(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のための流動フィールド板を生成する方法であって、前記流動フィールド板は複数のチャネルを画定するレリーフ・プロファイルを有し、前記複数のチャネルは第２の寸法に沿って、前記流動フィールド板にわたって延在し、前記方法は、
少なくとも前記第２の寸法と直交する前記流動フィールド板の第１の寸法に沿って、前記流動フィールド板にわたって延在する特徴のレリーフ・プロファイルを決定することと、
前記流動フィールド板の端からの前記第１の寸法に沿う距離の関数としてオーバープロファイリングパラメータでレリーフ・プロファイルを変調して、前記流動フィールド板の前記端に向かう領域よりも、前記流動フィールド板の中央に向かう領域の方がより大きな程度にオーバープロファイルされた、変調されたレリーフ・プロファイルを形成することと、
前記変調されたレリーフ・プロファイルを有するダイを形成することと、
前記変調されたレリーフ・プロファイルを有する前記ダイを用いて流動フィールド板を押圧し、それによって前記流動フィールド板において前記レリーフ・プロファイルを生成することと、を含み、
前記レリーフ・プロファイルが前記流動フィールド板にわたって均一の高さを有して延在する、複数のチャネルを画定し、
前記変調されたレリーフ・プロファイルが非均一の高さを有する前記複数のチャネルを画定し、チャネルの深さが、前記変調されたレリーフ・プロファイルの中心に向かって増大する、方法。
【請求項２】
前記流動フィールド板の前記第２の寸法に沿って、前記流動フィールド板にわたって延在する特徴のレリーフ・プロファイルを決定することをさらに含み、前記変調ステップが、前記第１の寸法および前記第２の寸法の関数としてオーバープロファイリングパラメータで前記レリーフ・プロファイルを変調することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オーバープロファイリングパラメータが、前記レリーフ・プロファイルにおける特徴の高さに適用される高さ乗算係数を備え、前記高さ乗算係数が、少なくとも前記第１の寸法に沿った距離の関数として変化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記オーバープロファイリングパラメータが、前記レリーフ・プロファイルにおける特徴の幅に適用される幅乗算係数を備え、前記幅乗算係数が、少なくとも前記第１の寸法に沿った距離の関数として変化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記オーバープロファイリングパラメータが、前記レリーフ・プロファイルの基線に対するオフセットを含み、前記オフセットが、少なくとも前記第１の寸法に沿った距離の関数として変化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記オーバープロファイリングパラメータが、前記レリーフ・プロファイルにおける特徴の高さに加えられる高さ補完を含み、前記高さ補完が、少なくとも前記第１の寸法に沿った距離の関数として変化する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記オーバープロファイリングパラメータが、前記レリーフ・プロファイルにおける特徴の幅に加えられる幅補完を含み、前記幅補完が、少なくとも前記第１の寸法に沿った距離の関数として変化する、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の活性表面領域上の燃料、酸化剤、および水などの流体を分配するために、燃料電池積層体内に使用される流動フィールド板を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気化学燃料電池は、燃料および酸化剤を電気および熱エネルギーならびに反応生成物に変換する。典型的な燃料電池は、アノード流動フィールド板とカソード流動フィールド板との間に挟まれた膜−電極接合体（ＭＥＡ）を備える。ガス拡散層は、ＭＥＡに燃料および酸化剤をより良好に分配するために、各流動フィールド板とＭＥＡとの間に配置され得る。ガスケットを使用して、様々な層を分離し、必要なシールを提供し得る。流動フィールド板は、典型的には、ＭＥＡの活性表面への流体燃料または酸化剤の送達のためのＭＥＡに隣接した板の表面上に延在する１つ以上のチャネルを含む。
