(57)【要約】この開示のいくつかの実施形態は、ソケットを有する積層造形されたノードに関する。装置は、ノードとともに共同印刷された１つまたは複数の位置決め機構を含む。１つまたは複数の位置決め機構は、コンポーネントの端部を前記ソケット内に位置決めするように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットを有する積層造形されたノードと、
前記ノードとともに共同印刷された１つまたは複数の位置決め機構であって、前記１つまたは複数の位置決め機構は、前記ソケット内のコンポーネントの端部を位置決めするように構成される、１つまたは複数の位置決め機構と、
を備えた装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、前記ソケット内に構成され、前記コンポーネントが前記ソケットに係合すると前記コンポーネントと前記ソケットとの間のギャップを維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、複数の変形可能なかかりを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、複数の突起を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、１つまたは複数のテーパーシムを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、プレートと、前記プレートを前記ソケットの内面に結合する複数の支柱を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ノードとともに共同印刷され、前記コンポーネントと前記ソケットとの間に接着剤を注入するように構成された、取外し可能な積層造形されたノズルをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ソケットは、ノッチを前記コンポーネントに係合するように構成された突起を備え、前記ソケット内の前記コンポーネントを位置決めする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、前記ソケットの開口部に対向する前記ソケットの内面上に位置する離間した位置決め器のペアを備え、前記位置決め器は、前記コンポーネントの前記端部のエッジに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを提供するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記コンポーネントは、前記ソケット内に位置し、対向する表層と、スタンドオフのペアを備え、前記スタンドオフの第１のスタンドオフは、前記コンポーネントの前記端部上の前記表層の第１の層上に位置し、前記スタンドオフの第２のスタンドオフは、前記コンポーネントの前記端部上の前記表層の第２の層上に位置する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンポーネントは、前記第１および第２のスタンドオフにおいて前記ソケットに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記接着剤の第１の部分は、前記位置決め器の第１の位置決め器と前記スタンドオフの第１のスタンドオフとの間に塗布され、前記接着剤の第２の部分は、前記位置決め器の第２の位置決め器と前記スタンドオフの第２のスタンドオフとの間に塗布される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の位置決め器は、第１のギャップを有する前記ソケットの第１の部分を備え、前記ソケットは、さらに、前記第１のギャップより広い第２のギャップを有する第２の部分を備え、前記第２のギャップは、前記第１のギャップよりも、前記ソケット開口部により近くに位置し、前記第１のギャップは、前記コンポーネントの前記端部のエッジに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
積層造形により、ソケットを有するノードを印刷するステップと、
前記ノードとともに１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷するステップであって、前記１つまたは複数の位置決め機構は、前記ソケット内のコンポーネントの端部を位置決めするように構成されるステップと、
を備える、方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の位置決め機構を前記ソケット内に構成するステップと、
