金庫の構造

ボールト構造化は、金属板、プラスチックシート、ボール紙、紙などの薄肉材料に3次元の長方形または六角形構造を生成する成形技術です。従来の金属板成形プロセス（エンボス加工、ビーディング加工、ハイドロフォーミングなど）とは異なり、成形プロセス中のエネルギー消費を最小限に抑えて自己組織化構造化を可能にし、特に材料とエネルギーを節約します。主な利点は、構造化されていない材料と比較して、ボールト構造材料の剛性（曲げ剛性と膨らみ剛性）が向上することです。ボールト構造材料はDr. Mirtsch GmbHの製品であり、多数の国内および国際特許によって保護されています。

1970 年代半ば、フランク・ミルチュ教授は、薄壁の円筒における 予期せぬ構造形成によって、ヴォールト構造の自己硬化効果の原理を発見しました。

基本的なプロセスでは、薄壁のシリンダーとシリンダーの内側表面に配置された支持要素 (支持リング) のみが必要です。シリンダーに外圧がかかると、支持リング間の材料が内側に押し込まれます。臨界的ではあるがまだかなり小さい外圧 (不安定点) に達すると、長方形の丸天井構造が自然に形成されます。この効果は、専門用語で「座屈」と呼ばれます。円周の直線状の折り目は、下にある支持要素によって生じますが、軸方向の折り目は、下にあるツールなしで、ずらして自動的に (自己組織化) 発生します。

a) 支持リング b) 低圧シリンダー c) 長方形のヴォールト構造

強化された金庫構造の調査中に、新しいアプローチが選択されました。

境界条件を緩和することで、長方形構造は、水平方向の折り目に沿った追加の自己組織化によって六角形のボールト構造に進化します。六角形のボールト構造は、長方形のボールト構造と比較して、シート材料に強化された等方性剛性を提供します。

六角形のアーチ構造が形成されるアナログ方式では、修正により、周方向の構造形成が可能になります。これにより、プレートまたはコイルを製造するための連続アーチ構造形成プロセスが開発されました。

剛性が増すと重量が軽減されます。ヴォールト構造は、曲げや膨らみに対して材料に多次元の剛性を提供します。金属、プラスチック、繊維材料などのコンポーネントを同じ機能で使用して、材料と重量を節約できます。

身体伝播音の低減による騒音の低減:非構造材料と比較して、アーチ構造は材料を硬くするため、共振周波数が高周波にシフトします。直接的な結果として、薄壁部品 (空調チャネルやファサードなど) の不快な低音が低減されます。同時に、アーチ構造材料は音響減衰特性が向上します。

表面品質の完全な保持:ヴォールト構造化は、緩やかな変形 によって材料特性を維持するだけでなく、表面品質も維持します。構造化の前に、塗装、陽極酸化、マーキングなどの高品質の表面仕上げを原材料に施すことができます。コイルなどの原材料の表面仕上げは、一般的に、成形操作後の単一部品の処理よりも経済的で環境に優しいです。

デザインと実質的にグレアのない光の反射:バイオニック デザインに加えて、鏡面の丸天井構造は、各構造で反射することにより、光を多数の小さな点に分割します。グレアのない光の反射が生成され、光反射板やファサードに効果的に使用できます。

強化された熱および質量伝達特性:熱交換器の壁などに使用されるボールト構造は、熱伝達 流体の流量を大幅に増加させます。この増加は、ボールト構造上の流体の一定の乱流によるものです。ボールト構造には鋭い角がなく、すべての断面で断面積が一定であるため、滑らかな壁に比べて圧力の増加は比較的わずかです。

金庫構造は様々な分野や産業に応用されている

1. 洗濯ドラム（Miele 社製 Softtronic）
2. ファサードと屋根の要素（オデッサのスポーツ宮殿）
3. 照明技術用リフレクター（Siteco 社製 HEXAL ランプ）
4. 剛性管（DESY の非常に薄い壁のシンクロトロン検出管）
5. 自動車部品（ダイムラーAGのメルセデスSLKクラスのバックパネル）

1. Miele 洗濯ドラム (http://www.miele.de)
2. オデッサのヴォールト構造の屋根要素に関する情報 (http://www.mutmacher-der-nation.de/index.php?typ=2&id=14&story=949)
3. SiTECO のヘキサルランプ (http://www.siteco.de/products/indoor-lighting/chapter/175/category/5256.html)
4. （http://www.daimler.com）
5. Dr. Mirtsch GmbH のウェブサイト (http://www.drmirtschgmbh.de)