CN101506445B - 三维支撑结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种三维支撑结构(10)，并且该三维支撑结构(10)包括折叠成单元(20)的重复图形的单片材料(12)。单元中的每一个由第一间隔开的端壁(22)和第二间隔开的端壁(24)和在端壁之间横跨的第一倾斜的侧壁(26)和第二倾斜的侧壁(28)形成。每个端壁包括两层材料，而每个侧壁包括单层材料。第一侧壁和第二侧壁在折叠边缘(30)处邻接。单元对准，使得来自重复图形的一个单元的第一端壁邻接重复图形的相邻单元的第二端壁，以形成材料的四层壁(32)。第一衬里(14)可以附接到折叠材料的第一侧(16)上，而第二衬里可以附接到折叠材料的第二侧(18)上。

Description

三维支撑结构
技术领域
本发明涉及一些结构产品。更准确地说，本发明涉及一些三维支撑结构。
背景技术
当前在许多行业中存在作为产品的元件使用的各种夹层型结构。这些结构在强度、刚度、重量和耐用性方面具有许多缺陷。
例如，目前在包装中使用的结构通常使用波面纸板，以形成例如瓦楞纸箱。波面纸板是粘结到带槽纹的内部介质上的一个或多个衬片的夹层。衬里和槽纹构造的结合用来产生各种波面纸板。用来形成衬里和介质的材料的重量可以调节，以得到所需的脆裂和堆积强度。然而，波面纸板存在许多缺点。例如，波面纸板仅沿单轴(y轴)具有承重能力。另外，为了增加波纹结构的宽度、又保持结构稳定性，经常使用多壁波面纸板格式。通常，根据所需的宽度使用一壁、两壁、或三壁格式的波面纸板。粘结到槽纹上的附接衬里的脱层也是问题。即槽纹包括柔性接触点而导致在槽纹与衬里之间的粘合剂涂敷不均匀。同样，不均匀涂敷和柔性接触点可导致用于印刷墨的粗糙表面。
波面纸板也易于在制造过程中翘曲，这在行业中是个突出的问题。此外，波面纸板的机械作用和现有机械(比如波纹板轧机)的限制仅便于很窄范围的纸板类型。波面纸板的另一个缺点是其制作需要施加蒸汽，以便形成弯曲槽纹。蒸汽的使用涉及水的消耗以及在波纹板轧机系统内要求控制废水。此外还要求干燥“汽蒸”的波面纸板。汽蒸介质纸的干燥在提供槽纹轮廓的成形辊内进行。这些辊有时被加热到大约700F°，并且大体上将槽纹形状压制/熨平成介质。结果，在制作不是非常耐用的产品中招致额外的能量、时间及费用。
此外还存在各种三维金属和塑料及其它复合材料结构。例如，象机身、机翼、舱壁、楼板单元、施工面板、冰箱、吊顶板、联运集装箱及抗震墙之类的结构经常由波纹金属或塑料夹层结构或hexacomb产品形成。不幸地是，这样的结构具有与结构相关联的较大重量或质量，并且通常涉及要求用于组装的焊接或软焊的多件芯材、或其它粘合剂。此外，目前的金属和塑料结构经常沿x轴挠曲或弯曲，使其难以形成刚性结构。这些结构也易于产生鞍形弯曲。结果，这些结构经常成本高、包含许多元件、不具有足够的刚性，而且往往笨重。
鉴于前面所述，在现有技术中需要一种将克服上述不足的三维支撑结构。
发明内容
提供一种改进的三维支撑结构，并且该三维支撑结构包括折叠成单元(cell)的重复图形的单片材料。单元中的每一个由第一间隔开的端壁和第二间隔开的端壁和在端壁之间横跨的第一倾斜的侧壁和第二倾斜的侧壁形成。每个端壁包括两层材料，而每个侧壁包括单层材料。第一侧壁和第二侧壁在折叠边缘处邻接。单元对准，使得来自重复图形的一个单元的第一端壁邻接重复图形的相邻单元的第二端壁，以形成材料的四层壁。第一衬里可以附接到折叠材料的第一侧上，而第二衬里可以附接到折叠材料的第二侧上。
通过结合附图参考如下详细描述和从附属权利要求书中能更完全地理解本发明的其它方面、特征及细节。
附图说明
现在通过示例、参照附图将描述本发明，在附图中：
图1是结合本发明结构的部分剖开的结构的透视图。
