(57)【要約】本開示のいくつかの実施形態は、付加的に製造されたノードを含む装置に関する。この装置は、ノードと共同印刷される付加的に製造された相互接続部を含む。相互接続部は、ノードをチューブなどのコンポーネントに接続するように構成される。本開示は、付加的に製造されたノードをチューブに結合する方法にも関する。【選択図】図１
2020523222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
付加的に製造されたノード、および
前記ノードと共同印刷される付加的に製造された相互接続部であって、前記相互接続部は、前記ノードをコンポーネントに接続するように構成される、相互接続部、
を含む、装置。
【請求項２】
前記相互接続部は、チューブを含む前記コンポーネントに前記ノードを接続するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノードはソケットを含み、前記相互接続部は、前記相互接続部と前記ノードとの間に直線運動の範囲を提供するジョイントを前記ソケットとの間に前記ソケットと一緒に形成する近位端を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ノードはソケットを含み、前記相互接続部は、前記ソケットとの間に前記ソケットと一緒に回転ジョイントを形成する近位端を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記相互接続部の前記近位端は、球形状を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記相互接続部の前記近位端は、楕円形状を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記相互接続部の前記近位端は、蟻継ぎ形状を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記相互接続部は、前記チューブの端部内へと滑り込むように構成された遠位端を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記相互接続部は、前記チューブの端部上を摺動するように構成された端部キャップを有する遠位端を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記ノードは、前記ノードの外面から前記ソケットまで延びる接着剤注入のためのチャネルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ノードは、接着剤注入中に少なくとも部分的な真空環境を可能にするために、前記ノードの外面から前記ソケットまで延びる第２のチャネルを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノードの外面で前記チャネルに接続された接着剤ポート、および前記接着剤ポートに接続された取り外し可能な接着ミキサーをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記ノードは、実質的に円筒形のソケットを含み、前記相互接続部は、前記ソケットの開口の反対側の前記ソケットの内面に接続されたシャフト、および前記シャフトの遠位端にあるヘッドを含み、前記ヘッドは、前記ソケットの前記開口を越えて延長可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ソケットは、前記シャフトの一部の周りに外向きに膨らんだ部分を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記相互接続部上に位置する端部を有するチューブをさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記チューブの前記端部は、前記シャフトの前記部分の周りに外向きの膨らみを有する部分を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ソケットの前記内面と前記相互接続部の前記ヘッドとの間の前記チューブの前記端部にハイドロフォーミング材料をさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
装置であって、
付加的に製造された第１および第２のノード、および
前記第１および第２のノードと共同印刷される付加的に製造された相互接続部であって、前記相互接続部は、前記第１および第２のノードをチューブに接続するように構成される、相互接続部、
を含む、装置。
【請求項１９】