前記コンポーネントを前記ソケットに係合するステップであって、前記１つまたは複数の位置決め機構は、前記コンポーネントが係合するとき前記コンポーネントと前記ソケットとの間にギャップを維持する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷することは、複数の変形可能なかかりを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷することは、複数の変形可能な突起を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、１つまたは複数のテーパーシムを印刷することを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷することは、プレートと複数の支柱を備え、前記方法はさらに、前記プレートを前記ソケットの内部表面に結合することをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記ノードとともに積層造形されたノズルを共同印刷するステップと、
前記コンポーネントと前記ノードとの間に接着剤を注入するステップと、
前記ノードから前記ノズルを取り外すステップと、
をさらに備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記ソケット内の突起を共同印刷するステップと、
前記コンポーネント内のノッチを前記ソケットと係合させるステップと、
前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めするステップと、
をさらに備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷することは、前記ソケット開口部と反対側の前記ソケットの内面上に離間した位置決め器のペアを印刷することを備え、前記位置決め器は、前記コンポーネントの前記端部のエッジに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記コンポーネントの前記端部上の前記表層の第１の層上に前記スタンドオフの第１のスタンドオフを位置決めするステップと、
前記コンポーネントの前記端部上の前記表層の第２層上に前記スタンドオフの第２のスタンドオフを位置決めするステップと、
前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めするステップであって、前記コンポーネントは、対向する表層とスタンドオフのペアを有する、ステップと
をさらに備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記コンポーネントは、前記第１および第２のスタンドオフにおいて前記ソケットに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記位置決め器の第１の位置決め器と前記スタンドオフの前記第１のスタンドオフとの間に前記接着剤の第１の部分を塗布するステップと、
前記位置決め器の第２の位置決め器と前記スタンドオフの前記第２のスタンドオフに前記接着剤の第２の部分を塗布するステップと、
をさらに備えた、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めする前に、第１の接着ストリップを前記コンポーネントの第１の側面に塗布するステップと、
第２の接着ストリップを前記コンポーネントの第２の側面に塗布するステップと、
前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めするステップであって、前記コンポーネントは、対向する表層を有し、前記第１および第２の接着ストリップは、前記対向する表層に塗布される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２および第２の接着ストリップを硬化する前に、前記コンポーネントと前記ノードとの間にシムを階層することをさらに備え、前記シムは、前記接着ストリップが硬化する前に、前記コンポーネントがたるむのを防止する、ステップをさらに備えた、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１および第２の接着ストリップは、フィルム発泡体接着剤である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記コンポーネントと前記ソケットとの間に接合部分を形成するように前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めするステップと、
前記接合部分を封止するように、シムを介そうするステップと、
高められた注入力により前記接合部分を介して液体接着剤を注入するステップと、
をさらに備えた、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記コンポーネントを前記ソケットに位置決めして前記コンポーネントと前記ソケットとの間に接合部分を形成するステップと、
前記接合部分を封止するようにシムを介そうするステップと、
前記接合部分に封止剤を塗布するステップと、
注入ポートを介して液体接着剤を前記インターフェースに注入するステップであって、真空力が前記接合部分を介して前記接着剤を真空ポートに引き上げる（pulls）、ステップと、