图2是沿图1中线2-2截取的图1的结构的部分剖开的横剖面透视图。
图3是沿图2中线3-3截取的图1的结构的部分剖开的横剖面透视图。
图4是结合到图1的结构中沿图1的线4-4截取的结构的透视图。
图5是结合到图1的结构中沿图1的线5-5截取的结构的透视图。
图6是当折痕形成图4中结构时展开材料片的平面图。
图7是部分折叠形成图4和5中结构的图6的材料片的透视图。
图8是图6中材料片的部分在其部分折叠状态下的透视图。
图9是图6中材料片的部分在其完全折叠状态下以形成由图4的虚线区域9-9所示的图4中结构的部分的透视图。
具体实施方式
本发明以一种三维支撑结构实施。如由公开内容和附图将看到的那样，本文表述的结构在结构上优于象集装箱板、或波面纸板之类的现有产品和当前夹层型金属和塑料结构。本文表述的结构也要求较少材料，并且消除了当前制造所需的大量加工能量。
在优选实施例中，本发明的三维支撑结构用在包装材料和其它支撑材料的制造和组成中，这些材料包括但不限于机身、机翼、舱壁、楼板单元、施工面板、冰箱、吊顶板、联运集装箱及抗震墙。然而，将要理解，本文公开的结构具有可以应用其优点的其它用途。
本文公开的三维支撑结构10包括折叠形成耐用结构的介质或材料12。在优选实施例中，镶嵌介质12包括柔性部件，包含但不限于纸、金属、塑料、复合材料、或类似成分的材料。材料可以具有各不相同的等级和厚度，如当前市场上可买到的那样，并且基于用户的喜好。
图1表示一种材料的视图，即本发明的结构10。结构10在其完全组装状态下包括折叠、镶嵌介质12，并且可选择地包括附接到其上的一个或多个衬里14。
如从图1-5可看到的那样，结构10包括在多个方向上折叠而在三个平面方位，即x、y及z轴中形成竖直结构的折叠、镶嵌介质12。优选地，设置和附接到折叠介质12上的是至少一个衬里14。优选地，衬里14附接到折叠介质12的第一侧或表面16上。衬里14也可以附接到折叠介质12的第二侧或表面18上。优选地，多个衬里14附接到折叠介质12上。更优选地，介质12被夹在一对衬里14中间。在第二表面18上的衬里被设置在与位于第一表面16上的衬里14平行的平面中。另外的衬里14根据用户的要求在不脱离本发明的总体范围情况下也可以附接在折叠介质12的各个平面和结构上的各个位置。
衬里14由任何适当材料17制成，比如纸、金属、塑料或复合材料的柔性膜，并且可以是对相关用途通常可得到的材料和形式。衬里14优选地是平面的，并且可以是任何尺寸。优选地，衬里14的尺寸与折叠介质12的宽度和长度(x和y轴)相对应，但衬里14的尺寸变化不脱离本发明的总体范围。
如论述的那样，介质12由折叠成单元20的重复图形的单片材料19形成(见图4和5)。单元20中的每一个由第一间隔开的端壁22和第二间隔开的端壁24和在端壁之间横跨的第一倾斜的侧壁26和第二倾斜的侧壁28形成，并且包括这些端壁和侧壁。端壁22、24中的每一个包括两层材料12，而侧壁26、28中的每一个包括单层材料12。第一侧壁26和第二侧壁28在折叠边缘30处邻接。单元20进一步对准，使得来自重复图形的一个单元20的第一端壁22邻接来自重复图形的相邻单元20的第二端壁24，以形成材料12的四层壁32。重复单元20中的每一个形成其中具有凹口或凹部46的相对第一表面16和第二表面18。因此，折叠介质12形成用于支撑衬里14的一个或多个壁结构32或栅条(rail)，并且优选地形成刚性支撑。栅条或四层壁32的顶部34以及顶部边缘30将衬里14支撑在其上。
