(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量で、火炎デッキの領域で十分に耐性のある内燃機関用シリンダヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】シリンダヘッド（１）を、各シリンダのクラウンを構成する火炎デッキが存在する主要部（２）と、弁の制御手段のハウジングが存在する動作部（３）とに分割するステップと、最初に、鋳型（５）内の鋳造プロセスによってシリンダヘッド（１）の単一の主要部（２）を製造するステップと、続いて、シリンダヘッド（１）の、先に製造された主要部（２）から始まる層の上に層を付加する付加製造によって、シリンダヘッド（１）の動作部（３）を製造するステップとを含む。【選択図】図１
2022003166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用シリンダヘッド（１）の製造方法であって、前記製造方法は、
前記シリンダヘッド（１）を、各シリンダのクラウンを構成する火炎デッキが存在する主要部（２）と、弁の制御手段のハウジングが存在する動作部（３）とに分割するステップと、
最初に、鋳型（５）内の鋳造プロセスによって前記シリンダヘッド（１）の前記単一の主要部（２）を製造するステップと、
続いて、前記シリンダヘッド（１）の、先に製造された前記主要部（２）から始まる層の上に層を付加する付加製造によって、前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）を製造するステップと
を含む、製造方法。
【請求項２】
前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）は、金属粉末（１３）の層上に層を付加するＰＢＦと呼ばれる付加製造プロセスによって製造され、
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記付加製造に使用されたのと同じ金属粉末（１３）を使用することによって、前記主要部（２）の上面（８）に開口するすべての穴または空洞を充填するさらなるステップが提供される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）を製造した後、前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）に残留した前記金属粉末（１３）と、続く印刷プロセス中に堆積した前記金属粉末（１３）とを除去するさらなるステップを含む、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記主要部（２）の上面（８）に開口するすべての前記穴または空洞を充填するために使用される前記金属粉末（１３）を横方向に収容する、頂部が開口したカップ形状の容器（１２）に、前記主要部（２）を挿入するさらなるステップを含む、請求項２または３に記載の製造方法。
【請求項５】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記主要部（２）を支持プレート（１０）上に載置してこれに結合するさらなるステップであって、前記支持プレートは前記付加製造の位置基準であり、底部で前記容器（１２）を区画する、ステップを含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記容器（１２）は、少なくとも１つの充填要素を備え、前記充填要素は、前記容器（１２）を充填するのに必要な粉末（１３）の量を減らすように、前記容器（１２）の内側に向かって突出し、前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）の外形をネガに再現する、請求項４または５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記充填要素は、前記容器（１２）の内部に配置された前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）に接近または離隔するように、前記容器（１２）に対して移動可能である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、チップ除去機械加工によって前記主要部（２）の上面（８）を平坦にして、前記上面（８）が所定の表面粗さを得ることを可能にするさらなるステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記主要部（２）の上面（８）を脱酸するさらなるステップを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記主要部（２）の上面（８）を加熱するさらなるステップを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、
