱を加えることによって軟化される。格子構造（１）に３次元形状を与えるために、加熱される仮想の直線（５，６）の中央に沿って、力（Ｆ）が、格子構造（１）に導入される。そこで格子構造の変形の結果、導入された力Ｆは、半製品に作用する一対の張力に偏向され、その結果、格子構造（１）は、加熱された中央の（仮想的な）直線（５，６）に沿って３次元方向に引き込まれる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−棒形の直線状半製品（２，３）から、前記半製品（２，３）が、所定の交点（４）で交差する２次元格子構造（１）を形成する工程と、−前記棒形の直線状半製品（２，３）を、前記交点（４）で接続する工程と、−前記格子構造に、いずれの場合にも３本の交差しない直線（５，６）に沿って、局所的に熱の導入を行うことによって、前記棒形の直線状半製品（２，３）を軟化させる工程と、−熱が導入された前記直線（５，６）の中央の直線に沿って、前記格子構造（１）に力（Ｆ）を導入する工程と、を含み、前記格子構造（１）の変形の結果、前記導入された力（Ｆ）が、前記半製品（２，３）に作用する一対の張力（Ｆ’，Ｆ’’）に偏向され、その結果、前記格子構造（１）が、熱が加えられた前記直線（５，６）の中央直線に沿って３次元方向に引き込まれる、３次元骨組み構造の製造方法。
【請求項２】
前記棒形の直線状半製品（２，３）を前記交点（４）で接続すること、前記棒形の直線状半製品（２，３）を軟化すること、及び前記力を導入することが、連続的な流れ工程で実行でき、上記工程が、製造方向（７）への連続的繰り返し工程により実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記３本の交差しない直線（５，６）に沿って前記格子構造（１）に熱が加えられる間、前記力の導入が行われる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記製造方向（７）に対して垂直になるように位置付けられた前記交点（４）に、熱が同時に加えられるように、前記熱の導入が行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記棒形の直線状半製品（２，３）の、前記製造方向（７）に対して垂直になるように位置付けられた前記交点（４）への接続が、前記交点（４）への同時加熱の間、及びその結果として、行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
３次元折り畳み構造が、連続的な繰り返し工程によって生成され、連続して力が前記格子構造（１）に、熱が導入される第２直線（５，６）のそれぞれに沿って導入され、ここで、力は前記半製品を望ましい深度で３次元方向に引き込む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記力および前記熱は、３次元方向に移動できる加熱可能エッジ（８）によって、前記半製品（２，３）に加えられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記骨組み構造の変厚を行うための前記エッジ（８）が、３次元方向の別の深さに移動する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記製造方向（７）に対して垂直になるように位置付けられた前記交点（４）に沿って、前記棒形の直線状半製品（２，３）を軟化させるために加熱している間に、力が導入されるように、前記棒形の直線状半製品（２，３）の接続が前記交点（４）で、行われる、請求項４から８に記載のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記格子構造（１）への加熱が、平行な直線（５，６）に沿って行われる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
熱が加えられる前記直線（５，６）に沿って、３次元方向に後に形成される製造方向に、前記半製品（２，３）に予備成形のくぼみ（９）を設ける工程を更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
