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発泡金属の製造方法、発泡金属の製造装置

国内特許コード P200017153
整理番号 (S2017-0879-N0)
掲載日 2020年8月12日
出願番号 特願2019-529061
出願日 平成30年7月2日(2018.7.2)
国際出願番号 JP2018025042
国際公開番号 WO2019013026
国際出願日 平成30年7月2日(2018.7.2)
国際公開日 平成31年1月17日(2019.1.17)
優先権データ
  • 特願2017-137989 (2017.7.14) JP
発明者
  • 半谷 禎彦
  • 天谷 賢児
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 発泡金属の製造方法、発泡金属の製造装置
発明の概要 低いコストで発泡工程を行うことができ、かつ、発泡金属の形状の制御を行うことができる発泡金属の製造方法を提供する。金属に発泡剤が混合された前駆体と、光を透過する型を使用して、型を透過させて前駆体に光を照射することにより、前駆体を加熱して発泡させて発泡金属を作製すると共に、型によって発泡金属の形状を制御することによって、発泡金属を製造する。
従来技術、競合技術の概要

発泡金属は、気孔を多く含むことにより、軽量であり、衝撃エネルギー吸収特性や消音特性に優れており、自動車、鉄道、航空宇宙、建築等、様々な分野で超軽量な多機能素材として注目されている(例えば、特許文献1~特許文献3を参照。)

発泡金属を製造する方法として、従来は、例えば、原料となる金属に発泡剤が混合された前駆体を作製した後に、前駆体を電気炉等で加熱することにより、発泡剤の分解により発生したガスにより発泡させて気孔を形成していた。
また、前駆体を発泡させる工程では、発泡金属の成型のために金型が利用されていた(例えば、非特許文献1の図1(e)を参照)。

産業上の利用分野

本発明は、発泡金属の製造方法、発泡金属の製造装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属に発泡剤が混合された前駆体と、光を透過する型を使用して、
前記型を透過させて前記前駆体に光を照射することにより、前記前駆体を加熱して発泡させて発泡金属を作製すると共に、前記型によって発泡金属の形状を制御する
発泡金属の製造方法。

【請求項2】
前記型として、透明材を使用する請求項1に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項3】
前記型として、開口を有する材料を使用する請求項1に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項4】
前記開口を有する材料が金属製の網である請求項3に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項5】
前記型を、前記前駆体を囲う形状として、前記型によって発泡金属を成型する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項6】
前記前駆体の周囲に緻密金属材を配置して、前記前駆体から発泡して形成される前記発泡金属により前記緻密金属材を接合する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項7】
前記前駆体の周囲に他の発泡金属を配置して、前記前駆体から発泡して形成される前記発泡金属により前記他の発泡金属を接合する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項8】
前記前駆体と緻密金属材を使用して、前記前駆体から発泡して形成される前記発泡金属と前記緻密金属材を接合する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項9】
前駆体と緻密金属材と他の発泡金属を使用して、前記前駆体から発泡して形成される前記発泡金属によって、前記緻密金属材と前記他の発泡金属を接合する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項10】
光源のフォーカスを設定することにより、前記光の照射範囲を選定する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項11】
開口を有するマスクを設けて遮蔽することにより、前記光の照射範囲を選定する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項12】
前記型として筒状の型を使用する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項13】
融点の異なる複数種の金属をそれぞれ使用して作製された前記前駆体を、発泡後にそれぞれの発泡金属が接合されるように配置して、各前記前駆体に光を照射して加熱することにより、特性が位置によって異なる傾斜機能材料を作製する請求項1~請求項5に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項14】
融点の異なる金属が接合され、それぞれの金属に発泡剤が混合された前記前駆体の各金属に光を照射して加熱することにより、特性が位置によって異なる傾斜機能材料を作製する請求項1~請求項5に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項15】
前記型として開口を有する材料を使用し、前記金属の融点が低い方の前記前駆体に対応する部分における前記開口の開口率が小さくなるように、各前記前駆体に対応する部分の前記型の前記開口の開口率を選定する
請求項13又は請求項14に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項16】
金属に発泡剤が混合された前駆体と、少なくとも一部が光を透過する透明材で構成された密閉性容器と、前記密閉性容器の外部に配置された光源を使用して、
前記前駆体を前記密閉性容器内に収容し、前記光源から前記透明材を透過させて前記前駆体に光を照射することにより、前記前駆体を加熱して発泡させて発泡金属を作製する
発泡金属の製造方法。

【請求項17】
さらに光を透過する型を前記密閉性容器内に配置して、前記光源から前記透明材を透過させた光を、前記型を透過させて前駆体に照射することにより、前記型によって前記発泡金属の形状を制御する請求項16に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項18】
前記密閉性容器内を真空として、前記前駆体を加熱する請求項16又は請求項17に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項19】
前記密閉性容器内を所望の雰囲気として、前記前駆体を加熱する請求項16又は請求項17に記載の発泡金属の製造方法。

【請求項20】
金属に発泡剤が混合された前駆体と、光を透過する型を使用して、
前記前駆体に光を照射することにより、前記前駆体を加熱して発泡させて、
前記前駆体の発泡中に前記型で前記前駆体にプレス加工を行って形状を付与し、
その後前記型を透過させて前記前駆体に光を照射して、発泡金属を作製すると共に、前記型によって発泡金属の形状を制御する
発泡金属の製造方法。

【請求項21】
少なくとも一部が光を透過する透明材で構成された密閉性容器と、
前記密閉性容器の外部に配置された光源を備え、
金属に発泡剤が混合された前駆体を前記密閉性容器内に収容し、前記光源から前記透明材を透過させて前記前駆体に光を照射することにより、前記前駆体が加熱されて発泡されて発泡金属が作製される
発泡金属の製造装置。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2019529061thum.jpg
出願権利状態 公開
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