前記主要部（２）の実際の３Ｄプロファイルを得るために、前記主要部（２）の３Ｄ走査を実行するステップと、
前記主要部（２）の前記実際の３Ｄプロファイルに前記動作部（３）の設計を調整するステップと
を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）を支持プレート（１０）上に載置かつ結合するさらなるステップであって、前記支持プレートは前記付加製造の位置基準である、ステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記支持プレート（１０）は、前記支持プレート（１０）から垂直に突出し、かつ前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）に存在する対応する空洞に係合するように設計されたストライカ本体を有する、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）を前記支持プレート（１０）上に載置かつ結合する前に、チップ除去機械加工によって前記主要部（２）の下面（７）を平坦にして、前記下面（７）が所定の表面粗さを得ることを可能にするさらなるステップを含む、請求項１２または１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）に、前記主要部（２）を前記支持プレート（１０）に結合するために使用される幾何学的基準、特に、前記主要部（２）の下面（７）に開口する穴またはねじ穴、を形成するさらなるステップを含む、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１６】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）の製造を開始する前に、前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）が熱焼き入れおよびエージング処理を受けるさらなるステップを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
付加製造によって前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）を製造した後、前記シリンダヘッド（１）が熱応力緩和処理を受けるさらなるステップを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記シリンダヘッド（１）の前記主要部（２）は、第１の金属合金を使用する鋳造によって製造され、前記シリンダヘッド（１）の前記動作部（３）は、前記第１の金属合金とは異なる第２の金属合金を使用する付加製造によって製造される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本特許出願は、２０２０年６月１７日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２０００００１４４５８号明細書に対する優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、内燃機関用シリンダヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関は、一般に、複数のシリンダが得られるエンジンブロックを備え、各シリンダは、それぞれの燃焼室と、燃焼によって生成された力をクランクシャフトに伝達するためにクランクシャフトに機械的に接続されたそれぞれのピストンとを備える。エンジンブロックには、少なくとも１つのシリンダヘッドが設けられ、シリンダヘッドは、シリンダのクラウン（すなわち、シリンダの上側閉鎖）を構成し、吸気弁および排気弁ならびに対応する制御手段（すなわち、リターンスプリングおよびカムシャフト）を収容するように設計される。
【０００４】
シリンダヘッドは、現在、（重量減少の重要さが低い場合）鋼製または（より軽い重量を必要とする高性能エンジンの場合）軽量アルミニウム合金製である。
【０００５】
