(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重畳的微細粒子構造を金属基材面上に形成する方法であって、
前記金属基材面上に、粒径をいずれも１μｍ乃至１００μｍに揃えた炭化物の粉体とチタンの粉体とを含み、これらを混合した混合粉体を付着する工程と、
当該混合粉体の付着した面に、当該面の隆起を引き起こしながらレーザクラッディングを施す工程と、
を含む重畳的微細粒子構造の形成方法。
【請求項２】
前記炭化物は、炭化ホウ素であることを特徴とする請求項１に記載の重畳的微細粒子構造の形成方法。
【請求項３】
前記混合粉体は、前記金属基材と同一の金属からなる粉体を含む請求項１又は２のいずれかに記載の重畳的微細粒子構造の形成方法。
【請求項４】
前記レーザクラッディングは、窒素によるアシストガスを用いて施されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の重畳的微細粒子構造の形成方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の重畳的微細粒子構造の形成方法を用いて形成された重畳的微細粒子構造を有する前記金属基材の接合予定面と、プラスチックの接合予定面とを押圧する工程と、
当該押圧された界面を加熱するエネルギーを付与する工程と、
当該加熱の結果溶融した前記プラスチックが前記重畳的微細粒子構造に入り込み及び包み込むことで互いに係合する工程により、前記金属基材と前記プラスチックを接合する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属とプラスチック間の機械的結合による直接接合に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属とプラスチックの複合部材の作成において、金属とプラスチックを接着剤等の中間材を用いることなく、十分な機械的結合強度の得られる直接接合を行うためには、金属表面に複雑な微細構造を形成する必要がある。
【０００３】
例えば、文献１に複雑化された凹凸形状を形成する方法が記載されている。その方法は、Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金板に、ハロゲン化合物が添加された酸水溶液による化学的なエッチング処理、又は当該エッチング処理とブラスト処理の併用により、合金組成（例えば単結晶部と共晶部の分布）の違いを利用し選択的に溶解させることで、その形状を複雑化するものである。
【０００４】
文献２には、同じく複雑な凹凸形状を形成する方法が記載されている。その方法は、金属部材の表面にレーザ光等をスキャン照射し当該表面に溝や窪みを形成するとともに、当該溝や窪みの凹形状を基礎として、前記レーザビームの熱により飛散した溶融金属飛沫等を流動又は再付着させることでその形状を複雑化するものである。
【０００５】
文献３には、接合におけるアンカー効果を高める、ブリッジ形状又はオーバーハング形状を有する微細構造の形成方法として、ある走査方向に、ビーム径が数１００μｍに集光されたレーザによりレーザスキャニング加工した後、当該走査方向とクロスする別の走査方向にレーザスキャニング加工し、これを繰り返し行い前記形状を形成する技術が開示されている。
【０００６】
しかし、エッチング処理は、薬液中で電気化学反応により処理を行う必要があることから、局所的な接合のための局所的な微細構造形成のためには非接合部位へのマスキング処理や、エッチング処理後の薬液の廃液処理等が必要となり、作業が煩雑且つ高価な工法となる。
【０００７】
また、レーザスキャニング加工による微細構造の形成においては、加工時間を短縮するためにスキャン回数を減らす必要があるものの、そうすると前記微細構造の形成が困難になるというトレードオフを有しており、接合工程の効率化が困難である。
【０００８】
そこで、本願出願人の発明に係る、カーボン粉体を含む複数の金属粉体からなる混合粉体が塗布された金属の接合予定面を、スポット径が数ｍｍのレーザクラッディングにより隆起させ且つその上に重畳的微細粒子構造を形成し、当該構造を利用して金属の接合予定面とプラスチックとの強力な接合を可能にする技術がある。この技術によれば、金属とプラスチックの成形品同士を局所的に、例えばレーザによる局所加熱による接合が可能であり、その際、隆起形状を基礎としていることから接合界面同士の押圧も容易且つ十分に行え、加熱により溶融したプラスチックの流動性が低い場合であっても、これを十分に微細構造内部へ入り込ませることが可能となった。
