(57)【要約】本明細書では、ノードとサブコンポーネントを結合するための手法を紹介する。付加製造された第一のノードまたはサブコンポーネントは、溝を有する。付加製造された第二のノードまたはサブコンポーネントは、溝の中に延びて、その溝と嵌合するように構成された舌を有し、第一と第二のノードまたはサブコンポーネントの間で舌溝接続を形成する。いくつかの態様において、舌溝接続は、ノードまたはサブコンポーネントの周囲に実質的に延在し得る。他の態様において、流体管界面を有する第一のサブコンポーネントは、舌溝接続を介して、流体管界面を有する第二のサブコンポーネントに結合され、それによって、結果として得られる一体化されたコンポーネントのサブコンポーネント間での流体の流れを可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有する付加製造された第一のノードと、
付加製造された第二のノードであって、前記第一のノードと前記第二のノードとの間に舌溝接続を形成するために、前記溝内に延びる舌を有する、第二のノードを備える、装置。
【請求項２】
前記第一のノードは、前記第一のノードの外面から接着剤注入用の前記溝まで延びるチャネルをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記舌溝の間に接着剤をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記舌がセンタリング機構を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記センタリング機構は、前記溝と嵌合する隙間を有する前記舌の近位部分を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第一および第二のノードが協働して、前記舌溝接続の各側にシーラントリザーバを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第一および第二のノードにわたって延在するスタンドオフタブをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
付加製造された第一のサブコンポーネントであって、その第一の周辺領域に沿って配置された舌構造を備える、第一のサブコンポーネントと、
付加製造された第二のサブコンポーネントであって、その第二の周辺領域に沿って配置された溝構造を備える、第二のサブコンポーネントを備える装置において、
前記舌構造は、前記第一および第二の周辺領域に沿って前記溝構造と嵌合するように構成される、装置。
【請求項９】
前記舌構造は、前記溝構造と嵌合して、輸送構造体で使用するためのコンポーネントの少なくとも一部分を形成する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コンポーネントがギアケースを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンポーネントが耐荷重コンポーネントを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記舌溝構造は、前記第一および第二のサブコンポーネントそれぞれの前記第一および第二の周辺領域をシールするように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記舌溝構造の間に塗布された接着剤をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記接着剤は、前記舌溝構造の間の第一のエリアへの流れを提供する充填ポートを介して塗布される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記接着剤は、真空ポートを介して、前記第一のエリアから遠位の前記舌溝構造の間の第二のエリアに引き寄せられる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記舌構造の一側面内に長手方向に配置された舌センタリング機構をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
前記舌構造の第一および第二の側面に隣接する前記第一の周辺領域に沿って長手方向に配置された第一および第二のシール溝をさらに備え、前記シール溝がコンプライアントシールを受け入れるように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一と第二の周辺領域の間に配置され、前記第一または第二のシール溝に隣接する少なくとも１つのクランプ機構をさらに備え、前記少なくとも１つのクランプ機構は、異種材料の電解腐食を防止するために、前記第一および第二の周辺領域の縁部の間にボイドを提供するように構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのクランプ機構が取り外し可能である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記溝構造に隣接する前記第二の周辺領域に沿って長手方向に配置された少なくとも１つのシール拡張ボイドチャネルをさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項２１】
前記舌構造に隣接する前記第一の周辺領域に沿って長手方向に配置された少なくとも１つのシール圧縮機構をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項２２】
前記第一および第二の周辺領域は、前記ギアケースの外壁の少なくとも一部分を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項２３】
前記第一の周辺領域に実質的に直交して配置され、隣接する流体管界面であって、前記流体管界面は、前記流体管界面を実質的に囲み、前記第一の周辺領域から外側に延びる第二の舌構造に結合される、流体管界面と、
前記第二の周辺領域に実質的に直交して、隣接する対応する流体管界面であって、前記対応する流体管界面は、前記対応する流体管界面を実質的に囲み、その中に第二の舌構造が嵌合する第二の溝構造に結合される、対応する流体管界面を
さらに備え、
前記第二の舌溝嵌合構造は、前記サブコンポーネント間での流体の流れを可能にするためにシールされる、請求項９に記載の装置。
【請求項２４】
前記第二の周辺領域に実質的に直交して配置され、隣接する流体管界面であって、前記流体管界面は、前記流体管界面を実質的に囲む第二の溝構造に結合される、流体管界面と、
前記第二の周辺領域に実質的に直交して、隣接する対応する流体管界面であって、前記対応する流体管界面は、前記対応する流体管界面を実質的に囲む第二の舌構造に結合され、前記第二の溝構造と嵌合する、対応する流体管界面を
さらに備え、
前記第二の舌溝嵌合構造は、前記サブコンポーネント間での流体の流れを可能にするためにシールされる、請求項９に記載の装置。
【請求項２５】
第一の外壁を備え、付加製造された第一のサブコンポーネントと、
第二の外壁を備え、付加製造された第二のサブコンポーネントを備える装置において、
前記第一および第二のサブコンポーネントは、前記第一および第二の外壁のそれぞれの縁部の周りに円周方向に配置された舌溝接続を介して嵌合される、装置。
【請求項２６】
第一の外壁と、前記第一の外壁の縁部に隣接する第一の流体管界面とを備える付加製造された第一のサブコンポーネントであって、前記第一の流体管界面が前記第一の外壁の縁部に対して外側に延びる舌構造を含む第一のケーシングを備える、第一のサブコンポーネントと、
第二の外壁と、前記第二の外壁の縁部に隣接する第二の流体管界面とを備える付加製造された第二のサブコンポーネントであって、前記第二の流体管界面は、前記第一および第二のサブコンポーネントを接合したとき、前記舌構造を受け入れるように配置されたそれぞれの溝構造を含む第二のケーシングを備える、第二のサブコンポーネントをさらに備え、