カバー層（１１）を、前記成形された３次元骨組み構造の少なくとも片側に、前記カバー層（１１）が前記骨組み構造のそれぞれの、３次元方向に引かれた、端部に接するように取り付ける工程を更に含む、請求項１から１１に記載のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記カバー層の前記骨組み構造のそれぞれの前記端部への取り付けは、片側縫合方法（１２）によって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
支持骨組み構造が、請求項１から１３のいずれか１項の方法に基づき製造される、サンドイッチ構造のための支持骨組み構造。
【請求項１５】
コア構造が、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法に基づき製造された、サンドイッチ構造状の構造物構成要素を含む、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年２月２４日出願のドイツ特許出願第１０  ２００６  ００８  ７２８．３号および２００６年２月２４日出願の米国特許仮出願第６０／７７６，５２４の優先権を主張し、それらの出願の開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。
【０００２】
本発明は、複合材料の技術分野に関し、特に、サンドイッチ構造でコア構造として使用できる３次元骨組み構造の製造方法に関する。更に、本発明は、本発明に基づく方法により製造された、サンドイッチ構造における骨組み構造に関し、また、コア構造が本発明に基づく方法により製造された、サンドイッチ構造の構成要素を含む、航空機に関する。
【背景技術】
【０００３】
剛性または強度と密度との良好な比率により、複合材料、特にサンドイッチ構造は、航空機構造分野において幅広い用途がある。概して言えば、サンドイッチ構造は上部および下部のカバー層から成り、その間は、剛性を強化する目的で、例えば垂直に六角形断面拡張セルで成る、ハニカムコア構造がある。
【０００４】
ハニカム構造を含む構造の代替として、剛性の多孔性材料が使用できる。しかしながら、剛性多孔性材料コアを備えるサンドイッチ構造は、サンドイッチ構造とハニカムコア構造および同等の密度とを比較するとき、ある程度は力学的特性が劣るといった欠点を有する。これを補うために、繊維、糸、または引き抜き形成された骨組み半製品が、規定された角度および確定した密度で剛性多孔性材料に組み込まれる。繊維または糸、およびそれに続く樹脂の浸透過程においては、繊維が多孔性材料の力学的強化に寄与する。この場合、多孔性材料は、ピンを樹脂強化繊維または糸の形で適所に保持する担体として作用するだけでなく、負荷時に、前記ピンの座屈または崩壊を防ぐか、少なくとも遅らせるために、ピンを安定させる役目をする。
【０００５】
しかしながら、このように強化された剛性多孔性材料の荷重負荷能力が、導入されたピン、または引き抜き形成された骨組み半製品によって明白に決定されるので、概して、既存の多孔性コアは不必要にコア構造の密度の増加に寄与する傾向がある。更に、概して、強化された多孔性材料構造は、概して複合材料への損傷は塑性的かつ永久的な傾向があるため、負荷に対して弾性的であるわずかな狭い領域を有する。最後に、カバー層との間の空間が完全に剛性多孔性材料で満たされるため、強化された剛性多孔性材料を伴ったサンドイッチ構造の曝気または脱水は不可能である。
【０００６】
特許文献１および特許文献２から、例えば、３次元格子構造を製造する方法は公知である。そこにおいて、３次元格子が生じるように、下部型および付随する上部型によって３次元方向に曲げられる、金属格子構造が、最初に生成される。この曲げの間、金属格子マットの外側縁は、これが３次元方向への曲げを阻害するので、適所に保持されない。しかしながら、下部型、及び付随する上部型を用いたこの曲げは、比較的柔軟性がない。それは、格子構造の角度を変化させること、及び格子構造の高さを変化させることは、下部型、及び付随する上部型の変更を必要とするためである。
【０００７】
特許文献３は、コア構造体としてのサンドイッチ構造用に用いる３次元格子構造の製造プロセスも記載している。この方法においては、まず、平面の格子構造は金属板で形成され、次に、３次元形状を上述の平面の格子構造にするために、その格子構造は、再び成形過程により、下部型および付随する上部型によって曲げられる。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ  ２００４／０２２８６９号明細書
