Title: Three-dimensional structures and related methods of forming three-dimensional structures

Patent No.: US20130189458A1
Application Date: 2012-01-20
Assignee: Apple Inc
Inventors: Bartley K. Andre, Matthew D. Rohrbach, Peter N. Russell-Clarke

摘要

本公开提供三维结构及其相关方法。三维结构可以在相对表面上定义正空间和负空间的图案，这些图案组合形成三维结构。负空间图案的交叉点可以形成贯穿三维结构的孔径，这些孔径可以定义线性或非线性的路径。孔径可以被配置为提供关于光、声和流体通过的有利特性。此外，三维结构可以被配置为定义所需的刚度、重量和/或柔韧性。三维结构可以用于包括散热器、外壳、扬声器或通风口盖、弹簧等的实施例中。

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技术领域

三维结构制造技术，具体涉及通过材料去除或组合形成具有特定光学、声学和机械特性的结构。

发明背景

电子设备组件通常需要具有特定功能的三维结构，例如支撑、防护、热传导或声学传输等。现有技术虽然能够满足基本需求，但在形状定制和制造工艺方面仍有改进空间。

发明总览

本发明提出了一种通过在材料体相对表面去除材料来形成三维结构的方法。可以通过化学蚀刻、激光蚀刻、机械加工、铸造、锻造或注塑等多种方法实现。这些三维结构通过正负空间图案的组合形成，并可以通过调整孔径路径和空间比例来定制光学、热学和声学特性。本发明相较于现有技术提供了更灵活的结构设计和制造方法。

核心创新

  • 通过在材料体相对表面去除材料形成三维结构，具体实现方式包括化学蚀刻、激光蚀刻、机械加工等，通过正负空间图案的组合实现复杂结构设计。
  • 负空间图案的交叉点形成贯穿孔径，孔径路径可以是线性的或非线性的，通过调整路径方向和形状来控制光、声和流体的传输特性。
  • 通过选择合适的负空间和正空间比例，实现结构轻量化，同时通过连接件保持所需的刚度和强度，例如形成轻质且坚固的盒状结构。
  • 孔径设计可以是非线性的，以防止用户直接看到内部结构，同时允许空气或声音通过，适用于电子设备外壳等应用。
  • 通过调整材料去除量和位置，可以使三维结构具有弹簧或弹性元件的特性，例如用于制造保护性包装。
  • 多种制造方法可以组合使用，例如先用蚀刻形成结构的第一表面，再用机械加工形成第二表面，以实现更精细的结构控制。
  • 该技术可应用于电子设备外壳、扬声器或通风口盖、散热器和弹簧等，提供定制化的光学、热学和机械性能。

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2026-03-28 17:32