前記第一および第二の流体管界面は、舌溝構造の間の接続部を介して同一平面にシールされ、流体がサブコンポーネント間を流れることを可能にする、装置。
【請求項２７】
前記舌構造は、実質的に前記第一のケーシングの周囲に配置される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記溝構造は、実質的に前記第二のケーシングの周囲に配置される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第一の外壁の縁部が、第二の舌溝接続を介して、前記第一および第二の外壁の周囲に沿って前記第二の外壁の縁部を接合するように構成される、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
第一の周辺領域に沿って配置された舌構造を備える第一のサブコンポーネントを付加製造するステップと、
第二の周辺領域に沿って配置された溝構造を備える第二のサブコンポーネントを付加製造するステップと、
前記第一および第二の周辺領域に沿って前記舌構造を前記溝構造と嵌合させるステップを含む、輸送構造体用のコンポーネントを付加製造する方法。
【請求項３１】
前記舌構造を前記溝構造と嵌合させるステップは、輸送構造体で使用するためのコンポーネントの少なくとも一部分を形成するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記コンポーネントがギアケースを備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記コンポーネントが耐荷重コンポーネントを備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記第一および第二の周辺領域を、前記舌溝構造を介してシールするステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記舌溝構造の間に接着剤を塗布するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
充填ポートを介して前記接着剤を塗布するステップであって、前記充填ポートは、前記舌溝構造間の第一のエリアに流れを提供する、ステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第一のエリアから遠位の前記舌溝構造との間の第二のエリアに真空ポートによって前記接着剤を引くステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記舌構造の一側面内に長手方向に配置された舌センタリング機構を使用して、前記舌溝構造を嵌合させるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
前記舌構造の第一および第二の側面に隣接する前記第一の周辺領域に沿って長手方向に配置された第一および第二のシール溝をさらに使用するステップであって、前記シール溝はコンプライアントシールを受け入れるように構成される、ステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記第一および第二の周辺領域の間に配置され、前記第一または第二のシール溝に隣接する少なくとも１つのクランプ機構を使用して、前記第一および第二の周辺領域の縁部の間にボイドを提供するステップであって、前記ボイドは異種材料間の電解腐食を防ぐように動作可能である、ステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４１】
前記第一および第二の周辺領域は、前記ギアケースの外壁の少なくとも一部分を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
前記第一の周辺領域に実質的に直交して配置され、隣接する流体管界面を付加製造するステップであって、前記流体管界面は、前記流体管界面を実質的に囲み、前記第一の周辺領域から外側に延びる第二の舌構造に結合される、ステップと、
前記第二の周辺領域に実質的に直交し、隣接する対応する流体管界面を付加製造するステップであって、前記対応する流体管界面は、前記対応する流体管界面を実質的に囲み、その中に前記第二の舌構造が嵌合する第二の溝構造に結合される、ステップと、
前記第二の舌溝嵌合構造を前記サブコンポーネント間での流体の流れを可能にするためにシールするステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４３】
第一の外壁を備える第一のサブコンポーネントを付加製造するステップと、
第二の外壁を備える第二のサブコンポーネントを付加製造するステップと、
前記第一および第二の外壁のそれぞれの縁部の周りに円周方向に配置された舌溝接続を介して前記第一および第二のサブコンポーネントを嵌合するステップを含む、方法。
【請求項４４】
前記第一および第二の外壁にそれぞれ隣接する充填ポート界面を付加製造するステップと、
第二の舌溝接続を介して前記充填ポート界面を結合するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「機械化アセンブリにおけるノード間接続を実装するためのシステムおよび方法」と題され、２０１７年７月７日に出願された米国特許出願第１５／６４４，７１９号の利益を主張し、この出願は、本明細書にその全体が組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、サブコンポーネントを接合するための技術に関し、より具体的には、付加製造された部品および技術を使用してノードおよび他のサブコンポーネントを接合することに関する。
【背景技術】
【０００３】
付加製造（ＡＭ）とも呼ばれる三次元（３Ｄ）印刷によって、自動車および航空機、船舶、オートバイ、バス、列車などの他の輸送構造体をより効率的に構築する新しい機会が最近提供された。これらの製品を製造する産業でＡＭプロセスを適用すると、構造的に効率の高い輸送構造体が生産されることが証明されてきた。例えば、３Ｄ印刷されたコンポーネントを使用して製造された自動車は、より強く、より軽く、その結果、より燃料効率を高めることができる。さらに、ＡＭによって、製造業者は、従来の機械加工および鋳造技術で作られた部品よりも、はるかに複雑で、より高度な機構と機能を備えた部品を３Ｄ印刷で作ることができる。
【０００４】
これらの最近の進歩にもかかわらず、輸送構造体および他の機械化アセンブリにおけるＡＭ技術の実際的な実装に関して多くの障害が残っている。例えば、そのようなデバイスの様々なコンポーネントを製造するためにＡＭが使用されるか否かに関係なく、製造業者は、通常、輸送構造体で使用されるノードなどのコンポーネントを接合するために、溶接、リベット留めなどの労働集約的で高価な技術に依存している。溶接や類似の技術に関連する欠陥は、車両のギアケースなど、現在単一のＡＭステップで３Ｄ印刷するには大きすぎるコンポーネントにも同様に当てはまる。通常、特定の３Ｄプリンタは、有限サイズを有するオブジェクトのレンダリングに制限され、これは、多くの場合、３Ｄプリンタのビルドプレートの利用可能な表面積とプリンタが対応できる許容体積によって決まる。これらの場合、製造業者は、従来の高価で時間のかかる機械加工技術を使用してコンポーネントを構築するように強いられることが多い。あるいは、製造業者は、いくつかのサブコンポーネントを３Ｄ印刷し、それらを組み合わせて完全な機能コンポーネントを形成することもある。
【発明の概要】
【０００５】
接着剤を使用してノードとサブコンポーネントを接合するための技術のいくつかの態様を、三次元（３Ｄ）印刷技術を参照して以下により詳細に説明する。
