CN104625279A - 将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料成型技术领域，提供了一种将多面单元体拼接成整体材料的方法，其包括以下步骤：将若干个多面单元体沿直线排列连接形成条状单元体组；将若干个条状单元体组沿平面排列连接形成板状整体材料。如果将若干个板状整体材料沿其法向叠置连接就可以形成块状整体材料。该方法可以高效有序地将大量的多面单元体拼接成整体材料。本发明还提供了一种将多面单元体拼接成整体材料的装置，其用于实现上述方法，其包括：基座，基准板，推压板，压紧件，挡板，基准板、推压板、挡板及压紧件在基座上围合成一个用于容置多面单元体的加工槽。该装置基于上述方法，可以高效有序地将大量的多面单元体拼接成整体材料，其实现容易、废品率低。

Description

将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置

技术领域

本发明属于材料成型技术领域，尤其涉及一种将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置。

背景技术

多孔材料是一种内部具有网格结构的材料，该网格结构由若干个相互贯通或封闭的孔洞构成。这种材料兼有连续金属相和分散空气相的特点，其具有很多优良性能，用途相当广泛，是近年来材料学领域发展的热点之一。按照孔洞的排列方式，多孔材料可分为规则多孔材料和非规则多孔材料，而非规则多孔材料通常又被称为多孔泡沫。

规则多孔材料通常按照如下方法制造：首先生产制造构成网格结构的基体单元(称为单元体或单元胞体，这些单元体往往都是多面单元体)，然后通过胶粘或者钎焊等方式把数量庞大的单元体拼接组装生成整体的多孔材料。目前，名为“小型中空闭合件的制作方法”(申请号：201410295196.1)的专利申请文献已经提供了一种制造单元体的方法，利用该方法可便捷地、大批量地制作体积小、精度高且具有封闭中空结构的单元体。该专利申请文献中提及将若干个单元体拼接在一起即可生成一个规则的多孔材料。但是，该文献中并未提供具体拼接这些单元体的方法和实现该方法的装置设备。在现有技术中，虽然已经有将若干单元体组装生成整体材料的方法和装置设备，但是这些方法实际操作起来并不容易实现，而且实施成本高昂，废品率高企，对应的装置设备也具有操作不易、制造成本高昂的不足。

概括地来说，现有技术中实际上就是缺少一种可以高效有序地将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种可以高效有序地将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置。

本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法是这样实现的，一种将多面单元体拼接成整体材料的方法，其包括以下步骤：

将若干个所述多面单元体沿直线排列连接形成条状单元体组；

将若干个所述条状单元体组沿平面排列连接形成板状整体材料。

进一步地，上述方法还包括以下步骤：将若干个所述板状整体材料沿其法向叠置连接形成块状整体材料。

具体地，所述多面单元体之间、所述条状单元体组之间、所述板状整体材料之间通过粘接剂连接或者通过钎焊的方式连接。

本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法具有以下技术效果：

(1)该方法利用了“积点成线，积线成面”的几何概念，将若干个多面单元体拼接成一个整体的材料，该方法易于实施，不受多面单元体大小的限制，即可将大量的多面单元体加工生成所需的整体材料。

(2)该方法中如果进一步将若干个所述板状整体材料叠置连接，即可形成块状的整体材料，这种材料相对于所述板状整体材料来说厚度更厚，在宏观角度来看更具有立体形状。这样，该方法就是利用了“积点成线，积线成面，积面成体”的几何概念，将大量的多面单元体加工生成更具有立体形状的整体材料，其同样具有易于实施，不受多面单元体大小限制的优点。