前記相互接続部は、前記チューブの端部内へと滑り込むように構成された１つ以上のスライドを有する端部キャップを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記１つ以上のスライドは、前記チューブの前記端部へと滑り込むように構成された複数の半円形スライドを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１および第２のノードは、前記チューブの前記端部を前記端部キャップに取り付けるために前記チューブが通ってスライドするスロットを形成するように前記端部キャップと共に配置される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のノードは、前記ノードの外面から前記スロットまで延びる接着剤注入のためのチャネルを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１および第２のノードのうちの一方は、前記第１および第２のノードのうちの前記一方の外面からスロットまで延びる第２のチャネルを含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
付加的に製造されたノードをコンポーネントに結合する方法であって、前記方法は、
ノードを印刷するステップと、
相互接続部を前記ノードと共同印刷するステップであって、前記ノードおよび相互接続部は、付加的な製造プロセスによって共同印刷される、ステップと、
コンポーネントを受け取るステップと、
前記ノードを前記コンポーネントに接続するために前記相互接続部を使用するステップと、
を含む、方法。
【請求項２５】
前記コンポーネントはチューブを含み、前記ノードを接続するために前記相互接続部を使用するステップは、前記ノードを前記チューブに接続するために前記相互接続部を使用するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記相互接続部は、近位端を備え、前記方法は、
前記ノード内にソケットを形成するステップと、
前記相互接続部の前記近位端と、前記相互接続部と前記ノードとの間に直線運動の範囲を提供する前記ソケットと、の間にジョイントを形成するステップと、をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記相互接続部は、近位端を備え、前記方法は、
前記ノード内にソケットを形成するステップと、
前記相互接続部の前記近位端と前記ソケットとの間に回転ジョイントを形成するステップと、
をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記相互接続部の前記近位端に球形端部を形成するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記相互接続部の前記近位端に楕円形端部を形成するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記相互接続部の前記近位端に蟻継ぎ端部を形成するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記相互接続部は遠位端を含み、前記チューブは端部を含み、前記方法は、前記相互接続部の前記遠位端を前記チューブの前記端部へと滑り込ませるステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記相互接続部は遠位端を含み、前記チューブは端部を含み、前記方法は、
前記相互接続部の前記遠位端で端部キャップを形成するステップと、
前記端部キャップを前記チューブの前記端部上でスライドさせるステップと、
をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記ノードの内面から前記ソケットまで延びる接着剤注入のための第１のチャネルを形成するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
前記ノードの外面から前記ソケットまで延びる第２のチャネルを形成するステップと、
接着剤注入中に前記第２のチャネルから少なくとも部分的な真空環境を可能にするステップと、
をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ノードの前記外面で前記チャネルに接続された接着剤ポートを形成するステップと、
取り外し可能な接着剤ミキサーを前記接着剤ポートに取り付けるステップと、
をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記ノードを印刷するステップは、実質的に円筒形のソケットを形成するステップを含み、前記相互接続部を共同印刷するステップは、シャフトであって、前記ソケットの開口と反対側の前記ソケットの内面に接続されるシャフト、および、前記シャフトの遠位端でのヘッドであって、前記ソケットの前記開口を越えて延長可能なヘッド、を形成するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ソケットを形成するステップは、前記シャフトの一部の周りに外向きの膨らみを有する前記ソケットの一部を形成するステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記相互接続部上に前記チューブの前記端部を配置するステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記シャフトの前記部分の周りに外向きの膨らみを有するために、前記チューブの前記端部の一部を変形させるステップをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ソケットの前記内面と前記相互接続部の前記ヘッドとの間の前記チューブの前記端部にハイドロフォーミング材料を適用するステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