【０００６】
装置の一つの態様は、溝を有する付加製造された第一のノードと、付加製造された第二のノードであって、前記第一のノードと前記第二のノードとの間に舌溝接続を形成するために、前記溝内に延びる舌を有する、第二のノードを含む。
【０００７】
装置の別の態様は、付加製造された第一のサブコンポーネントであって、その第一の周辺領域に沿って配置された舌構造を含む、第一のサブコンポーネントと、付加製造された第二のサブコンポーネントであって、その第二の周辺領域に沿って配置された溝構造を備える、第二のサブコンポーネント含み、前記舌構造は、前記第一および第二の周辺領域に沿って前記溝構造と嵌合するように構成される。
【０００８】
装置の別の態様は、第一の外壁を備え、付加製造された第一のサブコンポーネントと、第二の外壁を備え、付加製造された第二のサブコンポーネントを含み、前記第一および第二のサブコンポーネントは、前記第一および第二の外壁のそれぞれの縁部の周りに円周方向に配置された舌溝接続を介して嵌合する。
【０００９】
輸送構造体用のコンポーネントを付加製造する方法の態様は、第一の周辺領域に沿って配置された舌構造を備える第一のサブコンポーネントを付加製造するステップと、第二の周辺領域に沿って配置された溝構造を備える第二のサブコンポーネントを付加製造するステップと、前記第一および第二の周辺領域に沿って前記舌構造を前記溝構造と嵌合させるステップを含む。
【００１０】
方法の別の態様は、第一の外壁を備える第一のサブコンポーネントを付加製造するステップと、第二の外壁を備える第二のサブコンポーネントを付加製造するステップと、前記第一および第二の外壁のそれぞれの縁部の周りに円周方向に配置された舌溝接続を介して前記第一および第二のサブコンポーネントを嵌合させるステップを含む。
【００１１】
ノードとサブコンポーネントとを接着剤で接合する他の態様は、実例としていくつかの実施形態のみを図示して説明する以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになることが理解されよう。当業者には理解されるように、付加製造されたノードとサブコンポーネントとの接合は、本発明から逸脱することなく、他の実施形態で実現することもできる。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。
【００１２】
ノードとサブコンポーネントとを接着剤で接合するための装置および方法の様々な態様が、添付の図面において、限定するためではなく、例として詳細な説明で提示される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、付加製造されたノード間ジョイントを示す斜視図を示す。
【図２】図２は、図１のノード間ジョイントを示す断面図を示す。
【図３】図３は、大型の選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）機のビルドプレートに対するギアケースを示す上面図を示す。
【図４】図４は、ビルドプレート４０２が異なる向きにあるビルドプレートと関連して示されたギアケースを示す上面図を示す。
【図５】図５は、図３のギアケースを示す斜視図を示す。
【図６】図６は、付加製造された舌溝ジョイントを示す断面図を示す。
【図７】図７は、サブコンポーネント間で流体を輸送するための管の断面を含む流体管界面を示す界面平面図を示す。
【図８】図８は、複数の舌溝接続を介してコンポーネントとして一緒に接合されるように構成された複数の付加製造されたサブコンポーネントを示す斜視図を示す。
【図９】図９は、複合コンポーネントを介して流体を輸送するためのサブコンポーネントの壁に近接した流体管界面を有する複数のサブコンポーネントを示す斜視図を示す。
【図１０】図１０は、金属ノードを有するギアケースを示す側面図を示す。
【図１１】図１１は、ノードと剪断パネルを使用して構築された六角形ギアケースを示す断面図を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、六角形ギアケースを示す斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａのギアケースで使用されるノードと嵌合する２つの例示的なパネルの分解斜視図を示す。
【図１３】図１３は、輸送構造体内のコンポーネントを付加製造する例示的な方法を示すフロー図を示す。
【図１４】図１４は、コンポーネント内の流体管界面を付加製造する例示的な方法を示すフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、付加製造されたノードとサブコンポーネントとを接合する例示的な実施形態の説明を提供することを意図し、本発明が実施され得る実施形態のみ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もの、あるいは有利であるものと解釈されるべきではない。詳細な説明は、当業者に本発明の範囲を完全に伝える綿密で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得る。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ことも、あるいは完全に省略されることもある。
【００１５】
２つ以上の部品を接合する意味合いで付加製造を使用すると、機械構造および機械化アセンブリの製造業者は、消費者に対し、複雑な形状の部品をより低コストで製造することが可能になり、著しい柔軟性およびコスト削減による利益が提供される。前述の接合技術は、ＡＭ部品および／または商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）コンポーネントを接続するプロセスに関する。ＡＭ部品は、事前にプログラムされた設計に基づいて材料の層上に層を付加することで印刷される印刷された三次元（３Ｄ）部品である。前述の部品は、自動車などの輸送構造体を組み立てるために使用される部品のこともあり得る。しかしながら、当業者であれば、こうして製造された部品は、本発明の範囲を逸脱することなく、車両、トラック、列車、オートバイ、船舶、航空機などの他の複雑な機械製品、および他の機械化アセンブリを組み立てるのに使用され得るのを理解するであろう。
【００１６】
本開示の一態様において、付加製造されたノードの接合技術が開示される。ノードはＡＭ部品の一例である。ノードは、チューブおよび／またはパネルなどのコンポーネントを受け入れるためのソケットまたは他のメカニズム（例えば、これらの部品を受け入れる機構）を含む任意の３Ｄ印刷された部品であり得る。ノードは、特定のタイプのコンポーネントを受け入れるように構成された内部機構を有し得る。代替的または共同的に、ノード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成され得る。本開示のいくつかの実施形態において、ノードは、ノードのソケット内にコンポーネントを配置するための内部機構を有し得る。しかしながら、当業者が理解するように、ノードは、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の様々なコンポーネントを受け入れるために、様々な形状を含む任意の機構を利用し得る。例えば、特定のノードは、他の構造を受け入れるために、単純な差込み部（ｉｎｓｅｔ）、溝、または窪み（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）を含むことがあり、これらの他の構造は、接着剤、留め具、または他のメカニズムを介してさらに結合され得る。
【００１７】