軽量アルミニウム合金で作製された部分的に完成したシリンダヘッドを製造するために様々な技術が利用可能であり、従来の解決策（例えば、国際公開第２００５０８４８５１号パンフレット、独国特許出願公開第１０２００９０２１４７１号明細書、米国特許出願公開第２００８０１７３４６号明細書および独国特許出願公開第１０２０１４２０４８５９号明細書に記載されているように）は、溶融プロセス、例えば重力方式または低圧での鋳造プロセス（ダイカストまたは砂型鋳造とすることができる）であるが、最近、可能な解決策として付加製造も提案され、これは製造業者が特に複雑で軽量の内部形状（すなわち、特に薄い壁厚を有する）を得ることを可能にするからである。
【０００６】
しかしながら、軽量アルミニウム合金で製造された部分的に完成したシリンダヘッドを製造するための付加製造の使用は、シリンダヘッドのかなりの寸法に起因して、その長い製造時間（したがって、高い製造コスト）のために、および特に、火炎デッキに近い領域で破損する傾向があるシリンダヘッドの低い機械的耐性のために、満足のいくものではないことが証明されている。
【０００７】
特許出願国際公開第２０１４１６５７３４号パンフレットは、内燃機関のピストンを製造するための方法を記載し、ピストンは２つの部品を備え、これらはジョイントによって互いに接合され、一方は鋳造または鍛造によって製造され、他方は付加製造プロセスによって製造される。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、内燃機関用シリンダヘッドの製造方法を提供することであり、これにより、製造業者は、同時に、軽量で十分に耐性がある（特に火炎デッキの領域で）シリンダヘッドを製造することができる。
【０００９】
本発明によれば、添付の特許請求の範囲による内燃機関用シリンダヘッドの製造方法が提供される。
【００１０】
添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を説明し、説明の不可欠な部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
次に、本発明を、その非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照して説明する。
【図１】本発明による内燃機関のシリンダヘッドの概略斜視図である。
【図２】図１のシリンダヘッドの概略斜視分解図である。
【図３】図１のシリンダヘッドが製造される製造ユニットの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１において、番号１は、全体として、内燃機関のシリンダヘッドを示す。
【００１３】
シリンダヘッド１は、内燃機関のシリンダ（すなわち、シリンダの上側閉鎖）のクラウンを構成し、したがって、各シリンダのクラウンを構成する火炎デッキを有し、さらに、シリンダヘッド１は、吸気弁および排気弁ならびに対応する制御手段（すなわち、リターンスプリングおよびカムシャフト）を収容するように設計されており、したがって、シリンダヘッド１内には、吸気弁および排気弁のハウジングならびに弁制御手段のハウジングが存在する。
【００１４】
図２によれば、準備段階（すなわち、設計段階中）において、シリンダヘッド１は、各シリンダのクラウンを構成する火炎デッキが存在する主要部２と、弁制御手段のハウジングが存在する動作部３とに分割される。シリンダヘッド１では、２つの部分２および３は、恒久的かつ分離不能に互いに接続されており、すなわち、シリンダヘッド１を破壊または切断しない限り、２つの部分２および３を分離することはできない。
【００１５】
シリンダヘッド１の主要部２には燃焼室の領域があり、機械的加工に続いて、最終表面は燃焼が起こる領域に面しなければならず、したがって、材料に局所的に要求される機械的および応力耐性特徴は非常に高くなければならない。
【００１６】
シリンダヘッド１の動作部３にはカムシャフトの領域があり、構成要素の設計は通常、潤滑および冷却回路により必要とされる特定の形状を有する空洞および回路を含み、したがって、シリンダヘッド１の動作部３において、必要な特徴は、基本的に、軽量性および幾何学的複雑さである。
【００１７】
図３において、番号４は、全体として、シリンダヘッド１を製造するように設計された生産プラントを示す。
【００１８】
