(57)【要約】  階層型サンドイッチコアおよびそれを作成する方法。これによって、第１のサンドイッチセル壁を有する第１の巨視的セルを有する巨視的ハニカムが、隣接サンドイッチセル壁を有する隣接巨視的セルに接続され、第１のサンドイッチセル壁および隣接サンドイッチセル壁は、幅、メゾスコピックコア、ならびにサンドイッチ材料の第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有するサンドイッチ材料から作成され、両方のスキン層がメゾスコピックコアに取り付けられて、巨視的ハニカムの各サンドイッチセル壁を形成し、第１のセル壁および隣接するセル壁は、サンドイッチ材料の幅によって決定される高さを有し、第１のサンドイッチセル壁の両方のスキン層は、第１のセル壁の高さに沿って少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接サンドイッチセル壁を有する隣接巨視的セルへの接続部によって接続された第１のサンドイッチセル壁を有する第１の巨視的セルを有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアであって、前記第１のサンドイッチセル壁および前記隣接サンドイッチセル壁は、幅、メゾスコピックコア、ならびにサンドイッチ材料の第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有する前記サンドイッチ材料から作成され、両方のスキン層が前記メゾスコピックコアに取り付けられて、前記巨視的ハニカムの各サンドイッチセル壁を形成し、前記第１のセル壁および前記隣接するセル壁は、前記サンドイッチ材料の前記幅によって決定される高さを有し、前記第１のサンドイッチセル壁の両方のスキン層は、接続部によって前記第１のセル壁の前記高さに沿って少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続されている、階層型サンドイッチコア。
【請求項２】
前記第１の巨視的セル壁および前記隣接巨視的セル壁は、複数のアームの端部がともに接続される中心から放射する前記複数のアームを備えたマルチアーム構造の形態のサンドイッチ材料によって形成される、請求項１に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項３】
前記複数のアームが３本、４本、または６本のアームである、請求項２に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項４】
前記巨視的サンドイッチコアが３つ、４つまたは６つのセル壁を有するセルを有する、先行する請求項のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項５】
前記メゾスコピックコアは、メゾスコピックハニカムであり、または発泡体から作成されているか、もしくは周期的格子材料から作成されているか、または発泡体で充填された周期的格子材料から作成されているか、または、波形コアであるか、または、押出プロファイルもしくは発泡体サンドイッチシートとして前記スキンと一体的に作成される、先行する請求項のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項６】
前記サンドイッチ材料の厚さが前記巨視的セルのサイズの１／５よりも小さい、請求項４または５に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項７】
サンドイッチ材料の少なくとも第１の要素および第２の要素のチェーン、ならびに少なくとも前記第１の要素と前記第２の要素との間の開口部をさらに備え、少なくとも前記第１の要素および前記第２の要素はホイルによって形成されたヒンジによって接合され、前記３本のアームが中心から放射および発散する３アーム構造を形成するために、サンドイッチ材料の第３の要素が前記第１の要素と前記第２の要素との間の前記開口部内に接続される、先行する請求項のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項８】
接続された３アーム構造の列が巨視的ハニカム構造を形成する、請求項３〜７のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項９】
前記開口部は第１のＶ字形を有し、前記第３の要素の端部は第２のＶ字形を有し、前記第２のＶ字形は前記第１のＶ字形内に接続される、請求項７または８に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１０】
前記メゾスコピックコアはセルを有し、前記メゾスコピックコアの前記セル長手方向軸は、前記巨視的ハニカム構造の前記セル長手方向軸に対して直角である、請求項９に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１１】
前記巨視的ハニカムコアのセル壁および／または前記メゾスコピックコアのセル壁は、熱可塑性ホイル、類似もしくは異なる材料のラミネート、繊維内容物を有するホイル、繊維強化ポリマー複合材料、ポリオレフィン、ポリエチレンもしくはポリプロピレンまたはポリアミン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンイミンまたは他の熱可塑性ポリマー単独または混合物から作成されるホイルを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１２】
前記メゾスコピックコアが波形コアである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１３】
前記セル壁の前記コアおよび前記スキン層が一体的に作成される、請求項１２に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１４】
前記セル壁の前記コア層および前記スキン層は、ツインシートを押し出すか、または、一体型発泡体サンドイッチシートと共押し出しすることによって形成される、請求項１３に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１５】
前記巨視的ハニカム構造が、三角形、長方形、または六角形の形態のセル壁を有する、請求項４〜１４のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１６】
前記接続部は、前記接続部全体に張力、圧縮力またはせん断力を伝達することが可能である、先行する請求項のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１７】
前記接続部が、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部である、請求項１５に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１８】
溶接が一例である融着によって、または接着剤もしくは糊による接合によって接続が行われる、請求項１６に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項１９】
接続が連続的または不連続的であり得るが、単一点接続ではない、先行する請求項のいずれか１項に記載の階層型サンドイッチコア。
【請求項２０】
メゾスコピックコアを有するサンドイッチ材料から作成される巨視的セルおよび巨視的セル壁を有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアを作成するプロセスであって、前記サンドイッチ材料は、第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有し、前記巨視的ハニカムのセル壁を形成する各サンドイッチ材料の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続され、方法は、
中心および前記中心から発散して放射する少なくとも３本のアームを有する接続ユニットを作成するために、接続部によって複数のサンドイッチ材料片を接続するステップであって、前記中心において、各アームの両方のスキン層が、前記接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される、接続するステップと、
第１の接続ユニットのアームの両方のスキン層が第２の接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される接続によって、前記第１の接続ユニットを前記第２の接続ユニットに接合し、接続された接続ユニットの列を形成するために前記接合するステップを繰り返すステップと、
前記サンドイッチ材料から作成されている前記巨視的セル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成するために、接続ユニットの列を繰り返し接続するステップと
を含む、プロセス。
【請求項２１】
前記少なくとも３本のアームが３本、４本、または６本のアームを含む、請求項２０に記載のプロセスコア。
【請求項２２】
前記巨視的サンドイッチコアが３つ、４つまたは６つのセル壁を有するセルを有する、請求項２０または２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
メゾスコピックハニカムまたは発泡体から前記メゾスコピックコアを形成するステップを含み、または、周期的格子材料から作成されるか、または発泡体で充填された周期的格子材料から作成される、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記サンドイッチ材料の厚さが前記巨視的セルのサイズの１／５よりも小さい、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５】
サンドイッチ材料の少なくとも第１の要素および第２の要素のチェーン、ならびに少なくとも前記第１の要素と前記第２の要素との間の開口部を形成するステップと、ホイルによって形成されたヒンジによって少なくとも前記第１の要素および前記第２の要素を接合するステップと、前記３本のアームが前記中心から放射および発散する３アーム構造を形成するために、サンドイッチ材料の第３の要素を前記第１の要素と前記第２の要素との間の前記開口部内に接続するステップとをさらに含む、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６】