本明細書で説明されるノードは、輸送構造体または他の機械的アセンブリで使用するためのチューブ、パネル、および他のコンポーネントを接合するための構造体をさらに含み得る。例えば、ノードには、２つ以上のパネル、接続チューブ、または他の構造体の交差点として機能し得るジョイントを含み得る。この目的のために、ノードは、そのような他の構造体を受け入れるように構成された開口部または差込み部で構成され、そのような他の構造がノードに、しっかりと嵌合し得る。ノードは、接続チューブを接合して、スペースフレームの車両シャーシを形成し得る。ノードは、内側パネルまたは外側パネルとその他の構造とを接合するためにも使用され得る。多くの場合、上記の構造体の構築を可能にするという目的を達成するには、個々のノードを接合する必要があり得る。このような様々な接合技術を以下で説明する。
【００１８】
一実施形態において、舌溝構造は、２つ以上のノードを接続するために使用される。図１は、付加製造されたノード間ジョイント１００の斜視図を示す。より具体的には、ノード間ジョイントセクション１００ａおよび１００ｂは、ギャップ１０８で接合されて示される。ノード間ジョイント１００は、ノード間ジョイント１００の周囲に配置されるスタンドオフタブ１０２ａ〜ｃをさらに含む。例示的な実施形態において、ギャップ１０８は、異種金属または他の材料で構成されるノードの間隔を適切なものとすることが可能なように構成された０．２５ｍｍのギャップ（または別の寸法のギャップ）である。この間隔を取ることにより、接合される２つのサブコンポーネントが物理的に接触しないようになり、電解腐食を避けることができる。この間隔を取ることで、ノード／サブコンポーネントを分離する。シーラントは、シールを提供することに加えて、スペーサとしても機能し得る。腐食の懸念がない他の実施形態では、ノード間ジョイントセクション１００ａおよび１００ｂは、ギャップが存在しないようにして、互いに面一であってもよい。ノード間ジョイントセクション１００ａおよび１００ｂのそれぞれは、ノード間ジョイント１００の内部に側壁１１０を含み得る。
【００１９】
ノード間ジョイント１００は、ノード間ジョイント１００への接着剤の進入を可能にする入口ポート１０４と、ノード間ジョイント１００内での接着剤の流れを促進する真空を引くための真空ポート１０６とをさらに含む。図示された実施形態において、それぞれの入口ポート１０４および真空ポート１０６は、ノード１００ｂ内に構築され、以下に説明するように、ノード１００ａと１００ｂが隣接するのを支援する接着剤の流れを提供するよう設計される。
【００２０】
図２は、平面Ａ−Ａ−Ａ−Ａに沿ったノード間ジョイント２００の断面図を示す。この図において、図２の側壁１１０は、図１の側壁１１０に対応し、図２のスタンドオフタブ１０２ｂは、図１のスタンドオフタブ１０２ｂに対応する。図２の側壁１１０に、ギャップ１０８が示されている。ノード間ジョイント２００の舌部分２０２は、ノード１００Ａの一部であり、ノード１００Ａの対角線で表される第一の材料を含み、ノード１００Ａのほぼ周辺領域２１０に沿って配置される。一実施形態において、舌部分２０２は、周辺領域２１０の周囲全体に延び、実際には周辺領域２１０の周囲に配置された単一の突起である。舌部分２０２は、ノード１００Ｂに関連する周辺領域２１０に沿って、およびノード１００Ａの周囲で外側に突出し、また舌部分２０２の横方向の伸長は、この図において、図から出ていると見なすことができる。ノード間ジョイント２００の溝部分２０４は、ノード１００Ｂの一部であり、ノード１００ｂのほぼ周辺領域２１２に沿って配置されている。溝部分２０４は、ノード１００ｂの材料で構成され得るが、その必要はない。この材料は、ノード１００ｂ内に対角線で表されているが、この対角線は、ノード１００ａの対角線と反対方向に走る。一実施形態において、溝部分２０４は、周辺領域２１２の周囲全体に延び、事実上、周辺領域２１２の周囲全体にわたるノード１００ｂの単一の窪みである。溝部分２０２は、ノード１００ａに関連する周辺領域２１２に沿って内側に差し込まれ、ノード１００ｂの周囲を横方向に走り、この図において、同じく図から出ているとみなすことできる。舌２０２および溝２０４は、それぞれのノード１００ａおよび１００ｂ上に配置され、２つのノードが適切に置かれて接触すると、舌２０２は溝２０４と整列し、周辺領域２１０、２１２の周りの溝２０４に嵌合し得る。
【００２１】
例示的な実施形態において、溝２０４は、狭い領域であるセンタリング機構２０８を含み、センタリング機構２０８は、溝２０２の開口部を広げ、舌２０２が溝２０４と適切に嵌合できるようにして、それによってノード間ジョイント２００のセンタリングを支援する。別の例示的な実施形態では、漏出シーラントリザーバ２２６が舌２０２の各側に設けられ、各リザーバ２２６は、例えば、塗布される接着剤の流れを制御するために適切なシーラントの塗布に使用され得るシーラント溝２２０を有する。
【００２２】
図１および図２に関連して示されているように、接着剤ポート１０４および真空ポート１０６がそれぞれ設けられている。一実施形態では、ノード１００ａのシーラント溝２２０にシーラントが最初に塗布される。次いで、２つのノード１００ａおよび１００ｂは、位置合わせ点としてスタンドオフタブ１０２ａ〜ｃを使用して、所定の位置にしっかりと位置合わせされ、固定され得る。ノードが確実にシールされるように、真空を真空ポート１０６で適用してもよい。完全なシールが得られたら、入口ポート１０４を通して接着剤を塗布し得る。一実施形態では、真空ポート１０６の内部構造は入口ポート１０４の内部構造と同様である。接着剤と真空との作用により、舌２０２と溝２０４との間の空間の中に接着剤が染み込み、接着剤は、周辺領域の周りの舌溝接続部を適切に飽和させるまで、周辺領域２１０、２１２の周りのこの空間に流れる。
【００２３】
一実施形態において、また、スタンドオフタブ１２０ａ〜ｃは接着剤が流れて、硬化するプロセスの間にシーラントの押し戻しを防止するのを支援するために使用され得る。接着剤が舌２０２セクションと溝２０４セクションとの間のギャップを実質的に完全に満たすと、接着剤を硬化させることができる。接着剤が流れるプロセスの間の真空圧は、監視されてもよく、完全な接着剤充填を示し得る。硬化が完了すると、一実施形態において、スタンドオフタブは破壊され得る。
【００２４】
この技術を使用すると、ノードを効率的かつ永続的に組み合わせることができる。一実施形態におけるＡＭの使用により、ノードの接合を実施するのに必要な構造が作成され、接着剤および／またはシーラントの塗布の他の追加のプロセス、例えば、溶接または様々な外部締結メカニズムの使用が不要になる。
【００２５】
本開示の別の態様において、エンジン、トランスミッション、ギアケースなどの、より大きな付加製造されたコンポーネントのサブコンポーネントを接合するための技術が開示される。以下の議論において、本開示は、輸送構造体のトランスミッション内の付加製造されたギアケースの意味合いで例示される。しかしながら、本開示の教示はそのように限定されず、任意の数およびタイプの付加製造されたコンポーネントが、本明細書に記載の原理を使用して組み立てられ得ることは理解されよう。
【００２６】
ギアケースおよび他のコンポーネント。ここで、例示的な実施形態が、機械化アセンブリで使用されるギアケースおよび関連するコンポーネントの意味合いで提示される。回転軸の動力伝達には、通常、潤滑剤冷却ベアリングで支持された軸が含まれる。そのような構造の支持力は、主に重力と不均衡力から生成されるが、不十分なことがあり得る。多段変速機においては、ギアを使用して速度差を与え、入力軸速度を出力と一致させ得る。多軸変速機は、一般的であり、各軸に「中心距離」だけ隔てられたギアを有し、ギアの外径にギアの歯が噛み合うようになっている。この噛み合いの結果、インボリュートギアプロファイルを使用した多軸トランスミッションは、ギア間の接触点での圧力角により軸を広げる力を生成し得る。拡がり力は、一般にベアリングを介して反作用し、そこからギアケースと呼ばれるケーシングを介して反作用する。
【００２７】