生産プラント１は、鋳型５を備える鋳造ベンチ（すなわち、ダイカスト機械）を備えた鋳造ステーションＳ１を備え、鋳型は、開くことができ、シリンダヘッド１のソール主要部２の形状をネガに再現する。鋳造ステーションＳ１では、シリンダヘッドのソール主要部２は、鋳造プロセス、例えば鋳型５への重力または低圧鋳造によって製造され、すなわち、供給装置が所定量の溶湯を鋳型５内に供給し、これが鋳型５内で硬化することによってシリンダヘッド１の主要部２を生成する。続いて、溶湯の硬化後、シリンダヘッド１の主要部２を部分的に完成した状態で取り外すために、鋳型５を開く。部分的に完成した状態のシリンダヘッド１の主要部２を鋳型５から取り出した後、余分な部分が除去される（すなわち、ライザーおよびバリなどの鋳造プロセスの残留物）。
【００１９】
生産プラント１は、工業炉９を備えた処理ステーションＳ２を備え、シリンダヘッド１の主要部２に、（以下に説明するように、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に）熱き焼入れおよびエージング処理を施す。
【００２０】
生産プラント１は、加工および取り付けステーションＳ３を備え、工作機械６によって、部分的に完成した状態のシリンダヘッド１の主要部２は、機械的加工を受け（前記機械的加工は、処理ステーションＳ２での熱加工後に実行される）、特に、最初に、主要部２の下面７（図２に示す）は、下面７が所定の表面粗さを得ることができるように、チップ除去機械加工によって平坦にされ、その後、主要部２の上面８（図２に示す）（下面７に平行であり、下面７に対向する）は、上面８が所定の表面粗さを得ることができるように、チップ除去機械加工によって平坦にされる。
【００２１】
付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に、以下に説明するように、チップ除去機械加工（例えば、フライス加工によって）によって主要部２の下面７を平坦にして、下面７が比較的低い所定の表面粗さを得ることを可能にする。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、主要部２の機械加工中に、加工および取り付けステーションＳ３は、主要部２において幾何学的基準（例えば、主要部２の下面７を貫通する穴またはねじ穴）を取得することを可能にする。
【００２３】
主要部２の下面７の加工（幾何学的基準の作成を含む）が終了すると、シリンダヘッド１の主要部２は、調整された支持プレート１０に結合され、支持プレートは後続の付加製造のための位置基準を構成し、すなわち、シリンダヘッド１の主要部２は、支持プレート１０上の所定位置に載置されて拘束されている。明らかに、主要部２の下面７は、支持プレート１０と直接接触するものであり、したがって、主要部２の下面７は、主要部２と支持プレート１０との間の結合をより安定させるために、好ましくは（先に行われた機械的加工により）滑らかでなければならない。可能な実施形態によれば、支持プレート１０はストライカ本体を有し、これは支持プレート１０から垂直に突出し、シリンダヘッド１の主要部２で利用可能な対応する（先に作成された幾何学的基準と一致するかまたは一致しない）空洞に係合するように設計され（すなわち、前記空洞は、特に支持プレート１０への結合のために製造することができ、または主要部２に自然に存在することができ）、このようにして、主要部２と支持プレート１０との間のより良好でより安定した結合が保証される。
【００２４】
主要部２において（特に、主要部２の下面７を通って）得られた幾何学的基準は、主要部２の支持プレート１０への結合を容易にし、改善する（より正確にする）。
【００２５】
主要部２が支持プレート１０上に取り付けられ、以下に説明するように、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に、以下に説明するように、チップ除去機械加工（例えば、フライス加工によって）によって主要部２の上面８を平坦にして、上面８が比較的低い所定の表面粗さを得ることを可能にし、表面粗さは、シリンダヘッド１の動作部３のその後の接着性を改善するために小さくても小さくなくてもよい。すなわち、一般的に言えば、下面７は支持プレート１０にしっかりと接着しなければならないため、上面８の表面粗さは下面７の表面粗さよりも大きいが、その一方で、シリンダヘッド１の動作部３は付加製造によって上面８に印刷されなければならない。
【００２６】
すなわち、主要部２の下面７の加工と主要部２の上面８の加工との間に、主要部２の下面７を支持プレート１０上に載置することで、主要部２を支持プレート１０に取り付ける。別の実施形態によれば、主要部２の下面７の加工および主要部２の上面８の加工の両方は、主要部２の下面７を支持プレート１０上に載置ことによって、主要部２を支持プレート１０上に取り付ける前に行われる（明らかに、付加製造による後続の印刷プロセスのために正しい平坦性が確保される必要がある）。