【特許文献２】国際公開第ＷＯ  ０３／１０１７２１号明細書
【特許文献３】米国特許第３，８８４，６４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の文献に従って製造される３次元格子構造は、多孔性材料によって強化されたコア構造体の不利な点を有していないが、３次元格子構造を製造するための製造方法は、上述の通り、下部型、及び上部型を使用するため比較的柔軟性がない。
【０００９】
とりわけ、キャリア部材を用いずに、例えば剛性多孔性材料の形の３次元骨組み構造を製造する方法を述べる必要がある。そこにおいて、様々な格子ジオメトリの製造に関してこの骨組み構造は、上述の下部型、及び上部型を用いた方法より、柔軟である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の文脈の範囲内で、「棒形の直線状半製品」は、引抜成形された、押出加工された、又は延伸された明確な断面を有する棒形のジオメトリを意味する。そして、断面は、例えば、円形、三角形、矩形、六角形、管状、または、類似の幾何学的形状でよい。半製品は、補強のための補強繊維の有無にかかわらず製造することができる。半製品は、例えば、１）押出加工された熱可塑性プラスチック、２）部分的に架橋され、引抜成形されたポリマー、特に、熱硬化性プラスチック材料、又はｄｕｒｏｍｅｒｓ、３）引抜成形された金属又はセラミック、特に前駆体セラミック（そこにおいて、熱可塑性プラスチック又は熱硬化性プラスチック材料（ｄｕｒｏｍｅｒｓ）は付加的に補強繊維を含んでよい。）を含んでよい。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、本発明の目的は、３次元骨組み構造を製造する方法によって達成され、そこにおいて、第一ステップとして、棒形の直線状半製品から生成される２次元格子構造が製造される。この方法において、この直線状半製品は、連続的材料として供給されてもよい。このプロセスにおいて、この直線状半製品は、２次元格子構造を形成するために、それらが規定された交点で交差するように配列される。例えば、先ず最初に、直線状半製品の第１層は、個々の棒形の直線状半製品がその層において群として、お互いに並行に延びるように配置できる。その後、群としてお互いに並行に延びる、直線状半製品の第２層は、第１層上に配置される。そこにおいて、直線状半製品は、２枚の層の直線状半製品が規定された交点で交差するように、第１層とは異なる角度で配置される。最初はお互いに結合されていない棒形の直線状半製品から形成される格子構造は、均一なパターンを構成できるが、これは必須ではない。更なる製造工程において、その後、棒形の直線状半製品は、交点において、相互接続される。この接続は、例えば、半製品が柔らかくなり、わずかに各々に付着するように、交点の領域における点接触加熱によって行うことができる。更に次の工程において、棒形の直線状半製品は、それらがいくらか粘着的、又は粘着性になるように、軟化される。この軟化は、例えば、３本の仮想の交差しない直線に沿って、格子構造に局所的加熱を行うことによってできる。２次元格子構造に対する加熱は、例えば、仮想の交差しない直線の第１群に沿って、及び、同様に、想像上の交差しない直線の第２群に沿って、行うことができる。ここにおいて、第１群の直線および第２群の直線は、お互い交互に延びている。換言すれば、どの場合にも、第２群の１本の直線は第１群の２本の直線の間に位置し、第１群の１本の直線は第２群の２本の直線の間に位置する。
【００１２】
その後所望の３次元構造を格子構造に伝達するために、力が、格子構造がその２次元平面から変形するように、加熱された仮想の直線の中間の直線に沿って格子構造に加えられる。格子構造の変形の結果、導入された力は、半製品に作用する一対の張力に偏向され、その結果、格子構造が、熱が加えられた直線の中間の仮想の直線に沿って３次元方向に引き込まれる。この工程は、半製品の材料が引き延ばされない深い引き抜き加工が擬似的に関係する。代わりに、格子構造は、３次元方向への変形の結果、平面において短くなる。力が加えられるときに、格子構造がランダムに偏位することを防ぐために、格子構造の境界又は中間の直線の側面に位置している直線は可動ベアリングによって保持してもよい。これによって、加えられた力が目標とする半製品中の引張り力に変換、又は分解できることを確実にする。