ギアの噛み合わせは、ギアの寿命を有用なレベルまで延ばすために、一般に潤滑剤を使用する。その潤滑剤は、摩擦熱を運び去って冷却し得る。例えば、自動車レースの用途において、ギアケースは、サスペンションからの荷重、車両の空力荷重、およびその他のソースにも反応し得る。したがって、そのような状況では、ギアケースに複雑な負荷がかかる可能性があり、液密である可能性があり、高出力レベルの用途において、かなり高い温度で動作し得る。金属ギアケースの構造は、しばしば、最も一般的な材料であるアルミニウム、マグネシウム、およびチタンの軽合金を使用する動力伝達用途に適用される。
【００２８】
いくつかの異なるＡＭ技術は、輸送構造体または他の機械化アセンブリ内のギアケースおよび他の労力または動力集約的コンポーネントの構築によく適合し得る。このような３Ｄ印刷技術には、例えば、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）、直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、および金属粉末の溶融または融合を含む他のＡＭプロセスを含み得る。他の３Ｄ印刷技術と同様に、ＳＬＭ、ＳＬＳ、およびその他の粉末床溶融（「ＰＢＦ」）システムは、層ごとにビルドピース（ｂｕｉｌｄ  ｐｉｅｃｅｓ）を作成する。各層または「スライス」は、粉末の層を堆積し、粉末の部分をエネルギービームに晒すことによって形成される。エネルギービームは、層内のビルドピースの断面と一致する粉末層の溶融エリアに適用される。溶融粉末は冷却されて融合し、ビルドピースのスライスを形成する。このプロセスを繰り返して、ビルドピースの次のスライスを形成し、それが続く。各層を前の層の頂部に堆積する。結果として得られる構造は、スライスごとに一から組み立てられたビルドピースである。ＳＬＳおよびその他の様々なＰＢＦ技術は、ギアケースおよびその他の輸送構造体のコンポーネントの構築に適し得る。しかしながら、溶融堆積造形（ＦＤＭ）などの他のＡＭ技術もそのような用途での使用が可能であることが理解されるであろう。
【００２９】
従来のギアケースの構築は、鋳造を使用するが、質量を減らすために薄壁のこともある。しかしながら、大きなトランスミッションには、鋳造パターンのツーリング（ｔｏｏｌｉｎｇ）に関連する制約がある。これらの制約は、数ある要因の中でも、従来のツーリングの寸法安定性のために、予想される荷重条件に対して最小壁厚を必要以上に厚くする可能性がある。さらに、従来の鋳造技術を使用すると、最小の壁厚は、流体密性を確保するために必要以上に著しく厚くなり得るが、それは、特にケース全体の圧力差が多くの用途で比較的低い可能性があるという事実を考慮してのことである。
【００３０】
逆に、上述のように、これらおよび他の従来のＡＭ技術は、（とりわけ）選択的レーザー溶融３Ｄプリンタも含め、現在、最大寸法が制限されており、したがって最大サイズまでの構造しかレンダリングできない。図３は、例示的な大型選択的レーザー溶融機に関連するビルドプレート３０２と関連して示されるギアケース３００を示す。図から明らかなように、ビルドプレート３０２はギアケース３００よりも実質的に小さい。したがって、従来の選択的レーザー溶融プリンタおよび他のＡＭ技術は、ギアケース３００などの様々なコンポーネントを複数のサブコンポーネントとして構築する必要があり得る。これは通常、ギアケースの本体を単一のコンポーネントとして鋳造し得る従来の製造技術とは対照的である。したがって、本開示の一態様は、複数のＡＭコンポーネントを、コンポーネントの意図された目的に対応するのに十分な特性および特徴を有する単一のコンポーネントに一体化する解決策に取り組む。例えば、コンポーネント内部での流体の輸送が、構築されるコンポーネントの必要な特徴または望ましい特徴である場合、一体化されたＡＭコンポーネントの中にサブコンポーネントを付随的にアセンブリすることによって直面する課題に対処することは特に重要である。
【００３１】
図４は、ビルドプレート４０２に関連して示されたギアケース４００を示し、ビルドプレート４０２は異なる向きに配置されている。この例では、従来のＰＢＦプリンタ（例えば、選択的レーザー溶融３Ｄプリンタ）は、ギアケース４００のサイズに応じて、互いに直交する相対角度で印刷された２つのサブコンポーネントを使用して、ギアケース４００をレンダリングする能力を有する。したがって、図４が示すように、いくつかの実施形態では、設計されるコンポーネントの形状の利点を活かして、サブコンポーネントの数を最小限に抑えるのが望ましいこともある。
【００３２】
上述のように、ＡＭを使用してコンポーネントを複数のサブコンポーネントとしてレンダリングすることには、独自の課題がある。これらの課題は、ギアケースなどの輸送構造部品の場合に特に明白であり、流体潤滑剤またはクーラントの輸送が必要になることがある。そのようなギアケースの流体輸送管は、ギアケースの壁と一体化されたとき、一般に低質量で構築できる。これは、有利なことに、より軽いギアケースを提供し、ギアケース内に追加の容積を追加して、内部構造を収容することができる。しかしながら、ギアケースなどの一体化されたＡＭコンポーネントで流体輸送が望ましい場合または必要な場合、コンポーネントまたはギアケースを形成するサブコンポーネントを組み合わせるには、流体の漏れとその結果生じるコンポーネントの不具合を避けるために、サブコンポーネント間の流体輸送を確実にシールする方法で組み立てねばならない。
【００３３】
したがって、本開示の別の態様では、輸送構造体のコンポーネントは、複数のサブコンポーネントとして付加製造され、これらのサブコンポーネントは、少なくとも一部で、１つ以上の舌溝接続を使用して、結合され、均一で確実に一体化されたコンポーネントを形成する。例えば、本明細書で説明する原理を使用して、耐荷重ギアケースは、複数のＡＭサブコンポーネントを使用して構築され、シームレスに一体化され、単一のギアケースを形成し得る。ギアケースなどの薄壁構造体を、それらを構成するＡＭサブコンポーネントから結合することができる。
【００３４】
図５は、図３のギアケース５００の斜視図を示す。この例示的な実施形態において、ギアケース５００は、ライン５０２によって分離された２つのサブコンポーネントとして付加製造されている。各サブコンポーネント５０４Ａおよび５０４Ｂは、壁５０５を含む。ギアケース５００のサブコンポーネント５０４Ａおよび５０４Ｂは、以下でさらに詳細に説明するように、ライン５０２の周囲に延びる壁５０５でシームレスに結合され、単一のコンポーネント５００を形成する。不必要に厚い壁を有することで、望ましくない質量と体積を追加し、その結果、関連する輸送構造体の性能を低下させ、より大きなギアケースを鋳造し得る従来の技術とは異なり、図５のギアケース５００の壁５０５は、不必要な材料を追加することなく、関連する圧力に耐えるために必要で正確な仕様で３Ｄ印刷され得る。
【００３５】
一実施形態において、舌溝接続は、サブコンポーネントを結合するために使用される。舌溝接続には、剪断よるコンポーネント間の荷重に反応する接着剤の使用を含むこともある。図６は、ギアケース壁６０５のそれぞれの縁部に沿って走る付加製造された舌溝ジョイント６００の断面を示し、一つの壁は第一のサブコンポーネントに関連付けられ、一つの壁は第二のサブコンポーネントに関連付けられる。具体的には、図６は、交差部５０２（図５）における壁縁部の断面図を示し、縁部は図に出入りする。ジョイント６００は、第一のサブコンポーネント６０１Ｂおよび第二のサブコンポーネント６０１Ａに対応し、関連付けられ得る壁縁部６０７を含む。ジョイント６００は、舌６０２および溝６０４をさらに含む。一実施形態において、舌６０２は、ギアケース５００（図５）の第一のサブコンポーネント６０１Ｂの第一の周辺領域６３５に沿って配置され、溝６０４は、ギアケース５００の第二のサブコンポーネント６０１Ａの第二の周辺領域６３３に沿って配置される。図から明らかなように、この実施形態において、組み立てを容易にするために（すなわち、溝への舌の挿入を容易にするために）舌６０２および溝６０４が先細になっており、壁６０５の縁部６０７は、接触または近接している。