(3)如果多面单元体为中空结构，那么所形成的整体材料就是规则的多孔材料。

本发明还提供了一种将多面单元体拼接成整体材料的装置，其用于实现上述将多面单元体拼接成整体材料的方法，其包括：

基座；

基准板，用于为若干个所述多面单元体沿直线排列连接形成条状单元体组提供沿直线方向的基准面，其设于所述基座上；

推压板，用于向所述多面单元体提供朝向所述基准板的压力，使若干个所述多面单元体沿着直线整齐排列，其活动设于所述基座上；

压紧件，用于为所述条状单元体组提供沿直线方向的压紧力，使所述多面单元体之间紧密贴合连接，其活动设于所述基座上；

挡板，用于为所述条状单元体组受到压紧力时提供反作用力，防止所述条状单元体组沿压紧力的方向滑移，其设于所述基座上；

所述基准板、所述推压板、所述挡板及所述压紧件在所述基座上围合成一个用于容置所述多面单元体的加工槽。

进一步地，所述将多面单元体拼接成整体材料的装置还包括用于为所述推压板提供压力源的第一加压装置以及用于为所述压紧件提供压力源的第二加压装置，所述第一加压装置及所述第二加压装置均设于所述基座上，所述推压板与所述第一加压装置连接，所述压紧件与所述第二加压装置连接。

优选地，所述第一加压装置及所述第二加压装置为气缸或者电机。

更进一步地，所述推压板上设有防止在向所述多面单元体施加压力时所述多面单元体脱离所述加工槽的凸缘。

具体地，所述挡板上设有防止已成型的整体材料脱离所述加工槽的凸边。

更具体地，所述基准板活动设于所述基座上，所述基座上设有用于调节固定所述基准板位置的调节组件。

进一步地，所述调节组件包括螺纹紧固件及活动卡块，所述活动卡块活动设于所述基座上，所述基准板上设有容所述螺纹紧固件在其中滑动的长孔以及若干个容所述活动卡块插入其中的卡口，所述螺纹紧固件插设于所述长孔内且锁紧于所述基座上，两个相邻的所述卡口之间的距离与所述多面单元体的宽度相等。

本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的装置，利用了“积点成线，积线成面”的几何概念，将若干个多面单元体拼接成一个整体的材料，其易于实现，加工效率高，不受多面单元体大小的限制，即可将大量的多面单元体加工生成所需的整体材料。如果多面单元体为中空结构，那么所形成的整体材料就是规则的多孔材料。

附图说明

图1为本发明实施例中多面单元体的一种实施方式的示意图，其为正方体；

图2为本发明实施例中多面单元体的另一种实施方式的示意图，其为Kelvin正十四面体；

图3为本发明实施例中条状单元体组的示意图，其由正方体形状的多面单元体组成；

图4为本发明实施例中板状整体材料的示意图，其由正方体形状的多面单元体组成；

图5为本发明实施例中多个板状整体材料沿其法向叠置的分解示意图，其由正方体形状的多面单元体组成；

图6为本发明实施例中块状整体材料的示意图，其由正方体形状的多面单元体组成；

图7为本发明实施例中将多面单元体拼接成整体材料的装置的示意图；

图8为本发明实施例中将多面单元体拼接成整体材料的装置处于另一种状态的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1、图3和图4，本发明实施例提供了一种将多面单元体1111拼接成整体材料的方法，其包括以下步骤：

将若干个所述多面单元体1111沿直线排列连接形成条状单元体组111；

将若干个所述条状单元体组111沿平面排列连接形成板状整体材料11。

在实际操作过程中，可以先将多面单元体1111连接形成若干个条状单元体组111，然后再将这些条状单元体组111连接成板状整体材料11；或者，可以先将多面单元体1111连接形成一个条状单元体组111，然后再紧贴着这一个条状单元体组111连接形成下一个条状单元体组111，也就是说，在拼入一个新的多面单元体1111时，除了需要与上一个多面单元体1111连接之外，其同时还需要与上一个条状单元体组111连接，依照这种方式，不断拼入新的多面单元体1111，不断形成新的条状单元体组111，最终形成板状整体材料11。