【００１３】
力が格子構造に加えられる工程において、２次元の格子構造は、連続的に交互に繰り返される山及び谷の形成によって、３次元の折り畳み構造に変形される。この処理において、山は第１群の直線に位置している。その一方で、谷の最深部は第２群の直線に位置している。この文書において、「山」、及び「谷」の用語は、いずれも、作成される３次元折り畳み構造の断面に関する。そこにおいて、折り畳み構造の山、及び谷は明白である。斜視図において、格子構造の表面に関して見るとき、山、及び谷は、「山脈」または隆起、及びそれらの間にある「谷」に解釈される。この処理において、山、及び谷は、形成される高い位置及び低い位置の方向に格子構造に力が交互に加えられる、２つの群の直線の、直線の領域において、形成される。形成される高い位置、及び低い位置の方向に力を加えることによって、２次元格子構造は平面から変形する。この結果、上述の、間に谷を有する山脈が２つの群の直線の、直線に沿って形成される。格子構造の半製品上へ作用する力の結果、２つの真直ぐな群の直線に沿って、２次元格子構造は、平面から変形する。その結果、山、及び谷が所望の方法で形成される。直線に「沿って」格子構造に加えられる力は、力が格子構造に基本的に垂直に加わり、力がその直線に沿って分配されることを、意味する。
【００１４】
掛かる時間に対して最適に方法を実施するために、棒形の直線状半製品の交点への接続、棒形の直線状半製品の軟化、及び力の導入は、上記工程が繰り返され、製造の方向の点に進む連続方法を行う連続的に流れる方法で実施できる。特に、棒形の直線状半製品を、それらを軟化しているときに接続することは都合がよい。これは、これらの製品は、軟化処理によっていくらか粘着性になるので、半製品を他の半製品に置くとお互いに付着するためである。当然ながら、棒形の直線状半製品の軟化は、棒形の直線状半製品がお互いに交点の領域で接続するように、交点の領域で行うことは必要である。連続的繰り返し製造工程は、連続工程において製造の方向に、格子構造を変形させるために、格子構造の更なる仮想の直線に加熱が行われ、力がこれらの直線に沿って加えられるという特徴を有する。
【００１５】
更に製造工程を最適化するために、３本の交差しない直線に沿って格子構造が加熱される間、力を加えることもできる。この加熱の結果、格子構造の上述の直線に沿った塑性変形を、力を加えることによって、目標とする方法で行うことができる。
【００１６】
静力学に関する、及び望ましい構造に関する理由により、棒形の直線状半製品の３次元方向における交点が、作成すべき３次元骨組み構造の外形境界を形成するのであれば、加熱は、製造の方向に関して垂直になるように配置された交点に同時に熱が加わるように行ってよい。これらの、製造の方向に対して垂直であるように配置された交点は、格子構造の種々の直線状半製品が交差する交点に隣接する。力の格子構造への導入は、常に３本の直線の中間の一つに沿って行われ、その直線に沿って格子構造への加熱が行われるので、この力の導入の結果、及び格子構造の変形による力の半製品中に働く引張り力への偏位の結果、加熱された交点は所望の３次元方向に引き付けられ、この交点は３次元骨組み構造の３次元方向の外形境界になる。
【００１７】
上述の通り、棒形の直線状半製品の交点での接続は、製造の方向に対して垂直であるように位置された交点への並列の加熱の間、及び並列の加熱の結果、行われる。これは、加熱が、製造の方向に対して垂直であるように配置された交点を並列して加熱するように行われる場合、好適である。のこの種のその熱であるケースにおいて、特に好都合である。個々の層の直線状半製品が交点領域において柔らかくなるので、そして、それらが接触することの結果として（更に、該当するのであれば、関係する力（例えば、重力）の結果として）、お互いに結合される。
【００１８】