【００３６】
舌６０２と溝６０４との間のギャップ６０６は、接着剤で満たされ得る。例えば、接着剤は、サブコンポーネント６０１Ａの第二の側に配置された真空ポート６０８を通して真空を引くときに、サブコンポーネント６０１Ａの第一の側に配置された外部充填ポート６１０を介する真空注入（ｖａｃｕｕｍ  ｉｎｆｕｓｉｏｎ）を用いて注入され（ｉｎｊｅｃｔｅｄ）、ギャップ６０６を通して接着剤を広げ得る。
【００３７】
サブコンポーネント６０１Ａ〜Ｂは、一実施形態において、サブコンポーネント６０１Ｂの縁部６０７に組み込まれ得るシール溝６１２Ａおよび６１２Ｂをさらに含み得る。例示的な実施形態において、シール溝６１２Ａ〜Ｂはエラストマーシーラント６１４Ａ〜Ｂで満たされ、シーラントは、接着剤注入の前に硬化して、接着剤の流れを制御および制限し得る。この硬化により、突出シール圧縮機構６１６Ａ〜Ｂおよびサブコンポーネント６０１Ａの縁部６０７に配置された機構であるシール膨張ボイド６１８Ａ〜Ｂの周囲のシーラントの変形により、接着剤注入中に強い真空を作り出すことも可能になる。舌６０２と溝６０４との間のギャップ６０６は、公称厚さとすることもできる。一実施形態において、ギャップ６０６は約５００μｍであるが、他の多くの厚さも可能である。ギャップ６０６は、溝６０４の最も広い点に配置されたセンタリング機構６２０を使用して適切に保存され得る。
【００３８】
さらに、例示的な実施形態において、シール溝６１２Ａ〜Ｂの外側（すなわち、シール溝６１２Ｂの右側およびシール溝６１２Ａの左側）に位置する縁部６０７のジョイント部分は、異種金属間のフレッチングと電解腐食を防ぐために、結合されたサブコンポーネント６０１Ａ〜Ｂの間にボイド（図示せず）を有するように設計され得る。ジョイントクランプ機構６２２Ａ、６２３Ａおよび６２２Ｂ、６２３Ｂは、そのようなボイドを維持するのを支援することができる。クランプ機構６２２Ａ、６２３Ａおよび６２２Ｂ、６２３Ｂは、クランプ機構６２２Ａが壁６０５の一方の側のクランプ機構６２３Ａに接触するとき、およびクランプ機構６２２Ｂが壁６０５の他方の側の６２３Ｂに接触するときに、ボイドを提供する界面表面を誇張する材料を有し得る。
【００３９】
一実施形態において、ボイドは、サブコンポーネント界面全体（縁部６０７）にわたって延びる。しかしながら、ボイドは、シール溝６１２Ａ〜Ｂの内側エリアで接着剤またはシーラントで満たされてもよいが、ボイドはシール溝６１２Ａ〜Ｂの外側エリアで満たされなくてもよい。サブコンポーネント６０１Ａ上のシール膨張ボイド６１８Ａ〜Ｂは、シール溝６１２Ａ〜Ｂからのシーラントが必要に応じて膨張して強力なシールを提供することを可能にし得る。別の実施形態において、真空ポート６０８、充填ポート６１０、およびクランプ機構６２２〜２３Ａおよび６２２〜２３Ｂは、ジョイントが完全に結合された後、取り付け機構６１３Ａおよび６１３Ｂの破断除去を可能にするために、ノッチが設けられ得る。
【００４０】
本開示の別の態様において、コンポーネントは、そのコンポーネントの壁の１つに実質的に沿ってまたは隣接して走る流体管を含む。一実施形態において、流体管は、ギアケース５００（図５）の壁と一体化され、前述の利点を達成する。他の実施形態において、流体管は、コンポーネントの壁から離れているが近接している。さらに他の実施形態において、流体管は、ある所望の位置でサブコンポーネントの内部にある。
【００４１】
潤滑剤、冷却剤、または別の適切な流体を運ぶことができる流体管は、サブコンポーネント６０１Ａおよび６０１Ｂの縁部６０７によって画定されるジョイントにわたって広がることができる。流体管がそのような接合されたジョイントにわたって広がる必要がある場合、ジョイントは、流体管とギアケース壁６０５の両方の周りでシールされ得る。
【００４２】
図７は、サブコンポーネント間で流体を輸送するための流体管７０４の断面を含む流体管界面７００の界面平面図を示す。すなわち、図７は、流体が観察者に対して図の内外の方向に移動するジョイントの断面を示す。平面図は、第二のサブコンポーネントの同様に構造化された流体管界面としっかりと結合するように構成され得る第一のサブコンポーネントの壁７１０の近くの流体管界面７００を示す。流体管界面７０２は、別のサブコンポーネント上の同様のセクションと実質的に同一平面に配置されるように設計されたほぼ平坦なセクション７０６をさらに含み得る。他の実施形態において、セクション７０６は、別の形状の輪郭を描くことができ、または別の形状を有することができる。流体管界面７００は、その周囲に配置され、サブコンポーネント壁７１０に隣接する外壁７０８も含み得る。さらに、流体管界面７００は、舌溝ジョイント７０２を含み得る。例示的な実施形態において、舌溝ジョイント７０２は、図の平面に対して直角に突き出ている舌突起を含み、別のサブコンポーネントの流体管界面に関連する同様の溝セクションと嵌合するように構成される。代替として、舌溝ジョイント７０２は、図の平面内に差込み溝を含み、別のコンポーネントの流体管界面に関連する同様の舌セクションを受け入れるように設計され得る。いくつかの実施形態において、図７に示すように、舌溝ジョイント７０２は、流体管の周辺全体に完全に延びる必要はないが、むしろ、そのような周辺に沿ってまたはその近くに部分的に延びるように構築され得る。
【００４３】
図８は、複数の舌溝接続を介してコンポーネントとして一緒に接合されるように構成された複数のＡＭサブコンポーネント８０２、８０６、８０８を示す斜視図である。明確にするために、サブコンポーネントの実質的に円筒形のセットが示されている。しかしながら、コンポーネントの性質と全体的な構成に応じて、サブコンポーネントの幅広い様々な形状、サイズ、および構成が可能である。さらに、明確にするために、サブコンポーネントまたはコンポーネント内に収容され得る内部構造は図から省略されている。
【００４４】
この例示的な実施形態において、サブコンポーネント８０２および８０６のそれぞれは、円筒形の構造の部分を構成する。サブコンポーネント８０２は、この例では舌突起８０４を含む縁部８０９を有する外壁８１５を含み得る。同様に、サブコンポーネント８０６は、舌突起８０４を受け入れて嵌合する溝接続８５５を有するように構成され得る。一般的に、構成に応じて、舌溝接続８０４は、舌または溝のいずれかを含み得て、前述のサブコンポーネント８０６の対応する（部分的に視界から見えない）縁部と嵌合するように構成され得る。同様に、舌突起８２７（または、他の場合、溝接続）は、サブコンポーネント８０２の別の縁部８１０に配置され得て、サブコンポーネント８０６の対応する溝接続８５８と嵌合するように構成され得る。
【００４５】
さらに、図８は、円筒形状のサブコンポーネント８０８を示し、このサブコンポーネント８０８は、この実施形態において、サブコンポーネント８０２と８０６との嵌合された組み合わせに対して同一平面に装着するように設計されている。サブコンポーネント８０８は、縁部８１１を有する外壁を含むことができ、サブコンポーネント８０８の周辺領域の周りの縁部８１１上に別の舌溝接続８１２を配置することができる。舌溝接続８１２は、その結果、サブコンポーネント８０２と８０６の遠端によって提供される組み合わされた対応する舌溝接続（視界から見えない）と嵌合し得る。
【００４６】
構成に応じて、様々なサブコンポーネントの舌溝接続は、実質的に直交するか、または互いに異なる角度であることに留意すべきである。例えば、この実施形態において、舌溝接続８０４は、舌溝接続８１２に実質的に直交する。他の実施形態において、舌溝接続８１２は、サブコンポーネント８０８の周囲全体を横断する必要はなく、また舌突起８０４および８２７は、同様に、サブコンポーネント８０６のそれぞれの縁部８０９および８１０の全長を横断する必要はない。
【００４７】