接続された３アーム構造の列が巨視的ハニカム構造を形成する、請求項２０〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記開口部は第１のＶ字形によって形成され、前記第３の要素の端部は第２のＶ字形によって形成され、前記第２のＶ字形を前記第１のＶ字形内に接続するステップをさらに含む、請求項２１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２８】
メゾスコピックコアセルは、前記メゾスコピックコアの前記セル長手方向軸が、前記巨視的ハニカム構造の前記セル長手方向軸に対して直角であるように形成される、請求項２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記巨視的ハニカムコアのセル壁および／または前記メゾスコピックコアのセル壁は、熱可塑性ホイル、類似もしくは異なる材料のラミネート、繊維内容物を有するホイル、繊維強化ポリマー複合材料、ポリオレフィン、ポリエチレンもしくはポリプロピレンまたはポリアミン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンイミンまたは他の熱可塑性ポリマー単独または混合物から作成されるホイルによって形成される、請求項２０〜２８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記巨視的ハニカム構造が、三角形、長方形、または六角形の形態のセル壁を有する、請求項２０〜２９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記接続部は、前記接続部全体に張力、圧縮力またはせん断力を伝達することが可能である、請求項２０〜３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記接続部が、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部である、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
溶接が一例である融着によって、または接着剤もしくは糊による接合によって接続が行われる、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３４】
接続が連続的または不連続的であり得るが、単一点接続ではない、請求項２０〜３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３５】
メゾスコピックコアを有するサンドイッチ材料から作成される巨視的セルおよび巨視的セル壁を有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアを作成するための装置であって、前記サンドイッチ材料は、第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有し、前記巨視的ハニカムのセル壁を形成する各サンドイッチ材料の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続され、前記装置は、
中心および前記中心から発散して放射する少なくとも３本のアームを有する接続ユニットを作成するために、複数のサンドイッチ材料片を接続するための手段であって、前記中心において、各アームの両方のスキン層が、前記接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される、接続するための手段と、
第１の接続ユニットのアームの両方のスキン層が第２の接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される接続によって、前記第１の接続ユニットを前記第２の接続ユニットに接合するための手段と、
接続された接続ユニットの列を形成するために前記接合するステップを繰り返すための手段と、
前記サンドイッチ材料から作成されている前記巨視的セル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成するために、接続ユニットの列を繰り返し接続するための手段と
を備える、装置。
【請求項３６】
請求項２０〜３４のいずれか１項に記載のプロセスにより得られる階層型サンドイッチコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンドイッチ材料から作成される階層型ハニカムコア、およびハニカムコアまたはハニカムコアと同様のセル構造を含むサンドイッチ材料から階層型ハニカムコアを作成する方法に関する。このような階層型ハニカムコアを使用して、最小の重量で高い曲げ剛性および強度を必要とする用途など、多くの異なる用途のサンドイッチパネルを作成することができる。これらは、例えば航空宇宙、自動車、運輸、建築、および他の用途に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
背景
２つの薄い表面シートまたはスキンの間に挟まれたコアは、硬く軽量なパネルを製造するために頻繁に使用される。均質コア（例えば、発泡体コア）および構造化コア（例えば、ハニカムコアまたは周期的格子材料）が、サンドイッチ構造に利用することができるコア材料の２つの広いクラスである。
【０００３】
発泡体は、独立気泡または連続気泡にすることができる。発泡体は、各方向において限定された比剛性および強度を保持する。対照的に、ハニカム材料は、面外方向の比剛性および強度が優れている。
【０００４】
六角形ハニカムは、面外圧縮および面外せん断性能における比剛性および強度が高いため、サンドイッチ構造において広く使用されている。ただし、密度が非常に低いハニカムコアには、非常に薄いセル壁が必要である。これらの薄いセル壁は、面外圧縮およびせん断荷重の下で座屈する傾向があり、結果、小さいセルサイズが必要であるが、セルサイズが小さいほど、密度および重量が高くなる。
【０００５】
さらに、製造機器のサイズの制限により、ハニカムコアのサイズが制限され得る。様々な長さのハニカムコアをコスト効率よく製造することを可能にするための連続製造プロセスが開発されている。幅を広くするには、より高い投資を検討するか、コアシートを組み合わせる必要がある。
【０００６】
例えば、拡張可能アルミニウムハニカムなど、折りたたまれた構造を横方向に引っ張ることによって最終的なハニカム形状が得られる拡張プロセスが知られている。拡張可能ハニカムの構造のノードは、拡張されたハニカムを平らにすることができるようにセル壁を形成するストリップを回転させることを可能にする。アラミド紙ベースの拡張ハニカムを安定させるために、ハニカムを拡張形状に保持しながら硬化する樹脂に浸漬する。熱可塑性拡張ハニカムは、拡張プロセスによって加えられる応力を緩和するために熱処理する必要がある。
【０００７】
ハニカム密度を低くするには、セル壁の材料の密度を低くする必要がある。以前の出願において、本発明者は、二重サンドイッチセル壁を有する階層型セル構造を有するハニカムコアを提案した（ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０６１２９９を参照）。
【０００８】
このような階層型サンドイッチハニカムコアの利点は、巨視的ハニカムコアのサンドイッチセル壁の外側スキンが荷重を伝達する一方で、サンドイッチセル壁のメゾスコピックコアがスキンを支持して、せん断荷重および圧縮荷重下でスキンの座屈を防ぐことである。これにより、セル壁のスキンにおいてより高性能の材料（例えば、炭素繊維強化層）を使用し、セル壁のコアにおいてより低密度で低コストの材料を使用することが可能になる（例えば、欧州特許第１８２４６６７号において提案されているような熱可塑性ポリマーから連続的に製造されるハニカム）。しかしながら、巨視的ハニカムが面外圧縮またはせん断において荷重されるときに面内に荷重されるセル壁スキンは、サンドイッチセル壁が互いに支え合うように隣接するセル壁スキンに荷重を伝達することが好ましい。以前に提案されている階層型サンドイッチハニカムの二重サンドイッチセル壁を備えたスロット式または接着接続は、最適な荷重伝達を可能にしない。
【０００９】
国際公開第２０１６１８４５２８号は、ハニカムの形態の、すなわち反復的かつ周期的な格子材料を有する階層型サンドイッチコアを開示している。サンドイッチコアは、メゾスコピックセル状コアを有するサンドイッチセル壁を備えた巨視的ハニカム構造から構成することができる。メゾスコピックハニカムセルのセル長手方向軸は、巨視的ハニカム構造のセル長手方向軸に垂直であり得る。代替的に、メゾスコピックセルを有する発泡体コアが使用される場合、メゾスコピックセルの形状は、それらが巨視的ハニカム構造のセル長手方向軸に垂直な方向に細長くなるように、発泡プロセス中に作成され得る。材料の層間の接続は、引張力、圧縮力、またはせん断力を支持することが可能でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発明の概要
本発明の目的は、セル構造（例えば、ハニカムセルを含む）が、サンドイッチセル壁間の最適な荷重伝達を有するより低い密度のサンドイッチセル壁により、より低い密度を有することを可能にする製品設計および製造方法を提供することである。本発明の実施形態の利点は、経済的なプロセスおよび効率的な機器を使用して大きいハニカムシートサイズが製造されることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様では、隣接サンドイッチセル壁を有する隣接巨視的セルに接続された第１のサンドイッチセル壁を有する第１の巨視的セルを有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアが提供され、第１のサンドイッチセル壁および隣接サンドイッチセル壁は、幅、メゾスコピックコア、ならびにサンドイッチ材料の第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有するサンドイッチ材料から作成され、両方のスキン層がメゾスコピックコアに取り付けられて、巨視的ハニカムの各サンドイッチセル壁を形成し、第１のセル壁および隣接するセル壁は、サンドイッチ材料の幅によって決定される高さを有し、第１のサンドイッチセル壁の両方のスキン層は、第１のセル壁の高さに沿って少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続されている。これには、単一の厚さの壁のみが使用されて、重量および材料の使用が低減されながら、セル壁間のスキンの連結が非常に優れた機械的強度を提供するという利点がある。