【０００３】
従来の燃料電池積層体において、複数の電池は、１つの電池のアノード流動フィールド板が、積層体において次の電池のカソード流動フィールド板に隣接するといったように、共に積層される。いくつかの配置において、双極流動板は、板の両側面において、単一の流動フィールド板が流体流路を有するように使用される。双極板の１つの側面は、第１の電池のためのアノード流動板として作用し、流動板の他方の側面は、隣接する電池のためのカソード流動板として作用する。電力は、積層体における最初および最後の流動板に加えられた電気的接続により積層体から抽出することができる。典型的な積層体は、ほんの数個または数十個または数百個の電池を備え得る。本発明は、これらの様々な燃料電池積層体構成の全てに関連している。
【０００４】
アノードおよび／またはカソード流動フィールド板の表面において流体流路を形成するプロセスは、所望のチャネルパターンにおいて、板の表面から材料をエッチング除去する、または別様に除去するなど、いくつかの方法で達成され得る。このプロセスは、一般的に、材料の除去を可能にするために十分な厚さである板にのみ好適である。別の手法は、チャネルを画定する山および谷を有する波形の板として流動板を形成することである。このプロセスは、非常に薄い材料からの流動板の形成に好適である。
【０００５】
波形の板は、パンチおよびダイを用いて平らなシートをロール成形する、液圧成形する、および押圧することを含む、いくつかの既知のプロセスによって形成することができる。本開示は、具体的には、パンチおよびダイなどの押圧工具を使用して押圧された板を形成することに関する。パンチおよびダイの両方は、対応する特徴を平らなシートに刻印するために使用される表面レリーフ特徴を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
押圧された板として流動板を形成する際に存在する問題は、押圧された板においてダイの表面のレリーフ特徴を対応するレリーフ特徴に再現するときに寸法誤差がしばしば起きることである。例えば、流路の幅および／または流路の深さは、意図されたものから変化し得る。±１０ミクロン程度の流動フィールド板の流路特徴での寸法精度を達成することが非常に所望される。
【０００７】
ダイから板のレリーフ特徴を再現するときに押圧された流動フィールド板における寸法誤差を低減または排除することは、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様に従って、本発明は、燃料電池のための流動フィールド板を生成する方法であって、
少なくとも板の第１の寸法に沿って板にわたって延在する特徴のレリーフ・プロファイルを決定することと、
前記第１の寸法の関数としてオーバープロファイリングパラメータでレリーフ・プロファイルを変調することと、
前記変調されたレリーフ・プロファイルを有するダイを形成することと、
変調されたレリーフ・プロファイルを有するダイを用いて流動フィールド板を押圧し、それによって流動フィールド板において変調されていないレリーフ・プロファイルを生成することと、を含む、方法を提供する。
【０００９】
本方法は、第１の寸法に直交する板の第２の寸法に沿って、板にわたって延在する特徴のレリーフ・プロファイルを決定することをさらに含んでもよく、変調ステップは、第１の寸法および第２の寸法の関数としてオーバープロファイリングパラメータでレリーフ・プロファイルを変調することを含んでもよい。オーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルにおける特徴の高さに適用される高さ係数を備えてもよく、高さ係数は、少なくとも第１の寸法に沿った距離の関数として変化する。オーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルにおける特徴の幅に適用される幅係数を備えてもよく、幅係数は、少なくとも第１の寸法に沿った距離の関数として変化する。オーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルの基線に対するオフセットを含んでもよく、オフセットは、少なくとも第１の寸法に沿った距離の関数として変化する。オーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルにおける特徴の高さに適用される高さ補完を備えてもよく、高さ補完は、少なくとも第１の寸法に沿った距離の関数として変化する。オーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルにおける特徴の幅に適用される幅補完を備えてもよく、幅係数は、少なくとも第１の寸法に沿った距離の関数として変化する。レリーフ・プロファイルは、板にわたって延在する複数のチャネルを画定し得る。複数のチャネルが、流動フィールド板にわたって均一の高さを有してもよく、変調されたプロファイルが非均一の高さを有する複数のチャネルを画定してもよく、チャネルの深さが、変調されたプロファイルの中心に向かって増大する。
【００１０】
ここで、本発明の実施形態を以下の添付の図面を参照しながら単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】波形の形態の山および谷によって形成される流路を示す押圧された波形の流動フィールド板の概略断面レリーフ・プロファイルを示す。
【図２】図１のものに類似する押圧された波形の流動フィールド板の概略平面図を示す。
【図３】図１に類似する流動フィールド板のプロファイルを生成するための押圧工具の変調されたレリーフ・プロファイルの概略断面プロファイルを示す。
【図４】図１に類似する流動フィールド板のプロファイルを生成するための押圧工具の変調されたレリーフ・プロファイルの概略断面プロファイルを示す。
【図５】図１に類似する流動フィールド板のプロファイルを生成するための押圧工具の変調されたレリーフ・プロファイルの概略断面プロファイルを示す。
【図６】押圧された板の測定ゾーンの概略平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、断面における波形の押圧された流動フィールド板１の一部分を図示する。板１の第１の側面における流路は、山３の間に谷２として形成される。双極板において、押圧された板１の第２の（即ち、反対側の）側面における山５を形成する押圧された板１の第１の側面における谷２、および板の第２の側面における谷４を形成する押圧された板の第１の側面における山３は、板の両側面において、流路を提供するように作用する。
【００１３】
各チャネル２は、図１に示される深さｄおよび幅ｗを有する。より一般的には、板１は、チャネルの深さｄに対応する特徴の高さｈ、またはピーク間で間隔を有する押圧された特徴を有するように説明され得る。押圧された特徴は、特徴の幅ｗを有し得る。
【００１４】
図２に示されるように、流体流動板において、流動板の１組の典型的な特徴は、押圧された板１における波型によって形成される蛇行チャネル１０または一連の平行チャネルを備える。押圧された板は、図１にも描写される縁部６および８を有する周縁部６、７、８、９を有する。便宜上、これらの縁部は、それぞれ、左縁部６、上縁部７、右縁部８、および底縁部９と呼ばれ得る。しかし、本明細書全体を通して、「上」、「底」、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」などの相対的な配向および位置に関する記述子、およびそれらの任意の形容詞および副詞の派生語は、図面に示される特徴の配向の意味で使用され、説明されるまたは特許請求される本発明の意図された用途に如何なる意味でも限定することを意図するものではない。また、板の平面内で空間的な位置を参照するためにｘ−ｙ軸が図２に便宜上示される。レリーフ特徴（例えば、チャネル）は、ｘｙ平面からｚ軸に沿って延在する高さまたは深さを有する。
【００１５】