本発明の特定の態様によれば、３次元折り畳み構造が形成される。連続的な繰り返し工程において、力が繰り返し、格子構造に第２の仮想の直線のそれぞれに沿って導入され、その直線には熱が加えられ、力は、半製品を所望の深さまで３次元方向に向かって引く。この工程において、格子構造平面は、加熱が行われる中間直線に並ぶ２つの直線がお互いにその平面状で近づくように、変形し、その結果、断面が「コンサーティーナ」形状の折り畳み構造が生成される。当然ながら、加熱された全ての第１の、第３の、第５の、等の直線に３次元方向の負方向の力を加えることに対して、加熱されたあらゆる第２の直線に沿って格子構造に３次元方向の正方向の力を加えることも可能である。これにより、ジグザグ形状の折り畳み構造が形成できる。
【００１９】
下部型、及び上部型を使用する公知の方法と比較して、本発明に基づく方法は、非常に柔軟である。熱が加えられる直線に沿って力が加えられる結果として、３次元骨組み構造のあらゆる所望の個々の厚み、又はいかなる所望の強さを生成できる。例えば、力および熱は、３次元方向に移動可能な、加熱可能な端部によって加えることができる。ここにおいて、適用されることができる。そこにおいて、端部が３次元方向に進む深さに応じて、骨組み構造の可変の厚みが形成される。従って、例えば、格子構造の異なる位置で端部が格子構造を変形させるために３次元の異なる範囲へ移動することにより、３次元骨組み構造の厚みを連続的に変えることができる。
【００２０】
交点において棒形の直線状半製品を確実に接続するために、製造方向に対して垂直となるように位置付けられた交点に沿って、棒形の直線状半製品を軟化させるために、加熱している間に、力を導入することができ、交点の領域において、半製品上に圧力をかけられた材料の小さな領域が形成され、それは、正の副次的作用として、これらの点における半製品の折り畳み性能を強化することができる。
【００２１】
上述において、３次元骨組み構造を製造する方法が記載され、ここで、２次元格子構造が折り畳まれる直線は一般的に言えば、交差しない。しかしながら、できる限り規則正しく３次元格子構造を形成するためには、並行する（仮想的な）直線に沿って格子構造を加熱すること、および上述の直線における格子構造に力を導入することもまた可能である。
【００２２】
２次元格子構造を３次元に変形することを容易にするために、更なる工程において、加熱された直線に沿って、後に形成される製造方向に、３次元の方向に、半製品に予備成形のくぼみを与えることができる。予備成形のくぼみを与える工程は、この目的のために特に提供されたエッジ形状の押印具（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｔｏｏｌ）によって、完全に別個の工程において生じてもよい。これの別の方法として、予備成形のくぼみはまた、可動エッジおよび過熱可能エッジによって半製品に押印してもよい。交点の領域において予備成形のくぼみを押印することによって、これらの交点において材料の厚さが擬似的に（ｑｕａｓｉ）２倍となるように、棒形の直線状半製品が、交点において、個々の層において交差するので、これらの厚みの増した部分は減少されるか、または、熱硬化性の半製品の場合、全て取り除くことも可能である。特に、接合するための溶接方法を、熱硬化性の半製品の場合に用いることができる
【００２３】
骨組み構造が曲げによる変形に対して敏感に反応するように、上述の方法で製造された３次元骨組み構造の抵抗モーメントを増加させるために、更なる、方法に関連する工程において、カバー層が（３次元に引き込まれる）骨組み構造の各側の極端に接するように、カバー層を、製造された空間的な骨組み構造の少なくとも片側に取り付ける（例えば、接着する）ことができる。これらのカバー層は、したがって、３次元骨組み構造が、曲げモーメントに影響を受けた場合に、それ自体変形しない、または、ほんのわずかしか変形しないように、曲げモーメントの適用の結果として生じた圧縮力および張力を吸収する。カバー層を、せん断荷重、または、３次元骨組み構造に対して付随するせん断変形に対して反応しにくくするために、特に、上述の取り付けに加え、伝達されるせん断荷重を増加させるために、カバー層は、縫合工程によって骨組み構造の各側の極端に縫合可能であり、ここで、特に、片側縫合方法を用いることができる。代替として、固定用のくし状部の歯が、その極端に沿って、骨組み構造を介しカバー層へと押圧される点で、カバー層はまた骨組み構造に固定することができ、ここで、歯は最終的に、樹脂の硬化の結果として、カバー層に固定される。
【００２４】