【０００９】
しかし、この技術における重畳的微細粒子構造の形成においては、その好適な手段としてカーボンを含む複数の金属等の混合粉体を均一に混錬したあと、金属の接合予定面に付着する方法を用いているため、混合粉体の製造工程が別途必要である。
【００１０】
そこで、この工程を簡略化乃至省略し、前記技術に係る接合方法の低コスト化と生産性向上を達成するためには、前記レーザクラッディング形成の際に粉体送給装置を利用することが考えられるが、重畳的微細粒子構造の形成に用いる混合粉体の取り扱いは必ずしも容易ではなく、例えばアルミ、チタン及びカーボンの各粉体を一旦均一に混合した混合粉体は、振動を連続して与えるとカーボン粉体が分離、再凝集を起こし、粉体状態における流動性が悪くなり、前記粉体送給装置が目詰まりを起こすなど、解決すべき課題が残されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−１４３５３９号公報
【特許文献２】特開２０１３−７１３１２号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／０７２６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、重畳的微細粒子構造の形成に用いる複数の金属粉体からなる混合粉体の流動性と均一拡散性を向上させ、重畳的微細粒子構造の形成を簡略化し、金属とプラスチックの複合形成体の生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  第一の発明は、重畳的微細粒子構造を金属基材面上に形成する方法であって、前記金属基材面上に、粒径をいずれも１μｍ乃至１００μｍに揃えた炭化物の粉体とチタンの粉体とを含み、これらを混合した混合粉体を付着する工程と、当該混合粉体の付着した面に、当該面の隆起を引き起こしながらレーザクラッディングを施す工程と、を含む重畳的微細粒子構造の形成方法である。【００１４】
ここで、重畳的微細粒子構造とは、機械的結合効果であるアンカー効果を発揮する微細凹凸形状面に対し、さらなる微細凹凸形状を重畳的に有する微細構造をいう。図１に、当該重畳的微細粒子構造を模擬的に示す。この図においては、凸形状１１に対し重畳的に形成された重畳的凸−凹形状１３及び同様に形成された重畳的凸−凸形状１４が模擬的に示されている。また、凹形状１２に対し重畳的に形成された重畳的凹−凸形状１５が示されている。さらに、当該重畳的微細粒子構造は、クラッディングによる隆起形状１６上に形成されている。そして、当該構造には、共晶、固溶体又は金属間化合物のいずれによる合金層を形成している場合も含まれる。
【００１５】
また、前記金属基材面上に金属粉体を付着する工程とは、被接合対象物の形状を選ばずに利用可能なクラッディング用粉体送給装置による吹き付けが好ましいが、塗布等よる場合を含むものとし、これらに限定されない。
【００１６】
また、金属基材には、アルミニウム合金以外のアルミダイキャスト、ステンレススチール、ＳＰＣＣ等の他の金属からなる金属基材が含まれ、これらに限定されない。また、金属材料には単一の金属元素からなる金属や２以上の金属元素を含む合金や、金属基材表面に鍍金やコーティングを施した基材も含まれる。
【００１７】なお、図２に、粒径をいずれも１μｍ乃至１００μｍに揃えた混合粉体の一例として、Ｆ２４０（ＪＩＳ  Ｒ６００１  研削砥石用研磨材の粒度）の炭化ホウ素、チタン及びアルミの混合粉体の粒径の分布を計測したデータを示す。（但し、混合の際に微粒化されたものを含む。）【００１８】
第二の発明は、第一の発明において、前記炭化物が炭化ホウ素であることを特徴とする重畳的微細粒子構造の形成方法である。
【００１９】
第三の発明は、第１又は第２の発明において、前記混合粉体が、前記金属基材と同一の金属からなる粉体を含むことを特徴とする重畳的微細粒子構造の形成方法である。
【００２１】
第五の発明は、第一乃至第四のいずれかの発明において、前記レーザクラッディングが、窒素によるアシストガスを用いて施されることを特徴とする重畳的微細粒子構造の形成方法である。
【００２２】
第六の発明は、第一乃至第五のいずれかの発明において形成された重畳的微細粒子構造を有する前記金属基材の接合予定面と、プラスチックの接合予定面とを押圧する工程と、当該押圧された界面を加熱するエネルギーを付与する工程と、当該加熱の結果溶融した前記プラスチックが前記重畳的微細粒子構造に入り込み及び包み込むことで互いに係合する工程により、前記金属基材と前記プラスチックを接合する方法である。
【００２３】