寸法誤差が押圧された特徴寸法で発生し得ることが指摘されている。押圧された板における特徴の寸法は、押圧された板におけるそれらの特徴を形成するために使用されるダイにおけるレリーフ特徴の対応する寸法とは異なり得る。さらに、寸法誤差は押圧された板におけるそれぞれの特徴のｘ−ｙ位置の関数として変化し得ることが指摘されている。いくつかの例では、押圧された板における流路の深さは、ダイがダイにわたって規則的なチャネルの深さを提供する、押圧された板の中央領域１１に向かって浅くなることが見て取れる。これは、ｙ位置の関数としての寸法誤差の大きさと比較したｘ位置の関数としの寸法誤差の大きさは異なり得るが、図２に示されるｘおよびｙ軸の両方に沿って発生し得、また、生成される特徴の特定のパターンによって影響され得る。例えば、図２のチャネル配置において、（チャネルの方向に平行な）ｙ軸に沿った特徴においてよりも（チャネルの方向に直交する）ｘ軸に沿った特徴においてより多くの寸法誤差が存在し得る。
【００１６】
特徴寸法における寸法誤差は、燃料電池の活性表面への流体燃料および／または酸化剤および／または水の送達が不十分に均一である流動フィールド板をもたらし得、燃料電池にわたる所望でない性能のばらつきをもたらす。
【００１７】
本発明の目的は、押圧された板において観察された寸法誤差を修正する、軽減する、または低減することである。流動フィールドチャネル（複数可）１０は、多くの場合、特に目標特徴の高さにおいて、外側の縁部に向かって寸法全体に放射状に広がる押圧された板の中心において目標寸法が浅いことが見出される。この現象は、板１が従来のパンチとダイの間で押圧された後、材料の跳ね返り（例えば、部分的な弾性復帰）によって引き起こされ得る。押圧工具は、閉じられると、底打ちして寸法全体まで押圧された板１を形成し得るが、工具の開口または解放時に、板材料は十分に過剰延伸されず、板材料内の応力がそれを外側に伸長させる。したがって、チャネルの高さｈを画定する板の垂直の偏位を提供する（即ち板平面の外に）板の延伸された材料は、より小さい寸法に弾性的に戻り、それによりチャネルの高さ特徴を縮小し得る。同様に、それぞれ、幅ｗを有する谷２および山３の底部および頂部を画定する延伸した材料はまた、より小さい寸法に弾性的に戻り、それにより、チャネル幅特徴を縮小し得る。チャネル幅の縮小率は典型的には、チャネル高さにおいて観察された縮小率よりも小さいものであり得る。
【００１８】
押圧工具が押圧板を解放した後にレリーフ特徴が正確に維持されるように、この跳ね返りは、押圧された板をアニールし、押圧工程中に押圧された材料における応力および歪みを緩和するために、即ち、ダイ板によって圧縮されたとき、材料構造を緩和するために、断熱プロセスを用いて硬化させることができる。しかしながら、このようなプロセスには、追加の生成段階および費用が必要となる。
【００１９】
押圧された板の最終的な形態が押圧された板の押圧後の跳ね返り後に設計仕様に非常に近いものになるように、工具（例えば、パンチおよびダイ）が可変量の所望の特徴のオーバープロファイリングを提供するように設計され得ることが発見されている。「オーバープロファイリング」は、工具が材料が跳ね返りを可能にするように、目標または必要な寸法を越えて形成される領域を組み込むように変更されるものである。オーバープロファイリング（補填と呼ばれることもある）は、シート平面内の少なくとも１つの寸法（例えば、図２に示されるｘ寸法）において押圧板の縁部からの距離の関数として可変的に実装される。より好ましくは、オーバープロファイリングは、シートの平面で直交する２つの寸法（例えば、図２に示されるｘおよびｙ寸法）で押圧された板の縁部からの距離の関数として実装される。
【００２０】
「オーバープロファイリング」という表現は、その形態において、工具一式（パンチおよび／またはダイ、以下、「ダイ」または「ダイ板」）が、材料が跳ね返りを可能にするために必要な寸法を超えて形成される領域を組み込むように変更される手順を包含することを意図する。したがって、板材料の自然な延伸および跳ね返りが押圧された板の正確な所望のプロファイルをもたらすように、形成パンチおよび／またはダイのプロファイルは、必要な流動板の特徴の正確なプロファイルを意図的に模倣しないように変更される。板の中心に向かう領域が板の縁部に向かう領域よりもさらに大きな程度でオーバープロファイリングされ得るように、オーバープロファイリングの程度が押圧された板にわたる距離の関数として変化する。