第一端壁22和第二端壁24中的每一个的材料12的每个两层部分36在顶部折叠38处接合。两个相邻顶部折叠38包括栅条、或四层壁32的顶部，该顶部是衬里14可以附接到的第一表面16的部分和衬里14可以附接到的第二表面18的部分。此外，第一表面16(和/或第二表面18)作为用于支撑粘合剂的平台，或者提供用于焊接或软焊的表面，这样将衬里14固定到表面上。因此，两个相邻两层折叠36形成支撑栅条32的部分，支撑栅条32的顶部34沿着第一表面16和第二表面18延伸。每个基本连续四层壁32由多个纵向设置的四层壁段40形成(见图4和9)。如表示的那样，这些四层壁段40通过介质12的折叠形成，从而导致单元20的重复图形，每个单元20由两层壁段42部分地形成，并且每个相邻对单元20的侧壁26、28形成四层壁段40。图形导致形成至少一个，但优选地多个来自单层介质12的折叠为四层厚平行延伸的“双”隆起部或栅条32。如在图4和5中可看到的那样，多个基本连续的四层壁32彼此平行地延伸。
两层壁段42中的每一个由具有沿两层壁段42纵向延伸的折叠44的材料12形成，如图5所示。如从图6和7与图4和5的比较可看到的那样，当材料在两层壁折叠44处折叠时，这些两层壁段42被形成并且进一步靠近另外的两层壁段42设置，以形成本文所述的单元20和四层壁段40。
重复单元20的图形形成具有多个柱或四层壁32和由多个单元形成的凹口46的结构10。即单片材料19形成以上所述的在每个相邻对的柱与凹口之间的材料的基本连续四层壁32。每个凹口部分地由间隔开的四层壁段40形成。
除四层壁结构32之外，形成的单元20包括上升面或倾斜侧壁28和下降面或倾斜侧壁26的重复图形(见图1-5)。每个相邻上升面或倾斜侧壁28和下降面或倾斜侧壁26的结合形成顶点或顶峰30和凹部或凹口46。准确地说，凹部或凹口46由面26和28及一对相邻四层壁段40或两层壁段42形成。同样，顶峰30由面26、28形成，并在顶峰折叠88处。相邻面26和28在隆起部或顶峰30、顶峰折叠88处的顶部和在凹部46、凹部折叠90的底部或基部处相交。隆起部或顶峰30和凹部46与四层壁结构32垂直。因此，折叠介质12的构造由成角度沿着轮廓路径的面26、28的重复图形组成。
为了形成图1-5中所示的结构10，材料12必须从基本上平坦的平面状态折叠(见图6)。本文中的镶嵌介质12当它从其平面展开状态，如图6中所示折叠成图4和5中所示的形式时，在三个方向上变化。准确地说，介质12的高度增大(z轴)，而长度(x轴)和宽度(y轴)都减小。
更详细地，参照图4，存在折叠的镶嵌介质12的三个结构平面，包括x轴、y轴及z轴。一旦镶嵌介质12折叠成其指定形式，竖直壁32便在y轴延伸。这些壁是有效形成连续栅条的四层厚壁32。所述刚性的四层结构32向三维支撑结构10提供相当大的强度。准确地说，所提供的竖直折叠44由于四层壁结构而不是柔性接触点，因此强度很高。优选地，造成由壁结构32的顶部形成的多排平行隆起部34。如在图4和5中可看到的那样，栅条32的这些顶部34存在于折叠材料的两个主要表面16、18的两个上。同样，介质12在其折叠状态下也包括在折叠介质12的两个主要表面16、18上的单元20。
折叠介质12提供用于粘合剂涂敷或用于焊接或软焊的独特平台。准确地说，各排四层结构32、40提供优良的粘结表面。例如，将粘合剂，比如通常用于当前市场上可买到的包装结构的玉米淀粉和其它粘合剂涂敷在四层壁结构32的顶部34与衬里14之间，并且将衬里14在折叠的镶嵌介质12上固定就位。同样，四层壁结构32的顶部34和衬里14可以通过通常用于将两种材料，比如塑料或金属连接在一起的方式被焊接、软焊、或用其它方法熔合在一起。即当镶嵌模板被折叠时，形成的多个平行隆起部34提供粘结或焊接或软焊表面。当使用粘合剂时，优选地将粘合剂涂敷到用来附接衬里14的折叠44的顶点上。此外，材料的四层提供用于接受和保持粘合剂的平台，从而增加并优选地加倍用于粘合剂涂敷的表面，由此使脱层问题降至最低。相同位置也能用于焊接或软焊。另外，小凹处48形成在组成四层栅条结构34的平行两层栅条42之间，以收集额外的粘合剂。