付加的に製造されたノードをチューブに結合する方法であって、前記方法は、
第１および第２のノードを印刷するステップと、
相互接続部を前記第１および第２のノードと共同印刷するステップであって、前記第１および第２のノードおよび相互接続部は、付加的な製造プロセスによって共同印刷される、ステップと、
チューブを受け取るステップと、
前記第１および第２のノードを前記チューブに接続するために前記相互接続部を使用するステップと、
を含む、方法。
【請求項４２】
前記チューブの端部に端部キャップをスライドさせるステップをさらに含み、前記端部キャップは、前記チューブの前記端部へと滑り込むように構成された１つ以上のスライドを有する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記１つ以上のスライドは複数の半円形スライドを含み、前記方法は、前記複数の半円形スライドを前記チューブの前記端部へと滑り込ませるステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記スライドが通るスロットを形成するために、前記第１および第２のノードを前記端部キャップと共に配置するステップと、
前記チューブの前記端部を前記端部キャップに取り付けるステップと、
をさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１および第２のノードを印刷するステップは、前記第１のノードの外面から前記スロットまで延びる接着剤注入のための第１のチャネルを形成するステップを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１および第２のノードを印刷するステップは、前記第１および第２のノードのうちの１つの外面から前記スロットまで延びる第２のチャネルを形成するステップを含む、請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１７年６月９日に出願された「共同印刷された相互接続部を有するノードおよびその製造方法」と題する米国特許出願第１５／６１９，３７９号の利益を主張するものであり、そしてその全体が引用により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、一般に、コンポーネントをノードに接続するための付加的な製造技術（ａｄｄｉｔｉｖｅｌｙ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）に関し、より具体的には、ノードをコンポーネントに接続するために使用される相互接続部をノードと共同印刷（ｃｏ−ｐｒｉｎｔｉｎｇ；同時印刷）するための付加的な製造技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
付加的製造（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  （ＡＭ）；積層造形）プロセスでは、３次元オブジェクトを作成するために、１つまたは複数の材料をレイヤーごとに積み上げる。ＡＭ技術は、多種多様な材料から複雑なコンポーネントを製造することが可能である。通常、自立型オブジェクトは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルから製造される。ＣＡＤモデルを使用し、ＡＭプロセスは、レーザービームを使用して粉末材料を焼結または溶解し、次いで粉末粒子を一緒に結合することによって、固体の３次元オブジェクトを作成することができる。ＡＭプロセスでは、独自の形状の３次元オブジェクトを作成するために、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性エラストマー、金属、セラミックなどの異なる材料または材料の組み合わせを使用する場合がある。
【０００４】
いくつかの異なる印刷技術が存在する。このような技術の１つは、選択的レーザー溶解と呼ばれる。選択的レーザー溶解は、粉末材料の融点よりも低い温度での粉末粒子の融合（凝集）を伴う。より具体的には、レーザーはパウダーベッドをスキャンし、構造が望ましい場所でパウダーを一緒に溶かし、スライスされたデータが何も印刷されないことを示す領域のスキャンを回避する。このプロセスは、所望の構造が形成されるまで何千回も繰り返され、その後、印刷された部分が製造機から取り除かれる。
【０００５】