【００１２】
第１の巨視的セル壁および隣接巨視的セル壁は、複数のアームの端部がともに接続される中心から放射する複数のアームを備えたマルチアーム構造の形態のサンドイッチ材料によって形成することができる。複数のアームを使用することによって、様々な種類のハニカムを製造することができる。例えば、複数のアームは３本、４本、または６本のアームであってもよく、巨視的サンドイッチコアは３つ、４つ、または６つのセル壁を有するセルを有してもよい。巨視的ハニカム構造は、三角形、長方形または六角形の形のセル壁を有してもよい。
【００１３】
メゾスコピックコアは、メゾスコピックハニカムであってもよく、または発泡体から作成されているか、もしくは周期的格子材料から作成されているか、または発泡体で充填された周期的格子材料から作成されている。これにより、種々の強度および重量が可能になる。
【００１４】
サンドイッチ材料の厚さは、好ましくは、巨視的セルのサイズの１／５よりも小さい。これにより、製品が軽量になる。
【００１５】
サンドイッチ材料の少なくとも第１の要素および第２の要素のチェーンならびに少なくとも第１の要素と第２の要素との間の開口部を形成することができ、少なくとも第１の要素および第２の要素は、ホイルによって形成されるヒンジによって接合される。要素はともに接合されるため、１つのアイテムとして操作することができる。次いで、サンドイッチ材料の第３の要素が、第１の要素と第２の要素との間の開口部内に接続されて、３本のアームが中心から放射および発散する３アーム構造が形成される。接続された３アーム構造の列が、巨視的ハニカム構造を形成する。
【００１６】
好ましくは、開口部は第１のＶ字形を有し、第３の要素の端部は第２のＶ字形を有し、第２のＶ字形は第１のＶ字形内に接続される。これは、良好な機械的接続を提供することができる。
【００１７】
メゾスコピックコアはセルを有し、メゾスコピックコアのセル長手方向軸は、巨視的ハニカム構造のセル長手方向軸に対して直角であることが好ましい。これは、最終製品の強度に大きい影響を与える。
【００１８】
巨視的ハニカムコアのセル壁および／またはメゾスコピックコアのセル壁は、熱可塑性ホイル、類似もしくは異なる材料のラミネート、繊維内容物を有するホイル、繊維強化ポリマー複合材料、ポリオレフィン、ポリエチレンもしくはポリプロピレンまたはポリアミン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンイミンまたは他の熱可塑性ポリマー単独または混合物から作成されるホイルを含むことができる。これらの様々なフィルムおよびホイルは、同じ基本設計によって異なる材料を使用して異なる特性を有する製品を作成する柔軟性を示している。
【００１９】
メゾスコピックコアは、経済的に製造することができる波形コアまたは押出ツインシートコアであってもよい。
【００２０】
セル壁のコア層およびスキン層は一体的に作成することができる。これにより、機械的強度が向上する。例えば、セル壁のコア層およびスキン層は、ツインシートを押し出すか、または、一体型発泡体サンドイッチシートと共押し出しすることによって形成することができる。
【００２１】
別の態様において、本発明の実施形態は、メゾスコピックコアを有するサンドイッチ材料から作成される巨視的セルおよび巨視的セル壁を有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアを作成するプロセスを提供し、サンドイッチ材料は、第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有し、巨視的ハニカムのセル壁を形成する各サンドイッチ材料の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続され、方法は、
中心および中心から発散して放射する少なくとも３本のアームを有する接続ユニットを作成するために、複数のサンドイッチ材料片を接続するステップであって、中心において、各アームの両方のスキン層が、接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される、接続するステップと、
第１の接続ユニットのアームの両方のスキン層が第２の接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される接続によって、第１の接続ユニットを第２の接続ユニットに接合し、接続された接続ユニットの列を形成するために接合ステップを繰り返すステップと、
サンドイッチ材料から作成されている巨視的セル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成するために、接続ユニットの列を繰り返し接続するステップとを含む。
【００２２】
少なくとも３本のアームは３本、４本、または６本のアームを含んでもよく、巨視的サンドイッチコアは３つ、４つ、または６つのセル壁を有するセルを有することができ、巨視的ハニカム構造は、三角形、長方形、または六角形の形態のセル壁によって形成されてもよい。
【００２３】
プロセスは、メゾスコピックハニカムまたは発泡体からメゾスコピックコアを形成するステップを含むことができ、または、周期的格子材料から作成されるか、または発泡体で充填された周期的格子材料から作成される。サンドイッチ材料の厚さは、巨視的セルのサイズの１／５よりも小さくすることができる。
【００２４】
プロセスは、サンドイッチ材料の少なくとも第１の要素および第２の要素のチェーン、ならびに少なくとも第１の要素と第２の要素との間の開口部を形成するステップと、ホイルによって形成されたヒンジによって少なくとも第１の要素および第２の要素を接合するステップと、３本のアームが中心から放射および発散する３アーム構造を形成するために、サンドイッチ材料の第３の要素を第１の要素と第２の要素との間の開口部内に接続するステップとを含むことができる。接続された３アーム構造の列が、巨視的ハニカム構造を形成することができる。
【００２５】
開口部は第１のＶ字形によって形成することができ、第３の要素の端部は第２のＶ字形によって形成することができ、第２のＶ字形を第１のＶ字形内に接続するステップをさらに含む。
【００２６】
メゾスコピックコアセルは、メゾスコピックコアのセル長手方向軸が、巨視的ハニカム構造のセル長手方向軸に対して直角であるように形成することができる。
【００２７】
巨視的ハニカムコアのセル壁および／またはメゾスコピックコアのセル壁は、熱可塑性ホイル、類似もしくは異なる材料のラミネート、繊維内容物を有するホイル、繊維強化ポリマー複合材料、ポリオレフィン、ポリエチレンもしくはポリプロピレンまたはポリアミン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンイミンまたは他の熱可塑性ポリマー単独または混合物から作成されるホイルによって形成することができる。
【００２８】
別の態様において、本発明は、メゾスコピックコアを有するサンドイッチ材料から作成される巨視的セルおよび巨視的セル壁を有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアを作成するための装置を提供し、サンドイッチ材料は、第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有し、巨視的ハニカムのセル壁を形成する各サンドイッチ材料の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続され、装置は、
中心および中心から発散して放射する少なくとも３本のアームを有する接続ユニットを作成するために、複数のサンドイッチ材料片を接続するための手段であって、中心において、各アームの両方のスキン層が、接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される、接続するための手段と、
第１の接続ユニットのアームの両方のスキン層が第２の接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される接続によって、第１の接続ユニットを第２の接続ユニットに接合するための手段と、
接続された接続ユニットの列を形成するために接合ステップを繰り返すための手段と、
サンドイッチ材料から作成されている巨視的セル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成するために、接続ユニットの列を繰り返し接続するための手段とを備える。
【００２９】
実施形態のいずれにおいても、接続部は、接続部全体に張力、圧縮力またはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、スキン層などの層の接続部は、溶接などの融着によって接続することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。接続は不連続であってもよいが、単一点接続はあまり好ましくないか、または好ましくは回避する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態によって製造することができる六角形ハニカムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態に使用するためのサンドイッチ材料の要素を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に使用するためのサンドイッチ材料の要素を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に使用するためのサンドイッチ材料の要素を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に使用される３アームモチーフを示す図である。