在介质12的两个主要表面16、18中的每一个上的单元20也增加一定的优点。例如，当一个或多个衬里14被结合到一个或多个表面16、18上时，单元20被封闭，从而将空气密封在每个单元内。结果，这些单元20提供用于热用途的优良隔热性能，比如可以用在食品工业或例如比萨盒中。
图6示出展开的镶嵌介质12的平面图，该展开的镶嵌介质12当折叠时形成图1-5的结构。如示出的那样，本文的介质12被折叠，而不是被弯曲。为了适应这种情况，在要发生折叠之处，存在折痕或刻痕。展开的镶嵌介质12优选地含有包括镶嵌介质12的“折叠线”的刻痕或折痕的重复图形。广义地说，用于镶嵌介质的轮廓路径由材料片19组成，该材料片19具有彼此平行延伸的多个第一折痕路径59、61和彼此平行延伸并与第一折痕路径59、61相交的多个第二折痕路径60、68。每个第一折痕路径59、61由多个第一路径段63形成。每个第二折痕路径60、68由第一人字形腿50和第二人字形腿52和从第一人字形腿50和第二人字形腿52中的一个的自由端65延伸的直线或腿56的重复图形形成。人字形的两个腿或线长度相等，并且通常成120°的角。直线从任一个线端延伸。第三线可以是任何长度。每个第二折痕路径60在与相邻第二折痕路径68的相反方向上是可折叠的。当材料片19被折叠时，这导致隆起部或顶峰30和凹部46的交替图形的形成。第一折痕路径59、61中的每一个是在相邻第二折痕路径60、68的隆起部30与凹部46之间延伸的直线，以在材料片19的第一表面49上形成面80、82、84的图形。材料片19沿第一折痕路径59、61和第二折痕路径60、68可折叠，以形成三维支撑结构10。三维支撑结构10在平面中延伸，如在图5中用虚线部分地表示和其中由字母A′-A″标识的那样，其特征在于由在人字形50、52之间的面80、82形成的垂直壁或端壁22、24和由在直线或第三腿56之间的面84形成的倾斜壁26、28的重复图形。垂直壁22、24垂直于平面A′-A″延伸。倾斜壁26、28相对于平面A′-A″倾斜。
垂直壁22、24包括具有材料片19的四层的壁32。衬里14可以在四层壁32的顶部34处附接到三维支撑结构10上。
以上论述的平面结构的刻痕图形下文更加详细地说明。只是为了论述的目的，将介质12的折叠线描述为“腿”，然而，任何表示方法为了达到目的都是可接受的。
参照图6-9，在优选实施例中，材料12包括形成第一人字形的第一腿50和第二腿52。第一腿50和第二腿52优选地具有相等长度。第一角54存在于第一腿50与第二腿52之间。角54优选地包括120°的角度。第三腿56从第二腿52延伸，并且如图中所示具有比第一腿和第二腿大的长度，但可以具有适应制造喜好的任何长度。第三腿56从第二腿52以150°的第二角58延伸。第一腿50、第二腿52及第三腿56的系列包括形成上述介质12的重复图形的结构。
第二折痕路径60的第一图形60a的第三腿56沿y轴连接到第二折痕路径60的相邻或第二图形62的第一腿50上，第二图形62的第三腿56沿y轴连接到第二折痕路径60的相邻或第三图形64的第一腿50上，并以此类推。在第一图形60a的第三腿56与相邻或第二图形62的第一腿50之间的第三角66包括与第二角58相对的150°的角。
在x轴上将第二折痕路径60的重复相邻图形连接到第二折痕路径68的平行重复图形上的是多个另外的腿。即第四腿70以60°的第四角72从第一腿50延伸，以在x轴上将第二折痕路径60的第一图形60a的第一腿50与第二折痕路径68的相邻平行图形60a的对应第一腿50相连接。第五腿74在x轴上从第二折痕路径60的第一图形60a上的第二角54的顶点延伸到第二折痕路径68的相邻平行图形60a的第二角54的顶点。第六腿76在x轴上以90°的第五角78从第二折痕路径60的第一图形60a上的第三腿56延伸到第二折痕路径68的相邻平行图形60a的第三腿56上的对应点。正如上述的情况一样，这种组合形成重复图形。