ＡＭプロセスの改善が進むにつれて、より複雑な機械メーカーが、設計において付加的に製造された部品を使用する利点を調査し始めている。これは、低コストで効率的かつ効果的な製造プロセスを達成することが、多くの産業の製造部門の永続的な目標だからである。たとえば、輸送構造の組み立てに関与する自動車産業、航空機製造、およびその他の産業は、常にコスト削減の最適化に取り組んでおり、製造プロセスを改善する機会を探している。部品の結合は、最適化が難しいことが証明されているそのような領域の１つである。たとえば、従来の製造プロセスは、溶接などの技術を使用して別々の部品を結合することに依存しており、溶接には高価な材料が必要であり、時間がかかる場合がある。したがって、こうした技術の改善と潜在的な代替案を、これらの業界の実践者は継続的に探している。
【０００６】
３次元印刷またはＡＭプロセスの最近の進歩により、広く多様な範囲の単純な部品から非常に複雑な部品までを比較的低コストで構築する新たな機会が生まれた。ＡＭでは、従来の製造プロセスではこれまで利用できなかったさまざまな複合材料を使用する場合がある。これらの材料は、利用可能な先行材料よりも軽いか、または費用効率が高い場合がある。ただし、さまざまな理由から、溶接などの従来の技術は、これらの新しい材料の一部で使用するための実行可能な代替手段ではない場合がある。したがって、付加的に製造された部品を従来の市販部品に結合することは困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
付加的に製造されたノードをコンポーネントに結合するための技術のいくつかの態様は、３次元印刷技術を参照して以下により詳細に説明される。
【０００８】
付加的に製造されたノードを含む装置の一態様。この装置は、ノードと共同印刷される付加的に製造された相互接続部を含む。相互接続部は、ノードをコンポーネントに接続するように構成される。
【０００９】
付加的に製造された第１および第２のノードを含む装置の別の態様。この装置は、第１および第２のノードと共同印刷される付加的に製造された相互接続部を含む。相互接続部は、第１および第２のノードをチューブに接続するように構成される。
【００１０】
付加的に製造されたノードをコンポーネントに結合する方法の別の態様。この方法は、ノードを印刷する。この方法は、相互接続部をノードと共同印刷する。ノードおよび相互接続部は、付加的な製造プロセスによって共同印刷される。この方法は、コンポーネントを受け取る。この方法は、ノードをコンポーネントに接続するために相互接続部を使用する。
【００１１】
付加的に製造されたノードをチューブに結合する方法の別の態様。この方法は、第１および第２のノードを印刷する。この方法は、相互接続部を第１および第２のノードと共同印刷する。第１および第２のノードおよび相互接続部は、付加的な製造プロセスによって共同印刷される。この方法は、チューブを受け取る。相互接続部を使用して、この方法は、第１および第２のノードをチューブに接続する。
【００１２】
相互接続部の付加的に製造されたノードとの共同印刷の他の態様は、実例としていくつかの実施形態のみが示され説明される以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになることが理解されよう。当業者によって認識されるように、付加的に製造されたノードとの相互接続部の共同印刷は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明から逸脱することなく、様々な他の態様で修正が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。
【００１３】
付加的に製造されたノードと相互接続部を共同印刷するためのツーリングシェルおよび方法のさまざまな態様が、添付図面において、限定ではなく例として詳細な説明で提示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、結合されたノードおよびコンポーネントを含む装置の例示的な実施形態を示す。
【図２】図２は、結合されたノードおよびコンポーネントを含む装置の例示的な実施形態を示す。
【図３】図３は、ノードおよびコンポーネントを有する装置の例示的な実施形態を示す。
【図４】図４は、取り外し可能な接着剤ミキサーを有するコンポーネントを示す。
【図５】図５は、蟻継ぎを有する装置の例示的な実施形態を示す。
【図６】図６は、外側に膨らんだソケットを有する装置の例示的な実施形態を示す。
【図７】図７は、一対のノードを有する装置の例示的な実施形態を示す。
【図８】図８は、付加的に製造されたノードをコンポーネントに結合するプロセスを概念的に示す。