図９は、組み合わされて一体化されたコンポーネントを通して流体をシールされた方法で輸送するために、サブコンポーネント９０２の壁に近接した流体管界面９２２を有する複数のサブコンポーネントを示す斜視図を示す。サブコンポーネント９０２は、舌溝接続９０４を有する縁部９０９を含み、この縁部は、サブコンポーネント９０６の対応する舌溝接続と嵌合してサブコンポーネント９０２と９０６との一体化された組み合わせを形成するように構成され得る。さらに、流体管９１４が示され、この流体管９１４は、サブコンポーネント９０２の壁と一体化され得るか、またはそれに近接して配置され得て、一体化されたコンポーネント内で流体を輸送するように構成され得る。サブコンポーネント９０２は、流体管セグメント９２１を含む流体管界面９２２をさらに含み得る。一実施形態において、流体管界面９２２は、サブコンポーネント９０８の対応する流体管界面９４１に対して実質的に同一平面に装着するように構成され得る。このように、流体管セグメント９２１は、サブコンポーネント９０８の流体管セグメント９１４とシームレスに位置合わせすることができ、結果として生じる一体化されたコンポーネントを通って流体が流れることを可能にする。
【００４８】
この実施形態におけるサブコンポーネント９０８は、サブコンポーネント９０２および９０６と、これらのサブコンポーネントの周辺領域に沿って嵌合するために、縁部９１１を有する壁を含む概ね円筒形状の構造であり、この縁部９１１に沿って舌溝接続９１２が配置され得る。上述のように、サブコンポーネント９０８の流体管界面９４１は、サブコンポーネント９０２の流体管界面９２２上の対応するセクション（視界から見えない）と実質的に同一平面に配置されるように構成された概ね平坦なセクション９１３を含み得る。
【００４９】
サブコンポーネント９０８の流体管界面９４１は、サブコンポーネント９０２の流体管界面９２２に配置された対応する舌溝接続と嵌合するように構成された別の舌溝接続９１５をさらに含み得る。サブコンポーネント９０２の流体管界面９２２上の対応する舌溝接続は、幾何学的構造において流体管界面９４１と実質的に同様である。ただし、舌溝接続は、逆の嵌合構造、つまり、舌溝接続９１５が舌の場合は溝を含み得、逆の場合は、逆になり得ることを除く。
【００５０】
必須ではないが、例示的な実施形態において、セクション９１３は実質的に平坦であるため、サブコンポーネント９０２の対応する平坦なセクションにぴったりと押し付けられる。他の実施形態において、セクション９１３は平坦でなくてもよく、または流体管８１４の周りにシールを収容するのに適した構造を含み得る。他の実施形態において、セクション９１３は、サブコンポーネント９０２の流体管界面９２２上で補完的なセクションと隣接するために、形成もしくはテクスチャード加工されてもよく、または適切な別の形状を含んでもよい。結果として生じるコンポーネントは、コンポーネント内の流体の妨げられない流れを可能にするそれぞれの流体管界面９２２、９４１の中実で面一な接合部（ｓｏｌｉｄ  ａｎｄ  ｆｌｕｓｈ  ｊｏｉｎｄｅｒ）を有する。様々な実施形態において、製造されるＡＭコンポーネントに応じて、管が突出すること、および／または流体が外部源に、もしくは外部源から供給されることができるように、１つ以上のオリフィス（図示せず）がサブコンポーネントに組み込まれ得る。
【００５１】
上記の図７〜図９に示されるように、流体が通過するための連続した内部ボイドを生成できることから、コンポーネントの内部に他の流体搬送メカニズムを構築できる。そのような例の１つには、ギアケース内部の流体間熱交換器の使用を含む。しかしながら、ＡＭコンポーネントの性質および構造に応じて、多くの異なる実施形態および用途が可能である。
【００５２】
本開示の別の態様において、輸送構造体および他の機械化アセンブリ用のＡＭコンポーネントは、剪断パネルを接続する複数のノードを使用して、設計し、組み立てられ得る。一実施形態において、輸送構造体のギアケースは、輸送構造体または他の機械化アセンブリで使用するために、複数の剪断パネルを一つのコンポーネントに統合するように、複数のＡＭサブコンポーネントを使用して組み立てられる。
【００５３】
図１０は、ＡＭノード１００２Ａを有する六角形ギアケース１０００の側面図を示しており、ＡＭノード１００２Ａは、例示的な一実施形態において、適切な金属材料を使用して付加製造され得る。ＡＭノード１００２Ａは、ギアケース１０００が平面形状に耐えることができる場所に、ベアリング、シャフト、およびギアケース１０００の内部の他の構造のための１つ以上の界面を含むように構成され得る。この図において、六角形ギアケース１０００の２つの剪断パネル１００４は、それぞれのＡＭノード１００２Ａの間に固定され得る。ＡＭノード１００２Ａは、例えば、舌溝接続、接着剤、または別の適切な結合メカニズムを介して、剪断パネル１００４のそれぞれの側面と嵌合するための延長構造または差込み（図示せず）を含み得る。ＡＭノード１００２Ａは、組み立て中に剪断パネル１００４の位置を特定するためのソケットまたは差込みで構成され得る。また、ＡＭノード１００２Ａは、剪断パネル１００４のためのシーリング界面を提供し得る。例示的な一実施形態において、ＡＭノード１００２Ａは、各側に剪断パネル１００４を受け入れるために二重剪断受け取りポケットを使用し得る。ギアケース１０００のアセンブリは、隣接するＡＭノード１００２Ａの間に剪断パネル１００４をトラップし得る。六角形ギアケース１０００の各端部で、ＡＭノード１００２Ａは、ＡＭノードの中央部分１００３で終端し得るが、この中央部分は、いくつかの実施形態において、様々なＡＭノード１００２Ａ、したがって、ＡＭノード１００２Ａが結合されている剪断パネル１００４を互いに結合し、固定するように動作し得る。
【００５４】
図１１は、ノードおよび剪断パネルを使用して構築された六角形ギアケース１１００を示す断面図（Ｂ−Ｂ、図１１参照）を示す。複数のＡＭノード１００２のそれぞれは、対応する剪断パネル１００４のペアを接続するために使用される。ノード１００２および剪断パネル１００４は、ベアリング１００６などのギアケース１１００内の内部構造を囲むアセンブリとして使用され得る。ノード１００２および対応する剪断パネル１００４は、例えば、本明細書で説明されるような舌溝構成を含む、いくつかの可能な接続メカニズムを使用し得る。代替として、ノードは、ソケットおよび／またはパネルまたは他の構造を受け入れるための１つ以上の位置決め機構を含み得る。いくつかの実施形態において、ノードは、接着剤を提供し、真空を引くためのチャネルを含み得る。ノードは、構造が単純な場合もあり、例えば、パネルを受け入れるための差込エリアを含み得る。一般に、ノードの構成は、用途と目的に応じたものに従い得る。
【００５５】
図１０〜図１１に示すように、複数のＡＭサブコンポーネントを使用したギアケースのアセンブリにより、剪断パネルなどの構造をＡＭ金属部品間で捕捉できる。例示的な実施形態において、ＡＭ金属部品は、ＳＬＭなどのＰＢＦ技術を使用してレンダリングされる。例示的な実施形態では、剪断パネル１００４は、流体をシールし、剪断荷重を伝達するように構成された商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）の平坦な炭素複合材シートである。炭素複合材が検討され得るが、その理由は、現在、炭素複合材が、利用可能な構造材料の中で最高の比強度を有するからである。しかしながら、他の材料で構成される剪断パネルも可能である。上述のように、剪断荷重の伝達には、結合とシーリングを可能にするＡＭノードおよび他のＡＭサブコンポーネント上に界面が必要になり得る。このようにして、全体的により小さい質量を有するギアケースが構築され得る。
【００５６】