【図４Ａ】サンドイッチ材料２０ｓ上の外側スキン層が、例えばともに推し進められて接続されるなど、縁部に運ばれている、３アームモチーフが本発明の一実施形態としてどのように製造され得るかを示す図である。
【図４Ｂ】３アームモチーフが本発明の一実施形態としてどのように製造され得るかを示す図である。
【図５Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図６Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図７Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図７Ｃ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図８Ｃ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図９Ｃ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図９Ｄ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１１Ｃ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１２Ａ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１２Ｂ】３アームモチーフの反復を使用した本発明の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態によって作成することができる異なるタイプの巨視的ハニカムを示す図である。
【図１４】別の３アームモチーフが本発明の一実施形態としてどのように製造され得るかを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態による、連結されたサンドイッチ要素から六角形ハニカムがどのように構築され得るかを示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による、連結されたサンドイッチ要素から六角形ハニカムがどのように構築され得るかを示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による、個々のサンドイッチ要素から六角形ハニカムがどのように構築され得るかを示す図である。
【図１８】さらに別の３アームモチーフが本発明の一実施形態としてどのように製造され得るかを示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態による、図１８の３アームモチーフから六角形ハニカムがどのように構築され得るかを示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態による、どのようにヒータおよび溶接機を使用して複数の接続部を同時に作成することができるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
定義
「階層型サンドイッチコア」は、大きいセルを有する大きいハニカムコアを形成するために一緒にされる第１のサイズのセルを有するセル壁を有する。本発明の実施形態のいずれかを使用して、セル壁のコアとして階層型サンドイッチハニカムを使用してマルチレベル階層型サンドイッチハニカムを作成することができる。
【００３２】
「巨視的セル」とは、セルの直径が５ｍｍ〜５０ｍｍ以上の階層型ハニカムのセルである。
【００３３】
「メゾスコピックセル」とは、０．５ｍｍ〜５ｍｍである場合の直径を有する、サンドイッチセル壁内のセルである。
【００３４】
本発明の実施形態のいずれにおいても、「メゾスコピックコア」は、発泡体コアもしくは周期的格子コアを有することができ、または、セル壁が波形コアから作成され、例えば例として共押し出しによって作成される剛性スキンおよび発泡コアを有する押し出しツインシートまたは一体型発泡体サンドイッチシートの間に、セル壁のコアおよびスキンを一体的に作成することができるメゾスコピックコアとすることができる。
【００３５】
本発明の実施形態のいずれにおいても、「巨視的コア」は、空のセルまたはセルの発泡体充填物を有することができる。巨視的コアのセルは、例えば、任意選択的に相変化材料によって熱エネルギーを貯蔵するためのものなど、機能的充填物を有することができ、またはセルは、構造的ハイブリッドエネルギー貯蔵などの構造的サンドイッチ構成要素において電池と一体化されてもよい。
【００３６】
セルの「長手方向軸」とは、壁に平行に延伸するセルの中心軸を意味する。セルは一般に、セルの壁によって規定される２つの遠位開口端を有する。長手方向軸は、概念的には開口部の中心において各セルを出る。
【００３７】
「融着」という用語は、溶接、ろう付け、はんだ付けなどによって行われる接続を指し、接続を作成するときに材料が溶融または溶解する。
【００３８】
「接着接合された」または「接着された」という用語は、接着剤、糊などを使用して作成された接続を指す。
【００３９】
ハニカムセルの「セルサイズ」または「セル直径」は、セルの２つの対向するセル壁間の距離である。図１を参照されたい。
【００４０】
層またはシートなどの材料間の「接続」：接続は、接続全体に張力、圧縮力、またはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、スキン層などの層の接続部は、溶接などの融着によって接続することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。接合は不連続であってもよいが、単一点接続はあまり好ましくないか、または好ましくは回避する必要がある。
【００４１】
例示的な実施形態の説明
本発明は、特定の実施形態および特定の図面を参照して説明される。図面は必ずしも縮尺通りではなく、概略的であり、限定的ではない。本発明は、添付の特許請求の範囲においてより一般的に定義される。各従属請求項は、本発明のさらなる実施形態を表す。
【００４２】
本発明は、セル壁がサンドイッチ材料から作成される巨視的ハニカムセルを有する階層型サンドイッチコアを備える物品に関する。サンドイッチ材料は、メゾスコピックセル状コアおよび外側スキン層を有する。本発明の実施形態では、外側スキン層は、メゾスコピックセル状コアに融着または接着接合されて、サンドイッチセル壁を形成する。いくつかの実施形態では、セル壁のメゾスコピックセル構造は、発泡またはハニカムセルから作成される。メゾスコピックハニカムセルまたは細長い発泡体セルの長手方向軸は、組み立てられた階層型サンドイッチコアの巨視的ハニカムセルの長手方向軸に垂直であることが好ましい。本発明の実施形態では、サンドイッチ材料から作成されるセル壁は、３アーム、４アーム、または６アーム構造などの反復的マルチアームの形で互いに接合され、これらはＴ字形、Ｙ字形、Ｘ字形、雪片構造などの、中心において接合された、放射および発散する３本、４本または６本のアームなどのアームを有する。３本、４本または６本のアームなどのアームの各々が、巨視的ハニカムコアのセルの単一のサンドイッチセル壁を形成する。アームは、サンドイッチ材料の厚さが２倍のセル壁を生成しない。セル壁間の接合部は巨視的ハニカムセルの接続部として形成され、接続部は、巨視的ハニカムセルの横方向の潰れがセル壁の破壊または歪みによってのみ発生するような、永続的な接合部とすることができる。セル壁間の接合部は、融着または接着接合などによって永続的に接合される。
【００４３】
階層型サンドイッチコアは、隣接サンドイッチセル壁を有する隣接巨視的セルに接続されたサンドイッチセル壁を有する巨視的セルを有する巨視的ハニカムの形で作成することができ、
サンドイッチセル壁は、幅、メゾスコピックコア、ならびにサンドイッチ材料の第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有するサンドイッチ材料から作成される。
【００４４】
両方のスキン層がメゾスコピックコアに取り付けられており、この組み合わせ層は、巨視的ハニカムのサンドイッチセル壁を形成し、セル壁は、サンドイッチ材料の幅によって決定される高さを有する。
【００４５】
両方のスキン層がメゾスコピックコアに取り付けられ、したがって、巨視的ハニカムのセル壁のサンドイッチ材料を形成する。両方のスキン層を取り付けるために、溶接、ラミネート、接着、はんだ付けなどの任意の適切な手段を使用することができる。サンドイッチセル壁の両方のスキン層は、巨視的セルの少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続されている。そのような接続は、接続部にわたる張力およびせん断力または圧縮力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、スキン層などの層の接続部は、溶接または接着によって接続することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。したがって、接続は、任意選択的に、サンドイッチセル壁の高さ全体に沿って、すなわち、その上から下まで形成することができ、したがって縁部接続が形成される。接続は上から下まで延伸する必要はなく高さの一部にのみにわたって形成することができる。接続は不連続であってもよいが、接続は点接続であってはならない。
【００４６】
図１を参照すると、本発明は、巨視的ハニカムコアの形態の階層型（メゾスコピック／巨視的）サンドイッチコア１０に関し、例えば、セルは３つ、４つ、または６つのセル壁１〜６を有し、セル壁１〜６はサンドイッチセル壁である。３つ、４つ、または６つのセル壁（すなわち、三角形、正方形、長方形、六角形）を有する規則的な構造は、モザイク式にすることができる、すなわち隙間のない繰り返し構造に形成することができる（図１３を参照）。図１３を参照すると、巨視的セル構造は、３アームモチーフ５１を有する六角形セル５０、各列が隣接する列からオフセットされている、３アームモチーフ５３を有する正方形または長方形のセル５２、各列のセル壁が隣接する列のセル壁と整列されている、４アームモチーフ５５を有する正方形または長方形のセル５４、各列が隣接する列からオフセットされている、４アームモチーフ５７を有する三角形セル５６、または、各列のセル壁が隣接する列のセル壁と整列されている、６アームモチーフ５９を有する三角形セル５８を含むことができる。３つ、４つ、または６つのセル壁を有するこれらのタイプの構造は、３アーム（５０、５１、５２、５３）、４アーム（５４、５５、５６、５７）、６アーム（５８、５９）構造などのマルチアームから形成することができ、３本、４本、または６本のアームなどのアームが中心から発散するように放射状に広がる。セル壁は、巨視的ハニカムコアの巨視的セルの一部である。