【図９】図９は、付加的に製造されたノードをチューブに結合するプロセスを概念的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付図面に関連して以下に述べる詳細な説明は、ノードおよび相互接続部を共同印刷するための付加的な製造技術のさまざまな例示的な実施形態の説明を提供することを意図しており、本発明を実施できる唯一の実施形態を表すことを意図するものではない。本開示を通して使用される「例示的」という用語は、「例、事例、または例示として役立つ」ことを意味し、必ずしも本開示で提示される他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の範囲を当業者に完全に伝える徹底的かつ完全な開示を提供する目的で特定の詳細を含む。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細なしで実施されてもよい。いくつかの例では、本開示を通して提示される様々な概念を曖昧にすることを避けるために、周知の構造およびコンポーネントは、ブロック図形式で示されるか、完全に省略される場合がある。
【００１６】
２つ以上の部品を接合する文脈で付加的な製造を使用すると、機械的構造および機械化アセンブリの製造業者が複雑な形状の部品を低コストで消費者に製造できるようにする大きな柔軟性とコスト節約の利点が提供される。前述の結合技術は、付加的に製造された部品および／または市販の棚（ＣＯＴＳ）コンポーネントを接続するプロセスに関する。付加的に製造された部品は、事前にプログラムされた設計に基づいて材料のレイヤー上にレイヤーを追加することによって印刷された３次元の部品である。前述の部品は、自動車などの自動車両を組み立てるために使用される部品であってよい。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、製造部品を使用して、車両、トラック、列車、オートバイ、ボート、航空機などの他の複雑な機械製品を組み立てることができることを当業者は理解するであろう。
【００１７】
付加的な製造技術を利用して部品を共同印刷すると、接着剤を塗布することによって製造プロセスにおいて異なる部品および／またはコンポーネントをより簡単に結合することができる。付加的な製造は、部品内に複雑な構造を作成する可能性を提供する。たとえば、複雑な製品の製造において伝統的に行われているように、２つの部品を溶接するのではなく、ノードなどの部品は、接着剤を注入することによって２つの部品を固定する可能性があるポートを印刷してもよい。
【００１８】
本明細書で説明するように、ノードは、付加的に製造された部品の一例である。ノードは、チューブなどのコンポーネントを受け入れるためのソケットを含む任意の３Ｄ印刷部品であってよい。ノードは、相互接続部を所定の位置に保持するように構成された内部支持構造を有するソケットを有してよい。このような特徴は、ノードと共同印刷されてよい。代わりにまたは併せて、ノード／ソケットは、特定のタイプのコンポーネントを受け入れるように形作られてもよい。例えば、ソケットの内部形状は、相互接続部の半径方向の可動性または圧着をそれぞれ可能にするために、丸形または蟻継ぎ形状であってよい。しかし、当業者が理解するように、本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな異なるタイプの相互接続部を受け入れるために、多数のノード／ソケット構成を利用してもよい。
【００１９】
図１は、結合されたノードおよびコンポーネントを含む装置の例示的な実施形態を示す。装置１００は、ノード１０５、相互接続部１１０、ソケット１１５、注入ポート１２５、支持構造１３０、およびチューブ１３５を含む。相互接続部１１０は、近位端にヘッド１４０を備え、遠位端にシャフト１４５を備える。
【００２０】
ノード１０５および相互接続部１１０は、同じ印刷プロセス中に共に印刷されるか、または一緒に付加的に製造される。例えば、相互接続部１１０およびノード１０５は、３Ｄプリンタに転送されるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルで設計されてよい。次いで、３Ｄプリンタは、ファイルを処理し、ファイルに基づいて印刷プロセスを開始する。次いで、ノード／相互接続構造は、同じ印刷プロセス中に印刷されてよい。
【００２１】
印刷プロセス中に、支持構造１３０は、相互接続部１１０およびノード１０５をソケット１１５内に一緒に保持するために、共に印刷されてもよい。支持構造１３０は、相互接続部１１０が次いでソケット１１５の構成に応じて回転および／または直線的に自由に動き回るように、バラバラになるように構成された細いスポークおよび／または突起を備えてもよい。支持構造１３０は、相互接続部１１０の動きを制限するために使用されてもよい。例えば、相互接続部１１０の角度回転を特定の範囲内に制限するために、突起が使用されてもよい。
【００２２】
示されるように、ヘッド１４０は球形であってよい。加えて、ヘッド１４０は、ジョイントを形成するためにソケット１１５と共に配置される。ジョイントは、回転ジョイントまたは直線ジョイントでよい。相互接続部１１０は、ノード１１０をコンポーネントに接続するように構成される。装置のいくつかの実施形態では、コンポーネントは、チューブ１３５などのチューブであってよい。シャフト１４５は、チューブ１３５の端部に滑り込むように構成されてよい。装置１００のいくつかの実施形態では、相互接続部１１０の遠位端は、チューブの端部上を摺動するように構成された端部キャップを有してもよい。端部キャップは、チューブ上にフィットするように設計された直径がわずかに大きいチューブのような円筒形のコンポーネントであってよい。この例ではチューブは円筒形であるが、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、多数の異なる形状をチューブおよび／または多面多角形などの端部キャップ構成に利用してよいことを理解するであろう。