【００２１】
オーバープロファイリングプロセスは、以下のステップを含む。
最初に、押圧されるべき板の所望のまたは「目標」レリーフ・プロファイルが定義される。一実施例において、これは、波形形態の板において谷２と隣接する一対の山３によって画定される各チャネル１０を有する、図１および図２で描写される平行チャネルの規則的な配列であり得る。レリーフ・プロファイルは、押圧されない板の平面における特定の方向または寸法で板にわたって延在する１組の特徴の断面プロファイルを有する。図１に示す実施例において、これは、チャネルがｙ軸と整列している板のｘ軸にわたって延在する特徴の断面プロファイルである。
【００２２】
第２のステップにおいて、目標レリーフ・プロファイルは、レリーフ・プロファイルが延在する板の特定の方向または寸法に沿って距離の関数として変化するオーバープロファイリングパラメータで変調される。図３に示されるように、図１の方形波レリーフ・プロファイル１５（以下、「変調されていないプロファイル」１５と呼ばれる）が、レリーフ・プロファイルの中心２１に向かう最大値およびレリーフ・プロファイルの縁部での最小値２２、２３を有する曲線を定義する、破線で示されたオーバープロファイルパラメータ２０で変調される例が示されている。オーバープロファイリングパラメータは、ｘ軸に沿った各位置でレリーフ・プロファイルに適用されるスケーリング係数を決定する。この方法において、オーバープロファイリングパラメータは、特徴の高さｈがｘ軸に沿った各位置についてｈ＋Δｈｘとなる変調されたレリーフ・プロファイル２５を提供する。
【００２３】
押圧工具のダイは、次いで、変調されたレリーフ・プロファイル２５で製造される。図３の概略図は、原理を図示するために非常に単純化されかつ誇張されており、特定のダイ形態の正確なプロファイルではないことが理解されるであろう。典型的な流動板は、チャネルの深さ（即ち、特徴の高さ）が０．５または０．６ｍｍ程度であり、２００ｍｍ程度の板幅にわたって延在する数十または数百の平行チャネルを含み、オーバープロファイリングパラメータがダイの中心２１において０．１０〜０．１５ｍｍ程度のΔｈを追加し得る。
【００２４】
押圧された流動板１の製造において、流動板のシート材料は、変調されたレリーフ・プロファイルを有するダイを用いて押圧工具によって押圧される。押圧工具が押圧された材料を解放するとき、跳ね返りは、変調されていないまたは目標レリーフ・プロファイルを有する流動板をもたらす。これは、押圧プロセス中に板をアニールするために高温処理の必要性を完全に回避するか、または少なくともそれを軽減する。
【００２５】
レリーフ・プロファイルの変調は、いくつかの方法で行うことができる。図３に示される実施例において、オーバープロファイリングパラメータは、ｘ軸が板チャネルの方向に直交する、ｘ軸に沿った距離の関数として特徴サイズに追加の高さを適用した。オーバープロファイリングパラメータは、１つの寸法（例えば、全てのｙについて同じΔｈｘ、または全てのｘについて同じΔｈｙ）において適用され得る。オーバープロファイリングパラメータは、２つの寸法において代替的に適用され得る（例えば、Δｈは、Δｈｘ、ｙ-として参照されるｘおよびｙの関数として変化する）。これらの可能性は、不連続または断続的なチャネル、他の流体送達特徴、およびより一般的には、任意のレリーフ特徴の形状を含めて、チャネル方向は必ずしもｘまたはｙ軸に直交する必要がない、全てのタイプのレリーフ特徴に適用される。
【００２６】