【００４７】
図２Ａを参照すると、セル壁１〜６を構成するサンドイッチ材料２０は、各主面上に１つずつ、外側スキン層２２、２４を有する。サンドイッチ材料は、外側スキン層２２、２４の間にメゾスコピックコア２６を有する。外側スキン層２２、２４は、メゾスコピックコア２６に接続、取り付け、または接合される。そのような接続は、接続部にわたる張力または圧縮力もしくはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、スキン層などの層の接続部は、溶接などの融着によって接続することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。結合は不連続にすることができるが、単一点接続であってはならない。
【００４８】
メゾスコピックコア２６は、例えば、メゾスコピックハニカムセルまたは発泡体セルの形態の空洞２８を有する。例えば、メゾスコピックハニカムセルまたは細長い発泡体セルの長手方向軸は、組み立てられた階層型サンドイッチコアの巨視的ハニカムセルの長手方向軸に垂直であることが好ましい。サンドイッチ材料２０は、例えば、溶接可能な熱可塑性材料などの融着に適した熱可塑性材料または熱可塑性複合材料から作成することができるが、代替的に接着剤または糊によって接合することができる金属または熱硬化性複合材料から部分的または完全に作成されてもよい。本発明の実施形態による巨視的ハニカムコアの形態の階層型サンドイッチコア１０は、従来のハニカムのモノリシック単層または二重層セル壁よりも良好な、重量あたりの圧縮座屈およびせん断座屈性能を提供する、すべてのセル壁が単一サンドイッチ材料セル壁である巨視的ハニカムの形成により、重量あたりの優れた機械的特性を有することができる。
【００４９】
溶接継手などの融着接合部がサンドイッチ材料層の間に作成される場合、これにより、サンドイッチ材料層のスキン層を長手方向に垂直に向けることができる。これは、一方向繊維強化テープをサンドイッチセル壁のスキンとして使用する場合に重要な利点である。
【００５０】
完全に規則的な巨視的ハニカムセルは、３本、４本、または６本の放射アームが中心で接合されているなど、複数の放射アームが中心で接合されている反復モチーフから構成されている。各巨視的ハニカムセルに関して、３アームモチーフを繰り返し使用する結果として、２つの放射アームが１つの巨視的ハニカムセルの一部の２つのセル壁を形成し、第３のアームが隣接する巨視的ハニカムセルの単一のセル壁を形成する。複数の巨視的ハニカムセルのセル壁１〜６などの、複数の巨視的ハニカムセルの各セル壁は、単一の厚さ、すなわちサンドイッチ材料２０からなる。
【００５１】
３本の放射アームを有する本発明の実施形態に使用するモチーフが、図３に概略的に示されている。モチーフは３つのアーム２０−１、２０−２、２０−３を有し、各アームはそれぞれ２つの外側スキン層２２−１，２４−１；２２−２，２４−２；２２−３，２４−３およびコア２６−１、２６−２、２６−３を有する。コア２６−１〜２６−３は、メゾスコピックハニカムコアまたは発泡体コアを含む。３つの放射アームの中心で、これらは任意のアーム２０−１，２０−２，２０−３の両方のスキン層２２−１，２４−１；２２−２，２４−２；２２−３，２４−３が、好ましくは、アームの中央会合点において別のアームの少なくとも両方のスキン層に永続的に接続され、好ましくはすべてのアームのスキン層に永続的に接続され、結果、外側スキン層２２−１，２４−１；２２−２，２４−２；２２−３，２４−３が３本の放射アームの中心を通じて機械的に連続するように、ともに接続される。接続は、巨視的セルの高さＬ（図２Ａおよび図２Ｂを参照）に沿って行うことができ、したがって、ライン接続が作成される。高さＬ全体に満たない接続もまた、本発明の範囲内に含まれる。しかしながら、この場合でも、接続は点接続ではなく、巨視的セルの上部から下部までサンドイッチ材料２０に沿って分散され、その一部である。永続的な接続は、例えば、溶接（例えば、熱または音波溶接）、はんだ付けなどの融着、または接着剤もしくは糊を用いて行うことができる。したがって、最終的な巨視的ハニカムにおいて、各サンドイッチセル壁の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接サンドイッチセル壁の両方のスキン層に接続され、好ましくは、それらが接合されるすべての隣接セル壁のすべてのスキン層に接続される。接続は、接続部にわたる張力または圧縮力もしくはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。
【００５２】
任意選択的に、接続は、巨視的セルのセル壁の上から下まで、すなわち長さＬに沿って連続的であり得る。
【００５３】
図１に示されるような巨視的コア１０の製造のための出発材料が、図２Ａに示される。それらは、メゾスコピックサンドイッチ材料２０の２つの別個の層を含み、それらの各々が、２つの外側スキン層２２、２４およびメゾスコピックコア２６を有する。この実施形態では、メゾスコピックサンドイッチ材料２０の要素の１つは、ナイフエッジまたはウェッジ３６を含む（図２Ａを参照）。メゾスコピックコア２６は、ハニカムセルまたは発泡体セルを含むことができる。サンドイッチ材料２０の外側スキン２２、２４、および／もしくはメゾスコピックコア２６、またはサンドイッチ材料２０全体は、ポリマーホイル、類似または異なる材料のラミネート、繊維強化を有するポリマー複合材、またはポリマー含浸を有する繊維層などの熱可塑性材料から作成されてもよい。これらの各々は、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンまたはポリプロピレンまたはポリアミンなどのポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＥＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ＰＩまたは他の熱可塑性ポリマーの単独のものまたは混合物または共重合体から作成されてもよく、またはアルミニウム、鋼もしくはチタンなどの金属または熱硬化性複合材料から作成されてもよい。それらはまた、メッシュ、グリッドまたは目の粗い織りまたは不織材料のような空気透過性または水透過性の材料、または、穿孔プラスチックまたは穿孔金属ホイルから作成して、階層型サンドイッチコア材料の通気を可能にすることができる。
【００５４】
サンドイッチ材料２０がナイフエッジまたはウェッジ３６を有するいくつかの実施形態で使用するためのサンドイッチ材料２０のいくつかのスキン層２２および２４は、スキン層または層２２、２４をナイフエッジまたはウェッジ３６まで拡張する拡張部３２、３４を有する。そのような拡張部３２、３４は、コア２６の一部を除去してスキン層２２、２４の２つのフラップ３２、３４を生成し、次いでフラップをともに接合することにより、またはコア２６およびスキン層２２、２４の一方の一部を除去して、他方のスキン層２４、２２の残りの部分を、ナイフエッジまたはウェッジ３６を包み込み、他方のスキン層２２、２４と接合するのに十分な長さにすることによって形成することができる。この要素を準備する別の方法は、サンドイッチ層２０の端部を押しつぶすかまたは溶融して、ナイフエッジまたはウェッジ３６においてスキン層２２、２４の拡張部３２、３４を一緒にすることである。メゾスコピックコアが発泡体である場合、発泡体を潰すことは、圧力と熱の両方を加えることによって達成することができる。ナイフエッジまたはウェッジ３６の形成は、図２Ａおよび図４Ａに概略的に示されている。
【００５５】
３つのアーム２０−１〜２０−３などの複数のアームをともに結合してモチーフを形成する方法が、図４Ａおよび図４Ｂに概略的に示されている。外側スキン２２および２４を有するサンドイッチ材料２０（図２Ｃ参照）の平坦な片から始めて、開口部３５は、サンドイッチ材料２０の少なくとも第１の外側スキン層２２の切削加工（切断を含む）およびメゾスコピックセルを有するサンドイッチ材料２０のメゾスコピックコア２６の切断または除去によって作成される。図２Ｂを参照されたい。これにより、モチーフの２本のアーム２０−２および２０−３が形成される（図２Ｂおよび図４Ｂを参照）。サンドイッチ材料２０の開口部３５は、サンドイッチ材料２０の幅であるサンドイッチ材料２０の全長Ｌにわたって延在することが好ましい。切削加工は結果として、モチーフの少なくとも第１のアーム２０−２および第２のアーム２０−３のチェーンを形成することができ、それにより、少なくとも第１のアーム２０−２および第２のアーム２０−３がともに、例えば無傷の残りの第２のスキン層２４（図２Ｂを参照）または切削加工位置、すなわち開口部３５に被着される個別の接着ホイルによって接合される。したがって、２つのアーム２０−２、２０−３は、第２のスキン層２４から形成されるヒンジまたは代替的にホイルによって接合することができる。２つのアーム２０−２および２０−３は各々、巨視的ハニカムコアのサンドイッチセル壁になる。さらなるアーム２０−１は、ナイフエッジまたはウェッジ３６まで形成されたスキン層２２および２４の拡張部３２、３４を有するナイフエッジまたはウェッジ３６によって形成される（図２Ａおよび図４Ａを参照）。本発明のいくつかの実施形態では、次にアーム２０−２および２０−３を回転させて、アーム２０−２と２０−３との間の開口部３５を開く（図２Ｃおよび図４Ｂを参照）。次に、アーム２０−１のナイフエッジまたはウェッジ３６および拡張部３２、３４は、例えば音波溶接を含む溶接などの融着、はんだ付け、または接着剤もしくは糊によって、アーム２０−２と２０−３との間の開口部３５へと永続的に接合される。１つの方法は、アーム２０−１のナイフエッジまたはウェッジ３６および隣接するスキン層３２を受け入れ、加熱／溶融／軟化するとともに、ためのＶ字溝と、アーム２０−２と２０−３との間の開口部３５に嵌合し、それを加熱／溶融する三角形の突出部３４とを有する加熱されたツール３０（図４Ｂを参照）を使用することである。