上述に示すように、３次元骨組み構造を製造するための本発明に係る方法を用いて、剛性の多孔性材料を用いたコア構造の設計と比較して、コア構造の密度の低減を達成することができる。なぜならば、本発明に係る方法においては、そのような剛性の多孔性材料を提供する必要はないからであるさらに、本発明に係る方法を用いて、開いた構造を成形することができ、これは、容易に乾燥でき、すなわち、容易に通気され、または排水できるという点において特徴的である。さらに、構造の開いた設計のために、構造を通したケーブルの配置は、設計された通路の結果としてその構造の機械的統合性に対して妥協を含むような、仮にその設計がなければ生じ得た問題を生じることはない。
【００２５】
剛性の多孔性材料を用いたコア構造と比較した場合、本発明に係る方法を用いて製造された３次元の骨組み構造は、塑性変形による損傷を生じず、またはわずかしか生じないように、広範な弾性変形をさらに特徴とする。その代わり、過大荷重に影響を受けた場合、折り畳まれた線半製品における個々の格子は弾性的に壊れ、その結果、ダメージに対して改善された耐久度を達成することが可能である。
【００２６】
なぜならば、本発明に係る方法において、引き抜き成形、または継続的に延伸され引き抜き成形された明確な断面（三角形、四角形、六角形、空洞状、管状、円形）を有する形状を用いることが可能であるので、建築に携わるエンジニアまたは設計者は、明確な骨組み形状について狙いを定めて選択することによって、コア構造の特徴が、目的に適った方法において改善できるように、３次元骨組み構造の個々の格子の座屈挙動を修正する選択の余地をさらに有する。
【００２７】
本方法は、押し出し成形また引き伸ばし成形の速度を変更することによって、または、格子構造における角度の修正をすることによって、連続的に流れる方法において実施できるので、傾斜の形成、密度の相違、および３次元骨組み構造の厚さの相違を達成することができる。
【００２８】
なぜならば、２次元格子構造を３次元に曲げることにおいて、従来技術によって公知である下部型および上部型の配置が用いられないのであり、工程の柔軟性を改善することができる。なぜならば、上部型および下部型を用いる場合、上部型および下部型の両方は、曲げ角度および構造の高さを変更できるように変化させなければならないからである。本発明に係る方法を使用して、曲げ角度および構造の高さにおけるそのような変更は、３次元に曲げることができる加熱可能なエッジ（エッジは３次元における異なる深度に移動する）を使用することで達成することができる。
【００２９】
以下において、本発明を、添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。添付の図面は例示的実施形態を例示する目的のためにのみ提供され、特に、あらゆる意味においても本発明が保護する範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことは強調されるべきである。
【００３０】
全ての図にわたって、同じ参照文字が、同一または対応する要素に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、図に示す例示的実施形態において、棒形の直線状半製品２の２つの群から形成された２次元格子構造を示し、ここで、まず第１の群２は、半製品が並行して延び、第１層において互いに間隔を置くように配置されている。次に、棒形の直線状半製品３の第２の群３は、第２の群の個々の棒形の直線状半製品３が、第１層２の上において、第２層中に、互いに間隔を置き、並行して延びるように、第１層上に配置されている。第１の群２および第２の群３の棒形の直線状半製品の上述の配置の結果として２次元格子構造１が形成され、ここで２つの層の個々の棒形の直線状半製品は交点４の所定の位置において交差する。
【００３２】
例えば、線半製品は、引き抜き成形（部分的に交差結合された）された熱硬化性材料、押出加工された熱硬化性材料、継続的に延伸され引き抜き成形された金属またはセラミック、特に、セラミック前駆体を含み、ここで、異なる断面ジオメトリを用いることができる。
【００３３】