本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法，利用了“积点成线，积线成面”的几何概念，将若干个多面单元体拼接成一个整体的材料，该方法易于实施，不受多面单元体大小的限制，即可将大量的多面单元体加工生成所需的整体材料。

如果所使用的多面单元体为中空结构(图1所示的多面单元体1111)，那么最终所加工生成的整体材料即为规则的多孔材料。

参见图5和图6，上述方法还可以加入一个步骤：将若干个所述板状整体材料11沿其法向叠置连接形成块状整体材料1。也就是说，将若干个通过上述方法所形成的板状整体材料11依次叠置连接，就可以形成一个块状的整体材料。

本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法中，如果进一步将若干个所述板状整体材料叠置连接，即可形成块状的整体材料，这种材料相对于所述板状整体材料来说厚度更厚，在宏观角度来看更具有立体形状。这样，该方法就是利用了“积点成线，积线成面，积面成体”的几何概念，将大量的多面单元体加工生成更具有立体形状的整体材料，其同样具有易于实施，不受多面单元体大小限制的优点。

所述多面单元体1111之间、所述条状单元体组111之间、所述板状整体材料11之间可以通过各种可实施的方式进行连接，例如，它们之间可以通过粘接剂连接或者通过钎焊的方式连接。

参见图7和图8，本发明实施例还提供了一种将多面单元体1111拼接成整体材料的装置2，其用于实现上述将多面单元体1111拼接成整体材料的方法，其包括：

基座21；

基准板22，用于为若干个所述多面单元体1111沿直线排列连接形成条状单元体组111提供沿直线方向的基准面，其设于所述基座21上；

推压板23，用于向所述多面单元体1111提供朝向所述基准板22的压力，使若干个所述多面单元体1111沿着直线整齐排列，其活动设于所述基座21上；

压紧件24，用于为所述条状单元体组111提供沿直线方向的压紧力，使所述多面单元体1111之间紧密贴合连接，其活动设于所述基座21上；

挡板25，用于为所述条状单元体组111受到压紧力时提供反作用力，防止所述条状单元体组111沿压紧力的方向滑移，其设于所述基座21上；

所述基准板22、所述推压板23、所述挡板25及所述压紧件24在所述基座21上围合成一个用于容置所述多面单元体1111的加工槽26。

最开始先向加工槽26放入第一个多面单元体1111，推压板23朝着基准板22的方向推压该多面单元体1111，使该多面单元体1111的一个侧面紧贴基准板22的基准面，然后推压板23退回原位；然后向该多面单元体1111准备连接下一个多面单元体的一面上涂抹粘接剂或者钎焊剂；接着在上一个多面单元体1111附近放入下一个多面单元体1111，推压板23再次推压多面单元体1111，使所有多面单元体1111位于同一直线上；接着压紧件24沿着这条直线的方向推压多面单元体1111，使位于这一条直线上的所有多面单元体1111之间相互贴紧，这样即可加工生成一个条状单元体组111；接着依照上述方法，在加工槽26内连续不断生成若干个条状单元体组111，这些条状单元体组111之间相互连接，即可生成板状整体材料11。当然，在生成下一个条状单元体组111的同时，也需要在上一个条状单元体组111准备连接下一个条状单元体组111的侧面上涂抹粘接剂或者钎焊剂。可见，该将多面单元体1111拼接成整体材料的装置2可用于实现上述将多面单元体1111拼接成整体材料的方法。其中，多面单元体1111可通过人工的方式放入，也可以通过外部自动化设备放入，例如传输带等。

本发明所提供的将多面单元体1111拼接成整体材料的装置2，利用了“积点成线，积线成面”的几何概念，将若干个多面单元体拼接成一个整体的材料，其易于实现，加工效率高，不受多面单元体大小的限制，即可将大量的多面单元体加工生成所需的整体材料。