加熱ツール３０を使用して、アーム２０−１の端部の材料ならびにアーム２０−２および２０−３の材料は、軟化または溶融のように融着され、その後、ツール３０が取り外され、アーム２０の尖った端部２０−１がアーム２０−２と２０−３との間の開口部３５に導入される。アーム２０−１の尖った端部またはナイフエッジまたはウェッジ３６は、溶融／接合／接続または接着剤による接着などの任意の適切な形態の融着によって２０−２と２０−３との間の開口部３５へと接合され、または形状嵌合されて、ともに接合されているスキン層接合部２１、２３、２５を含む、中心で接合された放射アーム２０−１〜２０−３（図３を参照）を有する３アームモチーフを形成する。アーム２０−１の端部ならびにアーム２０−２および２０−３の材料は、サンドイッチ材料２０の全幅にわたって軟化または溶融のように融着される。アーム２０−１の尖った端部は、サンドイッチ材料の幅にわたって延伸する縁部であり、これは、アーム２０−２と２０−３との間の開口部３５に導入される。アーム２０−１の尖った端部またはナイフエッジまたはウェッジ３６は、サンドイッチ材料２０の全幅またはその一部にわたって、単一点接続のみを除く溶融／接合／接続などの任意の適切な形式の融着によって、２０−２と２０−３との間の開口部３５に接合される。これにより、サンドイッチ材料２０の全幅にわたって中心で接合された放射アーム２０−１〜２０−３を有する３アームモチーフが形成される。スキン層接合部２１、２３、２５は、この手順によって接合され、結果として、良好な機械的特性を提供する接続を通じてスキン層の連続性がもたらされる。接続は、接続部にわたって張力、圧縮力またはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、接続部は、溶接などの融着によって作成することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。接合は不連続であってもよいが、単一点接続はあまり好ましくないか、または好ましくは回避する必要がある。
同様の方法で、４本または６本などのより多くのアームを接合することができる。
【００５６】
この３アームモチーフを繰り返し、これらを結合することにより、サンドイッチ材料のセル壁が巨視的ハニカムコアから形成される。３アーム構造を使用した４面（例えば、正方形、四角形、または長方形）ハニカムコアの場合、サンドイッチ材料の開口部３５の各側にあるアームの回転／折りたたみ／開口部は必要ない（図１３、ハニカムコア５２の３アームモチーフを示す参照符号５３を参照）。代わりに、切削加工が、回転を必要とせずに、サンドイッチ材料の幅にわたって適切な形状の開口部３５を作るべきである。４アームなどのマルチアーム構造を必要とする他のハニカムコアの場合（図１３、ハニカムコア５４の４アームモチーフを示す参照符号５５またはハニカム５６の４アームモチーフの参照符号５７）、２つのアームを同時に１つの開口部３５へと接続することができる。６アーム構造（図１３、ハニカムコア５８の６アームモチーフの参照符号５９）の場合、６本のアームが一緒になり、同時に接続される。
【００５７】
巨視的ハニカムコアのセル壁の数に関係なく、この方法は、次いで、切削加工および接続ステップを繰り返して、例えば、３、４、または６アームモチーフなどの接続されたマルチアームの第１の列を形成することによって継続する。３アーム、４アーム、６アームモチーフなどのマルチアームの中心を結合するために使用されるのと同じタイプの接続を繰り返すことにより、第１の列を他の列に接続して、例えば、列に適用される、図４Ａから図４Ｂを参照して説明されたような接続方法を使用してサンドイッチセル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成することができる。第１の列は、３アーム、４アーム、６アームのモチーフなどのマルチアームの中心に接合するために使用される接続とは異なるタイプの接続を繰り返すことにより、他の列に接続することができる。例えば、３アーム、４アーム、または６アームモチーフなどのアームは、溶接によって中心において接合されてもよく、一方で、列は接着剤または糊によって接合されてもよく、または、その逆にしてもよい。これらの方法の結果として、巨視的ハニカムコアのセルのセル壁において、各サンドイッチセル壁の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接サンドイッチセル壁の両方のスキン層に接続され、好ましくは、すべての隣接セル壁のスキン層に接続される。
【００５８】
３、４、または６アームモチーフなどのマルチアームの列は、３、４、または６アームモチーフなどのマルチアームの多くの列を切断して、所望の巨視的ハニカム厚さ（図９ＢのｔＣ）の列を得ることができるように、巨視的ハニカム構造の厚さ方向（図９ＢのｔＬ）に長いことが好ましい。列を繰り返し接続することは、実現しやすく、最初に所望の厚さにカットするときに自動化することができる。
【００５９】
以下は、３アームモチーフおよび六角形巨視的セルの生成について説明するが、本発明はそれに限定されない。図５Ａ〜図６Ｂは、半六角形セル材料の長いストリップを形成するために使用することができるように成形されたミラー加熱要素４０を示す。各ストリップは、図の平面に垂直な方向に最大３ｍなどまで長くすることができ、生産ラインの端部において長さ方向に切断することができる。この第１のステップでは、加熱要素４０を使用して、サンドイッチ材料２０の３分の１（１つのセル壁）に沿った位置に開口部３５を作成することができる。次に、ミラー加熱要素４０によって加熱した後、これは３０°折り畳み／回転されて（これは、熱可塑性スキンによって良好に機能し、スリットを必要としない）開口部３５を形成する。図５Ｂを参照されたい。次に、成形された加熱要素４０が使用されて、図６Ａおよび６Ｂに示すように、サンドイッチ材料２０の他の縁部から３分の１の位置にさらなる開口部３５が作成され、続いて回転される。
【００６０】
ミラー加熱要素４０は、標準的な突き合わせ溶接ユニット内の特別なミラー要素とすることができる。しかしながら、図６Ｂに示されるような半六角形の長いサンドイッチストリップはまた、連続的な長手方向のスリットおよび折り畳み／回転プロセスによって作成されてもよい。
【００６１】
図７Ａ〜７Ｃは、加熱ツール４０を使用した、第２のサンドイッチ材料２０の、図６Ｂの第１のストリップへの融着、例えばミラー溶接を示している。サンドイッチ材料２０のストリップは、外側スキン層２２、２４の各長部（複数可）を備えて形成されるナイフエッジまたはウェッジ３６を有し、ナイフエッジまたはウェッジ３６は、例えば、図７Ｂに示されるように開口部３５の１つに融着、例えば溶接されて、図７Ｃに示される構造をもたらし、これは、中心において接合された３本の放射アームのＹ字モチーフをすでに含む。加熱ツール４０は、各開口部３５を作成し、続いて回転させるために使用される。
【００６２】
次いで、加熱ツール４０を使用して、より多くの開口部３５を作成し、続いて回転させて、図７Ｃの２つの第１のストリップへの第３のストリップのミラー溶接を示す図８Ａ〜図８Ｃに示すように、融着によってより尖ったストリップを接合することができる。
【００６３】
このプロセスは、１６個のストリップを接合した後の、例えば融着／溶接した後の半六角形セルの１つの列を示す図９Ａに示すような構造が作成されるまで、加熱ツール４０を使用してストリップ内にさらに開口部３５を作成し、続いて回転させ、尖ったストリップと融着接続することによって継続される。これらのストリップは、例えば突き合わせ溶接機器の長さにのみ依存して、例えば３ｍ長など、まだ長くなる可能性がある。好ましくは、溶接された長いストリップから作成されたシートは、次いて、多くのより小さな列に切断されて、例えば、最終的な巨視的コア厚さｔＣを形成するために必要なものにされる（図９Ａの構造が所望の厚さｔＣに切断されている図９Ｂに概略的に示されている）。より薄いストリップへの切断は、従来のソーイングによって行うことができ、本発明の実施形態ではブロック切断は必要ない。しかしながら、代替的に、ハニカムブロックを製造することができ（例えば、列が接合されている間に引き出される加熱されたミラー溶接シートを用いて）、ハニカムシートをそのようなブロックから鋸によって切断することができる。
【００６４】
図９Ｃおよび図９Ｄは、第２の列および第３の列を第１の列に溶接するときの、加熱要素４０を有するミラー溶接機器の上面図を示す。前述のように、加熱ツール４０が使用されて、開口部３５が作成され、続いて回転および融着される。巨視的コアのサイズを大きくするには、図９Ｃおよび図９Ｄに示すように、１つの新しい列が前の列に結合され、これには、次の列を巨視的セルの幅の半分だけ交互にシフトする必要がある。標準の突き合わせ溶接ユニットを列の接合に使用して、列を融着／溶接して巨視的ハニカムコアを形成する方法をもたらすことができる。
【００６５】
ストリップを処理するさらなる方法は、溶接プロセスのために、列を交互にシフトするステップまたはミラー加熱ツール４０をシフトするステップを回避することを目的とする。このプロセスは、上記の方法で２列ユニットを形成し、次いで、それらを接合する。一度に２つの列を結合する、すなわち１つの２列ユニットを別の２列ユニットに結合すると、シフトが回避され、図１０Ｂから理解できるように２倍の高速溶接プロセスももたらされる。さらに、２列ユニットにおいて一度に２列の操作を行うと、安定性が高まり、結果、セル壁が接続、例えば溶接プロセスなどの融合プロセスにより適切な位置に留まる。
【００６６】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す２列ユニットはまだ、通常のブレードソーによって長さ３ｍのシートから切断することができる。
【００６７】
上記の方法の合理的に高速なプロセスでは、（例えば、２．５ｘ１．２ｍの一般的なコアサイズの場合）いくつかの２．５または３ｍ長の列がともに溶接されて、１．２ｍ幅のコアが作成されるように、列または２列ユニットをコアの長さ方向において接合、例えば融着／溶接される必要がある。
【００６８】
様々な方法を使用して２列ユニットを作成することができ、その各々が本発明の実施形態である。図１１Ａ〜図１１Ｃは、加熱ツール４０を使用して開口部３５を生成し、続いて回転させ、さらに尖ったストリップに接合する、半六角形セルの単一の列の形成を示す。図１２Ａおよび図１２Ｂは、２列ユニットを作成するために、例えば、この基本要素（３次元では３ｍの長さであり得る）を融着／溶接することによって、図１１Ｃに示されるタイプの複数の要素がどのように接合され得るかを示す。１つのミラー加熱要素４０を使用して２つの溶接を同時に行うことができるため、この融着／溶接はより速くなることもできる。