【００２７】
生産プラント１は、３次元スキャナ１１が設けられた測定ステーションＳ４を備え、３次元スキャナは（以下に説明するように、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に）（支持プレート１０に取り付けられた）主要部２の実際の３次元プロファイルを得るために主要部２の３次元走査を実行し、すなわち、３次元走査のおかげで、主要部２の実際の寸法および形状は、構成公差を除いて再構築することができる。動作部３の設計は、好ましくは、主要部２の実際の３次元プロファイルに合わせて調整（例えば、加熱および／または変形）され、明らかに、調整は数ミリメートル未満に制限されているが、いずれにせよ、それらはその後、シリンダヘッド１の主要部２とシリンダヘッド１の動作部３との間のほぼ完全な結合を可能にする。
【００２８】
生産プラント１は、充填ステーションＳ５を備え、（支持プレート１０に取り付けられた）主要部２は、頂部が開いており、（多かれ少なかれ）平行六面体様形状を有するカップ形状容器１２に挿入され、支持プレート１０は、好ましくは容器１２の基部を構成し（容器１２を底部で区画する）、すなわち、容器１２は、支持プレート１０を４つの垂直側壁に結合することによって得られる。容器１２は、小さな隙間で主要部２を内側に収容するように、すなわち、主壁２が挿入された後に容器１２の内側に自由のままである容積を最小限にするように寸法決めされる。続いて、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に、後述するように、主要部２の上面８を貫通して開口するすべての穴または空洞は、後続の付加製造によって使用されるのと同じ金属粉末１３である金属粉末１３を使用して充填され、容器１２の機能は、主要部２の上面８を通って開口するすべての穴または空洞を充填するために使用される金属粉末１３を横方向に収容する機能である。
【００２９】
基本的に、充填ステーションＳ５のすぐ外側には粉末ベッド１３（主要部２の上面８と同一平面上）があり、その上に付加製造によって層を堆積させることができる。
【００３０】
可能な実施形態によれば、充填ステーションにおける粉末１３による充填は、空気が不活性ガス（例えば、アルゴン）によって置き換えられる制御された（改質された）雰囲気で行われる。
【００３１】
生産プラント１は、ＰＢＦ（「粉末ベッド融合」）と呼ばれる付加製造プロセスに従って動作し、したがって熱エネルギーを使用して以前に堆積された金属粉末層１３内の特定の点を溶融する付加製造機１４を備える付加製造ステーションＳ６を備え、特に、レーザ源によって生成された熱エネルギーは、金属粉末１３を溶融し、これを冷却することによって凝固させ、そうすることによって動作部３の各部分が製造される。したがって、動作部３は、最終形状を得るために層ごとに繰り返されるプロセスを用いて、層設計から開始して製造される。層（レベル）の融合後、支持プレート１０を収容する構築プラットフォームが下げられ、リコータが金属粉末１３の新しい層を堆積させ、手順が繰り返される。
【００３２】
付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３を製造するために、（支持プレート１０上に取り付けられ、容器１２内に収容され、粉末１３が充填される）シリンダヘッド１の主要部２が付加製造機１４に挿入され、付加製造は、シリンダヘッド１の先に製造された主要部２から出発して金属粉末１３の層上に層を付加し、すなわち、シリンダヘッド１の動作部３は、（先に鋳造によって製造された）主要部２の上に直接層状に構築される。これに関して、ＰＢＦと呼ばれる付加製造プロセスは空隙上に粉末層１３を追加することができず、このため、主要部２の上面８を貫通するすべての穴および空洞は金属粉末１３を使用して事前に一時的に充填され、このようにして、主要部２は（一時的に）中実で平らな表面を有し、シリンダヘッド１の動作部３を層状に構築することができることを指摘しておくべきである。
【００３３】