通过将若干个上述装置2加工生成的板状整体材料11依次叠置连接，即可生成上文提及的块状整体材料1。这一步骤可以通过人工或者其它装置设备完成，对于目前的加工技术来说，要实现该步骤是非常容易的。因此，本文不再赘述。

推压板23和压紧件24的活动可通过人手操作，也可以通过自动化的方式操作。本发明提供了一种通过自动化方式操作的实施方式：上述将多面单元体1111拼接成整体材料的装置2还包括用于为所述推压板23提供压力源的第一加压装置27以及用于为所述压紧件24提供压力源的第二加压装置28，所述第一加压装置27及所述第二加压装置28均设于所述基座21上，所述推压板23与所述第一加压装置27连接，所述压紧件24与所述第二加压装置28连接。

所述第一加压装置27及所述第二加压装置28可以为气缸或者电机，也可以是其他能够提供压力源的内部或者外部装置设备。附图所示的第一加压装置27及第二加压装置28均为气缸，它们分别具有第一推拉杆271和第二推拉杆281，推压板23与第一推拉杆271连接，压紧件24与第二推拉杆281连接。

所述推压板23上设有防止在向所述多面单元体1111施加压力时所述多面单元体1111脱离所述加工槽26的凸缘231。这样，多面单元体1111在受到侧面压力时就不会弹出脱离加工槽26。

同样地，所述挡板25上也可以设有防止已成型的整体材料脱离所述加工槽26的凸边251。

基准板22可以固定于基座21上，也可以活动设于基座21上，在本实施例中，所述基准板22活动设于所述基座21上，所述基座21上设有用于调节固定所述基准板22位置的调节组件。

作为本发明关于上述调节组件的一种实施方式，所述调节组件包括螺纹紧固件291及活动卡块292，所述活动卡块292活动设于所述基座21上，所述基准板22上设有容所述螺纹紧固件291在其中滑动的长孔221以及若干个容所述活动卡块292插入其中的卡口222，所述螺纹紧固件291插设于所述长孔221内且锁紧于所述基座21上，两个相邻的所述卡口222之间的距离与所述多面单元体1111的宽度相等。螺纹紧固件291可以是螺栓，也可以是其它具有紧固功能的构件，在本实施例中其为螺栓。在调节基准板22前，先拧松螺纹紧固件291，活动卡块292抽离卡口222，这样基准板22即可沿着长孔的方向调节位置；调节完毕后，再次拧紧螺纹紧固件291，活动卡块292插入卡口222内，即可固定基准板22。两个相邻的卡口222之间的距离与多面单元体1111的宽度相等，符合“积线成面”的加工要求。

为使本领域技术人员能够更清楚明白地理解本发明，以下对将多面单元体1111拼接成整体材料的装置2的工作步骤进行概括性描述，应当理解，以下步骤仅为装置2的其中一种使用方式而已，装置2的使用方式并不以此为限：

首先向加工槽26内加入第一个多面单元体1111，第一加压装置27驱动第一推拉杆271向外伸出，使推压板23朝着基准板22的方向推压该多面单元体1111，使该多面单元体1111紧贴基准板22，然后推压板23再退回原始位置；

接着，在上一个多面单元体1111需要连接下一个多面单元体1111的侧面上涂抹粘接剂或者钎焊剂；

接着，在上一个多面单元体1111需要连接下一个多面单元体1111的侧面附近放入下一个多面单元体1111，然后推压板23再次推压多面单元体1111，使它们位于同一直线上；

接着，第二加压装置28驱动第二推拉杆281收缩，压紧件24沿着上述直线推压上述的多面单元体1111，使它们之间相互紧密贴合连接，然后第二加压装置28驱动第二推拉杆281向外伸出，使压紧件24退回原始位置，这样，两个多面单元体1111之间的拼接随即完成；