【００６９】
２列ユニットは、例えば図１２Ｂに示すような溶接プロセスのステップなどの、別の接合によって追加の要素を接合することによって、常にサイズが増大し得る。
【００７０】
上記の実施形態のいずれかの方法を使用して、巨視的ハニカムコアの形態の階層型サンドイッチコアを有するシートを作成することができる。巨視的ハニカムコアは、メゾスコピックセル構造から作成されているセル壁を備えたセルを形成する周期的格子材料を含むことができる。階層型サンドイッチコアはセルの列を備え、各セルは、要素間の熱可塑性ホイルなどの接続ホイルによって連結されたセル壁（例えば３つ、４つ、６つの壁）を有する凸多面体を形成する要素の１つまたは複数のチェーンを備える。凸多面体形状のセルは、３本、４本、または６本の放射および発散するアームをそれぞれ有する３、４、または６アーム構造などのマルチアーム構造を繰り返し取り付けることによって形成され、例えば溶接、はんだ付け、のり付けによって、または接着剤を用いて中心において接合される。ともに接合されて列に構成された凸多面体は、それによって、巨視的ハニカムセルを有する巨視的ハニカムコアを形成する。次いで、このコアは、ガラス繊維または炭素繊維強化材を含む熱可塑性または熱硬化性複合材などのプラスチックまたは複合材層、鉱物強化層、アルミニウム、鋼またはチタン層などの金属層、木材層または木繊維ベースの層、スレート層などの石材層などの１つまたは複数のカバー層によって被覆することができる。被覆層は、積層、接着、圧力、溶接、はんだ付けなどによって、巨視的ハニカムコアの一方または両方の主面に接続することができる。
【００７１】
階層型サンドイッチコアは、サンドイッチセル壁が非常に座屈しにくいため、巨視的セルサイズがかなり大きくなる可能性がある。これにより、非常に密度が低くなり、巨視的コアの製造プロセスが速くなる。階層型サンドイッチハニカムのサポート間のカバー層またはスキンの座屈（巨視的ディンプル）を回避するため、少なくとも階層型サンドイッチ構造の圧縮荷重側でサンドイッチスキンを使用することが可能である。そのようなサンドイッチスキンは、スキン層およびメゾスコピックハニカムコアを含み得、巨視的ディンプルを防ぐのに十分な曲げ剛性を有するのに十分な厚さでなければならない。
【００７２】
階層型サンドイッチコアの巨視的セルは、断熱性能を高めるために、例えば発泡体、繊維材料、または酸化ケイ素のような粉末によって充填することができる。サンドイッチセル壁により、材料は非常に良好な面外断熱性能を備え、セルサイズが大きいほどセルの充填が容易になる。サンドイッチセル壁の良好な耐屈曲性と大気潮汐接続、およびサンドイッチセル壁のスキンにおけるバリア層の使用は、巨視的セル内を真空に保つことを可能にし、これによって断熱性能が向上し、材料の密度が低下する。
【００７３】
本発明は、その範囲内に、中心において永続的に接合されている３本、４本、または６本の放射および発散アームを備える３、４、または６アーム構造などのマルチアームを作成する様々な方法を含む。３アーム構造は、例えばＹ字構造またはＴ字構造にすることができる。このような各構造は、第１の主面および熱可塑性コアを有する第１のシートから作成されている第１のアームおよび第２のアームを有し、第１のアームおよび第２のアームは、第２の熱可塑性ホイルから形成されるヒンジによって接合されるチェーンに形成され、第２のシートの近位端が、第１のアームと第２のアームとの間の開口部へと接合されている。第１のアームは、第２のアームに対して１００°〜１８０°、例えば１２０°の反射角を形成することができ、第２のシートは反射角を２等分して、Ｙ字またはＴ字構造の第３のアームを作成する。アームは、好ましくは、接続を通してスキン層の連続性が存在するような方法で接続されるべきである。
【００７４】
例えば、１つのサンドイッチ材料内の開口部は、第１のＶ字形状を有することができ、第２のまたは別のサンドイッチ材料の近位端は第２のウェッジ形状またはナイフエッジＶ字形状を有することができ、第２のＶ字形状または複数のＶ字形状は、第１のＶ字形状へと接合される。
【００７５】
開口部は、第１のスキン層およびメゾスコピックコアの切削加工（切断を含む）によって作成されて、第２のスキン層から形成されるヒンジによって接合される少なくとも第１のサンドイッチセル壁要素および第２のサンドイッチセル壁要素のチェーンを形成する。セル壁はまた、サンドイッチセル壁要素における溶融／接合／接続によって追加されてもよい。第３のサンドイッチセル壁のスキン層は、第１のサンドイッチセル壁と第２のサンドイッチセル壁との間のヒンジにおいて接続されて、３つのアームと、３つのアームを中心において接合する第１の永続的接続部とを有する第１のＹ字構造またはＴ字構造を作成する。
【００７６】
続いて、これらの切断または切削加工および接続のステップが繰り返されて、接続されたＹ字またはＴ字構造の第１の列が形成される。Ｙ字またはＴ字構造のより多くの列が構築され、ともに接合されて、サンドイッチセル壁を有する巨視的ハニカムコアが形成される。
【００７７】
Ｙ字またはＴ字構造の列は、好ましくは、Ｙ字またはＴ字構造の多くの列が切断されて、所望の巨視的ハニカム厚さの列が得られるように、巨視的ハニカム構造の厚さ方向に長い。列を繰り返し接続することは、実現しやすく、最初に所望の厚さにカットするときに自動化することができる。
【００７８】
本発明の実施形態は、開口部を形成する必要がない。図１４に示されるように、サンドイッチ材料２０の片は、外側スキン層がともに接合された鋭利な端縁を備えて準備され得る。例えば、溶接などの融着、はんだ付けによって、または、接着剤もしくは糊を用いて、２片または３片すべてがともに接続される。図１４ではアームの数は３であるが、例えば最大４または６など、数は増やすことができる。これらの構造のすべてにおいて、サンドイッチ材料の外側スキン層は、隣接セル壁のスキン層への接続を通じて接続され、例えばサンドイッチ材料２０の片の両方のスキン層は、隣接するすべてのセル壁のすべてのスキン層に接合される。
【００７９】
本発明のいずれかまたはすべての実施形態において、接続部は、接続部全体に張力、圧縮力またはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、接続部は、溶接などの融着によって作成することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。接合は不連続であってもよいが、単一点接続はあまり好ましくないか、または好ましくは回避する必要がある。
【００８０】
本発明のいずれかまたはすべての実施形態において、階層型サンドイッチコアは、各々が、メゾスコピックハニカムセルを有するメゾスコピックコアの第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有するサンドイッチセル壁から作られたハニカムの形態とすることができ、各サンドイッチセル壁の両方のスキン層が、少なくとも１つの隣接サンドイッチセル壁、好ましくはすべての隣接サンドイッチセル壁の両方のスキン層に接続されている。メゾスコピックセル構造は、発泡体から作成することができ、または周期的格子材料から作成されているか、または発泡体で充填された周期的格子材料から作成されている。
【００８１】
図１４に示されるようなサンドイッチ材料２０の要素は、本発明の実施形態に従って様々な方法でともに接合され得る。３本、４本または６本のアームのようなアームは、様々な異なる方法で巨視的ハニカムコアの単一の厚さのセル壁を形成するためにともに連結される。例えば、図１５を参照すると、一片のサンドイッチ材料２０に、サンドイッチ材料上のスキン層がともに接合される尖った端縁、ならびに、その長さの約３分の１および３分の２の２つのスリットが設けられている。外側の要素が回転されて、３面中空Ｕ字形構造が形成される。これは、単一の接続によって、例えば、溶接またははんだ付けなどの融合によって、または、接着剤もしくは糊を用いて類似の構造に取り付けられる。このプロセスを繰り返すことにより、半六角形構造が生成される。列を説合することにより、六角形セルが形成される。
【００８２】
例えば、図１６を参照すると、一片のサンドイッチ材料２０に、両端において、および中央においても尖った端縁が設けられ、この点においてサンドイッチ材料が切断されて、２つの別個の片が生成される。サンドイッチ材料２０の各半分の長さの片の約３分の１および３分の２に合計４つのスリットが作成される。２つの片の外側要素は回転されて、開口部３５を備えた２つの３面中空Ｕ字形構造が形成される。次いで、これらが互いに取り付けられて、例えば、溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いて６要素構造が形成される。この６要素構造は、２つの接続によって、例えば、溶接またははんだ付けなどの融合によって、または、接着剤もしくは糊を用いて同様に準備された６要素構造に取り付けられる。このプロセスを繰り返すことにより、六角形および半六角形構造が生成される。
【００８３】
例えば、図１７を参照すると、サンドイッチ材料の３つの別個の片２０に各々、例えば、溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いてサンドイッチ材料上のスキン層がともに接合されている尖った端縁が設けられる。外側要素が回転および接続されて、例えば、溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いて３面中空Ｕ字形構造が形成される。これらの３要素型構造の多くは、ともに積み重ねられる。３要素構造の各々は、別個に取り上げられ、単一の接続によって、例えば、溶接またははんだ付けなどの融合によって、または、接着剤もしくは糊を用いて類似の構造に取り付けられる。このプロセスを繰り返すことにより、半六角形構造が生成される。
【００８４】