容器１２は、容器１２を充填するのに必要な粉末１３の量を減らすために（付加製造プロセスの開始前に金属粉末１３の充填を完全に排除するための最良のシナリオ）、支持プレート１０または側壁から突出し（すなわち、容器１２の内側に向かって突出し）、かつシリンダヘッド１の主要部２の外形をネガに再現する充填要素を備えることができる。これらの（支持プレート１０または容器１２の側壁に取り付けられている）充填要素はまた、容器１２の内側に配置されたシリンダヘッド１の主要部２に接近する／主要部から離れるように移動するために（単一の方向または互いに垂直な異なる方向に）移動可能であり得、充填要素の移動は、主要部２を容器１２に挿入／容器から取り外すことを可能にするため（すなわち、充填要素は、主要部２を移動させるのに必要な「操縦空間」を形成するために遠ざかる）、および主要部２の構成公差を補うため（すなわち、公称寸法と比較してわずかに大きいか、またはわずかに小さい主要部２に調整するために）の両方で機能する。
【００３４】
シリンダヘッド１の主要部２は、動作部３のその後の構築を単純化するために、上面８を通って開口する穴または空洞の存在を回避（または少なくとも制限）するように設計することができることを指摘しておくべきである。
【００３５】
添付の図面に示す好ましいが非結合の実施形態では、金属粉末１３の使用を必要とするＰＢＦと呼ばれる付加製造プロセスが使用され、他の実施形態によれば、例えば、ＢＩＭ（「バインダ射出成形」）と呼ばれる付加製造プロセス、ＭＩＭ（「金属射出成形」）と呼ばれる付加製造プロセス、またはＬＣ（「レーザクラッディング」）と呼ばれる付加製造プロセスなど、金属粉末１３の使用および存在を必要としない他の付加製造プロセスを使用することができる。明らかに、ＰＢＦと呼ばれる付加製造プロセスはもはや使用されないので、容器１２および金属粉末１３（したがって、充填ステーションＳ５および洗浄ステーションＳ７の存在）の存在はもはや必要ではない。
【００３６】
生産プラント１は、洗浄機１５を備えた洗浄ステーションＳ７を備え、動作部３の製造が終了すると、完了したシリンダヘッド１は、容器１２から取り出され、支持プレート１０から取り出され、洗浄のために洗浄機１５に挿入され、特に動作部３の印刷のために堆積された粉末１３を除去することによって、および主要部２の上面８を貫通して開口するすべての穴または空洞を一時的に閉じるため以前に使用された粉末１３を除去することによって洗浄される。洗浄機１５は、吸引を使用して粉末１３を除去するが、サンドブラスト、超音波または化学洗浄によってシリンダヘッド１の最終洗浄を実行することもできる。明らかに、可能な印刷支持体は、シリンダヘッド１の線状（サンドブラスト）を実行する前に（手動または自動で）除去されなければならない。
【００３７】
生産プラント１はまた、シリンダヘッド１（ここでは部品２および３の両方を備えている）が熱応力緩和処理を受ける工業炉１６を備えた処理ステーションＳ８を備えることができる。
【００３８】
（可能な）処理ステーションＳ８の後、ヘッド１は、異なる品質管理および最終結果を得るために必要なその後の機械的加工の準備ができている。
【００３９】
可能な実施形態によれば、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に（特に、充填ステーションの直前、すなわち粉末１３を主要部２に添加する前に）、主要部２の上面８の脱酸、すなわち主要部２の上面８からすべての表面酸化物を除去するための化学処理があり得る。主要部２の上面８の前記脱酸は、主要部２の上面８に対する動作部３の初期層の接着を改善することを目的とする。
【００４０】
可能な実施形態によれば、付加製造によってシリンダヘッド１の動作部３の製造を開始する前に（特に、主要部２が既に付加製造機１４の内部にある場合）、例えば赤外線ランプを使用して、主要部２の上面８を加熱することができ、主要部２の上面８の前記加熱は、主要部２の上面８に対する動作部３の初期層の接着を改善することを目的とする。
【００４１】
可能な実施形態によれば、シリンダヘッド１の主要部２は、第１の金属合金（典型的には、アルミニウム系合金、例えばＡ３５４またはＡ３５６合金）を使用する重力鋳造によって製造され、シリンダヘッド１の動作部３は、第１の金属合金とは異なり、第１の金属合金と適合する（すなわち、第１の金属合金にしっかりと接着することができ、使用時に第１の金属合金と同じ熱膨張を有する）第２の金属合金（典型的には、アルミニウム系合金、例えばＡ６０６１、ＡｌＳｉ９Ｃｕ３またはＡｌＳｉ１０Ｍｇ合金）を使用する付加製造によって製造される。このようにして、各金属合金は、使用時に受ける応力に対して最適化することができ、実際、シリンダヘッド１の主要部２は、使用時に、シリンダ内で起こる燃焼から生じる高い機械的および熱的応力を受ける（シリンダヘッド１の主要部２は、火炎デッキを含むため、シリンダのクラウンを構成する）のに対して、シリンダヘッド１の動作部３は、使用時に、はるかに小さい機械的および熱的応力を受ける。