按照上述拼入第二个多面单元体1111的步骤，依次拼入若干个多面单元体1111，形成一个条状单元体组111；

接着，按照上述方法，在上一个条状单元体组111侧面平行拼入下一个条状单元体组111，在生成下一个条状单元体组111时，每放入一个多面单元体1111前，需要在上一个条状单元体组111对应的多面单元体1111的侧面上涂抹粘接剂或者钎焊剂，使得生成的下一个条状单元体组111能够与上一个条状单元体组111连接；

按照上述步骤，即可形成板状整体材料11；

如果将若干个上述生成的板状整体材料11进行叠置连接(相邻板状整体材料11之间涂抹有粘接剂或者钎焊剂)，就可最终生成块状整体材料1。本发明实施例中的多面单元体1111为中空结构，那么，该块状整体材料1就是一个规则的多孔材料。

通过立体几何知识可知，本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置不但适用于将图1所示的多面单元体1111(正方体)拼接成整体材料，它们还适用于将其他规则形状的多面单元体拼接成整体材料，例如图2所示的Kelvin正十四面体，各多面单元体之间只需要通过合适的平面连接即可。进一步地，多面单元体可以为金属材料，也可以为非金属材料。

通过以上分析可见，本发明所提供的将多面单元体拼接成整体材料的方法及装置，可以高效有序地将多面单元体拼接成整体材料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种将多面单元体拼接成整体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将若干个所述多面单元体沿直线排列连接形成条状单元体组；

将若干个所述条状单元体组沿平面排列连接形成板状整体材料。

2.如权利要求1所述的将多面单元体拼接成整体材料的方法，其特征在于，还包括以下步骤：将若干个所述板状整体材料沿其法向叠置连接形成块状整体材料。

3.如权利要求1或2所述的将多面单元体拼接成整体材料的方法，其特征在于：所述多面单元体之间、所述条状单元体组之间、所述板状整体材料之间通过粘接剂连接或者通过钎焊的方式连接。

4.一种将多面单元体拼接成整体材料的装置，其用于实现权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

基座；

基准板，用于为若干个所述多面单元体沿直线排列连接形成条状单元体组提供沿直线方向的基准面，其设于所述基座上；

推压板，用于向所述多面单元体提供朝向所述基准板的压力，使若干个所述多面单元体沿着直线整齐排列，其活动设于所述基座上；

压紧件，用于为所述条状单元体组提供沿直线方向的压紧力，使所述多面单元体之间紧密贴合连接，其活动设于所述基座上；

挡板，用于为所述条状单元体组受到压紧力时提供反作用力，防止所述条状单元体组沿压紧力的方向滑移，其设于所述基座上；

所述基准板、所述推压板、所述挡板及所述压紧件在所述基座上围合成一个用于容置所述多面单元体的加工槽。

5.如权利要求4所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：还包括用于为所述推压板提供压力源的第一加压装置以及用于为所述压紧件提供压力源的第二加压装置，所述第一加压装置及所述第二加压装置均设于所述基座上，所述推压板与所述第一加压装置连接，所述压紧件与所述第二加压装置连接。

6.如权利要求5所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：所述第一加压装置及所述第二加压装置为气缸或者电机。

7.如权利要求4所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：所述推压板上设有防止在向所述多面单元体施加压力时所述多面单元体脱离所述加工槽的凸缘。

8.如权利要求4所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：所述挡板上设有防止已成型的整体材料脱离所述加工槽的凸边。

9.如权利要求4-8任一项所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：所述基准板活动设于所述基座上，所述基座上设有用于调节固定所述基准板位置的调节组件。

10.如权利要求9所述的将多面单元体拼接成整体材料的装置，其特征在于：所述调节组件包括螺纹紧固件及活动卡块，所述活动卡块活动设于所述基座上，所述基准板上设有容所述螺纹紧固件在其中滑动的长孔以及若干个容所述活动卡块插入其中的卡口，所述螺纹紧固件插设于所述长孔内且锁紧于所述基座上，两个相邻的所述卡口之间的距离与所述多面单元体的宽度相等。