本発明の実施形態による巨視的ハニカムのセルおよびセル壁を作成するために他の方法を使用することができる。図１８に示すように、２片のサンドイッチ材料２０が準備される。一方の片の端部で、コア２６が除去されるか、または溶融され、拡張部３２、３４がともにプレスされ、例えば、溶接もしくははんだ付けのように融合され、またはともにのり付けまたは接着されて、好ましくはフックを形成する。そのような準備された２片は、ともにスライドされ、それら自体に、またはさらに別のそのような片またはサンドイッチ材料２０のより多くのそのような片に、例えば溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いて接続されて、３アーム構造を形成する。要素の数は、例えば４または６アーム構造を形成するために、例えば４または６などの４以上にすることができる。この実施形態は、１種類のサンドイッチ材料２０の片のみが必要とされるという利点を有する。
【００８５】
図１９を参照すると、図１８を参照して説明された６つの要素が、例えば溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いて接続されて、６要素Ｕ字形製品を形成する。そのような製品は、単一の接続によって、例えば溶接もしくははんだ付けなどの融合によって、または、糊もしくは接着剤を用いて接合されて、半六角形の列を形成する。
【００８６】
本発明はまた、階層型サンドイッチコアを作成するための装置を含む。
例えば、いくつかのサンドイッチセル壁のナイフエッジまたはウェッジの溶接などの融合が、例えば３つのサンドイッチセル壁についての図２０に概略的に示されている。いくつかのサンドイッチセル壁のナイフエッジまたはウェッジを備えたサンドイッチ材料２０の要素は、加熱されるコーナ要素６１を備えたシート６０の形態の溶接ツールを使用して、図２０に示すように、いくつかのＵ字形製品の開口部に融合、例えば溶接される。連続的に製造されたサンドイッチ材料が、切断され、尖った端縁を有して仕上げられ、Ｕ字形製品に直接インラインで折りたたまれる。ツール６０は、例えば、Ｕ字形製品を巨視的ハニカムのいくつかの列に接続するために、ミラー溶接プロセスにおいて使用することができる。
【００８７】
本発明の一実施形態は、メゾスコピックコアを有するサンドイッチ材料から作成される巨視的セルおよび巨視的セル壁を有する巨視的ハニカムの形態の階層型サンドイッチコアを作成するための装置を提供し、サンドイッチ材料は、第１の主面上の第１のスキン層および第２の主面上の第２のスキン層を有し、巨視的ハニカムのセル壁を形成する各サンドイッチ材料の両方のスキン層は、少なくとも１つの隣接セル壁の両方のスキン層に接続され、装置は、
中心および中心から発散して放射する少なくとも３本のアームを有する接続ユニットを作成するために、複数のサンドイッチ材料片を接続するための手段であって、中心において、各アームの両方のスキン層が、接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される、接続するための手段と、
第１の接続ユニットのアームの両方のスキン層が第２の接続ユニットの少なくとも１つの隣接するアームの両方のスキン層に接続される接続によって、第１の接続ユニットを第２の接続ユニットに接合するための手段と、
接続された接続ユニットの列を形成するために接合ステップを繰り返すための手段と、
サンドイッチ材料から作成されている巨視的セル壁を有する巨視的ハニカム構造を形成するために、接続ユニットの列を繰り返し接続するための手段とを備える。
【００８８】
本発明のいずれかまたはすべての実施形態において、接続部は、接続部全体に張力、圧縮力またはせん断力を伝達することができる。例えば、特有の結合はないが形状適合接続を備えた形状適合接続部も、張力を伝達するように適合させることができる。さらなる例として、接続部は、溶接などの融着によって作成することができ、または接着剤もしくは糊によって接合することができる。接続の手段、すなわち、溶接または接着は、オプションとして、巨視的セルのセル壁の上から下まで連続的であり得る。ただし、全体に満たない高さに沿って接着することもできる。接合は不連続であってもよいが、単一点接続はあまり好ましくないか、または好ましくは回避する必要がある。
【００８９】
例えば、階層型ハニカムを形成するための装置は、以下のような装置Ａ）を含むことができる。
【００９０】
サンドイッチ材料２０（図１７を参照）の要素を、それらを所望のセル壁長さに切断し、プレスし、例えば端部をともに溶接するか、または、接着剤によって融合することにより、端部が鋭利になるように準備する手段（７０）。
これらの要素の３つを案内し、Ｕ字形構造に構成する手段（７１）。
【００９１】
要素の端部を加熱し、要素を押し合わせて接続部を融合し、３要素Ｕ字形構造を形成するか、または接着剤によって３つの要素をミラー溶接する手段（７２）。
【００９２】
そのような機器は、バッチ式に機能することができ、要素は連続的に製造される要素に連続して一定の長さに切断され、サンドイッチ材料のいくつかの要素が接続された後にのみ一定の長さに切断される。
【００９３】
このプロセスが繰り返されて、ピックアンドプレースロボットによって配置されるか、または単にスタックに落とされる３要素Ｕ字形構造が多数形成される。
【００９４】
スタックから、３要素Ｕ字形構造の１つがローラ（７３）によって自動的に所定の位置に供給され、ミラー溶接機器（７４）などの融合機器によって加熱されて、３要素Ｕ字形構造の一端を、以前に作成された３要素Ｕ字形構造に融合することによってまたは接着剤によって接続する。
【００９５】
必要な回数だけ繰り返して、図１７に示すように、半ハニカムセルの列を形成する。次いで、これらの列が、例えば図９Ｃおよび図９Ｄに示すようにミラー溶接機器（４０）によって溶接され、または接着剤によって融合される。
【００９６】
図２０は、ツール（６０）のようなシート上の加熱要素（６１）によるミラー溶接などの（または接着剤による）より連続的な融合のための様々な機器を示している。
【００９７】
このようなツールは、以前に作成したＵ字形要素に多くの要素を同時に溶接して、半ハニカムセルの列を高速プロセスにおいて製造して形成することを可能にする。
【００９８】
プロセスを繰り返して、要素の１つの列を半ハニカムセルの列に接合する。図２０に示すように、次いで、これらの列が、例えば図１０Ｂに示すようにミラー溶接機器（４０）によって溶接され、または接着剤によって融合される。
【００９９】
例えば、階層型ハニカムを形成するための装置は、以下のような装置Ｂ）を含むことができる。
【０１００】
ホイルで接合された要素を残して開口部３５を開くための切削加工ツールを含む、鋭利な端部を有するようにサンドイッチ材料２０の３つの要素を準備するための手段（図１５を参照）。
３要素片を案内し、Ｕ字形構造に構成する手段。
【０１０１】
開口部（３５）および端部（３６）を加熱することによってＵ字形構造を融合、例えばミラー溶接し、それらを融合して（または接着剤によって）半ハニカム列を形成する手段。
【０１０２】
ピックアンドプレースロボットを使用して、半ハニカム列を別の半分のハニカム列を有する位置に配置し、例えば図２０に示すようにミラー溶接し、または接着剤を用いてそれらを融合する。
【０１０３】
プロセスを繰り返して、１列の要素を半ハニカムセルの列に接合する。図９Ｂに示すように、次いで、これらの列が、所望の厚さ（ｔＣ）に切断され、例えば図９Ｃまたは図１０Ｂに示すようにミラー溶接機器（４０）によって溶接され、または接着剤によって融合される。
【０１０４】
さらに、
上記の実施形態のすべてにおいて、サンドイッチ層２０のメゾスコピックハニカム構造は、セル壁を有するセルを有することができ、セルは、巨視的ハニカムコアのセル長手方向軸に対して直角である、メゾスコピックハニカム構造のセル長手方向軸を有する。
【０１０５】
上記実施形態のすべてにおいて、巨視的ハニカムコアのセル壁および／またはメゾスコピックハニカムサンドイッチ材料のセル壁上のスキンは、熱可塑性ホイル、類似もしくは異なる材料のラミネート、繊維内容物を有するホイル、ポリオレフィン、ポリエチレンもしくはポリプロピレンまたはポリアミン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンイミンまたは他の熱可塑性ポリマー単独または混合物から作成されるホイルから構築することができる。スキンがコアに熱可塑性溶接によって接合することができるように、セル壁のメゾスコピックハニカムコアに熱成形可能ポリマーを使用し、セル壁サンドイッチ材料のスキンに同じ熱可塑性ポリマーからの繊維強化複合材料（例えばＵＤテープに基づく）を使用することが特に有利である。
【０１０６】
上記の実施形態のすべてにおいて、巨視的ハニカムコアのセル壁および／またはメゾスコピックハニカムサンドイッチ材料のセル壁上のスキンは、金属ホイル、アルミニウム、鋼またはチタンまたは他の金属から構築され得る。
【０１０７】
上記の実施形態のすべてにおいて、巨視的ハニカムコアは、六角形または長方形、正方形または四辺形または三角形の形態のサンドイッチセル壁を有することができる。六角形または三角形または長方形、正方形または四辺形は、それぞれ３つ、４つ、または６つの接続部を有するサンドイッチセル壁から形成され、各接続部は、少なくとも１つの隣接サンドイッチセル壁の両方のスキン層への、両方のスキン層の永続的に接合された接続部である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2021513925.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５Ａ】
2021513925.tif 000009
【図５Ｂ】
2021513925.tif 000010
【図６Ａ】
2021513925.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2021513925.tif 000014
【図７Ｃ】
2021513925.tif 000015
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2021513925.tif 000017
【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
2021513925.tif 000019
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
2021513925.tif 000038
2021513925.tif 000039