在x和y轴上腿的这些相邻和平行重复图形的组合及其对应角形成镶嵌介质12的构造。因此，如图8所示，在x轴上第二折痕路径60的第一图形60a的第一腿50和第二折痕路径68的第二平行图形60a的第一腿50由第四腿70和第五腿74连接，从而限定第一面80。同样，在x轴上第二折痕路径60的第一图形60a的第二腿52和第二折痕路径68的第二平行图形60a的第二腿52由第五腿74和第六腿76连接，从而限定第二面82。在x轴上第二折痕路径60、68的对应平行图形60a的第三腿56由相邻图形62的第六腿76和第四腿70连接，从而限定第三面84。这三个面80、82、84在y轴上(作为80、82、84连续地重复)和在x轴上(作为相同面重复)都重复(见图6)。
任何数量的重复面80、82、84可以用来形成包括三维支撑结构10的材料。优选地，三维支撑结构的尺寸由面的数量、面的尺寸、或产生面的腿、及将由折叠镶嵌介质12产生的结构的所需尺寸限定。
如描述的那样，镶嵌介质12的刻痕、或腿用来帮助将介质12折叠成图1-5中所示的结构。当介质12被折叠时(见图7)，刻痕相配合，以形成在介质12中的一系列顶峰30和凹部46，最终导致本文所述的并在图3和4中所示的单元20的重复图形。为了本文描述的目的，形成顶峰的折叠通常将被称作“顶峰”折叠88，而形成凹部的折叠通常将被称作“凹部”折叠90。然而，这些表示方法只是为了本文描述的目的而提供的，为了达到目的其它表示方法也可接受。
在第二折痕路径60的每个重复图形60a中，第二折痕路径68的以后相邻平行图形60a的刻痕线被定向，以在与第二折痕路径60的图形60a相反的方向上折叠。这导致隆起部或顶峰30和凹部46的交替图形。如图7所示，第四腿70、第五腿74及第六腿76的刻痕线形成在第二折痕路径60、68的相邻图形60a的隆起部30的顶峰折叠88与凹部46的凹部折叠90之间延伸的直线，以在介质12的第一表面49上形成面80、82、84的图形。例如，第四腿70可以被刻痕，以形成凹部折叠90。第五腿74(如上所述，它限定第二面82)被刻痕，以形成峰折叠88。第六腿76(如上所述，它限定第三面84)，像第四腿70那样，被刻痕，以形成凹部折叠90。结果，在面80、82之间形成顶峰或顶点。在沿x轴与第二折痕路径60的第一图形60a相邻的第二折痕路径68的平行图形60a中，这些刻痕线被定向，以在与以前所述的图形中所示的那些相反的方向上折叠。
类似地，第二折痕路径60和68的顺序平行图形60a的腿、和特别是在沿x轴的顺序图形中的第一腿50、第二腿52及第三腿56中的每一个被相反地刻痕，使得在第二折痕路径60的图形中的每个腿50、52、56在与在第二折痕路径68的平行图形中的相同腿相反的方向上折叠。换句话说，除图形的外边缘86或端部之外，第二折痕路径60的图形60a的第一腿50包括凹部折叠90，而第二折痕路径68的图形60a的第一腿50包括顶峰折叠88。第二折痕路径92的图形60a的第一腿50形成凹部折叠90。结果，形成顶峰，该顶峰的顶点是第二折痕路径68的图形60a的第一腿50。平行图形的第一腿50、第二腿52及第三腿56沿y轴贯穿重复图形60、62、64保持相同的折叠方位。只有沿x轴在平行图形中的腿的折叠方位才交替。因此，沿y轴的第一腿50、第二腿52、及第三腿56的重复相邻图形可以都包括顶峰折叠88，或者可替换地，可以都包括凹部折叠90方位。