をさらに備えた、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記１つまたは複数の位置決め機構は、第１のギャップを有する前記ソケットの第１の部分を備え、前記ソケットは、前記第１のギャップよりも広い第２のギャップを有する第２の部分をさらに備え、前記第２のギャップは、前記第１のギャップよりも前記ソケットに、より近くに位置し、前記第１のギャップは、前記コンポーネントの前記端部のエッジに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを供給する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１７年６月２日に出願された「共同印刷された位置決め機構を備えたノードとその製造方法」というタイトルの米国特許出願第１５／６１３，０３６の優先権を主張し、参照することにより、その全体が明示的にここに組み込まれる。この出願は、一般に、ノードを用いた共同印刷位置決め機構のための技術に関し、特に、ノードソケット内に正確にコンポーネントのエッジを位置決めするための共同印刷された位置決め機構を有した積層造形されたノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層造形（Additive Manufacturing）（ＡＭ）プロセスは、３次元物体を作るために１つ以上のマテリアル（material）のレイヤ毎のビルドアップ（layer-by-layer buildup）を含む。ＡＭ技術は、さまざまなマテリアルから複雑なコンポーネントを組み立てることができる。典型的に、自立オブジェクト（a freestanding object）は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルから作られる。ＣＡＤモデルを用いて、ＡＭプロセスは、レーザビームを用いて粉末マテリアルを焼結または溶融し、次に粉末粒子を一緒に結合するためにレーザビームを用いることにより固体３次元物体を作成することができる。ＡＭプロセスにおいて、エンジニアリングプラスティック、熱可塑性エラストマー、金属およびセラミックのような異なるマテリアルまたはマテリアルの組み合わせを用いて独特の形状の３次元物体を作ることができる。
【０００３】
いくつかの異なる印刷技術が存在する。そのような技術の１つは、選択的レーザー融解と呼ばれる。選択的レーザー融解は、粉末マテリアルの融点より低い温度で粉末の粒子を溶解する（凝集する）ことを必然的に伴う。より具体的には、レーザーは、パウダーベッド（powder bed）をスキャンし、構造が望まれる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エリア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数千回反復され、その後、印刷された部分がファブリケータ（fabricator）から除去される。
【０００４】
ＡＭプロセスは、改良し続けるので、より複雑な機械的製造は、それらの設計に積層造形を用いる利点を調査し始めつつある。これは、自動車産業、航空機産業、および輸送構造の組み立てに含まれる他の産業は、常にコスト節約の最適化に携わり、製造時に生じる可能性がある変更により無駄に消費するパーツの数を低減することにより、製造プロセスを改善する機会を模索している。サイズのわずかな変動を示す可能性のあるコンポーネントを結合することは、克服が困難である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では、コンポーネントを所定の位置に密着させて密閉するように構成されたシンプルな内部設計が提供される。しかしながら、そのような構造は、製造されたコンポーネントがわずかに厚く、たとえば大きすぎて無駄になるという点で制限される。各無駄になった部分は、製品の製造コストに加算され、一般的に製造された設計に柔軟性がないため、多量の無駄を生じることになる。この現象は、製造コストを押上げ、しばしば消費者に転嫁される。複雑な製品に関連付けられることが多い高値は、かなりの数の消費者を遠ざけるため、消費者コストの付随的な引き上げは、問題となる可能性がある。したがって、１つまたは複数の積層造形されたコンポーネントを接合することに関連する無駄の量を低減する必要性がある。
【０００５】
幸いなことに、最近の３次元印刷またはＡＭプロセスの進歩は、一般的な製造技術では、従前には利用できなかった簡単な内部機能を組み込むための新しい機会を提示してきた。ＡＭを用いて、コンポーネントを接合するときより大きな柔軟性を提供することができる固有の内部構造を有したコンポーネントを印刷することができる。しかしながら、より柔軟性を有したパーツの利用可能性に関して新しい課題のセットが浮上している。たとえば、さまざまなサイズに適合するように設計されたソケットは、より小さなコンポーネントをより大きなソケット内に正しく位置付けることを困難にさせる。これは、コンポーネントがより大きな空間を移動する可能性があるからである。
【発明の概要】
【０００６】