以下の形成工程のために、上述の方法において形成された格子構造の形状を確保するために、棒形の直線状半製品の２つの層２および３は、交点４において相互接続されており、例えば、それは、加熱することによって、または、可能ならば、図１にて破線で示す直線５および６に沿った対応する力の適用によって生じ得る。この処理において、その接続は製造方向７において連続的および順次的である。この連続的で製造方向における工程において、製造方向と略垂直となる直線５および６上に延びる交点４は、同時に熱にさらされる。加熱した結果、線半製品は交点４においてわずかに熱せられ、それらの製品はわずかに粘着性を帯びる。すなわち、粘着性のゆえに相互接続する。
【００３４】
さらなる関連方法の工程において、次に、棒形の直線状半製品２および３は、３つの交わらない直線５および６に沿った群において軟化でき、それは例えば、格子構造１への局所的加熱によって生じさせることができる。交点４において棒形の直線状半製品を接続する工程が加熱によって生じることができるので、格子構造１が図１に破線で示す３つの直線（これらの直線は交点４を相互接続し、製造方向７に垂直となるように延びる）に沿って軟化されるように、１つの工程において棒形の直線状半製品を接続および軟化することを組み合わせることは都合の良いことである。
【００３５】
後の変形ステップにおいて、３次元における格子構造１の製造を容易にするために、図２に示すように中間ステップにおいて、くぼみの予備成形を半製品２、３に付与してもよい。図２に示すように、格子構造１において小さなくぼみを付与し、後で格子構造１が３次元へ引き込まれる方向へくぼみ９は延びる。この配置において、くぼみ９は上記の直線５、６上に等しく位置付けされ、直線５、６に沿って、格子構造１から軟化した棒形の直線状半製品２、３に熱が加えられる。好ましくは、棒形の直線状半製品２、３の軟化は、これらの半製品２、３の交点４の領域に熱を加えることができるような方法で実施するため、上記の予備成形のくぼみ９の付与の結果、交点４の領域内の材料の厚くなった部分が減少され得るか、または熱可塑性半製品が完全に除去され得るという状態が達成され得る。
【００３６】
図３に示すように、さらなる方法に関連するステップにおいて、仮想的な３直線のうちの中央の直線に沿って、力Ｆが格子構造１に導入され、そこに熱が加えられる。導入された力Ｆは、３次元において格子構造１の変形を引き起こし、図３の中間状態に示すように、導入された力Ｆは半製品に作用する一対の張力Ｆ’およびＦ’’に偏向される。このような力の分解またはこのような偏向は、図３に示す別の力の平行四辺形の図で説明する。この方法において、張力はこのように半製品に導入され、この張力は、熱が３次元へ加えられる中央の直線に沿って格子構造を引っ張る。
【００３７】
図３にさらに示すように、３次元骨組み構造の極端を示すために、後ろにある所望の直線５、６に沿って、同時に３種類の機能を実行することができるダブルビーム１０の間に格子構造が詰め込まれる。このように、これらのダブルビーム１０を３次元の中を加熱し、移動できるように適用してもよい。この方法において、ダブルビーム１０を使用して格子構造１の棒形の直線状半製品２、３の個々の層を相互接続してもよい。但し、ダブルビーム１０は、隣接する交点４に沿って格子構造１の上で作動する。ダブルビーム１０を加熱することによって、熱が格子構造１または交点４に加えられ、その結果、棒形の直線状半製品２、３は、それらの位置および相互接続点において軟化する。交点４においてこの棒形の直線状半製品２、３を接続する作用はさらに、ダブルビーム１０を互いに同時に加圧することを支持し、その結果、有利な方法において望まれていない交点４における材料の厚くなった部分を減少させることができる。さらに、このダブルビーム１０を同時に加圧することによって、後で３次元方向に形成される製造方向に、予備成形のくぼみ９を半製品に付与してもよい。これは、格子構造１への力の導入に起因して、製造を容易にすることができる。最終的に３次元へ格子構造を引っ張るために、エッジ８を経由して熱が与えられる３直線５、６のうちの中央の直線に沿って、ダブルビーム１０は格子構造の中へ力を導入できる。上記に説明した力の分解の結果として格子構造１は、図３に示すように３次元へ変形する。半製品の方向におけるこの力の分解の間、規定した張力Ｆ’、Ｆ’’を実際に生じさせ得るために、２つの直線５に沿って、ダブルビーム１０を格子構造にしっかりと固定する。しかしながら、この配置において、図３に矢印で示したように、ダブルビーム１０は格子構造１の平面を移動することができ、力Ｆを加えた結果として、それらは中央の直線６の方向に移動するか、またはその方向に引っ張られる。このプロセスにおいて、目標とする方法で張力Ｆ’およびＦ’’を生じさせることができるように、ダブルビーム１０は転位に対してカウンターフォースを生じる。