除各不相同的折叠方位外，当介质12被折叠时，第一角54变窄，从而导致增大陡度的斜面或面80、82。折叠可以继续，直到第一角54到达近似0°(角由所使用的材料的宽度限制)。在到达这个近似0°的角时，在第二折痕路径60的第一重复图形60a和第二折痕路径68的第一重复图形60a之间形成的第一面80和第二面82的正面基本上彼此相接触(见图9)。同时，在x轴上的第二折痕路径68的平行图形60a和标记为92的另一折痕路径的平行图形60a之间形成的第一面80和第二面82折叠成彼此面向离开。在x轴上紧接平行重复图形的第一面80和第二面82形成本文所述的四层壁结构32。即，在折痕路径60和68的第一平行图形60a之间的第一面80和在折痕路径68和折痕路径92的第一平行图形60a之间的第一面80形成第一两层壁段42，而在折痕路径60和68的第一平行图形60a之间的第二面82和在折痕路径68和92的第一平行图形60a之间的第二面82形成第二两层壁段42。第一两层壁段42由在第一腿50处的介质12的顶峰折叠88形成。第二两层壁段42由在第二腿52处的介质12的顶峰折叠88形成。第一两层壁段42和第二两层壁段42的组合在使第一角54处于近似0°的折叠状态下形成四层壁段40。
如以上所述的那样，在介质12折叠期间，在x轴上在平行重复图形60a的折痕路径60、68上的各面之间的角也变化。即当材料被折叠时，角在第一腿50、第二腿52及第三腿56处的度数增大或减小。参照图7，在x轴上在第一腿50处由平行图形60a的第一面80限定的角94(以及在第二腿52处由平行图形60a的第二面82限定的角96)从180°(在介质完全展开的状态下(图6))变到接近0°(在结构完全折叠的状态下(图4))。在折叠状态下的角94、96仅由介质12的宽度限制。在第三腿56处由平行图形60a的第三面84限定的角98从180°(在完全展开状态下)变到近似60°的角。根据在凹部90和顶峰折叠88之间的交替，这个角98同样在方位上交替，从而导致一系列的顶峰30和凹部46。这些顶峰30和凹部46被设置在平行四层壁结构32之间。
尽管上文表述了具体的尺寸和图形，但对具体的用途的尺寸和角在不脱离本发明的整体范围情况下可以调节。此外，本文已经给出具体相邻和/或平行图形的示例。这些示例可以应用于在介质12上的其它位置，比如第三图形或第四图形或第五图形等等。同样，各种图形的方位在不脱离本发明的范围情况下可以与上文的具体论述相反。
优选实施例的三维支撑结构包括介质12，该介质12借助折叠的组合形成，而不是成形为槽纹，例如象波面纸板常见的情况那样。此外，优选实施例的介质12或材料包括具有一种构造的镶嵌介质12，该构造允许减小衬里14和介质12或材料的重量，同时达到相同的、或比同等标称产品更好的性能。此外，重量减小还由下述作法产生，即，使用公开实施例的结构，减少制作结构，比如包装或类似产品所用材料的体积。例如，由于三维支撑结构的独特构造，涉及金属介质12的应用可用来甚至以极端材料的厚度，比如在0.125-0.25英寸之间的最小厚度形成高强度的刚性支撑结构，这大大地减小重量和降低材料成本，并且具有超过当前现有产品的显著优点。通过材料或介质12的折叠形成的多平面结构的构造，如图4和5所示，使折叠结构10的高度并因此厚度能变化到比在当前产品中，比如波面纸板现有尺寸大的尺寸，且没有结构稳定性的损失。结构10可用单片形成任何的高度，例如高达1.5英寸，同时保持相同的结构稳定性。高度通过改变刻痕线的尺寸而被改变。优选地，用于专门用途，比如货架，高达1.5英寸的厚度可由单片材料形成。在比较中，单壁格式的波面纸板的高度不能超过1/4英寸，因为这种高度使结构变得不稳定。此外，波面纸板的最大0.5英寸高度只能用三壁构造达到。
有利地，三维结构10的四层壁32防止使弯曲沿x轴挠曲。同样，这些四层壁允许沿y轴弯曲，而在金属和塑料用途中没有鞍形弯曲。