【００２３】
部品を追加的に製造することは、部品および／またはコンポーネントを通常は一緒に溶接する従来の製造プロセスでは利用できない技術を利用する可能性を提供する。例えば、接着剤ポート１２５のような複雑な構造がノード１０５において印刷されてよい。接着剤ポート１２５は、ノードの外面からソケット１３０まで延びるチャネルを含んでよい。接着剤ポート１２５は、ソケット１１５およびヘッド１４０によって形成されるジョイントに接着材料を注入するように構成される。シャフト１４５がチューブ１３５内へスライドすることができるようにヘッド１４０が配置されるときに、接着材料は注入されてよい。装置１００のいくつかの実施形態では、シャフト１４５は、接着剤注入の前にチューブ１３５の内側にあってよい。装置のいくつかの実施形態では、接着材料は、エポキシなどのポリマー、樹脂、または相互接続部１１０とノード１０５との間に強い結合を形成する任意の材料であってよい。装置のいくつかの実施形態では、図７に関連して説明するように、付加的に製造されたノード１０５に第２のポートが形成されてもよい。第２のポートは、真空ポートであってよい。装置のいくつかの実施形態では、真空ポートは、接着プロセス中に少なくとも部分的な真空環境を可能にするために、ノード１０５の外面からソケット１１５まで延びるチャネルを含んでよい。例えば、真空ポートは、ソケット内の空気圧を低下させることにより、ソケット１１５を通してかつその周りに接着剤ポート１２５を通して注入された接着材料を引くのを助けてよい。これにより、気泡または欠陥のない均一な方法で接着剤をソケット１１５に塗布することが可能になる。したがって、部品の構造的完全性は、接着後も維持される。
【００２４】
図１に関して説明したノード／相互接続構造は、ノード１０５をチューブ１３５などのコンポーネントに接続する構造の単なる例であり、説明した部品の簡単な変形が本発明の範囲から逸脱することなく使用されてよいことを、当業者は理解するであろう。例えば、図２は、結合されたノードおよびコンポーネントを含む装置２００の例示的な実施形態を示す。装置２００は、図１に関して説明したものと多くの同様の特徴を有する。ただし、相互接続部のヘッド２１０は、図１に関して説明した円形ではなく楕円形を有する。楕円形は、ジョイントに異なる範囲の動きを提供してよい。したがって、複雑な機械的構造の製造時に存在する場合がある製造上の制約またはニーズに適合するために、ノード／相互接続構造は、さまざまな方法で設計または構成されることができる。加えて、図示されたソケットおよび／またはノードおよび相互接続部のヘッドは、それぞれ、上述の球形または楕円形に限定される必要がないことを、当業者は理解するであろう。実際、複雑な機械的構造を製造するために必要な可動性を提供する任意の適切な形状を、本発明の範囲から逸脱することなく利用してよい。
【００２５】
図３は、ノードおよびコンポーネントを有する装置３００の例示的な実施形態を示す。示されるように、装置３００は、それぞれ、ノード１０５、相互接続ヘッド１４０、およびソケット１３０に各々類似する、ノード３０５、相互接続ヘッド３１０、およびソケット３３０を含む。相互接続ヘッド３１０およびソケット３３０は、一緒にジョイントを形成する。ジョイントは、図１のジョイントに類似する。ただし、相互接続ヘッド３１０は、有意な直線運動が利用可能であるが回転運動は最小化されるように制限されるという点で異なる。
【００２６】
装置のいくつかの実施形態では、接着材料を形成する混合物が適用されてよい。例えば、図４は、取り外し可能な接着剤ミキサー４２５を有するコンポーネント４００を示す。示されるように、装置４００は、取り外し可能な接着剤ミキサー４２５、ノード４０５、相互接続部４１０、第１の材料４１５、第２の材料４２０、ソケット４３０、および注入ポート４３５を含む。取り外し可能な接着剤ミキサーは、接着剤ポート４３５に接続されてよい。第１の材料４１５および第２の材料４２０の混合物は、注入ポート４３５内へ注入されてよい。次いで、混合物は、相互接続部４１０がソケット４３０を介してノード４０５に接着されるように、ソケット４３０を満たしてよい。取り外し可能な接着剤ミキサーは、接着プロセスで２液型接着剤の使用を可能にする。
【００２７】
前述のように、付加的に製造された部品は、さまざまな形状のノードおよび／または相互接続部を印刷する能力を提供する。これは、複雑な機械製品を製造するときにさまざまなニーズに対応するために、向上したカスタマイズ性を提供する。このようなカスタマイズ性は、コストおよび製造時間を削減する。
【００２８】