【００３８】
上記で説明したように、交点４で棒形の直線状半製品を接続すること、棒形の直線状半製品２、３を軟化すること、および力を導入することは、移動可能で加熱可能なダブルビーム１０の配置を用いて共通のステップで実行することができる。ここで、上記のステップにおいて、製品７の方向を見ると、連続流れ工程および連続的反復工程を実行することができる。
【００３９】
熱が加えられる３直線５、６のうちの中央の直線に沿って格子構造１に力Ｆが導入される、本発明に従った方法は特に、下部型および上部型を用いる公知の変形プロセスに関連する柔軟性によって特徴付けられる。従って、本発明に従った方法を用いて、密度および厚さを変化させる３次元の骨組み構造を製造することができる。この方法は、ダブルビーム１０の配置またはエッジ８が、３次元の別の深度に移動され、そのプロセスの結果、３次元骨組み構造の厚みの次元を変化させることができる。従って、別の深度の３次元骨組み構造を製造するために、下部型および上部型の配置を精巧に変化させる必要性がない。
【００４０】
図４は、本発明に従った方法を用いて製造された３次元骨組み構造を示す。図１に示される２次元格子構造１の変形によって、多数の四角錐を含む格子構造を空間的に形成でき、それは周期的に反復する。この配置において、以前に２次元格子構造１であった交点４によって、角錐の頂点が形成される。変形プロセス後、交点４の隣接に沿って熱を付与および力を導入した結果、３次元骨組み構造を横方向に区切る極端が形成される。再び、例示の目的のために図４は３直線５、６を示し、これに沿って、以前に局所的な熱の付与によって２次元骨組み構造１は交点４で軟化される。熱が付与される中央の直線に沿った格子構造への力の導入の結果、２次元格子構造１が３次元へと引き込まれる。
【００４１】
図５は、最終的に、任意の方法に関連したステップを示し、この方法において製造された３次元骨組み構造の両側で、カバー層１１が、角錐の形成された頂点による点で支持されるように付与される。３次元骨組み構造にカバー層１１を取り付けるために、カバー層は角錐の頂点と接着してもよい。しかしながら、角錐の頂点における接着面は少しのみであり、３次元骨組み構造の極端において角錐の頂点の形のカバー層１１は、さらに縫い付けることができる。好ましくは、ソーイングステッチ１２によって図５に示すような片側縫合が使用され得る。
【００４２】
加えて、「含む」は他の要素またはステップを排除せず、「１つの（ａ）」または「１つの（ｏｎｅ）」が、複数を排除しないことは注意されるべきである。さらに、上記の例示的な実施形態に関して記載されている特徴またはステップは、上記の他の例示的な実施形態の他の特徴またはステップと組み合わせて使用することができることは注意されるべきである。  添付の特許請求の範囲に参照される特徴は制限されると解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】棒形の直線状半製品でできる、２次元格子構造を示す図である。
【図２】半製品へのくぼみの予備成形の様子を説明する図である。
【図３】この格子構造を３次元へ引きこむために、格子構造への力の導入を例示する図である。
【図４】３次元支持骨組み構造の最終製品を示す図である。
【図５】３次元骨組み構造のカバー層の配置を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  格子構造（２次元）
２  棒形の直線状半製品（第１グループ、第１の層）
３  棒形の直線状半製品（第２グループ、第２の層）
４  交点
５  直線（第１グループ）
６  直線（第２グループ）
７  製造方向
８  エッジ（移動可能、加熱可能）
９  予備成形のくぼみ
１０  ダブルビーム
１１  カバー層
１２  ソーイングステッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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