ここで、界面を加熱するエネルギーを付与する工程とは、レーザ光の照射によるもののほか、ホットプレス加熱、超音波振動、インサート成形によるものも可能であり、これらに限定されない。なお、レーザ光を照射し加熱する工程においては、プラスチック側からレーザ光を入射する方法が一般的であるが、レーザ光がプラスチックを吸収する場合であって、他方の金属基材が当該レーザ光を吸収する場合は、一般的な場合と逆に当該金属基材側からのレーザ光照射で金属の伝熱によりプラスチックとの接触界面を加熱することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明によれば、重畳的微細粒子構造を低コスト且つ効率よく形成することができ、ひいては、これを用いた金属基材とプラスチックの接合方法の低コスト化と生産性向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】重畳的微細粒子構造を模擬的に示した図である
【図２】混合粉体の粒径の分布の計測データである。
【図３】金属基材上に接合予定面を示した図である。
【図４】レーザの光軸と同軸のレーザクラッディング用ノズルの図である。
【図５】レーザクラッディングを施した金属基板表面の様子である。
【図６】重畳的微細粒子構造の拡大ＳＥＭ写真である。
【図７】レーザ接合前の金属基材とプラスチックとを当接し押圧した様子を示す図である。
【図８】レーザ接合の様子を示した図である。
【図９】ねじりによりプラスチックが破断した複合材料を示す。
【図１０】複合部材のせん断試験結果を示す。
【図１１】実施例２のレーザスポットによるクラッディング位置を示した図である。
【図１２】サイドアシスト用窒素ガスを用いたレーザクラッディング法の概略を示す。
【図１３】重畳的微細粒子構造のＳＥＭ写真である。
【図１４】図１３に示す写真の拡大倍率を上げた写真及び表面構造の解析写真を示す。
【図１５】走査型電子顕微鏡で観察した重畳的微細粒子構造の一部をＸ線回折装置により元素分析した様子を示す。
【図１６】レーザ接合された複合部材を剥離したあとの状態を示す図である。
【図１７】レーザクラッディングにおける窒素アシストガスの有無と接合強度の関係を示す。
【図１８】実施例３のホットプレス法による接合のための装置構成の概略図である。
【図１９】ホットプレス法により接合されたアルミ基材とＣＦＲＴＰの様子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態をステップに分けて図とともに説明する。なお、本明細書において特に言及している以外の事項であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【実施例１】
【００２７】
Ｓ１）金属基材の用意
本実施例においては、金属基材１として、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム合金（Ａ５０５２）の板材を用意した。この金属基材の一部に、図３において斜線を施した接合予定面２を設定した。
【００２８】
なお、金属基材としてはアルミニウム合金以外の、アルミダイキャスト、ステンレススチール、ＳＰＣＣ等の他の金属材料からなる基材を用いることができる。また、金属材料には、単一の金属元素からなる金属や二以上の金属元素を含む合金や、金属基材表面にメッキやコーティングを施したものも含まれる。
【００２９】
Ｓ２）金属粉体の用意
金属粉体として、金属基材と同一のアルミ金属粉体、炭化ホウ素粉体及びチタン金属粉体を用意した。各金属粉体はいずれも市販のものを用い、その粒径は１μｍ乃至１００μｍの範囲内にしている。なお、各粉体のモル比は設計事項ではあるが、本実施例においては、アルミ金属粉体、炭化ホウ素、チタン金属粉体の順に１：１：３である。
【００３０】
Ｓ３）粉体送給装置の設定
前記各金属粉体を、粉体送給装置であるＧＴＶ社製粉末送給装置のパウダーフィーダー装置に標準の２本のパウダーホッパーにそれぞれ同量ずつ投入する。このパウダーホッパーには、同じく撹拌用のミキサーが標準搭載されているので、投入の際各粉体をあらかじめ混合する必要はない。そして、次ステップであるレーザクラッディングの際、混合粉体３１として金属基材表面に供給される。
【００３１】
Ｓ４）レーザクラッディング