オーバープロファイリングパラメータは、単に特徴の高さ（即ち、ｚ方向の偏位）に適用される必要はない。代替的なオーバープロファイリングパラメータは、レリーフ・プロファイルに沿って距離の関数としてある一定の特徴の幅を調整し得る。チャネル幅ｗが、ダイの中心３１でのチャネル幅ｗ＋Δｗがダイの縁部３２、３３でのチャネル幅より大きくなるようにダイの中心に向かって増大する、単純化されかつ誇張された変調されたレリーフ・プロファイル３５を図４は示す。この配置は、押圧された板のチャネル幅が板の幅にわたって一定のままであることを確実にするために有用であり得る。図３のオーバープロファイリングパラメータに類似の様式において、オーバープロファイリングパラメータΔｗｘは１つの寸法（例えば、全てのｙについて同じΔｗｘ、または全てのｘについて同じΔｗｙ）に適用され得る。オーバープロファイリングパラメータΔｗは代替的に、２つの寸法（例えば、Δｗは、Δｗｘ、ｙとして参照されるｘおよびｙの関数として変化する）に適用され得る。これらの可能性は、不連続または断続的なチャネル、他の流体送達特徴、およびより一般的には、任意のレリーフ特徴の形状を含めて、チャネル方向は必ずしもｘまたはｙ軸に直交する必要がない、全てのタイプのレリーフ特徴に適用される。
【００２７】
オーバープロファイリングパラメータΔｈおよびΔｗは、レリーフ・プロファイルに沿って距離の関数として特徴の高さおよび幅の両方を変調するために、独立してまたは共に使用され得る。
【００２８】
オーバープロファイリングパラメータは、適切な寸法にわたってレリーフ・プロファイルを変調する連続的なスケーリング係数関数として決定され得る、またはそれはレリーフ・プロファイルに沿って距離の関数として個々の特徴または特徴のゾーンに適用される一連の個別のスケーリング係数であり得る。したがって、一実施例として、各個々のチャネルは異なる高さスケーリング係数を用いて提供され得るか、または隣接するチャネルの集合は、集合高さスケーリング係数を割り当てられ得る。オーバープロファイリングパラメータは、任意のｘまたはｙについて（ｈ＋Δｈ）または（ｗ＋Δｗ）を計算するために、特定の位置で特徴寸法に適用されるべき乗算係数として表現され得るか、または単純な補完ΔｈまたはΔｗとして表現され、任意のｘまたはｙについて変調されていないｈまたはｗに追加され得る。
【００２９】
オーバープロファイリングパラメータはまた、ｈおよび／またはｗの独立した構成要素を含み得る。この態様において、オーバープロファイリングパラメータは、変調されていないレリーフ・プロファイルに対する基線オフセットΔｂｘおよび／またはΔｂｙを含み得る。変調されたレリーフ・プロファイル４５がレリーフ・プロファイルの中心に向かって増大し、レリーフ・プロファイルの縁部においてゼロまで減少する基線オフセットΔｂを示す一実施例が図５に示される。この態様において、基線オフセットは、レリーフ特徴（例えば、チャネル１０）の高さまたは幅を局所的に増加させないが、ダイのプロファイルに凸部を取り入れる。ダイプロファイルの凸部は、板を押圧するために使用される両方のダイに適用され得（即ち、両方のダイの表面は凸状である）、それによって板の中心に向かう押圧力を増加させ、それによって縁部に向かう中心領域においてより硬く形成される板を圧縮する。これはまた、材料のさらなる引き込みが板の縁部に向かって適用される圧力によって妨げられる前に、板材料が板の中心領域においてより引き込まれることを可能にする、最初に板の中心に向かって押圧される板材料をもたらす。
【００３０】
代替的に、ダイは、基線オフセットが１つのダイにおいて概ね凸状のダイ表面および他のダイにおいて概ね凹状のダイ表面を生成するように、プロファイルされ得る。それぞれの凸部および凹部は、押圧中に板材料に印加された圧力を局所的に変化させるために相補的であるか、または異なり得る。
【００３１】
材料の跳ね返りを補填する押圧工具ダイについての変調されたレリーフ・プロファイルの試験が以下に考察される。試験は、５０トンの油圧プレスを用いて実行された。
【００３２】
参照のパンチおよびダイ形成工具は、未硬化の工具鋼で構築される。レリーフ特徴は、押圧された板において流体流路を画定するために、ワイヤーエローダ（ｗｉｒｅ  ｅｒｏｄｅｒ）上で切断される（角部に半径を有する）直線リブを含む。参照の工具において、全てのリブはダイの表面全体にわたり等しい深さである。この工具で生成される押圧された板におけるレリーフ特徴は、もっぱら、板の中心での低減された高さ、外側に放射状に広がりながら増大する高さである。
【００３３】