積層造形されたノードをコンポーネントに接合する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完全に記載する。装置の１つの態様は、ソケットを有する積層造形されたノードを含む。装置は、ノードと共に共同印刷（co-printed）された１つまたは複数の位置決め機構を含む。１つまたは複数の位置決め機構は、ソケット内のコンポーネントの端部を位置決めするように構成される。方法の１つの態様は、積層造形によりソケットを有するノードを印刷することを含む。方法は、ノードを用いて１つまたは複数の位置決め機構を共同印刷する。１つまたは複数の位置決め機構は、ソケット内のコンポーネントの端部を位置決めするように構成される。
【０００７】
積層造形ノードを用いた共同印刷位置決め機構の他の態様は、いくつかの実施形態のみが説明のために図示され、記載された以下の詳細な記述から当業者には容易に理解できるであろう。当業者に理解されるように、積層造形されたノードを有する相互接続子の共同印刷は、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、すべてこの発明から逸脱することなく、種々の他の態様に変更可能である。したがって、図面と詳細な記述は、本質的に例示であって制限するものではなない。積層造形されたノードを有する共同印刷相互接続の種々の態様は、添付図面において、限定によってではなく、例示による詳細な記述において提示される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ノードと共同印刷位置決め機構を備えた装置の一例示実施形態を説明する。
【図２】図２は、ノードと共同印刷位置決め機構を備えた装置の他の一例示実施形態を説明する。
【図３Ａ】図３Ａは、パネルをノードに接合するための共同印刷位置決め機構を有したノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、パネルをノードに接合するための共同印刷位置決め機構を有したノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図４】図４は、位置決め機構が突起（bumps）である図３の装置の一代替実施形態を説明する。
【図５】図５は、共同印刷されたシム（shims）を備えたノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図６】図６は、共同印刷されたノズルと過大サイズソケットを有するノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図７】図７は、共同印刷された支柱（strut）とノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図８】図８は、ノードと共同印刷された突起（bump）を有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図９】図９は、共同印刷された突起（projection）を有したノードを有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図１０】図１０は、共同印刷された突起（projection）と二次シムを有するノードを有する装置１０００の一例示実施形態を説明する。
【図１１】図１１は、収束ソケットロケータ（converging socket locator）を有する装置の一例示実施形態を説明する。
【図１２】図１２は、位置決め機構を有するノードを共同印刷するためのプロセスを説明する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付図面を参照して以下に述べる詳細な記述は、ノードおよび相互接続子を共同印刷するための積層造形技術の種々の例示実施形態の記述を提供することを意図するものであり、この発明が実施できる実施形態だけを表すことを意図したものではない。この開示の全体にわたって使用される「例示」という用語は、「一例、インスタンス、または説明として機能する」ことを意味し、この開示に提示された他の実施形態に対して必ずしも好適であるとかまたは有利であると解釈されるべきではない。詳細な記述は、この発明の範囲を当業者に完全に伝達する完全な開示を提供するための特定の詳細を含む。しかしながら、この発明は、これらの具体的な詳細なしに実施することが可能である。いくつかのインスタンスにおいて、よく知られた構造およびコンポーネントは、ブロック図で示すことができ、またはこの開示全体にわたって提示された様々な概念が曖昧になるのを避けるため、全体的に削除することができる。
【００１０】