金属基材の接合予定面にレーザクラッディングを行った。この際、ステップＳ３の粉体送給装置からはクラッディングノズル４１と同軸の粉体送給ノズル４２を介して混合粉体３１が供給される。図４に示すように、本実施例では、光学系を用いて直径３ｍｍのスポットビーム４に整形した波長９７０ｎｍの半導体レーザ光を用いた。スポットビーム４の走査速度は、目的とする重畳的微細粒子構造の形状と粒子数により３０ｍｍ/ｓから８０ｍｍ/ｓまで可変させ、他のクラッディングパラメータとの組み合わせとしての最適値を選択した。
【００３２】
次表１では、本実施例１において、重畳的微細粒子構造の形成を試みたサンプルの中から、良好な結果を得たサンプル番号０３１４−１、０３１４−４及び０３１４−６におけパラメータの組み合わせを示す。
【００３３】
【表１】
0006561302.tif 000002
【００３４】
以上の結果に基づき、金属基材表面上に形成された重畳的微細粒子構造５の様子を図５にまとめて示す。この表面写真においては、レーザ照射した部位が変色し金属基材とは異なる合金領域が形成されていることが確認できる。また、図６においては、それらの５倍、２０倍の顕微鏡写真である。この写真によれば、さらに重畳的微細粒子構造の形成を確認できる。
【００３５】
Ｓ５）プラスチック部材の用意
プラスチック部材７１として、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み１ｍｍのＰＡ６６からなるシートを用意した。なお、本実施例においては、プラスチック部材７１上に接合予定面を厳格に定めていないが、プラスチック部材が成型品である場合は、これを定める必要がある。
【００３６】
Ｓ６）金属基材とプラスチック部材との当接及び押圧
ステップＳ４により金属基材の接合予定面上に形成された重畳的微細粒子構造面５と、前記プラスチック部材７１を重ね合わせて当接し、押圧した。押圧は図７に示すように、金属基材側から金属製の裏当てプレート６により裏当てし、樹脂部材をガラス８１（テンパックス、厚さ５ｍｍ）で挟み込み、油圧ポンプにてその表示上で０．１２ＭＰａの圧力を加えた。
【００３７】
なお、押圧の程度は、一般的に、０．１〜３ＭＰａの圧力範囲で最適な条件を選択するとよい。選択した押圧の程度が適切で、かつその初期圧力を保持することにより、後述する溶融したプラスチックが金属基材に形成された重畳的微細粒子構造にまんべんなく入り込み、両者の接合強度が十分に高められる。逆に一部の隆起形状に押圧による圧力が集中する場合、ガラス８１が破損する点に留意し最適化を図るとよい。
【００３８】
Ｓ７）レーザ接合
ステップＳ６により金属基材の接合予定面に押圧されたプラスチック部材７１側からスポット状に整形した半導体レーザのレーザスポット９を照射しレーザ接合を行った。図８はその様子を示す。レーザスポット９の照射条件は平均出力を１００Ｗ、繰返し周波数を１０００Ｈｚ、Ｄｕｔｙを５０％、走査速度１０ｍｍ／ｓとした。なお、ビームの整形は、円形のスポット形状に限定されず、接合予定面の形状や総面積により、さらに使用するレーザの出力により適宜最適化することができる。なお、レーザクラッディング同様、レーザの種類は半導体レーザに限定されない。
【００３９】
本実施例においては、ステップＳ４においてクラッディングに用いたレーザ光を用いた。この波長９７０ｎｍは、プラスチック部材７１を透過する波長である。なお、使用するプラスチックに対し透過性を有する波長であれば、他のレーザを用いることも可能である。具体的なパラメータは次表２に示す。
【００４０】
【表２】
0006561302.tif 000003
【００４１】
ステップＳ４のクラッディングにより形成された重畳的微細粒子構造５を有する合金層は、前記レーザ光の波長に対し透過性を有しないため、プラスチック部材７１を透過し接合予定面に照射された当該レーザ光を吸収し熱に変換される。変換された熱は、当接し押圧されたプラスチック部材７１の接合予定面に伝搬しこれを溶融する。溶融したプラスチックは前記重畳的微細粒子構造５に入り込み及び包み込み、その結果、金属基材１とプラスチック部材７１を強固に接合する。
【００４２】
以上のステップにより接合された金属基材とプラスチック部材７１からなる複合部材のせん断引張強度試験結果を図９に示す。接合力が強く、プラスチック部材７１が破断した様子が確認できる。同じく図１０において、せん断引張強度の計測結果を示す。
【実施例２】
【００４３】
本実施例２においては、粉体送給装置を用いることなく、あらかじめ混錬した混合粉体を用いた重畳的微細粒子構造の形成を試み、その形成領域とプラスチック部材をレーザ溶着の手法により、金属とプラスチックの合成部材の作成を試みた。
【００４４】
Ｓ１）金属基材の用意
実施例１と同様、金属基材１として幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム合金（Ａ５０５２）の板材を用意した。そして、同じく接合予定面２を設定した。