除以上所述的能力之外，由于多维折叠构造在各个栅条34处产生显著结构稳定性和牢固或刚性接触的结果，三维支撑结构10包括超过当前现有产品的显著强度和增强的性能，并且允许对介质12使用重量较轻的材料。例如，本文公开的结构10(图1)当用于包装时，由于其刚性多平面结构，横向和纵向地都以ECT(边缘压碎试验)性能为特征。通过比较，波面纸板仅在一维中能完成。三维支撑结构10的双重ECT格式导致较牢固的容器纸板箱。
尽管三维支撑结构10可以比当前现有产品牢固，但另外的强度可增加到折叠结构上。准确地说，本文公开的结构10通过三种不同方法可在强度上有改变，即通过改变面80、82、84的长度、通过改变介质的厚度和/或通过变更衬里14和介质12材料的重量。在比较中，象塑料、金属或波面纸板之类的产品的强度仅能通过改变衬里和介质的重量来调节。此外，公开的单壁格式(即衬里-介质-衬里格式)的结构10能胜过双壁格式，比如波面纸板(即衬里-介质-衬里-介质-衬里格式)。因此，优选实施例的结构使用比传统双壁波面纸板少的材料(或板型结构中的纸)。这种减少也反映在产品重量损失方面和为储存和运输都节省的空间方面。
另外，由折叠介质12形成的格栅平台(在图4和5中示出)提供支撑用于箱的印制基片的基础，比如衬里14。格栅平台防止基片变得松弛，如成波纹易于做到的那样，因为存在多个接触点。
使用本文所述的三维支撑结构可以形成装置或包装。准确地说，可以形成具有多个壁的装置或包装或它们的元件，比如箱或隔板，其中，多个结构10被整体地连接，以形成单个包装或装置。本发明的多个结构的整体连接可以通过粘结进行，比如用粘合剂或靠其它方法，比如焊接或软焊。同样，结构10的单片可以折叠成所需形状。
制造优选实施例的三维支撑结构10具有超过例如波面纸板的几个显著优点。例如，结构不需要为了成形介质的蒸汽，因为介质被折叠而不是被成形。同样，结构不必为了形成和干燥而被加热。结构不包括粘结或焊接一起所需的多个元件。此外，涂敷象玉米淀粉和其它粘合剂基底之类的粘合剂可在降低的温度下完成。
因此，以上描述和附图公开了一种用较小重量的材料达到与标准材料相同或较高性能的三维支撑结构。结构包括被折叠形成单元20和平行四层栅条34的重复图形的介质，衬里14用粘合剂连接、焊接或软焊到该平行四层栅条34上。
尽管以上以一定程度的特殊性已经描述了本发明的各个代表性实施例，但本领域的技术人员对公开的实施例在不脱离说明书和权利要求书中表述的发明主题的精神或范围的情况下可进行许多改变。所有方向性基准(例如上部、下部、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、x轴、y轴和z轴)仅用于标识目的，以帮助读者理解本发明的各实施例，而不是形成限制，特别是关于本发明的位置、方位或使用，除非在权利要求书中有明确的表述。接合基准(例如附接、耦合、连接)要广义地理解，并且可以包括在连接元件之间的中间部件和在元件之间的相对运动。因此，接合基准不一定表示两个元件直接连接和处于彼此固定的关系。
在某些情况下，元件参照具有特殊特征和/或与另一部分连接的“端部”被辨别出。然而，本领域的技术人员将认识到，本发明不限于直接超出它们与其它部分的连接点终止的元件。因此，术语“端部”应该以包括与具体元件、链环、部件、部分、构件的末端相邻、向后、向前、或者另外靠近的方式广义地解释。在本文直接或间接表述的方法中，各个步骤和操作以一种可能操作的顺序描述，但本领域的技术人员将认识到，步骤和操作在必定不脱离本发明的精神和范围的情况下可以重新排列、替换或去除。这意味着，以上描述中所包含的或在附图中示出的所有内容应仅解释为说明性的，而不是限制性的。在不脱离附属权利要求书中所限定的本发明的精神的情况下，可以在细节或结构上进行改变。
尽管参照优选实施例已经描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上可以进行改变。