ノードと相互接続子のコンテキストにおいて積層造形の使用は、機械的構造と機械化されたアセンブリの製造業者が顧客に対してロウコストで複雑な形状を有するパーツを製造することを可能にする高い柔軟性とコスト削減を提供する。上述した接合技術は、積層造形されたパーツおよび／またはパネルのような商業的に入手可能な（ＣＯＴＳ）コンポーネントを接合するためのプロセスに関する。積層造形されたパーツは、事前プログラムされた設計に基づいてマテリアルの層の上に層を重ねることにより３次元的に印刷される。上述したパーツは、自動車（automobile）のようなモータビークル（motor vehicles）を組み立てるのに使用することができる。上述したパーツは、自動車のようなモータビークルを組み立てるのに使用されるパーツであり得る。しかしながら、当業者は、製造されたパーツが、この発明の範囲を逸脱することなく、乗り物、トラック、列車、オートバイ、船舶、航空機等のような他の複雑な機械的プロダクトを組み立てるのに使用されることができることを理解するであろう。
【００１１】
これらの産業が遭遇してきた１つの重要な問題は、どのようにして完全に異なるパーツまたは構造物をより効率的に相互接続可能にするかである。ここに開示されるそのような技術の１つは、積層造形の使用である。特に、位置決め機構を印刷するための積層造形技術を利用することにより、製造変形に対処するために柔軟な設計を提供しながら、製造プロセスに異なるパーツおよび／またはコンポーネントを接合することがより簡単になる。そのような変形は、例えば、印刷期間およびその次の製造期間（例えば、接合）により、環境条件およびマテリアルにおける多様性により、生じる可能性がある。そのような技術は、ソケットのサイズの保持、ソケットのサイズに対する調整、およびソケット内のコンポーネントの位置を突き止めることができる柔軟な位置決め機能を有したより大きなソケットを印刷することを含むことができる。積層造形は、一般的な製造技術を用いて従前には可能でなかったこれらの内部位置決め機構を有したノードを製造する能力を提供する。この結果、より効率的でない技術から生じた無駄を省くことができる。
【００１２】
ここに記載されるように、ノードは、積層造形されたパーツの一例である。ノードは、チューブおよび／またはパネルのようなコンポーネントを受け入れるソケットを含む任意の３−Ｄ印刷されたパーツであり得る。ノードは、特定のタイプのコンポーネント受け入れるように構成された内部機構を有することができる。代替的にはあるいは同時発生的に、ノードは、ノードのソケットにコンポーネントを位置決めするための内部機構を有することができる。この開示のいくつかの実施形態において、ノードは、ノードのソケットを位置決めするための内部機構を有することができる。しかしながら、当業者が理解するように、ノードは、この開示の範囲から逸脱することなく、任意の内部の設計または形状を受け入れることができる。
【００１３】
図１は、ノードと共同印刷された位置決め機能を備える装置１００の一例示実施形態を説明する。図示するように、装置１００は、ノード１２０、コンポーネント１０５、エンドキャップ（end caps）１１０及び接着剤ポート１１５を含む。ノード１２０は、また位置決め機構（locating feature）１３０を含む。この装置のいくつかの態様において、コンポーネント１０６は、チューブである。組み立てられると、エンドキャップ（end caps）１１０は、ノード１２０のより低い突起の回りに適合してソケットを形成する。コンポーネント１０５が、エンドキャップ１１０とノード１２０により形成されたソケット内に適合するように、ノード１２０の位置決め機構１３０は、位置決め機構１３０の回りに、およびエンドキャップ１１０間に、コンポーネント１０５のより低いエンド部を位置決めする。コンポーネントがソケットに配置されると、接着剤は、接着部分１１５全体に注入することができ、コンポーネント１０５をノード１２０に固定することができる。次に接着剤は、熱を装置１００に印加して曲げることができる。
図２は、ノードと共同印刷された位置決め機構を備えた装置２００の別の例示実施形態を説明する。装置２００は、コンポーネント２０５、ノード２１０、位置決め機構２１５、ネジ２２０および接着剤２２５を含む。装置のいくつかの態様において、位置決め機構２１５は、ノード２１０と共に共同印刷される。装置のいくつかの態様において、コンポーネント２０６は、チューブである。
【００１４】
図示するように、位置決め機構２１５は、ノード２１０と組み合わせて、コンポーネント２０５が垂直および多少横方向の動きを可能にする。２段階の動きを提供することにより、コンポーネントを備えるノードを接合するとき、より大きな柔軟性を達成する。たとえば、時間と、ノードと位置決め機構が印刷される時間とそれらがコンポーネント２０５と接合される時間との間の温度差は、コンポーネント２０５のサイズを拡張または縮小させる可能性がある。図２に説明される設計は、コンポーネント２０５を位置決め機構２１５およびノード２１０内で横方向に移動可能にすることにより任意のサイズ変化に適合することができる。コンポーネント２０５に最も近いノード２１０の端部は、ソケットを作ることができる。位置決め機構２１５は、ソケット内のコンポーネント２０５の端部を位置決めすることができる。
【００１５】
コンポーネントが適切に位置決めされると、接着剤２２５は、位置決め機構２１５とコンポーネント２０５との間並びに位置決め機構２１５とノード２１０との間に塗布することができる。代替的にまたは同時発生的に、ネジ２２０は、また位置決め機構２１５に適用してコンポーネント２０５とノード２１０を適切な位置で支えることができる。