【００４５】
Ｓ２）金属粉体の用意
金属粉体は、実施例１と同様に混合粉体３２として、Ｆ２４０の炭化ホウ素並びにこれと同等の粒径分布を持つチタン及びアルミ金属粉体をそれぞれ用意し、あらかじめこれらを混錬した。混合の割合は、この順に、そのモル比として１：１：３としたが、他のパラメータに応じて可変すべき設計事項である。
【００４６】
Ｓ３）金属基材への混合粉体の付着
ステップＳ２において用意した混合粉体３２を前記金属基材面上の接合予定面に厚さが均一になるよう塗布の方法にて付着させた。塗布厚は概ね１０〜５０μｍとしたが、これも、次ステップのレーザクラッディングのパラメータや最終的に得られる構成部材の接合強度に照らし最適化すべき数値である。なお、３次元構造物や低コストによる塗付が困難な金属基材の接合予定面に重畳的微細粒子構造を形成する場合には、実施例１のようにクラッディング用粉体送給装置を利用するほうが望ましい。
【００４７】
Ｓ４）レーザクラッディング
ステップＳ３において金属基材の接合予定面に付着させた混合粉体３２に対し、レーザクラッディングを行った。図１１に示すように、本実施例２では、光学系を用いて直径１ｍｍのスポットビーム４に整形した波長９７０ｎｍの半導体レーザ光を用いた。スポットビーム４の走査速度は、目的とする重畳的微細粒子構造の形状と粒子数により３０ｍｍ/ｓから１００ｍｍ/ｓまで可変させた。また、スポットビーム４は幅２０ｍｍにわたり走査し、４０ｍｍ２以上領域をクラッディングした。
【００４８】
また、図１２に示すとおり、窒素ガスの吹付けも５リットル／分にて行った。矢印はレーザスポットビームの走査方向を表す。なお、本実施例２においては、図１２のようにサイドノズル方式で窒素ガスの供給を行ったが、実施例１において用いたレーザと同軸（同心円）で供給を行っても良い。
【００４９】
レーザクラッディングに用いるレーザは、本実施例において用いた半導体レーザのほか、ファイバーレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザのほか、用いる混合粉体を加熱できるものであればこれらに限定されない。次表３において、レーザクラッディングにおけるパラメータの組み合わせを示す。
【００５０】
【表３】
0006561302.tif 000004
【００５１】
ステップＳ４により得られた重畳的微細粒子構造５の複数の写真を図１３にまとめて示す。この表面写真ではレーザ照射した部位が変色し金属基材とは異なる合金領域が形成されていることが確認できる。ここで、４つの写真は、上段がアシストガス無し、下段が窒素アシストガスを５Ｌ／ｍｉｎ吹付けた場合を表し、左列は塗布した混合粉体３２の厚みとレーザの走査速度のパラメータの組み合わせが５０μｍ塗布厚と５０ｍｍ／ｓであり、右列は１０μｍ塗布厚と１００ｍｍ／ｓの組み合わせである。なお、スケールバーは全て５００μｍである。
【００５２】
図１３のうち、右列に示した上下の重畳的微細粒子構造５のそれぞれを約３０倍（スケールバー：１０μ）に拡大し、図１４の中央列に示した。窒素アシストガスを用いた下段の図については、さらに１０倍（スケールバー：１μｍ）に拡大しその図の右に示した（下段右）。一方、上段の窒素アシストガス無しの重畳的微細粒子構造５については、同一の倍率のまま重畳的微細粒子構造の表面の共晶状態を解析した結果を示した（上段右）。左の写真ではその円で囲んだ領域にアルミの分布が多いことを、右の写真では同じくチタンの分布が多いことを表している。
【００５３】
図１５は、走査型電子顕微鏡で観察した重畳的微細粒子構造の一部をＸ線回折装置により元素分析した様子を示す。エネルギー分散型Ｘ線分析により重畳的微細構造表面にマグネシウム（Ｍｇ）シリコン（Ｓｉ）が検出された。混合粉体３２にはマグネシウムやシリコンのいずれも含んでいないことから、アルミニウム金属基材１に含まれるマグネシウムやシリコンが合金層に拡散分布された結果である。
【００５４】
Ｓ５）プラスチック部材の用意
プラスチック部材７２として、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み２ｍｍのＰＡ６６からなるシートを用意した。なお、本実施例２においては、プラスチック部材７２上に接合予定面を厳格に定めていないが、プラスチック部材が成型品である場合は、これを定める必要がある。
【００５５】
Ｓ６）金属基材とプラスチック部材との当接及び押圧