異なる実施形態によれば、シリンダヘッド１の両方の部品２および３は、同じ金属合金（典型的には、アルミニウム系合金）によって製造される。
【００４２】
本明細書に記載の実施形態は、この理由で本発明の保護範囲を超えることなく、互いに組み合わせることができる。
【００４３】
上記の製造方法は、異なる利点を有する。
【００４４】
まず、上述の製造方法により、製造業者は、非常に軽量かつ非常に耐性のあるシリンダヘッド１を得ることができる。この結果は、シリンダヘッド１の主要部２が高い耐性を保証する従来の鋳造プロセスで製造される（加えて、シリンダヘッド１の主要部２は、高い機械的および熱的応力に抵抗しなければならないため、必然的に厚い壁を有し、複雑すぎる幾何学的形状を有してはならないため、付加製造によって製造されることから特に利益を得ない）のに対して、シリンダヘッド１の動作部３は、軽さを最大にするために、非常に複雑な形状および薄い厚さを可能にする付加製造によって製造されるという事実のおかげで得られる。
【００４５】
さらに、鋳造プロセスが通常よりも著しく小さい部品（すなわち、シリンダヘッド１のソール主要部２であって、シリンダヘッド１の全体積のほぼ半分をわずかに上回る、ソール主要部２）を製造するために使用されるという事実は、シリンダヘッド１の主要部２において、通常よりも大きな機械的抵抗を発生させ、実際、鋳型５に供給される溶湯の量を減少させることによって、凝固時間が減少し、したがって最終的な機械的抵抗が増加する。
【００４６】
言い換えると、上記の製造方法は、２つの製造技術（鋳造及び付加製造）の最も良い点（すなわち、強い一組）をより良く組み合わせ、２つの製造技術の最悪な点（すなわち弱さ）を排除する。
【００４７】
実際、鋳造は、高温の下であっても高い機械的特徴値を保証するため、シリンダヘッド１の主要部２を製造するための理想的な製造技術である。一方、付加製造は、シリンダヘッド１の動作部３を製造するための理想的な製造技術であり、その理由は、従来の設計と比較して複雑で軽量な形状、ならびに非常に限定された厚さおよび得られにくい異なるコアの鋳造壁を確実にするためであり、さらに、鋳造プロセス中にこれらの形状を得るためには、操作が複雑で問題があり、「鋳型製造」および「コア組立」として知られている活動、すなわち設備からの砂型の充填および抽出の活動が必要であり、これらの形状はその後、所望の形状の「ネガ」を得るために組み立てられる。
【００４８】
さらに、付加製造（これは、製造される部品が大きいほど、技術が遅くなる低速製造技術である）によってシリンダヘッド１の単一の動作部３を製造することによって、シリンダヘッド１の製造は、単一の鋳造による製造と比較してより多くの時間を必要とするが、この時間延長は過度ではない。
【００４９】
付加製造によって製造された動作部３は、印刷プロセス（いわゆる「付加製造のための設計」）を軽量化および最適化し、それによって印刷時間を短縮し、物品全体の重量を低減し、製造プロセスを最適化する目的で、最初から設計されることが好ましい。実際、付加製造を考慮して動作部３を設計することにより、最初から、失われた溶融粉末を構成する印刷プロセスに必要な支持体（すなわち、物品洗浄段階中に廃棄され除去される材料）を最小限に抑えることが可能である。
【００５０】
最後に、上述の製造方法は、商業的な製造および加工技術のみを使用するので、実施するのが簡単で経済的である。
【符号の説明】
【００５１】
１  シリンダヘッド
２  主要部
３  動作部
４  生産プラント
５  鋳型
６  工作機械
７  下面
８  上面
９  工業炉
１０  支持プレート
１１  ３次元スキャナ
１２  容器
１３  粉末
１４  付加製造機
１５  洗浄機
１６  工業炉
Ｓ１  鋳造ステーション
Ｓ２  処理ステーション
Ｓ３  加工および取り付けステーション
Ｓ４  測定ステーション
Ｓ５  充填ステーション
Ｓ６  付加製造ステーション
Ｓ７  洗浄ステーション
Ｓ８  処理ステーション
【図１】
2022003166.tif 000003
【図２】
2022003166.tif 000004
【図３】
2022003166.tif 000005
【外国語明細書】
2022003166000001.pdf
2022003166000002.pdf
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