【００１６】
上述した記述は、主に、チューブとノードを接合するために位置決め機構を用いることに関するが、この開示で記載される技術は、チューブにだけ適用可能なわけではない。事実、ノードに結合することができる任意の適切なコンポーネントは、この開示の範囲から逸脱することなくノードに接合することができる。たとえば、上記セクションで述べたように、位置決め機構は、パネルとノードを正確に接合するのに適切であり得る。
【００１７】
図３Ａは、パネルをノードに接合するための共同印刷された位置決め機構を備えたノードを有する装置３００の一例示実施形態を説明する。装置３００は、ノード３０５とコンポーネント３１０を含む。ノード３０５は、ソケット３２０と位置決め機構３１５を含むことができる。この例示的な図では、位置決め機構３１５は、変形可能および／または取り外し可能なかかり（barb）であり得る。この装置のいくつかの態様では、コンポーネント３１０は、パネルであり得る。
【００１８】
図示するように、パネル３１０は、変形可能なかかり（barb）３１５を介してスライドすることができる。変形可能なかかり３１５は、コンポーネント３１０の端部をソケット３２０内に位置決めすることによりコンポーネント３１０を案内する。コンポーネント３１０が、かかり３１５に沿ってスライドすると、各かかり３１５は、コンポーネント３１０をソケット３２０内の適切な位置で支えるための十分な力を供給しながら、パネル３１０に適応するように曲げることができる。コンポーネント３１０が正しく載置されると、接着剤がソケット３２０に注入されて、コンポーネント３１０をソケット３２０内の場所に固定する。
【００１９】
図３Ｂは、装置３００からのかかり３１５のいくつかの拡大図を説明する。図示するように、かかり３１５が十分に変形し、、コンポーネント３１０を適切な位置に支持し位置決めするための適切なレベルの力を供給する限り、かかり３１５は、多種多様な形状とサイズであり得る。さらに、かかり３１５は、図３Ｂに示すように取り外すことも可能である。かかり３１５は、ソケット３２０内の接着剤を硬化させる前または硬化中に取り外すことができる。この装置のいくつかの態様において、かかり３１５は、プラスチックで作ることができる。
【００２０】
そのような設計は、環境変数によって生じ得る製造のばらつきに適応する。かかり３１５は、機械的にコンポーネント３１０をロックし、３２０のギャップサイズを制御することの両方を行うことができる。この結果、いくつかのインスタンスにおいて、ノード３０５とコンポーネント３１０は、いかなる接着剤も使用することなしに、適切に接合することが可能である。そのようなインスタンスにおいて、かかり３１５は、除去することはできない。
【００２１】
図４は、位置決め機構が突起（bumps）である場合の装置３００の代替実施形態を説明する。図示するように、装置３００は、ノード４０５と突起４１５を含む。突起は、かかり３１５にとって代わることができ、同様に、コンポーネント３１０の端部をノード４０５のソケットに位置決めすることができる。載置されると、突起４１５は、ノードをパネルと接合するためにスポット溶接することができる。
【００２２】
図５は、共同印刷されたシムを備えたノード５０５を有する装置５００の一例示実施形態を説明する。装置５００は、ノード５０５とコンポーネント５１０を含む。ノード５０５は、テーパーシム５１５とコンポーネント５１０を含む。
【００２３】
テーパーシム５１５は、ノードと共に共同印刷することができ、コンポーネント５１０をソケットに位置決めするのに使用することができる。いくつかの態様において、そのような設計は、多種多様な形状とサイズのソケットの生成を可能にする。例えば、図５は、ほぼ円錐形のソケット５２０を説明する。この装置のいくつかの態様において、接着剤をソケット５２０に注入してノード５０５をパネル５１０に固定することができる。そのような態様において、共同印刷されたシム５１５は、注入された接着剤が接着の間移動することができる通路を作る、シムに切り込まれたスイスチーズのような穴を有することができる。装置５００は、次に加熱され、ソケット５２０内の接着剤を硬化することができる。
【００２４】
この設計は、また、シムが多くの異なる形状で共同印刷することができ、インサートされたパネルまたはノードに結合することができる他の適切なコンポーネントに一致することができるので、製造における多様性に対処する。
【００２５】
図６は、過大サイズのソケットと共同印刷されたノズルを有するノードを有する装置６００の一例示実施形態を説明する。この装置のいくつかの態様において、ノードとノズルは、積層造形により印刷することができる。図示するように、装置６００は、ノード６０５、コンポーネント６１０、注入路６１５、およびノズル６２０を含む。ノード６０５は、ソケット６２５を含む。装置のいくつかの態様において、コンポーネント６１０はパネルである。
【００２６】