ステップＳ４により金属基材の接合予定面上に形成された重畳的微細粒子構造面５と、前記プラスチック部材７２を重ね合わせて当接し、押圧した。その方法は実施例１と同様である。
【００５６】
Ｓ７）レーザ接合
ステップＳ６により金属基材の接合予定面に押圧されたプラスチック部材７２側からスポット状に整形した半導体レーザのレーザスポット９を照射しレーザ接合を行った。この方法も実施例１と同様である。
【００５７】
本実施例２においても、ステップＳ４においてクラッディングに用いたレーザ光を用いた。この波長９７０ｎｍは、プラスチック部材７２を透過する波長である。なお、使用するプラスチックに対し透過性を有する波長であれば、他のレーザを用いることも可能である。具体的なパラメータは次表１に示す。
【００５８】
ステップＳ４のクラッディングにより形成された重畳的微細粒子構造５を有する合金層は、前記レーザ光の波長に対し透過性を有しないため、プラスチック部材７２を透過し接合予定面に照射された当該レーザ光を吸収し熱に変換される。変換された熱は、当接し押圧されたプラスチック部材７２の接合予定面に伝搬し、これを溶融する。溶融したプラスチック部材７２は前記重畳的微細粒子構造５に入り込み及び包み込み、その結果、金属基材１とプラスチックを強固に接合する。
【００５９】
以上のステップにより接合された金属基材１とプラスチック部材７２からなる複合部材のせん断引張強度試験結果を図１６に示す。その結果、４０ＭＰａを超える接合強度を得た。なお、アシストガスとして窒素ガスを使用した場合と未使用の場合とでは、未使用の方が接合強度が高い結果となったが、図１６中のエラーバー（±３シグマ）にみられる様に接合強度のばらつきが少なくなった。
【００６０】
図１７に前記複合部材を剥離させた後の様子を示す。剥離後のプラスチックの接合部表面には金属側の微粒子が一部付着するが、アシストガスを用いたほうが付着が少なく、隆起した重畳的微細構造が金属基材と十分に密着した合金層を形成したことを確認した。
【実施例３】
【００６１】
本実施例３においては、実施例１と同一の方法、材料及びパラメータにより金属基材上に形成した重畳的微細粒子構造５と、レーザの透過性を有しないＣＦＲＴＰ７３（炭素繊維と樹脂との複合材料である炭素繊維強化プラスチック）を、レーザ接合に代わってホットプレス法により接合した。図１８はその概略装置構成図である。また、次表４はそのパラメータである。
【表４】
0006561302.tif 000005
【００６２】
図１９において、接合の結果を示す。写真に写っている右の幅広のシートは、溶融したＣＦＲＴＰ７３がホットプレスに付着しないための保護シートである。そして、左側の重なった二枚が接合された複合素材である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
重畳的微細粒子構造を低コスト且つ効率よく形成することができ、ひいては、これを用いて低コストと生産性の高い金属基材とプラスチックの複合部材の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１      金属基材
１１    凸形状
１２    凹形状
１３    重畳的凸−凹形状
１４    重畳的凸−凸形状
１５    重畳的凹−凸形状
１６    隆起形状
２      接合予定面
３１    混合粉体
３２    混合粉体（混錬タイプ）
４      クラッディング用レーザスポット（スポットビーム４）
４１    クラッディングノズル
４２    粉体送給ノズル
５      重畳的微細粒子構造
６      裏当てプレート
７１    プラスチック部材（ＰＡ６６、厚さ１ｍｍ）
７２    プラスチック部材（ＰＡ６６、厚さ２ｍｍ）
７３    ＣＦＲＴＰ
８１    ガラス
８２    ヒーター
８３    油圧プレス
９      接合用レーザスポット（スポットビーム９）
【図１】
0006561302.tif 000006
【図２】
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【図３】
0006561302.tif 000008
【図４】
0006561302.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006561302.tif 000012
【図８】
0006561302.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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