図５は、蟻継ぎを有する装置５００の例示的な実施形態を示す。示されるように、装置５００は、ノード５０５、相互接続部５１０、チューブ５１５、ソケット５２０、およびクリンパ５３０を含む。ノード５０５は、遠位端５４５および近位端５４０を含む。
【００２９】
示されるように、相互接続部５０５の遠位端５３５は、チューブ５１５の端部上を摺動するように構成された端部キャップを有する。ノード５１０の近位端５４０は、蟻継ぎ形状を有する。近位端５４０は、ソケット５２０などの蟻継ぎ形状のソケットに適合する。ソケット５２０および近位端５４０は、一緒に蟻継ぎを形成する。
【００３０】
図１に関して説明したように、装置５００は、図１のヘッド１４０およびソケット１３０と同様に、相互接続部５０５の近位端５４０がソケット５２０内を動き回ることができるように、印刷後にバラバラになってよい支持構造と共に印刷されてもよい。同様に、ソケット５２０は、相互接続部５１０が回転運動および／または直線運動を行えるように構成されてよい。相互接続部５３５が所定の位置に配置されると、カシメを介して固定される。すなわち、ノード５０５は、相互接続部５０５が所定の位置に保持されるように、クリンパ５３０によって変形される。
【００３１】
オプションとして、装置５００は、接着剤を塗布して相互接続部５１０を所定の位置に固定するために、上述のように、注入ポートおよび／または真空ポートを含んでもよい。ノード５０５のカシメ加工に加えてまたはその代わりに、接着プロセスを使用してよい。
【００３２】
付加的に製造された部品により、複雑な機械的構造用の従来の製造技術では不可能であったさまざまな異なる形状および構成を実現することができる。蟻継ぎは、ノードおよび相互接続部を付加的に製造することによって生成することができる構成の一例である。図６は、後述するように、ノードおよび相互接続部を付加的に製造することによって生成することができるノードおよび相互接続部の別の例を示す。
【００３３】
図６は、外側に膨らんだソケットを有する装置６００の例示的な実施形態を示す。示されるように、装置６００は、ノード６０５、相互接続部６１０、材料６１５、およびチューブ６２０を含む。ノード６０５は、外側に膨らんだ部分６２５を有するソケット６３０を含む。
【００３４】
装置のいくつかの実施形態では、ソケット６３０は実質的に円筒形である。相互接続部６１０は、ソケット６３０の開口６６０の反対側のソケット６３０の内面６６５に接続されるシャフト６７０を含む。装置のいくつかの実施形態では、相互接続部はマンドレルである。加えて、相互接続部は、近位端および遠位端６５０にヘッド６５５を含む。示されるように、ヘッド６５５は、ソケット６３０の開口を越えて延長可能である。上述のように、ソケット６３０は、相互接続シャフト６７０の一部の周りに外向きの膨らみを有する部分６２５を含む。
【００３５】
示されるように、チューブ６２０の端部は、相互接続部６１０上に配置される。チューブ６２０の端部は、相互接続部６１０のシャフト６７０の周りに外向きの膨らみを有する部分６２５も含む。
【００３６】
注入される材料６１５は、シリコーンまたは油圧流体などのポリマーであってよい。示されるように、材料６１５は、チューブ６２０の端部と、ソケット６３０の内面６６５および相互接続部６１０のヘッド６５５との間に適用される。
【００３７】
装置のいくつかの実施形態では、チューブ６２０を変形させるために、ハイドロフォーミングプロセスが利用される。ハイドロフォーミングプロセスの場合、材料６１５は、チューブ６２０がソケット６３０内に挿入された後にチューブ６２０内に注入されるシリコーンなどのハイドロフォーミング材料である。相互接続部６１０と組み合わせて注入された材料は、チューブ６２０内に圧力を発生させる。この圧力により、チューブ６２０は、外向きの膨らみを有するソケット６３０の部分６２５に沿って膨らむことによって変形する。この変形は、チューブ６２０とノード６０５との間にメカニカルシールを形成する。ハイドロフォーミングプロセスの頂点で、材料はソケット６３０から排出され、チューブ６２０はノード６０５に接続される。
【００３８】
装置のいくつかの実施形態では、チューブなどのコンポーネントを接続するために１つ以上のノードが利用されてよい。図７は、一対のノードを有する装置７００の例示的な実施形態を示す。示されるように、装置７００は、第１および第２のノード７０５および相互接続部７１０を含む。ノード７０５および相互接続部７１０は、付加的製造により共に印刷される。装置７００はまた、チューブ７１５、注入ポート７２０、真空ポート７２５、少なくとも１つのスライド７３０、接着材料７３５、およびねじ山７４０を含む。
【００３９】
示されるように、相互接続部７１０は、第１および第２のノード７０５をチューブ７１５に接続するように構成される。装置のいくつかの実施形態では、相互接続部７１０は、チューブ７１５の端部に滑り込むように構成された１つ以上のスライド７３０を有する端部キャップを含む。例えば、スライド７３０は、チューブ７１５の端部に滑り込むように構成されたいくつかの半円形スライドを備えてよい。
【００４０】