上で考察されるオーバープロファイリングの原理を試験するために、パンチおよびダイ形成工具は、変調されていない参照のパンチおよびダイ形成工具に対応する変調されたレリーフ・プロファイルを有する、未硬化の工具鋼で構築される。変調されたレリーフ・プロファイル工具において、リブは深さが等しくないが、各リブはｘ軸に沿って工具の中心に向かって漸進的に深くなり、その際、ｘ軸が中心リブ軸に沿って中心線を中心に対照的であるリブ方向に直交する。変調されていないリブの深さ（特徴の高さｈ）は０．５０ｍｍであり、これは、材料の厚さ０．１ｍｍが含まれるとき、ピーク間の特徴の高さ０．６０ｍｍを与える。変調されたリブの深さは、中心リブにおいて０．６５９ｍｍまで増加される（即ち、ｘ＝０（中心線）において最大値Δｈｘ０．１５９ｍｍである）。Δｈは、ｘを正に増加させるまたは負に減少させる中心（ｘ＝０）からΔｈｘ＝０まで、ｘ最大（ダイの右側縁部）およびｘ最小（ダイの左側縁部）で直線的に減少する。この試験において、修正はｙ方向に加えられない。
【００３４】
板寸法は２００ｍｍＸ１３０ｍｍであり、列理方向が形成されるべきチャネルに平行である。２００ｍｍの寸法は、図６に示されるようにｘ軸に沿っている。板は、工具のいずれかの側面において引き込みリブによってトラップされる。１３０ｍｍの寸法は図６に示されるようにｙ軸に沿っており、板がｙ軸に沿ってある程度まで効果的に引き込むことを可能にする。
【００３５】
実験は、両方のダイの凸状形態をもたらす基線オフセット（Δｂ）を含むオーバープロファイリングパラメータを使用して実行された。最初に工具の中心まで、次いで各角部および両方の側面の真ん中まで、最後に再び工具の中心に適用される押圧ラムを有する同じ部分の繰り返し押圧も可能である。試験測定は、便宜的に、ゾーン５１〜５９などの押圧された板の表面にわたるゾーンにおいて実行され得る。
【００３６】
結果は、押圧された板の中心における特徴の高さの低減を補填することは非常に容易に可能であることを示し、それは、跳ね返り後でさえ板の中心における特徴の深さを増大することが可能であることを証明する。したがって、板の中心に向かってより深くなるチャネルを押圧することによって跳ね返り効果を補填することが可能であることが確認された。
【００３７】
変調されたレリーフ・プロファイルの原理が、任意の好適なレリーフ・プロファイルに適用され得る。所与の板材料を用いた実験的試験は、特徴プロファイルの任意の所与の配置に適用されるべき適切なオーバープロファイリングパラメータを決定し得る。実験的試験はまた、オーバープロファイリングパラメータが、過度の材料の薄型化による板の断裂を引き起こすことなく、板材料を局所的に延伸するように適用され得る程度を決定するであろう。試験において、使用される板材料は、０．１ｍｍの公称厚さを有する３１６Ｌステンレス鋼（１．４４０４）である。
【００３８】
縁部抑制は、板材料のさらなる横方向の移動が押圧工具の閉鎖によって阻害される前に、チャネルまたは他のレリーフ特徴内に引き込まれ得る板材料の量を局所的に制御するように、いくつかまたは全てのダイ縁部でおよび／または選択された部分のダイ縁部において押圧工具に適用され得る。さらなる横方向の移動が阻害された後、押圧工具による板のさらなる変形は、結果的に増加した跳ね返りを伴う材料の延伸および薄型化を必要とする。押圧された板の列理方向はまた、押圧工具によって適用されるべきオーバープロファイリングの程度を評価するとき、考慮され得る。
【００３９】
上に記載のオーバープロファイリングのプロセスは、多くの異なる流動フィールドチャネルパターンおよび他のレリーフ特徴に適用され得る。このプロセスの利点は、例示的な液圧成形および断熱成形プロセスのために提供され得る、標準的な押圧機器における潜在的な低コスト、より大量に製造するプロセスである。
【００４０】
オーバープロファイリング技術をパンチおよびダイに基づくシステムに関して上に説明してきたが、同様の原理がロール押圧システムまたは液圧成形システムに適用され得る。
【００４１】
他の実施形態は意図的に、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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