Claims (20)

1.一种结构，其包括折叠成重复单元图形的单片材料，所述单元中的每一个由间隔开的第一端壁和第二端壁和在间隔开的第一端壁和第二端壁之间横跨的倾斜的第一侧壁和第二侧壁形成，间隔开的第一端壁和第二端壁中的每一个具有两层材料，而倾斜的第一侧壁和第二侧壁中的每一个具有单层材料，倾斜的第一侧壁和第二侧壁在折叠的边缘处邻接；单元被对准使得来自重复单元图形的一个单元的第一端壁邻接来自重复单元图形的相邻单元的第二端壁，以形成材料的连续的四层壁以向结构提供强度。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，重复单元中的每一个形成其中具有凹口的相对第一表面和第二表面，衬里被附接到第一表面上。
3.根据权利要求2所述的结构，其中，另外的衬里被附接到第二表面上。
4.根据权利要求2所述的结构，其中，用于第一端壁和第二端壁中的每一个的两个材料层在顶部折叠处接合，在四层壁中的两个相邻顶部折叠形成第一表面的部分，并作为用于支撑将衬里固定到第一表面上的粘合剂的平台。
5.根据权利要求4所述的结构，其中，两个相邻顶部折叠形成沿第一表面延伸的支撑栅条的部分。
6.根据权利要求2所述的结构，其中，衬里是平面的。
7.一种结构，其包括多个如权利要求1所述的结构。
8.一种三维支撑结构，其包括折叠成重复单元的图形并且设有由重复单元形成的多个凹口的柱的单片材料，单片材料形成在每个相邻对的凹口之间的柱为材料的基本上连续的四层壁。
9.根据权利要求8所述的结构，其中，基本上连续的四层壁彼此平行地延伸。
10.根据权利要求9所述的结构，其中，每个基本上连续的四层壁由多个纵向设置的四层壁段形成。
11.根据权利要求9所述的结构，其中，每个凹口由间隔开的四层壁段部分地形成。
12.根据权利要求10所述的结构，其中，每个四层壁段由一对两层壁段形成，两层壁段中的每一个由在沿两层壁段纵向延伸的折叠处接合的两层材料形成。
13.根据权利要求8所述的结构，其中，所述材料是纸。
14.根据权利要求8所述的结构，其中，重复单元的图形形成彼此平行延伸的相对第一平表面和第二平表面。
15.根据权利要求14所述的结构，其还包括被附接到第一平表面上的衬里。
16.根据权利要求15所述的结构，其还包括被附接到第二平表面上的另外的衬里。
17.根据权利要求14所述的结构，其中，基本上连续的四层壁在第一平表面与第二平表面之间延伸。
18.根据权利要求17所述的结构，其中，基本上连续的四层壁垂直于第一平表面和第二平表面而延伸。
19.一种结构，其包括具有上表面的材料片，该材料片具有彼此平行延伸的多个第一折痕路径和彼此平行延伸并与第一折痕路径相交的多个第二折痕路径，每个第一折痕路径由多个第一路径段形成，并且每个第二折痕路径由人字形腿的第一腿和第二腿和从人字形腿的第一腿和第二腿中的一个的一自由端延伸的一直线的重复图形形成，每个第二折痕路径在与相邻第二折痕路径相反的方向上可折叠，使得当材料片正在被折叠时第二折痕路径形成隆起部和凹部的交替图形；第一折痕路径中的每一个是在相邻第二折痕路径的隆起部与凹部之间延伸的直线，以形成在材料片的上表面上的面的图形；材料片沿第一和第二折痕路径可折叠，以形成在平面中延伸的三维支撑结构，其特征在于，一种由人字形腿之间的面形成的垂直壁和由直线之间的面形成的倾斜壁的重复图形，所述垂直壁垂直于平面而延伸，而所述倾斜壁相对于平面倾斜，当将材料片折叠成支撑结构时，由面形成的垂直壁中的每一个包括具有四层材料片的壁。
20.根据权利要求19所述的结构，其还包括附接到三维支撑结构上的衬里。
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