第１および第２のノード７０５は、チューブ７１５の端部を端部キャップに取り付けるためにチューブ７１５が通ってスライドするスロットを形成するために、端部キャップと共に配置されてよい。
【００４１】
最も左のノード７０５は注入ポート７２０を含み、注入ポート７２０は、接着剤注入のためにノードの外面からスロットまで延びるチャネルを含む。ノード７０５は真空ポート７２５も含み、真空ポート７２５は、ノード７０５のうちの１つの外面からスロットまで延びる第２のチャネルを含む。注入ポート７２０および真空ポート７２５は、スロットおよびチューブを所定の位置に保持するために、スロットを通して接着材料７３５を注入し、引くように協働する。装置のいくつかの実施形態では、真空ポートは、スロットを通る少なくとも部分的な真空環境を可能にしてよい。あるいは、ねじ山７４０は、ねじ山付きねじと共に、接着材料７３５の代わりにスライド７１５を所定の位置に保持するために使用されてよい。
【００４２】
図８は、付加的に製造されたノードをコンポーネントに結合するプロセス８００を概念的に示す。プロセス８００は、ノードおよび相互接続部を共同印刷するための命令が付加的製造プリンタによって受け取られた後に開始してよい。
【００４３】
示されるように、プロセス８００は、（８０５で）ノードを印刷する。ノードは、図１に関して説明したノード１０５などのノードであってよい。プロセス８００は、（８１０で）相互接続部をノードと共同印刷する。相互接続部は、図１に関して説明した相互接続部１１０などの相互接続部であってよい。プロセスのいくつかの実施形態では、ノードおよび相互接続部は、付加的製造プロセスの一部として共同印刷される。プロセスは、（８１５で）コンポーネントを受け取る。コンポーネントは、図１に関して説明したコンポーネント（例えば、チューブ）１３５などのチューブであってよい。プロセス８００は、（８２０で）相互接続部を介してノードをコンポーネントに接続する。
【００４４】
図９は、付加的に製造されたノードをチューブに結合するプロセス９００を概念的に示す。プロセス９００は、ノードおよび相互接続部を共同印刷するための命令が付加的製造プリンタによって受信された後に開始してよい。
【００４５】
示されるように、プロセス９００は、（９０５で）第１および第２のノードを印刷する。第１および第２のノードは、図７に関して説明した第１および第２のノード７０５と同様であってよい。プロセス９００は、（９１０で）相互接続部を第１および第２のノードと共同印刷する。相互接続部は、図７に関して説明した相互接続部７１０と同様であってよい。プロセスのいくつかの実施形態では、第１および第２のノードおよび相互接続部は、付加的製造プロセスの一部として共同印刷される。プロセス９００は、（９１５で）チューブを受け取る。チューブは、図７に関して説明したチューブ７１５と同様であってよい。プロセス９００は、（９２０で）相互接続部を介して第１および第２のノードをチューブに接続する。
【００４６】
部品を付加的に製造する能力は、従来の製造プロセスでは利用できない形状、構成、構造を生成するという利点をもたらす。たとえば、従来の製造プロセスでは、部品は、通常、溶接によって結合される。ただし、付加的に製造されたノードでは、部品を取り付けるために接着剤を塗布するための注入ポートおよび真空ポートを印刷することができる。さらに、ジョイントは、ノードをチューブなどのさまざまなコンポーネントに接続できるようにする相互接続部およびジョイントの共同印刷によって提供される。
【００４７】
前述の説明は、本明細書で説明される様々な態様を当業者が実施できるようにするために提供される。本開示を通して提示されるこれらの例示的な実施形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に開示される概念は、ノードおよび相互接続部を印刷する他の技術に適用されてよい。したがって、特許請求の範囲は、本開示を通して提示される例示的な実施形態に限定されることを意図するものではなく、言語の特許請求の範囲と一致する全範囲が与えられるべきである。当業者に知られている、または後に当業者に知られるようになる、本開示を通して説明される例示的な実施形態の要素に対するすべての構造的および機能的均等物は、特許請求の範囲に含まれるものとする。さらに、本明細書に開示されているものは、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公衆に捧げられることを意図していない。要素がフレーズ「手段」を用いて明示的に記載されていないか、または方法クレームの場合に要素がフレーズ「ステップ」を用いて記載されていない限り、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）の規定または適用できる轄区の類似した法律に基づいて解釈されるクレーム要素はない。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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