図示するように、ソケット６２５は、実質的にパネル６１０の幅よりも大きくすることができる。ソケット６２５の大きなサイズは、ノード６０５と接合することができるコンポーネントサイズにより、大きな柔軟性を作り出す。コンポーネント６１０が、ソケット６２５に適切に位置づけられると、接着剤は、ノズル６１５を介して注入することができ、注入経路６１５を移動し、それはコンポーネントを取り囲むように接着剤をガイドし、適切な位置で支える。接着剤が成功裏に注入されると、共同印刷されたノズル６２０は、ノード６０５から取り外すかまたは取り除くことができる。
【００２７】
図７は、ノードと共同印刷された支柱を有する装置７００の一例示実施形態を説明する。図示するように、装置７００は、ノード７０５、コンポーネント７１０、支柱７１５、ノズル７２０およびプレート７３０を含む。ノード７０５は、ソケット７２５を含む。
【００２８】
図示するように、支柱７１５は、ノード７０５と共に共同印刷され、ソケット７２５のコンポーネント７１０のような、浮遊性のコンポーネント（free-floating component）を位置決めするように動作することができる。支柱７１５は、プレート７３０と協働して作用しコンポーネント７１０を係合する。プレート７３０は、ソケット７２５の上面および／または下面に結合することができ、ノート７０５とコンポーネント７１０の間の製造のばらつきに適合するようにサイズを調整することができる。
【００２９】
コンポーネント７１０が正しく位置決めされると、注入ポート７２０を介して接着マテリアルを注入することができる。装置のいくつかの態様において、接着マテリアルは、真空ポートによってソケット７２５を介して引き寄せられ、および／または接着剤ポートにより強制的にソケットを介して引き寄せられる（pulled）。
【００３０】
図８は、ノード８０５と共同印刷されたノッチを有する装置８００の例示実施形態を説明する。装置のいくつかの態様において、ノッチは、位置決め機構として機能する。図示するように、装置８００は、ノード８０５、パネル８１０、および突起８１５を含む。突起８１５は、ノッチをパネル８１０に係合するように設計することができ、それにより、パネル８１０をソケットに位置決めするように設計することができる。たとえば、パネル８１０上のノッチは、突起８１５と目合わせされて、ソケット内のパネルの正しい位置を提供する。目合わせされると、接着剤は、ノート８０５とパネル８１０を固定するように塗布される。従って、突起８１５は、パネルの端部をソケットに位置決めする。
【００３１】
図９は、共同印刷された突起を備えたノードを有する装置９００の一例示実施形態を説明する。図示するように、装置９００は、ノード９０５とコンポーネント９１０を含む。ノード９０５は、位置決め機構９２５を含む。コンポーネント９１０は、接着剤９１５とスタンドオフ（standoff）９２０を含む。コンポーネント９１０は、パネルであってもよく、接着剤９１５は、テープまたはフィルムフォーム接着剤（tape or film foam adhesive）であってもよい。
【００３２】
この例示図面において、スタンドオフ（standoffs）９２０は、コンポーネント９１０が位置決め機構９２５に到達するまでコンポーネント９１０をノード９０５にガイドするのを支援することができる。コンポーネント９１０は、対向する表層を有したパネルであり得る。一対のスタンドオフは、パネルの対向する側面の各々に位置することができる。パネルは、スタンドオフのペアの各々において、ソケットに適合した摩擦嵌めまたは滑り嵌め（a friction or slip fit）を有することができる。
【００３３】
位置決め機構９２５は、コンポーネント９１０の端部を位置決めし、コンポーネント９１０をノード９０５内の場所に案内するのに適した突起であり得る。装置のいくつかの態様において、位置決め機構９２５は、コンポーネント９１０の端部のエッジに適合した摩擦嵌めまたは滑り嵌めを提供するように構成することができる。載置されると、接着剤の１つは、位置決め機構９２５の１つスタンドオフ９２０の１つとの間に位置決めすることができる。対向する接着剤９１５は、対向するスタンドオフ９２０と対向する位置決め機構９２５との間に位置することができる。次に、装置９００に熱を加えて、接着剤を発泡させ、その後硬化させることができる。
【００３４】
図１０は、共同印刷された突起と二次シムを有するノードを有する装置１０００の一例示実施形態を説明する。装置１０００は、ノード１００５、コンポーネント１０１０、および二次シム１０２０を含む。ノード１００５とコンポーネント１０１０は、この例示図面において接合される。ノード１００５は、位置決め機構１０２５を含む。パネル１０１０は、接着剤１０２５を含む。
【００３５】