図１２Ａは、本明細書に記載の原理を使用して形成された六角形ギアケース１２００を示す斜視図を示す。ギアケース１２００は、複数のパネル１２０２を含み、パネル１２０２の２つの側面のそれぞれは、それぞれのノード１００２Ａと接合されて、６つのパネル１２０２および６つのノード１００２Ａを有する六角形構造を形成する。一実施形態において、ノード１００２Ａは、セクション１００３を介して構造の反対側に結合される。一実施形態の各パネル１２０２は、図１２Ｂにより詳細に示すように、ノード１００２Ａの各側に配置されるソケットまたは溝接続に押し込まれる。
【００５７】
図１２Ｂを参照すると、図１２Ａの構造で使用されるノード１００２Ａの分解斜視図が示されている。この図から明らかなように、ノード１００２Ａは、六角形の一部分を形成するのに役立つわずかに曲がった幾何学的形状を有する。さらに、この実施形態におけるノード１００２Ａは、差込みまたはソケットを各側に含み、この中に、パネル（ｐａｎｅｌ  ｐａｎｅｌｓ）１００４を固定することができる。いくつかの実施形態では、パネルをさらに固定するために、適切な接着剤が使用され得る。
【００５８】
図１２Ａのギアケース１２００、および機械化アセンブリで使用するための同様の構造は、対称および非対称形状を含む任意の数の可能な形状およびサイズを取り得ることと、六角形に限定される必要はないことを理解されたい。本開示の原理を適用することにより、複数の構成要素であるＡＭサブコンポーネントから大きなコンポーネントを構築できるため、サイズの範囲が小から特大までのコンポーネントの付加製造が可能になることに留意すべきである。さらに、３Ｄ印刷されていないＣＯＴＳ部品または他のカスタム部品は、図１２Ａのギアケースの状況のように、全体のコンポーネントに組み込まれ得る。
【００５９】
図１３は、輸送構造体または他の機械化アセンブリで使用するためのコンポーネントを付加製造する例示的な方法を示すフロー図１３００を示す。図１３で特定されたステップは、本質的に例示であるので、ステップの異なる順序またはシーケンスも、追加または代替のステップも同様の結果に到達するために、本開示で企図されるように着手され得ることは理解されるべきである。ステップ１３０２で、例えば、サブコンポーネントの壁の縁部に沿って配置された舌構造、あるいはサブコンポーネントの周辺領域の周りに部分的もしくは完全に配置された舌構造を有する第一のサブコンポーネントを付加製造し得る。同様に、ステップ１３０４で、２つのサブコンポーネントが接合されると、溝構造が第一サブコンポーネントに関連する舌構造と嵌合するように構成されるように、壁の縁部または周辺領域に沿って補完的な溝構造を有する第二のサブコンポーネントを付加製造し得る。
【００６０】
その後、ステップ１３０６で、第一および第二のサブコンポーネントに関連付けられたそれぞれの舌溝構造は、嵌合されて、結果として得られるＡＭコンポーネントを形成し得る。嵌合プロセスは、様々な技術を使用して達成し得る。一例として、ステップ１３０６Ａで、例えば、接着剤の流れを封じ込め、強い真空を促進し、および／または２つのサブコンポーネントの固定を支援するために、舌溝セクションのそれぞれのエリア間にシーラントを塗布し得る。ステップ１３０６ｂで、サブコンポーネントの嵌合を支援するために、１つ以上のセンタリング機構を使用し得る。ステップ１３０６ｃで、充填ポートを介して適切な接着剤を塗布することができ、舌溝接続の間の空間に接着剤を広げる真空を引くために、別個の真空ポートが実装され得る。ステップ１３０６ｄで、接合エリアでの異種金属または他の材料の共存に対応することを目的として、周辺領域のそれぞれの縁部間にボイドを提供するのを支援するために、クランプ機構のセットが使用され得る。上記のように、提供されるボイドは、材料の電解腐食を防ぐために機能し得る。
【００６１】
図１４は、コンポーネント内での流体の流れを可能にするために、コンポーネント内に流体管界面を付加製造する例示的な方法を示すフロー図１４００を示す。図１３に示すように、これらの目的を達成するためのステップの数、順序、およびタイプは、構成および目的によって異なり得る。ステップ１４０２で、第一のサブコンポーネントのＡＭは、第一のサブコンポーネントに関連する第一の周辺領域に実質的に隣接して走る第一の流体管界面を付加製造することを含む。上述のいくつかの実施形態では、流体管界面は、質量および体積の減少に対応するために、第一のサブコンポーネントの壁と一体化され得る。第一の流体管界面は、突起舌または差込溝のいずれかであり得る舌溝接続によって部分的または完全に囲まれ得るか、さもなければ、この舌接続溝を含み得る。
【００６２】
ステップ１４０４で、第二のサブコンポーネントのＡＭは、その第二のサブコンポーネントに関連する第二の周辺領域に実質的に隣接して走る、またはその一部として一体化される第二の流体管界面を付加製造することを含む。第二の流体管界面は、第一の流体管界面に関連する舌溝接続と嵌合するように構成された相補的な舌溝接続によって部分的または完全に囲まれるか、そうでなければ、この相補的な舌溝接続を含む。
【００６３】
その後、ステップ１４０６で、第一および第二のサブコンポーネントは、流体管界面の舌溝接続を使用して嵌合され、いくつかの実施形態では、サブコンポーネント自体は、上記の図１３を参照して説明した第一および第二のサブコンポーネントと関連付けられた別個の舌溝接続を使用して同時に嵌合される。ステップ１４０６は、例示的な実施形態において、嵌合プロセスに関連する１つ以上の手順を含み得る。例えば、接着剤の塗布を支援するために、充填ポートと真空ポートを付加製造し得るか、あるいはサブコンポーネントと一緒に印刷し得る。さらに、適用可能な舌溝接続間の空間に接着剤を加えて、流体管界面が互いに実質的に同一平面になり、結果として生じる一体化コンポーネントの周囲に沿って流体が流れるようにすることができる。図１３に示されるように、これらのステップは、実装に応じて任意の順序で発生する可能性があり、追加または代替のステップを使用してサブコンポーネントとそのそれぞれの界面を保護することができる。
【００６４】
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、ノードおよびサブコンポーネントを印刷および結合する他の技術に適用され得る。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、または当業者に今後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な均等物は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。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。請求項のいかなる要素も、その要素が「のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されていない限り、あるいは方法の請求項において、その要素が「のためのステップ」という語句を使用して列挙されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の規定に基づいて、あるいは適用される管轄区域の類似法に基づいて解釈されるべきではない。
【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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【図１０】
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【図１１】
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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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【国際調査報告】
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