図示するように、接着剤１０１５は、コンポーネント１０１０が挿入され、位置決め器１０２５により位置決めされた後で、ノード１００５に内部的に塗布される。この例において、接着剤１０１５は、粘着質のテープまたはフィルムの発泡（foam）接着剤であり得る。この装置のいくつかの態様において、コンポーネント１０１０は、接着剤１０１５が硬化を終了する前にたるみ（sag）始める可能性がある。そのような態様では、二次シム１０２０を使って硬化プロセスの期間にコンポーネントのたるみを防止することができる。ノードとコンポーネントが接合されるか、または接着剤が硬化すると、二次シムは除去することができる。装置のいくつかの態様において、シムは、ノード１００５とコンポーネント１０１０との間の接合部分を封止することができる。この装置の他の態様において、封止剤を、ノード１００５とコンポーネント１０１０との間の接合部分に印加して、接着剤を塗布する前におよび／または接着剤１０１５が硬化する前に、ノード１００５をコンポーネント１０１０に中間的に封止することができる。そのような態様では、接着剤は、フィルム発泡体または接着テープよりも液体接着剤であり得る。この装置のいくつかの態様において、液体接着剤は、接合部分にわたって接着剤を引き寄せることができる、強化された注入力または真空力により、ノード１００５とコンポーネント１０１０との間の接合部を介して注入することができる。
【００３６】
図１１は、収束ソケット位置決め器を有する装置の一例示実施形態を説明する。図１１は、テーパー端１１３５と、コンポーネント１１１０の対向する側面に塗布された接着剤１１１５を有するコンポーネント１１１０を有するノード１１０５を含む。さらに、ノード１１０５は、第１のギャップ１１５０と第２のギャップ１１６０を有することができる。装置のいくつかの態様において、コンポーネント１１１０は、パネルである。
【００３７】
この例において、コンポーネント１１１０のエッジは、ノード１１０５を位置決めすることができる。ノードのテーパー端部１１３５は、コンポーネント１１１０の端部をつかむ（grab）ことができ、接着剤１１１５は、ノード／コンポーネント接続の外部領域を充填することができる。そのような接続は、摩擦嵌めまたは滑り嵌めであり得る。装置のいくつかの態様において、上述した位置決め機構は、第１のギャップ１１５０を有するノードソケットの第１の部分と第１のギャップ１１５０より広い第２のギャップ１１６０を有するソケットの第２の部分を含むことができる。そのような態様において、第２のギャップ１１６０は、第１のギャップ１１５０よりもソケット開口部により近くに位置することができ、第１のギャップ１１５０は、コンポーネント１１１０の端部のエッジに摩擦嵌めまたは滑り嵌めを提供するように構成される。
【００３８】
共同印刷された位置決め機構は、積層造形の期間およびノードとコンポーネントを接合する期間に生じる可能性がある製造のばらつき（manufacturing variations）に対処する（account for）。共同印刷された位置決め機構と共に、ノードは、コンポーネントをノード内の適切な位置に目合わせしながら、コンポーネントをノードソケット内に横方向に移動することを可能にする余分の「柔軟性（give）」またはスペースを有して印刷することができる。
【００３９】
図１２は、位置決め機構とともにノードを共同印刷するためのプロセス１２００を概念的に説明する。プロセス１２００は、共同印刷された位置決め機構とともにノードを印刷するための命令が供給された後に開始することができる。図示するように、プロセス１２００は、（１２０５において）積層造形によりソケットを有するノードを印刷する。プロセスは（１２１０において）１つまたは複数の位置決め機構をノードとともに共同印刷する。プロセスのいくつかの態様において、位置決め機構は、パネルの端部をソケット内に位置決めするように構成される。
【００４０】
ノードと位置決め機構の種々の態様は、図１乃至１１に関してさらに詳細に上述した。上述の記述は、当業者がここに記載した種々の態様を実施可能にするために提供される。この開示全体にわたって提示されたこれらの例示実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明白であり、ここに開示された概念は、ノードおよび相互接続子を印刷する他の技術に適用することができる。したがって、開示全体に提示された例示実施形態に限定されることを意図したものではなく、特許請求の範囲に一致する全範囲に一致する。当業者に知られているかまたは後に知られることになるこの開示全体に記載された例示実施形態のエレメントに等価なすべての構造および機能は、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。さらに、ここに開示されたすべては、そのような開示が特許請求の範囲に明確に記載されているか否かに関わらず、公衆にささげることを意図しない。すべてのクレームは、エレメントが「means for」のフレーズを用いて明確に記載していない限り、または方法のクレームの場合にはエレメントが「step for」のフレーズを用いて記載していない限り、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）の規定または適用可能な管轄区域（jurisdiction）における類似の法律のもとで理解されない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１２】
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【国際調査報告】
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